EP2288670A1 - Neue übergangsmetall-komplexe und deren verwendung in organischen leuchtdioden - iv - Google Patents

Neue übergangsmetall-komplexe und deren verwendung in organischen leuchtdioden - iv

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EP2288670A1
EP2288670A1 EP09761703A EP09761703A EP2288670A1 EP 2288670 A1 EP2288670 A1 EP 2288670A1 EP 09761703 A EP09761703 A EP 09761703A EP 09761703 A EP09761703 A EP 09761703A EP 2288670 A1 EP2288670 A1 EP 2288670A1
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EP
European Patent Office
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unsubstituted
independently
substituted
iii
group
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Withdrawn
Application number
EP09761703A
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Oliver Molt
Christian Lennartz
Evelyn Fuchs
Korinna Dormann
Nicolle Langer
Christian Schildknecht
Jens Rudolph
Gerhard Wagenblast
Soichi Watanabe
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
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Definitions

  • the present invention relates to metal complexes comprising at least one polycyclic aromatic ligand which is linked to the central metal via a nitrogen atom and a carbon atom and contains at least one heteroatom selected from O and S, an organic light-emitting diode containing at least one metal complex according to the invention, a light an emitting layer comprising at least one metal complex according to the invention, an organic light-emitting diode containing at least one light-emitting layer according to the invention, the use of the at least one metal complex according to the invention in organic light-emitting diodes and a device selected from the group consisting of stationary screens, such as computer screens, Televisions, screens in printers, kitchen appliances and billboards, lights, billboards and mobile screens, such as screens in cell phones, laptops, digital cameras, vehicles, and target displays on buses and trains, containing at least one organic light-emitting diode according to the invention.
  • stationary screens such as computer screens, Televisions, screens in printers, kitchen appliances and billboards, lights
  • OLEDs organic light emitting diodes
  • the property of materials is used to emit light when excited by electric current.
  • OLEDs are of particular interest as an alternative to cathode ray tubes and liquid crystal displays for the production of flat panel displays. Due to the very compact design and the intrinsically low power consumption, the devices containing OLEDs are particularly suitable for mobile applications, eg. For applications such as cell phones, laptops, etc.
  • phosphorescent materials can be used in addition to fluorescent materials (fluorescence emitters).
  • the phosphorescence emitters are usually organometallic complexes which, in contrast to the fluorescence emitters which exhibit singlet emission, exhibit triplet emission (MA Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75 , 4 - 6).
  • MA Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75 , 4 - 6 For quantum mechanical reasons, up to fourfold quantum, energy and power efficiency is possible when using the phosphorescence emitters.
  • To take advantage of the incorporation of the organometallic phosphorescence To put emitters into practice, it is necessary to provide phosphorescence emitters having a high operational life, high efficiency, high stability against temperature stress, and a low insertion and operating voltage.
  • WO 2007/095118 relates to metal complexes of cyclometalated imidazo [1,2-phenanthridine and diimidazo [1,2-A: 1 ', 2'-C] quinazoline ligands and isoelectronic and benzanellated derivatives thereof.
  • the metal complexes according to WO 2007/0951 18 are characterized in that the abovementioned ligands according to the disclosure in WO 2007/0951 18 contain heteroatoms essentially exclusively nitrogen atoms.
  • the metal complexes are phosphorescent and are used in OLEDs.
  • the OLEDs according to WO 2007/0951 18 show a long-lasting and efficient blue, green and red emission.
  • Object of the present invention over the above-mentioned prior art is to provide further suitable for phosphorescence metal complexes for use in OLEDs that show a balanced range of properties, eg. B. good efficiencies, improved lifetime and higher stabilities in the device and good charge transport properties and thermal stability, and preferably in the blue to light blue region of the electromagnetic spectrum when used in an OLED as emitter electroluminescence show.
  • a balanced range of properties eg. B. good efficiencies, improved lifetime and higher stabilities in the device and good charge transport properties and thermal stability, and preferably in the blue to light blue region of the electromagnetic spectrum when used in an OLED as emitter electroluminescence show.
  • a metal complex comprising at least one ligand of the general formula (I) or (II)
  • Y 4 , Y 5 are independently C or N;
  • T 3 , T 4 , V 4 , V 5 are independently C or N;
  • R 1 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted cycloalkyl, unsubstituted or substituted heterocycloalkyl, unsubstituted or substituted aryl, unsubstituted or substituted heteroaryl, unsubstituted or substituted alkenyl, unsubstituted or substituted cycloalkenyl, unsubstituted or substituted alkynyl, SiR 3 3, halogen, a substituent with donor or acceptor activity; furthermore, two radicals R 1 may together form an alkylene or arylene bridge;
  • R 2 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted heteroaryl; furthermore, two radicals R 2 or one radical R 2 and one radical R 1 may together form an alkylene or arylene bridge; R 3 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted heteroaryl;
  • suitable metal complexes can be provided for use in OLEDs, wherein the OLEDs by a balanced range of properties, eg. B. by good efficiencies, excellent durability and very good stabilities in the device and good charge transport properties and thermal stability over known in the art OLEDs.
  • OLEDs can be provided which emit light in the blue to light blue region of the electromagnetic spectrum.
  • the metal complexes according to the invention can be used in any layer of an OLED, it being possible to vary the ligand skeleton or central metal in order to adapt to desired properties of the metal complexes.
  • the metal complexes according to the invention are preferably used in the light-emitting layer.
  • the metal complexes according to the invention can be used as emitter materials and / or matrix materials.
  • the metal complexes according to the invention are preferably used as emitter materials in OLEDs.
  • aryl radical or group is meant a radical having a skeleton of 6 to 30 carbon atoms, preferably 6 to 18 carbon atoms, which is composed of one aromatic ring or more condensed aromatic rings.
  • Suitable backbones are, for example, phenyl, naphthyl, anthracenyl or phenanthrenyl. This backbone may be unsubstituted (ie, all carbon atoms which are substitutable bear hydrogen atoms) or substituted at one, several or all substitutable positions of the backbone.
  • Suitable substituents are, for example, alkyl radicals, preferably alkyl radicals having 1 to 8 carbon atoms, more preferably methyl, ethyl or i-propyl, aryl radicals, preferably C 6 - aryl radicals which in turn may be substituted or unsubstituted, heteroaryl radicals, preferably heteroaryl radicals which contain at least one nitrogen atom particularly preferably pyridyl radicals, alkenyl radicals, preferably alkenyl radicals which carry a double bond, particularly preferably alkenyl radicals having a double bond and 1 to 8 carbon atoms, or groups having donor or acceptor action. Suitable groups with donor or acceptor action are mentioned below.
  • the substituted aryl radicals carry substituents selected from the group consisting of methyl, isopropyl, F, CN, aryloxy and alkoxy, thioaryl, thioalkyl, heteroaryl.
  • the aryl group or the aryl group is a C 6 -C 8 aryl group, more preferably a C ⁇ -aryl radical which is optionally substituted with at least one or more of the substituents mentioned vorste- basis.
  • the C ⁇ -C-aryl radical preferably C 6 -aryl radical, has none, one, two, three or four of the abovementioned substituents.
  • a heteroaryl radical or a heteroaryl radical is to be understood as meaning radicals which differ from the abovementioned aryl radicals in that at least one carbon atom in the skeleton of the aryl radicals is replaced by a heteroatom.
  • Preferred heteroatoms are N, O and S.
  • one or two carbon atoms of the backbone of the aryl radicals are replaced by heteroatoms.
  • the backbone is particularly preferably selected from systems such as pyridine and five-membered heteroaromatics such as pyrrole, furan, pyrazole, imidazole, thiophene, oxazole, thiazole, triazole.
  • the backbone may be substituted at one, several or all substitutable positions of the backbone. Suitable substituents are the same as those already mentioned with respect to the aryl groups.
  • alkyl radical or an alkyl group is to be understood as meaning a radical having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 8, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms.
  • This alkyl radical may be branched or unbranched and may optionally be interrupted by one or more heteroatoms, preferably Si, N, O or S, more preferably N, O or S.
  • this alkyl radical may be substituted by one or more of the above Substituted aryl groups may be substituted. It is also possible for the alkyl radical to carry one or more (hetero) -aryl groups.
  • B. benzyl radicals thus substituted alkyl radicals.
  • alkyl radicals are particularly preferably selected from the group consisting of methyl, ethyl, isopropyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl and tert-butyl, very particularly preferred are methyl, iso-propyl.
  • a cycloalkyl radical or a cycloalkyl group is a radical having 3 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, particularly preferably 3 to 8
  • This backbone may be unsubstituted (i.e., all carbon atoms that are substitutable bear hydrogen atoms) or substituted at one, several, or all substitutable positions of the backbone.
  • Suitable substituents are those already mentioned above with regard to the aryl radicals.
  • suitable cycloalkyl radicals are cyclopropyl, cyclopentyl and cyclohexyl.
  • a heterocycloalkyl radical or a heterocycloalkyl radical is to be understood as meaning radicals which differ from the abovementioned cycloalkyl radicals in that in the skeleton of the cycloalkyl radicals at least one carbon atom is replaced by a heteroatom.
  • Preferred heteroatoms are N, O and S.
  • Most preferably, one or two carbon atoms of the backbone of the cycloalkyl radicals are replaced by heteroatoms.
  • suitable heterocycloalkyl radicals are radicals derived from pyrrolidine, piperidine, piperazine, tetrahydrofuran, dioxane.
  • alkenyl radical or an alkenyl group is to be understood as meaning a radical which corresponds to the abovementioned alkyl radicals having at least two carbon atoms, with the difference that at least one C-C single bond of the alkyl radical is replaced by a C-C double bond.
  • the alkenyl radical preferably has one or two double bonds.
  • alkynyl radical or an alkynyl radical is to be understood as meaning a radical which corresponds to the abovementioned alkyl radicals having at least two carbon atoms, with the difference that at least one C-C single bond of the alkyl radical has been replaced by a C-C triple bond.
  • the alkynyl radical preferably has one or two triple bonds.
  • alkylene and arylene in the context of the present application have the meanings mentioned with regard to the alkyl and aryl radicals with the difference that the alkylene and arylene groups have two bonding sites.
  • Preferred alkylene groups are (CR 4 2 ) n , where R 4 is H or alkyl, preferably H, methyl or ethyl, particularly preferably H and n is 1 to 3, preferably 1 or 2, particularly preferably 1. Most preferably, the alkylene group is CH 2 .
  • Preferred arylene groups are 1, 2, 1, 3 or 1, 4-phenylene groups which are unsubstituted or which may carry substituents mentioned with respect to the aryl radicals.
  • Donor-action groups are to be understood as meaning groups having a + I and / or + M effect, and groups having acceptor action are to be understood as meaning groups having an -I and / or -M effect.
  • Suitable groups with donor or acceptor action are halogen radicals, preferably F, Cl, Br, particularly preferably F, alkoxy or aryloxy radicals, OR 3 , carbonyl radicals, ester radicals, both oxycarbonyl and carbonyloxy, amino groups, NR 3 2 , amide radicals, CH 2 F groups, CHF 2 groups, CF 3 groups, CN groups, thio groups, sulfonic acid groups, sulfonic acid ester groups, boronic acid groups, boronic acid ester groups, phosphonic acid groups, phosphonic acid ester groups, phosphine radicals, sulfoxide radicals, sulfonyl radicals, sulfide radicals, SR 3 , nitro groups, OCN, Borane
  • heteroaryl SiIyI (SiR 3 3 ), F, alkoxy or aryloxy (OR 3 ), sulfide radicals (SR 3 ), amino (NR 3 2 ) and CN.
  • the radicals R 3 are defined below.
  • aryl radicals or groups, heteroaryl radicals or groups, alkyl radicals or groups, cycloalkyl radicals or groups, heterocycloalkyl radicals or groups, alkenyl radicals or groups, alkynyl radicals or groups and groups having donor and / or acceptor action, and the alkylene and Arylene radicals or groups may be substituted or unsubstituted as mentioned above.
  • an unsubstituted group is to be understood as meaning a group in which the substitutable atoms of the group carry hydrogen atoms.
  • a substituted group is to be understood as meaning a group in which one or more Rere substitutable atom (s) carry a substituent at least at one position instead of a hydrogen atom.
  • Suitable substituents are the substituents mentioned above with respect to the aryl radicals or groups.
  • radicals with the same numbering occur several times in the compounds according to the present application, these radicals can each independently have the meanings mentioned.
  • the groups Y 2 are absent in the ligand of the formula (I) or V 2 in the ligand of the formula (II)
  • X 1 , X 2 independently of one another CR 1 , CH, N, S or O, with the proviso that exactly one of the groups X 1 or X 2 is S or O;
  • the other means preferably, the other means
  • NR 2 , S or O can mean; preferably CH or CR 1 ;
  • Y 4 , Y 5 are independently C or N; preferably Y 5 is C and Y is 4 N; and
  • n is 0 or 1; preferably 0.
  • n, Y 1 , Y 3 , Y 4 and Y 5 in formula (I) have the following meanings: n 0, and either
  • Z 1, Z "72, Z -73 and IZ" 74 in formula (I) have the following meanings: Z 1 , Z 2 , ZZ 33 and ZZ 44 independently of one another CH or CR 1 .
  • X 1 and X 2 in formula (I) have the following meanings: X 2 O;
  • T 3 , T 4 , V 4 , V 5 independently of one another denote C or N, where preferably 0, 1 or 2, particularly preferably 0 or 1 of the groups T 3 , T 4 , V 4 , V 5 denote N, very particularly preferably V 4 or V 5 N;
  • W 1 , W 2 are independently CH or CR 1 ; W 3 O; and r 1.
  • W 2 is CH or CR 1 ;
  • the skeleton of the ligands of the formulas (I) or (II) contains a total of 2 to 6, preferably 2 to 5, more preferably, 3 or 4 heteroatoms.
  • at least one of the heteroatoms of the skeleton is N and at least one further of the heteroatoms of the skeleton is O or S according to the invention.
  • the ligands of the formulas (I) or (II) particularly preferably have 0, 1 or 2 in addition to the N atom , preferably 1 or 2 further N atoms and 0 or 1 atoms selected from the group O and S, on.
  • the skeleton of the ligand of the formula (I) or (II) is understood to mean the skeleton without consideration of the ligands (radicals R 1 ) on the skeleton of the formula (I) or (II).
  • R 1 in the ligands of the general formula (I) or (II) is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted cycloalkyl, unsubstituted or substituted heterocycloalkyl, unsubstituted or substituted aryl, unsubstituted or substituted heteroaryl, unsubstituted or substituted alkenyl, unsubstituted or substituted cycloalkenyl, unsubstituted or substituted alkynyl, SiR 3 3 , halogen, a substituent with donor or acceptor action, or two radicals R 1 may together form an optionally substituted alkylene or arylene bridge.
  • the two radicals R 1 may belong to a single cycle of the ligands of the general formula (I) or (II) or to two different cycles of the ligand of the general formula (I) or (II).
  • the two radicals R 1 may together form an alkylene or arylene bridge.
  • Suitable and preferred alkyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, aryl, heteroaryl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl groups and Substituents with donor or acceptor action and alkylene and arylene groups are the abovementioned groups.
  • R 1 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl, unsubstituted or substituted heteroaryl, SiR 3 3 , halogen, preferably F, OR 3 , SR 3 , NR 3 2 , CF 3 or CN.
  • R 1 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl, unsubstituted or substituted heteroaryl or SiR 3 third Most preferably, R 1 is methyl, iso-propyl and tert-butyl; unsubstituted or substituted C 6 -aryl, suitable substituents being in particular methyl or isopropyl, ortho-disubstituted C 6 -aryls being particularly preferred; or C 5 or C 6 heteroaryl, e.g. B.
  • R 4 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl, unsubstituted or substituted Herteroaryl or SiR 3 3 , preferably hydrogen, deuterium, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, sec-butyl, iso Butyl or tert-butyl; unsubstituted or substituted C 6 -aryl or C 5 - or C 6 -heteroaryl, particularly preferably hydrogen; and z is 0, 1, 2, 3 or 4, preferably 0, 1 or two; mean.
  • R 2 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted heteroaryl, or two radicals R 2 or one radical R 2 and one radical R 1 may together form an optionally substituted alkylene or arylene bridge.
  • the two radicals R 2 or R 1 and R 2 may belong to a single cycle of the ligands of the general formula (I) or (II) or to two different cycles of the ligand of the general formula (I) or (II) ; suitable and preferred alkyl, aryl and heteroaryl radicals, suitable alkylene or arylene bridges and suitable substituents are mentioned above.
  • R 2 is methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl or tert-butyl or C ⁇ -aryl, which may be unsubstituted or substituted, preferably phenyl or ortho, ortho -dialkyl-substituted phenyl.
  • R 3 is independently unsubstituted or substituted alkyl, unsubstituted or substituted aryl or unsubstituted or substituted heteroaryl with suitable and preferred alkyl, aryl and heteroaryl radicals and suitable substituents mentioned above.
  • R 3 is methyl, ethyl, iso-propyl, n-propyl, n-butyl, iso-butyl, sec-butyl or tert-butyl or C 6 -aryl, which may be unsubstituted or substituted, preferably phenyl or ToIyI.
  • the metal complex according to the invention preferably contains a metal atom selected from the group consisting of transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the Elements (CAS version), in each possible oxidation state for the corresponding metal atom.
  • a metal atom selected from the group consisting of transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the Elements (CAS version), in each possible oxidation state for the corresponding metal atom.
  • the metal complexes according to the invention preferably contain a metal atom M selected from the group consisting of Ir, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Fe, Ru, Os, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Ag, Au and Cu and more preferably Ir, Os, Ru, Rh, Pd, Co, Ni and Pt, most preferably Ir, Pt, Rh, Ru and Os in any oxidation state possible for the corresponding metal atom.
  • Particularly preferred are Pt (II), Pt (IV), Ir (I), Ir (III), Os (II) and Ru (II), more preferably Pt (II), Ir (III) and Os (II) and most preferably Ir (III) is used.
  • the metal complex according to the invention may contain other ligands other than the ligands of the general formulas (I) or (II).
  • the metal complex according to the invention may contain other ligands other than the ligands of the general formulas (I) or (II).
  • different ligands of the formulas (I) or (II) can be present in the metal complex according to the invention.
  • a bidentate ligand is to be understood as meaning a ligand which is coordinated to the metal atom M at two points.
  • the term “bidentate” is used synonymously with the term “bidentate”.
  • a monodentate ligand is to be understood as meaning a ligand which coordinates with the metal atom M at one point of the ligand.
  • the present invention relates to metal complexes of general formulas (III) or (IV)
  • M metal atom selected from the group consisting of transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the Elements (CAS version), in each possible oxidation state for the corresponding metal atom; preferably Ir (III), Pt (II) or Os (II), more preferably Ir (III);
  • J mono- or dianionic ligand which may be mono- or bidentate, preferably bidentate, monoanionic ligand;
  • K neutral, mono- or bidentate ligand which is generally non-photoactive: preferred K ligands are phosphines, especially trialkyl phosphines, e.g. PEt 3 , PnBu 3 , triarylphosphines, e.g. B. PPh 3 ; Phosphonates and derivatives thereof, arsenates and derivatives thereof, phosphites, CO, nitriles, amines, dienes which can form a ⁇ -complex with M, eg. B.
  • phosphines especially trialkyl phosphines, e.g. PEt 3 , PnBu 3 , triarylphosphines, e.g. B. PPh 3 ; Phosphonates and derivatives thereof, arsenates and derivatives thereof, phosphites, CO, nitriles, amines, dienes which can form a ⁇ -complex with M, eg. B.
  • o, p and q are dependent on the oxidation state and coordination number of the metal atom used and the charge of the ligands.
  • the ligands of the formula (I) or (II), K or J used may each be the same or different.
  • the sum o, p + q in the metal complexes of the formulas (III) and (IV) according to the invention is generally 3 or 4 or 5, d. H. in the case when 3 ligands of formulas (I) and (II) are present, o is 3 and when 2 ligands of the formulas (I) and (II) and z. B. 1 bidentater, monoanionic ligand J is present, o 2 and p 2, and in the case when z. B. 2 ligands of formulas (I) or (II), 1 bidentater, monoanionic shear ligand J and 1 neutral monoanionic ligand K are present, is o 2, p 2 and q
  • the sum o + p in the metal complexes of the formulas (III) and (IV) according to the invention is generally 2 or 3, ie. H. in the case when 2 ligands of formulas (I) and (II) are present, o is 2 and when 1 ligand of formulas (I) and (II) and z. B. 1 bidentater, monoanionic ligand J is present, o is 1 and p 2, where o is at least 1 in each case.
  • the sum o, p + q in the metal complexes of the formulas (III) and (IV) according to the invention is generally 4 or 5, ie. H. if 2 ligands of the formulas (I) or (II) and z. B. 1 bidentater, neutral ligand K is present, o 2 and q
  • the present invention encompasses both the individual isomers of the metal complexes as well as mixtures of different isomers in any desired mixing ratio.
  • various isomers of the metal complexes can be prepared by methods known to those skilled in the art, e.g. Example, by chromatography, sublimation or crystallization, are separated.
  • non-photoactive or photoactive eg heteroleptic complexes with carbenes, phenylpyridines or phenylimidazoles
  • ligands are used as bidentate, monoanionic ligands.
  • Suitable ligands J are z.
  • each L is independently selected from O, N and C.
  • Particularly preferred bidentate, monoanionic ligands are acetylacetonate and its derivatives, picolinate and its derivatives, bidentate, monoanionic carbene ligands and its derivatives, eg.
  • the bidentate, monoanionic ligands are particularly preferably selected from the group consisting of acetylacetonate, picolinate, carbenes such as N-methyl-N-arylimidazole carbenes, arylpyridines such as 2-arylpyridines, especially phenylpyridines such as 2-phenylpyridine, arylimidazoles such as 2-arylimidazoles, in particular phenylimidazoles, such as 2-phenylimidazole and derivatives of the aforementioned compounds.
  • the metal complex according to the invention has the general formula (IIIa) or (IVa): wherein the symbol e M, o, and p 'in the formulas (IIIa) and (IVa) independently of one another have the following meanings:
  • M metal atom selected from the group consisting of transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the Elements (CAS version), in each possible oxidation state for the corresponding metal atom; preferably Ir (III) or Pt (II), more preferably Ir (III);
  • the present invention relates to metal complexes of the formula (IIIaa) or (IIIb):
  • the present invention relates to metal complexes of the formula (IVaa) or (IVab):
  • the metal complexes according to the invention can be prepared by processes known to the person skilled in the art or by processes known to those skilled in the art. Suitable manufacturing processes are for. B. analogous to the methods mentioned in the examples of WO 2007/0951 18.
  • the metal complexes according to the invention are prepared starting from the ligand precursors corresponding to the ligands of the general formulas (I) or (II).
  • the metal complexes according to the invention are prepared by reacting at least one ligand precursor based on the ligands of the general formulas (I) or (II) with a metal complex containing at least one metal M, where M has the abovementioned meanings.
  • the molar ratio between the ligand precursors based on the ligands of the formulas (I) or (II) and the metal complex containing at least one metal M depends on the structure of the desired metal complex according to the invention and on the number of ligands of the formulas (I) or (II ).
  • o in the metal complexes of the invention is> 1, it is possible that these metal complexes are obtained by reacting the metal complex containing at least one metal M with identical ligand precursors or by reaction with different ligand precursors. Suitable methods and reaction sequences for the preparation of the various metal complexes according to the invention are known to the person skilled in the art.
  • the metal complex to be reacted with the ligand precursor containing at least one metal M is a metal complex containing at least one metal atom selected from the group consisting of transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the elements (CAS version), preferably selected from the group consisting of Ir, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Fe, Ru, Os, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re and Cu, particularly preferably Ir , Os, Ru, Rh, Pd, Co and Pt, most preferably Ir, Pt, Rh, Pd, Ru and Os in any suitable oxidation state possible for the corresponding metal.
  • transition metals of group IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII of the Periodic Table of the elements (CAS version) preferably selected from the group consisting of Ir, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Fe, Ru, Os
  • Suitable metal complexes to be reacted with the ligand precursor are known to the person skilled in the art.
  • suitable metal complexes are: Pd (OAc) 2, Pt (cod) Cl 2, Pt (COD) Me 2, Pt (acac) 2, Pt (PPh 3) 2 Cl 2, PtCl 2, [Rh (cod) CI ] 2 , Rh (acac) CO (PPh 3 ), Rh (acac) (CO) 2 , Rh (cod) 2 BF 4 , RhCl (PPh 3 ) 3 , RhCl 3 x nH 2 O, Rh (acac) 3 , [Os (CO) 3 l 2 ] 2 , [Os 3 (CO) i 2 ], OsH 4 (PPh 3 ) 3 Cp 2 0s, Cp * 2 Os, H 2 OsCl 6 x 6H 2 O, OsCl 3 x H 2 O, Ru (acac) 3 , RuCl
  • the resultant metal complex according to the invention is generally worked up by methods known to the person skilled in the art and optionally purified. Usually, work-up and purification by extraction, column chromatography and / or recrystallization are carried out according to methods known to the person skilled in the art.
  • the metal complexes according to the invention are used in organic light-emitting diodes (OLEDs). They are suitable as emitter substances because they have an emission (electroluminescence) in the visible range of the electromagnetic spectrum. With the aid of the metal complexes according to the invention as emitter substances, it is possible to provide compounds which exhibit electroluminescence, preferably electrophosphorescence, in particular in the blue to light blue range, preferably at wavelengths of 450 to 500 nm, of the electromagnetic spectrum with good efficiency.
  • the quantum yield is high and in particular the lifetime and the stability of the metal complexes according to the invention in the device are high.
  • metal complexes according to the invention are suitable as electron, exciton or hole blockers, hole conductors, electron conductors, hole injection layer or matrix material in OLEDs, depending on the ligands used and the central metal used.
  • OLEDs Organic light-emitting diodes
  • the OLED does not have all of the mentioned layers, for example an OLED with the layers (1) (anode), (3) (light-emitting layer) and (5) (cathode) is also suitable, the Functions of the layers (2) (hole-transporting layer) and (4) (electron-transporting layer) are taken over by the adjacent layers. OLEDs that the Layers (1), (2), (3) and (5) or the layers (1), (3), (4) and (5) are also suitable.
  • the metal complexes of the invention can be used in different layers of an OLED.
  • Another object of the present invention is therefore an OLED containing at least one metal complex according to the invention and the use of at least one metal complex according to the invention in OLEDs.
  • the metal complexes according to the invention are preferably used in the light-emitting layer, particularly preferably as emitter molecules.
  • a further subject of the present invention is therefore a light-emitting layer comprising at least one metal complex according to the invention as matrix material or emitter molecule, preferably as emitter molecule.
  • Preferred metal complexes according to the invention are mentioned above.
  • the metal complexes according to the invention can be present in bulk-without further additives-in the light-emitting layer or another layer of the OLED, preferably in the light-emitting layer.
  • further compounds are present in the layers, preferably in the light-emitting layer.
  • a fluorescent dye may be present in the light-emitting layer in order to change the emission color of the metal complex according to the invention used as an emitter molecule.
  • at least one matrix material can be used. Suitable matrix materials are known to the person skilled in the art.
  • the matrix material is selected such that the band gap of the matrix material is greater than the band gap of the metal complex according to the invention used as emitter. Under band gap is to be understood in the sense of the present application, the triplet energy.
  • suitable matrix materials in particular when using metal complexes according to the invention as emitter materials which emit light in the blue region of the electromagnetic spectrum, are e.g. Carbene complexes, in particular the carbene complexes mentioned in WO 2005/019373, WO 2005/01 13704, WO 2006/018292, WO 2006/056418, WO 2007/1 15981, WO 2008/000726 and WO 2008/000727; Disilylcarbazoles, e.g.
  • the individual of the abovementioned layers of the OLED can in turn be made up of 2 or more layers.
  • the hole transporting layer may be constructed of a layer into which holes are injected from the electrode and a layer which transports the holes away from the hole injection layer into the light-emitting layer.
  • the electron-transporting layer may also consist of several layers, for example a layer in which electrons are injected through the electrode and a layer which receives electrons from the electron-injection layer and transports them into the light-emitting layer. These mentioned layers are each selected according to factors such as energy level, temperature resistance and charge carrier mobility, as well as the energy difference of said layers with the organic layers or the metal electrodes.
  • the skilled person is able to choose the structure of the OLEDs so that it is optimally adapted to the metal complexes according to the invention, preferably used as emitter substances.
  • the HOMO (highest occupied molecular orbital) of the hole-transporting layer should be aligned with the work function of the anode and the LUMO (lowest unoccupied molecular orbital) of the electron-transporting layer should be aligned with the work function of the cathode.
  • a further subject of the present application is an OLED containing at least one light-emitting layer according to the invention.
  • the further layers in the OLED may be constructed of any material commonly employed in such layers and known to those skilled in the art.
  • Suitable materials for the above-mentioned layers are known in the art and z.
  • anode, cathode, hole and electron injection materials, hole and electron transport materials and hole and electron blocker materials, matrix materials, fluorescence and Phosphoreszenzemitter are known in the art and z.
  • organic Small Molecule Materials for Organic Light-Emitting Devices in Organic Light-Emitting Materials and Devices Ed .: Z. Li, H. Meng, Taylor & Francis, 2007, Chapter 3, Pages 295 to 41 1 called.
  • the anode (1) is an electrode that provides positive charge carriers.
  • it may be constructed of materials including a metal, a mixture of various metals, a metal alloy, a metal oxide, or a mixture of various metal oxides.
  • the anode may be a conductive polymer. Suitable metals include the metals of Groups 1 1, 4, 5 and 6 of the Periodic Table of the Elements and the transition metals of Groups 8 to 10.
  • ITO indium tin oxide
  • the anode (1) contains an organic material, for example polyaniline, as described, for example, in Nature, Vol. 357, pages 477 to 479 (June 1, 1992). At least either the anode or the cathode should be at least partially transparent in order to be able to decouple the light formed.
  • Suitable hole transport materials for the layer (2) of the OLEDs according to the invention are disclosed, for example, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Edition, Vol. 18, pages 837 to 860, 1996. Both hole transporting molecules and polymers can be used as hole transport material.
  • Commonly used hole transporting molecules are selected from the group consisting of 4,4'-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] biphenyl ( ⁇ -NPD), N, N'-diphenyl-N, N '- bis (3-methylphenyl) - [1,1'-biphenyl] -4,4'-diamine (TPD), 1,1-bis [(di-4-tolylamino) -phenyl] cyclohexane (TAPC), N , N'-bis (4-methylphenyl) -N, N'-bis (4-ethylphenyl) - [1,1 '' - (3,3'-dimethyl) biphenyl] -4,4'-diamine (ETPD), Tetrakis (3-methylphenyl) -N, N, N ', N'-2,5-phenylenediamine (PDA), ⁇ -phenyl-4-N,
  • hole-transporting polymers are selected from the group consisting of polyvinylcarbazoles, (phenylmethyl) polysilanes, PEDOT (poly (3,4-ethylenedioxythiophene), preferably PEDOT doped with PSS (polystyrenesulfonate), and polyanilines.) It is also possible To obtain hole-transporting polymers by doping hole-transporting molecules into polymers such as polystyrene and polycarbonate Suitable hole-transporting molecules are the molecules already mentioned above.
  • oxinoid compounds such as tris (8-hydroxyquinolato) aluminum (Alq 3 )
  • phenanthroline-based compounds such as 2,9-dimethyl, 4,7-diphenyl-1, 10 phen
  • the layer (4) can serve both to facilitate the electron transport and as a buffer layer or as a barrier layer in order to avoid quenching of the exciton at the interfaces of the layers of the OLED.
  • the layer (4) improves the mobility of the electrons and reduces quenching of the exciton.
  • some may fulfill several functions.
  • some of the electron-conducting materials are simultaneously hole-blocking materials if they have a deep HOMO.
  • the charge transport layers can also be electronically doped in order to improve the transport properties of the materials used, on the one hand to make the layer thicknesses more generous (avoidance of pinholes / short circuits) and on the other hand to minimize the operating voltage of the device.
  • the hole transport materials can be doped with electron acceptors, for example phthalocyanines or arylamines such as TPD or TDTA can be doped with tetrafluorotetracyanoquinodimethane (F4-TCNQ).
  • the electron transport materials can be doped, for example, with alkali metals, for example Alq 3 with lithium.
  • the electronic doping is known to the person skilled in the art and described, for example, in W. Gao, A. Kahn, J. Appl.
  • the cathode (5) is an electrode which serves to introduce electrons or negative charge carriers.
  • the cathode may be any metal or non-metal that has a lower work function than the anode. Suitable materials for the cathode are selected from the group consisting of Group 1 alkali metals, for example, Li, Cs, Group 2 alkaline earth metals, Group 12 metals of the Periodic Table of Elements comprising the rare earth metals and the lanthanides and actinides. Furthermore, metals such as aluminum, indium, calcium, barium, samarium and magnesium and combinations thereof can be used. Furthermore, lithium-containing organometallic compounds or LiF can be applied between the organic layer and the cathode in order to reduce the operating voltage (operating voltage).
  • the OLED according to the present invention may additionally contain further layers which are known to the person skilled in the art.
  • a layer can be applied between the layer (2) and the light-emitting layer (3), which facilitates the transport of the positive charge and / or adapts the band gap of the layers to one another.
  • this further layer can serve as a protective layer.
  • additional layers may be present between the light-emitting layer (3) and the layer (4) to facilitate the transport of the negative charge and / or to match the band gap between the layers.
  • this layer can serve as a protective layer.
  • the OLED according to the invention contains at least one of the further layers mentioned below:
  • the OLED does not have all of the mentioned layers (1) to (5), for example an OLED with the layers (1) (anode), (3) (light-emitting Layer) and (5) (cathode) are also suitable, wherein the functions of the layers (2) (hole-transporting layer) and (4) (electron-transporting layer) are taken over by the adjacent layers.
  • OLEDs comprising layers (1), (2), (3) and (5) or layers (1), (3), (4) and (5) are also suitable.
  • Suitable materials for the individual layers and suitable OLED structures are known in the art and z. As disclosed in WO2005 / 1 13704.
  • each of the mentioned layers of the OLED according to the invention can be constructed from two or more layers. Further, it is possible that some or all of the layers (1), (2), (3), (4) and (5) are surface treated to increase the efficiency of charge carrier transport. The selection of the materials for each of said layers is preferably determined by obtaining an OLED having a high efficiency.
  • the preparation of the OLED according to the invention can be carried out by methods known to the person skilled in the art.
  • the OLED is produced by successive vapor deposition of the individual layers onto a suitable substrate.
  • Suitable substrates are, for example, glass or polymer films.
  • conventional techniques can be used such as thermal evaporation, chemical vapor deposition and others.
  • the organic layers may be prepared from solutions or dispersions in suitable Solvents are coated, with the specialist known coating techniques are used.
  • Compositions which, in addition to the at least one metal complex according to the invention, comprise a polymeric material in one of the layers of the OLED, preferably in the light-emitting layer, are generally applied as a layer by means of solution-processing methods.
  • the various layers have the following thicknesses: anode (1) 500 to 5000 ⁇ , preferably 1000 to 2000 ⁇ ; Hole-transporting layer (2) 50 bis
  • the position of the recombination zone of holes and electrons in the OLED according to the invention and thus the emission spectrum of the OLED can be influenced by the relative thickness of each layer. That is, the thickness of the electron transport layer should preferably be selected so that the electron / holes recombination zone is in the light-emitting layer.
  • the ratio of the layer thicknesses of the individual layers in the OLED depends on the materials used. The layer thicknesses of optionally used additional layers are known to the person skilled in the art.
  • OLEDs can be obtained with high efficiency.
  • the efficiency of the OLEDs according to the invention can be further improved by optimizing the other layers.
  • highly efficient cathodes such as Ca, Ba or LiF can be used.
  • Shaped substrates and new hole-transporting materials that bring about a reduction in the operating voltage or an increase in quantum efficiency are also usable in the OLEDs according to the invention.
  • additional layers may be present in the OLEDs to adjust the energy levels of the various layers and to facilitate electroluminescence.
  • the OLEDs according to the invention can be used in all devices in which electroluminescence is useful. Suitable devices are preferably selected from stationary and mobile screens. Stationary screens are z. For example, screens of computers, televisions, screens in printers, kitchen appliances, and billboards, lights, and billboards. Mobile screens are z. As screens in cell phones, laptops, cameras, especially digital cameras, vehicles and destination displays on buses and trains. Furthermore, the metal complexes according to the invention can be used in OLEDs with inverse structure. The metal complexes according to the invention are preferably used in these inverse OLEDs again in the light-emitting layer. The construction of inverse OLEDs and the materials usually used therein are known to the person skilled in the art.

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Abstract

Metallkomplexe enthaltend mindestens einen polycyclischen aromatischen Liganden, der über ein Stickstoffatom und ein Kohlenstoffatom mit dem Zentralmetall verknüpft ist und mindestens ein Heteroatom ausgewählt aus O und S enthält, eine organische Leuchtdiode enthaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplex, eine Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Metall- komplex, eine organische Leuchtdiode enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Licht-emittierende Schicht, die Verwendung des mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplexes in organischen Leuchtdioden sowie eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus stationären Bildschirmen, wie Bildschirmen von Computern, Fernsehern, Bildschirmen in Druckern, Küchengeräten sowie Reklametafeln, Beleuch- tungen, Hinweistafeln und mobilen Bildschirmen, wie Bildschirmen in Handys, Laptops, Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße organische Leuchtdiode.

Description

Neue Übergangsmetall-Komplexe und deren Verwendung in organischen Leuchtdioden - IV
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft Metallkomplexe enthaltend mindestens einen poly- cyclischen aromatischen Liganden, der über ein Stickstoffatom und ein Kohlenstoffatom mit dem Zentralmetall verknüpft ist und mindestens ein Heteroatom ausgewählt aus O und S enthält, eine organische Leuchtdiode enthaltend mindestens einen erfin- dungsgemäßen Metallkomplex, eine Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplex, eine organische Leuchtdiode enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Licht-emittierende Schicht, die Verwendung des mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplexes in organischen Leuchtdioden sowie eine Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus stationären BiId- schirmen, wie Bildschirmen von Computern, Fernsehern, Bildschirmen in Druckern, Küchengeräten sowie Reklametafeln, Beleuchtungen, Hinweistafeln und mobilen Bildschirmen, wie Bildschirmen in Handys, Laptops, Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße organische Leuchtdiode.
In organischen Leuchtdioden (OLED) wird die Eigenschaft von Materialien ausgenutzt, Licht zu emittieren, wenn sie durch elektrischen Strom angeregt werden. OLEDs sind insbesondere interessant als Alternative zu Kathodenstrahlröhren und Flüssigkristalldisplays zur Herstellung von Flachbildschirmen. Aufgrund der sehr kompakten Bauwei- se und des intrinsisch niedrigen Stromverbrauchs eignen sich die Vorrichtungen enthaltend OLEDs insbesondere für mobile Anwendungen, z. B. für Anwendungen in Handys, Laptops, usw.
Die Grundprinzipien der Funktionsweise von OLEDs sowie geeignete Aufbauten (Schichten) von OLEDs sind z. B. in WO 2005/1 13704 und deren zitierten Literatur genannt.
Als Licht-emittierende Materialien (Emitter) können neben fluoreszierenden Materialien (Fluoreszenz-Emitter) phosphoreszierende Materialien (Phosphoreszenz-Emitter) ein- gesetzt werden. Bei den Phosphoreszenz-Emittern handelt es sich üblicherweise um metallorganische Komplexe, die im Gegensatz zu den Fluoreszenz-Emittern, die eine Singulett-Emission zeigen, eine Triplett-Emission zeigen (M. A. Baldo et al., Appl. Phys. Lett. 1999, 75, 4 - 6). Aus quantenmechanischen Gründen ist bei Verwendung der Phosphoreszenz-Emitter eine bis zu vierfache Quanten-, Energie- und Leistungsef- fizienz möglich. Um die Vorteile des Einbaus der metallorganischen Phosphoreszenz- Emitter in die Praxis umzusetzen, ist es erforderlich, Phosphoreszenz-Emitter bereitzustellen, die eine hohe operative Lebensdauer, eine hohe Effizienz, eine hohe Stabilität gegenüber Temperaturbelastung und eine niedrige Einsatz- und Betriebsspannung aufweisen.
Um den vorstehend genannten Anforderungen zu genügen, sind zahlreiche Phosphoreszenz-Emitter im Stand der Technik vorgeschlagen worden.
So betrifft WO 2007/095118 Metallkomplexe cyclometallierter lmidazo[1 ,2- fjphenanthridin- und Diimidazo[1 ,2-A:1 ',2'-C]chinazolinliganden sowie isoelektronischer und benzanellierter Derivate davon. Die Metallkomplexe gemäß WO 2007/0951 18 zeichnen sich dadurch aus, dass die vorstehend genannten Liganden gemäß der Offenbarung in WO 2007/0951 18 als Heteroatome im Wesentlichen ausschließlich Stickstoffatome enthalten. Die Metallkomplexe sind phosphoreszierend und werden in OLEDs eingesetzt. Die OLEDs zeigen gemäß WO 2007/0951 18 eine langlebige und effiziente blaue, grüne und rote Emission.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem vorstehend genannten Stand der Technik ist es, weitere zur Phosphoreszenz geeignete Metallkomplexe für die Verwendung in OLEDs bereitzustellen, die ein ausgewogenes Eigenschaftsspektrum zeigen, z. B. gute Effizienzen, eine verbesserte Lebensdauer und höhere Stabilitäten im Device sowie gute Ladungstransporteigenschaften und thermische Stabilität, und die bevorzugt im blauen bis hellblauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums bei Einsatz in einer OLED als Emittermaterial Elektrolumineszenz zeigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Metallkomplex enthaltend mindestens einen Liganden der allgemeinen Formel (I) oder (II)
worin die Symbole die folgenden Bedeutungen aufweisen: X1, X2 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass genau eine der Gruppen X1 oder X2 S oder O bedeutet;
Z1, Z2, Z3, Z4, Y1, Y2, Y3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei Y1 oder Y3 im Falle von n = 0 NR2, S oder O bedeuten können;
Y4, Y5 unabhängig voneinander C oder N;
W1, W2, W3 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass im Falle von r = 0 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 S oder O bedeutet und im FaI- Ie von r = 1 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 O bedeutet;
T1 T2 T5 unabhängig voneinander CR1, CH, N; wobei T1 oder T2 im Falle von r = 0 des Weiteren NR2, S oder O bedeuten können;
T3, T4, V4, V5 unabhängig voneinander C oder N;
V1, V2, V3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei V1 oder V3 im Falle von m = 0 des Weiteren NR2, S oder O bedeuten können;
R1 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituier- tes oder substituiertes Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Heterocyc- loalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, unsubstituiertes oder substituiertes Alkenyl, unsubstituiertes oder substituiertes Cycloalkenyl, unsubstituiertes oder substituiertes Alkinyl, SiR33, Halogen, ein Substituent mit Donor- oder Akzeptorwirkung; des Weiteren können zwei Reste R1 gemeinsam eine Alkylen- oder Arylenbrücke bilden;
R2 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl; des Weiteren können zwei Reste R2 oder ein Rest R2 und ein Rest R1 gemeinsam eine Alkylen- oder Arylenbrücke bilden; R3 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituier- tes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl;
n 0 oder 1 , wobei die Gruppe Y2 bei n = 0 nicht vorhanden ist, bevorzugt ist n = 0;
m 0 oder 1 , wobei die Gruppe V2 bei m = 0 nicht vorhanden ist, bevorzugt ist m = 0;
r 0 oder 1 , wobei die Gruppe T5 bei r = 0 nicht vorhanden ist, bevorzugt ist r = 1.
Es wurde gefunden, dass für die Verwendung in OLEDs geeignete Metallkomplexe bereitgestellt werden können, wobei sich die OLEDs durch ein ausgewogenes Eigenschaftsspektrum, z. B. durch gute Effizienzen, eine hervorragende Lebensdauer und sehr gute Stabilitäten im Device sowie gute Ladungstransporteigenschaften und thermische Stabilität gegenüber im Stand der Technik bekannten OLEDs auszeichnen. Insbesondere können bei Verwendung der erfindungsgemäßen Metallkomplexe OLEDs bereitgestellt werden, die im blauen bis hellblauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums Licht emittieren.
Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe können in jeder Schicht einer OLED einge- setzt werden, wobei das Ligandgerüst oder Zentralmetall zur Anpassung an gewünschte Eigenschaften der Metallkomplexe variiert werden kann. Beispielsweise ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Metallkomplexe in der Licht-emittierenden Schicht, einer Blockschicht für Elektronen, einer Blockschicht für Excitonen, einer Blockschicht für Löcher, einer Lochtransportschicht und/oder einer Elektronentransportschicht der OLED in Abhängigkeit von dem Substitutionsmuster der erfindungsgemäßen Metallkomplexe und den elektronischen Gegebenheiten in weiteren in der OLED vorliegenden Schichten möglich. Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Metallkomplexe in der Licht-emittierenden Schicht eingesetzt. Darin können die erfindungsgemäßen Metallkomplexe als Emittermaterialien und/oder Matrixmaterialien eingesetzt werden. Be- vorzugt werden die erfindungsgemäßen Metallkomplexe als Emittermaterialien in OLEDs eingesetzt.
Im Sinne der vorliegenden Anmeldung haben die Begriffe unsubstituierter oder substituierter Arylrest oder -gruppe, unsubstituierter oder substituierter Heteroarylrest oder - gruppe, unsubstituierter oder substituierter Alkylrest oder -gruppe, unsubstituierter oder substituierter Cycloalkylrest oder -gruppe, unsubstituierter oder substituierter He- terocycloalkylrest oder -gruppe, unsubstituierter oder substituierter Alkenylrest oder - gruppe, unsubstituierter oder substituierter Alkinylrest oder -gruppe, Aralkylrest oder - gruppe, und Gruppen mit Donor- und/oder Akzeptorwirkung die folgenden Bedeutun- gen: Unter einem Arylrest (oder -gruppe) ist ein Rest mit einem Grundgerüst von 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 6 bis 18 Kohlenstoffatomen zu verstehen, der aus einem aromatischen Ring oder mehreren kondensierten aromatischen Ringen aufgebaut ist. Geeignete Grundgerüste sind zum Beispiel Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl oder Phe- nanthrenyl. Dieses Grundgerüst kann unsubstituiert sein (d. h., dass alle Kohlenstoffatome, die substituierbar sind, Wasserstoffatome tragen), oder an einer, mehreren oder allen substituierbaren Positionen des Grundgerüsts substituiert sein. Geeignete Substituenten sind zum Beispiel Alkylreste, bevorzugt Alkylreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt Methyl, Ethyl oder i-Propyl, Arylreste, bevorzugt C6- Arylreste, die wiederum substituiert oder unsubstituiert sein können, Heteroarylreste, bevorzugt Heteroarylreste, die mindestens ein Stickstoffatom enthalten, besonders bevorzugt Pyridylreste, Alkenylreste, bevorzugt Alkenylreste, die eine Doppelbindung tragen, besonders bevorzugt Alkenylreste mit einer Doppelbindung und 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, oder Gruppen mit Donor- oder Akzeptorwirkung. Geeignete Gruppen, mit Donor- oder Akzeptorwirkung sind nachstehend genannt. Ganz besonders bevorzugt tragen die substituierten Arylreste Substituenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl, Isopropyl, F, CN, Aryloxy und Alkoxy, Thioaryl, Thioalkyl, Heteroaryl. Bevorzugt ist der Arylrest oder die Arylgruppe ein C6-Ci8-Arylrest, besonders bevorzugt ein Cβ-Arylrest, der gegebenenfalls mit mindestens einem oder mehreren der vorste- hend genannten Substituenten substituiert ist. Besonders bevorzugt weist der Cβ-C-is- Arylrest, bevorzugt C6-Arylrest, keinen, einen, zwei, drei oder vier der vorstehend genannten Substituenten auf.
Unter einem Heteroarylrest oder einer Heteroarylgruppe sind Reste zu verstehen, die sich von den vorstehend genannten Arylresten dadurch unterscheiden, dass in dem Grundgerüst der Arylreste mindestens ein Kohlenstoffatom durch ein Heteroatom ersetzt ist. Bevorzugte Heteroatome sind N, O und S. Ganz besonders bevorzugt sind ein oder zwei Kohlenstoff atome des Grundgerüsts der Arylreste durch Heteroatome ersetzt. Insbesondere bevorzugt ist das Grundgerüst ausgewählt aus Systemen wie Pyridin und fünfgliedrigen Heteroaromaten wie Pyrrol, Furan, Pyrazol, Imidazol, Thi- ophen, Oxazol, Thiazol, Triazol. Das Grundgerüst kann an einer, mehreren oder allen substituierbaren Positionen des Grundgerüsts substituiert sein. Geeignete Substituenten sind dieselben, die bereits bezüglich der Arylgruppen genannt wurden.
Unter einem Alkylrest oder einer Alkylgruppe ist ein Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 1 bis 8, ganz besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen zu verstehen. Dieser Alkylrest kann verzweigt oder unverzweigt sein und gegebenenfalls mit einem oder mehreren Hetero- atomen, bevorzugt Si, N, O oder S, besonders bevorzugt N, O oder S, unterbrochen sein. Des Weiteren kann dieser Alkylrest mit einem oder mehreren der bezüglich der Arylgruppen genannten Substituenten substituiert sein. Es ist ebenfalls möglich, dass der Alkylrest eine oder mehrere (Hetero-)-Arylgruppen trägt. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung stellen z. B. Benzylreste somit substituierte Alkylreste dar. Dabei sind alle der vorstehend aufgeführten (Hetero-)Arylgruppen geeignet. Besonders bevorzugt sind die Alkylreste ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methyl, Ethyl, iso-Propyl, n- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl und tert-Butyl, ganz besonders bevorzugt sind Methyl, iso- Propyl.
Unter einem Cycloalkylrest oder einer Cycloalkylgruppe ist ein Rest mit 3 bis 20 Koh- lenstoffatomen, bevorzugt 3 bis 10 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt 3 bis 8
Kohlenstoffatomen zu verstehen. Dieses Grundgerüst kann unsubstituiert sein (d. h., dass alle Kohlenstoffatome, die substituierbar sind, Wasserstoffatome tragen), oder an einer, mehreren oder allen substituierbaren Positionen des Grundgerüsts substituiert sein. Geeignete Substituenten sind die bereits vorstehend bezüglich der Arylreste ge- nannten Gruppen. Beispiele für geeignete Cycloalkylreste sind Cyclopropyl, Cyclopen- tyl und Cyclohexyl.
Unter einem Heterocycloalkylrest oder einer Heterocycloalkylgruppe sind Reste zu verstehen, die sich von den vorstehend genannten Cycloalkylresten dadurch unter- scheiden, dass in dem Grundgerüst der Cycloalkylreste mindestens ein Kohlenstoffatom durch ein Heteroatom ersetzt ist. Bevorzugte Heteroatome sind N, O und S. Ganz besonders bevorzugt sind ein oder zwei Kohlenstoffatome des Grundgerüsts der Cycloalkylreste durch Heteroatome ersetzt. Beispiele für geeignete Heterocycloalkylreste sind Reste abgeleitet von Pyrrolidin, Piperidin, Piperazin, Tetrahydrofuran, Dioxan.
Unter einem Alkenylrest oder einer Alkenylgruppe ist ein Rest zu verstehen, der den vorstehend genannten Alkylresten mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen entspricht, mit dem Unterschied, dass mindestens eine C-C-Einfachbindung des Alkylrests durch eine C-C-Doppelbindung ersetzt ist. Bevorzugt weist der Alkenylrest eine oder zwei Doppelbindungen auf.
Unter einem Alkinylrest oder einer Alkinylgruppe ist ein Rest zu verstehen, der den vorstehend genannten Alkylresten mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen entspricht, mit dem Unterschied, dass mindestens eine C-C-Einfachbindung des Alkylrests durch eine C-C-Dreifachbindung ersetzt ist. Bevorzugt weist der Alkinylrest eine oder zwei Dreifachbindungen auf.
Die Begriffe Alkylen und Arylen haben im Sinne der vorliegenden Anmeldung die bezüglich der Alkyl-, und Arylreste genannten Bedeutungen mit dem Unterschied, dass die Alkylen-, und Arylengruppen zwei Bindungsstellen aufweisen. Bevorzugte Alkylengruppen sind (CR4 2)n, wobei R4 H oder Alkyl, bevorzugt H, Methyl oder Ethyl, besonders bevorzugt H und n 1 bis 3, bevorzugt 1 oder 2, besonders bevorzugt 1 bedeutet. Ganz besonders bevorzugt ist die Alkylengruppe CH2.
Bevorzugte Arylengruppen sind 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Phenylengruppen, die unsubstituiert sind oder die bezüglich der Arylreste genannten Substituenten tragen können.
Unter einer Gruppe oder einem Substituenten mit Donor- oder Akzeptorwirkung sind im Sinne der vorliegenden Anmeldung die folgenden Gruppen zu verstehen:
Unter Gruppen mit Donorwirkung sind Gruppen zu verstehen, die einen +I- und/oder +M-Effekt aufweisen, und unter Gruppen mit Akzeptorwirkung sind Gruppen zu verstehen, die einen -I- und/oder -M-Effekt aufweisen. Geeignete Gruppen, mit Donor- oder Akzeptorwirkung sind Halogenreste, bevorzugt F, Cl, Br, besonders bevorzugt F, Alko- xyreste oder Aryloxyreste, OR3, Carbonylreste, Esterreste, sowohl Oxycarbonyl als auch Carbonyloxy, Aminogruppen, NR3 2, Amidreste, CH2F-Gruppen, CHF2-Gruppen, CF3-Gruppen, CN-Gruppen, Thiogruppen, Sulfonsäuregruppen, Sulfonsäureestergrup- pen, Boronsäuregruppen, Boronsäureestergruppen, Phosphonsäuregruppen, Phosphonsäureestergruppen, Phosphinreste, Sulfoxidreste, Sulfonylreste, Sulfidreste, SR3, Nitrogruppen, OCN, Boranreste, Silylgruppen, SiR3 3, Stannatreste, Iminogruppen, Hydrazinreste, Hydrazonreste, Oximreste, Nitrosogruppen, Diazogruppen, Phosphino- xidgruppen, Hydroxygruppen oder SCN-Gruppen. Ganz besonders bevorzugt sind F, Cl, CN, Aryloxy, Alkoxy, Amino, CF3-Gruppen, Sulfonyl, SiIyI, Sulfid und Heteroaryl. Insbesondere ganz besonders bevorzugt sind Heteroaryl, SiIyI (SiR3 3), F, Alkoxy oder Aryloxy (OR3), Sulfidreste (SR3), Amino (NR3 2) und CN. Die Reste R3 sind nachstehend definiert.
Die vorstehend genannten Gruppen mit Donor- oder Akzeptorwirkung schließen nicht aus, dass weitere der in der vorliegenden Anmeldung genannte Reste und Substituen- ten, die nicht in der vorstehenden Liste der Gruppen mit Donor- oder Akzeptorwirkung aufgeführt sind, eine Donor- oder Akzeptorwirkung aufweisen.
Die Arylreste oder -gruppen, Heteroarylreste oder -gruppen, Alkylreste oder -gruppen, Cycloalkylreste oder -gruppen, Heterocycloalkylreste oder -gruppen, Alkenylreste oder -gruppen, Alkinylreste oder -gruppen und Gruppen mit Donor- und/oder Akzeptorwirkung, sowie die Alkylen- und Arylenreste oder -gruppen können - wie vorstehend erwähnt - substituiert oder unsubstituiert sein. Unter einer unsubstituierten Gruppe ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Gruppe zu verstehen, worin die substituierbaren Atome der Gruppe Wasserstoffatome tragen. Unter einer substituierten Gruppe ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung eine Gruppe zu verstehen, worin ein oder meh- rere substituierbare Atom(e) mindestens an einer Position anstelle eines Wasserstoffatoms einen Substituenten tragen. Geeignete Substituenten sind die vorstehend bezüglich der Arylreste oder -gruppen genannten Substituenten.
Kommen Reste mit denselben Nummerierungen mehrfach in den Verbindungen gemäß der vorliegenden Anmeldung vor, so können diese Reste jeweils unabhängig voneinander die genannten Bedeutungen aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist n=0 in den Li- ganden der Formel (I) und m=0 in den Liganden der Formel (II). In diesen Fällen sind die Gruppen Y2 in dem Liganden der Formel (I) bzw. V2 in dem Liganden der Formel (II) nicht vorhanden, r ist in den Liganden der Formel (II) bevorzugt 1. Es wurde gefunden, dass sich Metallkomplexe, die Liganden der Formel (I) bzw. (II) enthalten, worin m=0 und n=0 sind und r bevorzugt 1 bedeutet, durch eine Phosphoreszenz im hell- blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums, bevorzugt bei Wellenlängen von 450 bis 500 nm, auszeichnen
Die Symbole und Indizes X1, X2, Z1, Z2, Z3, Z4, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5 und n in Formel (I) weisen unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen auf:
X1, X2 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass genau eine der Gruppen X1 oder X2 S oder O bedeutet; bevorzugt bedeutet die weitere
Gruppe X1 oder X2 CH oder CR1;
Z1 Z2 Z3 Z4 Y1 Y2 Y3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei Y1 oder Y3 im Falle von n = 0
NR2, S oder O bedeuten können; bevorzugt CH oder CR1;
Y4, Y5 unabhängig voneinander C oder N; bevorzugt bedeutet Y5 C und Y4 N; und
n 0 oder 1 ; bevorzugt 0.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen n, Y1, Y3, Y4 und Y5 in Formel (I) die folgenden Bedeutungen auf: n 0, und entweder
Y4 N, und/oder Y1
CH; und/oder Y3 CR1; und/oder Y5 C.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen Z 1 , Z "72 , Z -73 und I Z "74 in Formel (I) die folgenden Bedeutungen auf: Z1, Z2 , ZZ33 uunndd ZZ44 unabhängig voneinander CH oder CR1.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen X1 und X2 in Formel (I) die folgenden Bedeutungen auf: X2 O;
X1 CH oder CR1.
Die Symbole und Indizes T1, T2, T3, T4, T5, W1, W2, W3, V1, V2, V3, V4, V5 und m und r in Formel (II) weisen unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen auf:
W1, W2, W3 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass im Falle von r = 0 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 S oder O bedeutet und im Falle von r = 1 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 O bedeutet; wobei die bei- den weiteren Gruppen W1, W2 oder W3 bevorzugt CH oder CR1 oder N bedeuten;
T1 T2 T5 unabhängig voneinander CR1, CH, N; für r=0 können T1 und T2 des Weiteren S, O oder NR2 bedeuten; bevorzugt CH oder CR1;
T3, T4, V4, V5 unabhängig voneinander C oder N, wobei bevorzugt 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 der Gruppen T3, T4, V4, V5 N bedeuten, ganz besonders bevorzugt bedeutet V4 oder V5 N;
V1, V2, V3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei V1 oder V3 im Falle von m = 0 des Weiteren NR2, S oder O bedeuten können; bevorzugt CH oder CR1;
m 0 oder 1 , bevorzugt 0, und; r 0 oder 1 , bevorzugt 1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform bedeuten r, W1, W2 und W3
W1, W2 unabhängig voneinander CH oder CR1; W3 O; und r 1.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform bedeuten r, W1, W2 und W3
W1 N
W2 CH oder CR1;
W3 O oder S; und r 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Grundgerüst der Liganden der Formeln (I) bzw. (II) insgesamt 2 bis 6, bevorzugt 2 bis 5, besonders bevorzugt, 3 oder 4 Heteroatome. Mindestens eines der Heteroatome des Grundgerüstes bedeutet erfin- dungsgemäß N und mindestens ein weiteres der Heteroatome des Grundgerüsts bedeutet erfindungsgemäß O oder S. Dabei weisen die Liganden der Formeln (I) oder (II) besonders bevorzugt neben dem N-Atom 0, 1 oder 2, bevorzugt 1 oder 2 weitere N- Atome und 0 oder 1 Atome ausgewählt aus der Gruppe O und S, auf. Unter dem Grundgerüst des Liganden der Formel (I) bzw. (II) ist das Grundgerüst ohne Berück- sichtigung der Liganden (Reste R1) an dem Grundgerüst der Formel (I) bzw. (II) zu verstehen.
R1 bedeutet in den Liganden der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Heterocycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, unsubstituiertes oder substituiertes Alkenyl, unsubstituiertes oder substituiertes Cycloalkenyl, unsubstituiertes oder substituiertes Alkinyl, SiR3 3, Halogen, einen Substituenten mit Donor- oder Akzeptorwirkung, oder zwei Reste R1 können gemeinsam eine gegebenenfalls substi- tuierte Alkylen- oder Arylenbrücke bilden. Dabei können die beiden Reste R1 zu einem einzigen Zyklus der Liganden der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) oder zu zwei verschiedenen Zyklen des Liganden der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) gehören. Z. B. können in dem Fall, wenn Y2 und Y3 CR1 bedeuten, die beiden Reste R1 gemeinsam eine Alkylen- oder Arylenbrücke bilden. Geeignete und bevorzugte Alkyl-, Cycloalkyl-, Heterocycloalkyl-, Aryl-, Heteroaryl-, Alkenyl-, Cycloalkenyl-, Alkinylgruppen sowie Substituenten mit Donor- oder Akzeptorwirkung und Alkylen- und Arylengruppen sind die vorstehend genannten Gruppen. Bevorzugt bedeutet R1 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, un- substituiertes oder substituiertes Heteroaryl, SiR3 3, Halogen, bevorzugt F, OR3, SR3, NR3 2, CF3 oder CN. Ganz besonders bevorzugt bedeutet R1 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl oder SiR3 3. Weiter ganz besonders bevorzugt bedeutet R1 Methyl, iso-Propyl und tert.-Butyl; unsubstituiertes oder substituiertes C6-Aryl, wobei als Substituenten insbesondere Methyl oder Isopropyl geeignet sind, wobei ortho-disubstituierte C6-Aryle besonders bevorzugt sind; oder C5- oder C6- Heteroaryl, z. B.
worin
R4 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Herteroaryl oder SiR3 3 bedeutet, bevorzugt Wasserstoff, Deuterium, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, iso-Butyl oder tert-Butyl; unsubstituiertes oder substituiertes C6-Aryl oder C5- oder C6-Heteroaryl, besonders bevorzugt Wasserstoff; und z 0, 1 , 2, 3 oder 4, bevorzugt 0, 1 oder zwei; bedeuten.
R2 bedeutet unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, oder zwei Reste R2 oder ein Rest R2 und ein Rest R1 können gemeinsam eine gegebenenfalls substituierte Alkylen- oder Arylenbrücke bilden. Dabei können die beiden Reste R2 bzw. R1 und R2 zu einem einzigen Zyklus der Liganden der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) oder zu zwei verschiedenen Zyklen des Liganden der allgemeinen Formel (I) bzw. (II) gehören; wobei geeignete und bevorzugte Alkyl-, Aryl- und Heteroa- rylreste, geeignete Alkylen- oder Arylenbrücken sowie geeignete Substituenten vorstehend genannt sind. Bevorzugt ist R2 Methyl, Ethyl, iso-Propyl, n-Propyl, n-Butyl, iso- Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl oder Cβ-Aryl, das unsubstituiert oder substituiert sein kann, bevorzugt Phenyl oder ortho,ortho-dialkylsubstituiertes Phenyl.
R3 bedeutet unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsub- stituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl wobei geeignete und bevorzugte Alkyl-, Aryl- und Heteroarylreste sowie geeignete Substituenten vorstehend genannt sind. Bevorzugt ist R3 Methyl, Ethyl, iso-Propyl, n- Propyl, n-Butyl, iso-Butyl, sec-Butyl oder tert.-Butyl oder C6-Aryl, das unsubstituiert oder substituiert sein kann, bevorzugt Phenyl oder ToIyI.
Der erfindungsgemäße Metallkomplex enthält bevorzugt ein Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe. Bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Metallkomplexe ein Metallatom M ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ir, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Fe, Ru, Os, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Ag, Au und Cu auf, besonders bevorzugt Ir, Os, Ru, Rh, Pd, Co, Ni und Pt, ganz besonders bevorzugt Ir, Pt, Rh, Ru und Os, in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe. Insbesondere bevorzugt werden Pt(II), Pt(IV), Ir(I), Ir(III), Os(II) und Ru(II), weiter insbesondere bevorzugt Pt(II), Ir(III) und Os(II) und ganz besonders bevorzugt Ir(III) eingesetzt.
Neben dem mindestens einen Liganden der allgemeinen Formeln (I) oder (II) kann der erfindungsgemäße Metallkomplex weitere von den Liganden der allgemeinen Formeln (I) oder (II) verschiedene Liganden enthalten. Beispielsweise können neben mindestens einem Liganden der allgemeinen Formeln (I) oder (II) einer oder mehrere neutrale mono- oder bidentate Liganden K sowie gegebenenfalls einer oder mehrere mono- oder dianionische Liganden J, die mono- oder bidentat sein können, vorliegen. Des Weiteren können unterschiedliche Liganden der Formeln (I) oder (II) in dem erfindungsgemäßen Metallkomplex vorliegen. Dabei ist unter einem bidentaten Liganden ein Ligand zu verstehen, der an zwei Stellen an das Metallatom M koordiniert ist. Im Sinne der vorliegenden Anmeldung wird der Begriff „zweizähnig" synonym mit dem Begriff „bidentat" verwendet. Unter einem monodentaten Liganden ist ein Ligand zu verstehen, der an einer Stelle des Liganden mit dem Metallatom M koordiniert.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform Metall- komplexe der allgemeinen allgemeine Formeln (III) oder (IV)
worin die Symbole M, J, K, o, p und q in den Formeln (III) und (IV) unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidations- stufe; bevorzugt Ir(III), Pt(II) oder Os(II), besonders bevorzugt Ir(III);
J mono- oder dianionischer Ligand, der mono- oder bidentat sein kann, bevorzugt bidentater, monoanionischer Ligand;
K neutraler, mono- oder bidentater Ligand, der im Allgemeinen nicht photoaktiv ist: bevorzugte Liganden K sind Phosphine, insbesondere Trialkylphosphine, z. B. PEt3, PnBu3, Triarylphosphine, z. B. PPh3; Phosphonate und Derivate davon, Ar- senate und Derivate davon, Phosphite, CO, Nitrile, Amine, Diene, die einen π- Komplex mit M bilden können, z. B. 2,4-Hexadien, η4-Cyclooctadien und η2-Cyclooctadien (jeweils 1 ,3 und 1 ,5), AIIyI, Methallyl, Cycloocten, Norbornadien und neutralen Biscarbene, z. B. die in WO 2008/000726 offenbarten neutralen Biscarbene;
o 1 , 2, 3 oder 4; wobei o bevorzugt für M = Ir(III) 1 , 2 oder 3, besonders bevorzugt 2 oder 3 und für M = Pt(II) oder Os(II) 1 oder 2 bedeutet;
p 0, 1 , 2, 3 oder 4; wobei p bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 2, 3 oder 4, besonders bevorzugt 0 oder 2 und für M = Pt(II) und Os(II) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 2 für M = Pt(II) und besonders bevorzugt 0 für M = Os(II) bedeutet, wobei p die Zahl der Bindungsstellen zum Metall M bedeutet, d. h., wenn p = 2 ist, kann es sich um zwei monodentate oder einen bidentaten Liganden handeln;
q 0, 1 , 2, 3 oder 4; wobei q bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0; für M = Pt(II) 0 oder 1 , besonders bevorzugt 0, und für Os(II) 2 oder 3, besonders bevorzugt 2, bedeutet, wobei q die Zahl der Bindungsstellen zum Metall M bedeutet, d. h., wenn q = 2 ist, kann es sich um zwei monodentate oder einen bidentaten Liganden handeln;
wobei o, p und q von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Me- tallatoms und der Ladung der Liganden abhängig sind.
Für den Fall, dass die Zahl o, p oder q > 1 ist, können die eingesetzten Liganden der Formel (I) bzw. (II), K oder J jeweils gleich oder verschieden sein.
Für M = Ir(III) ist die Summe o, p + q in den erfindungsgemäßen Metallkomplexen der Formeln (III) und (IV) im Allgemeinen 3 oder 4 oder 5, d. h. in dem Fall, wenn 3 Liganden der Formeln (I) bzw. (II) vorliegen, ist o 3 und wenn 2 Liganden der Formeln (I) bzw. (II) und z. B. 1 bidentater, monoanionischer Ligand J vorliegt, ist o 2 und p 2, und in dem Fall, wenn z. B. 2 Liganden der Formeln (I) bzw. (II), 1 bidentater, monoanioni- scher Ligand J und 1 neutraler monoanionischer Ligand K vorliegen, ist o 2, p 2 und q
1. Für M = Pt(II) ist die Summe o + p in den erfindungsgemäßen Metallkomplexen der Formeln (III) und (IV) im Allgemeinen 2 oder 3, d. h. in dem Fall, wenn 2 Liganden der Formeln (I) bzw. (II) vorliegen, ist o 2 und wenn 1 Ligand der Formeln (I) bzw. (II) und z. B. 1 bidentater, monoanionischer Ligand J vorliegt, ist o 1 und p 2, wobei o jeweils mindestens 1 ist. Für Os(II) ist die Summe o, p + q in den erfindungsgemäßen Metallkomplexen der Formeln (III) und (IV) im Allgemeinen 4 oder 5, d. h. wenn 2 Liganden der Formeln (I) bzw. (II) und z. B. 1 bidentater, neutraler Ligand K vorliegt, ist o 2 und q
2, und in dem Fall, wenn z. B. 1 Ligand der Formeln (I) bzw. (II), 1 bidentater, monoanionischer Ligand J und 1 neutraler bidentater Ligand K vorliegen, ist o 1 , p 2 und q 2. Die weiteren Symbole und Indizes in den Metallkomplexen der Formeln (III) bzw. (IV) weisen die vorstehend genannten Bedeutungen auf.
Falls verschiedene Isomere der erfindungsgemäßen Metallkomplexe vorliegen können, umfasst die vorliegende Erfindung sowohl jeweils die einzelnen Isomere der Metallkomplexe, als auch Gemische verschiedener Isomere in jedem beliebigen Mischungsverhältnis. Im Allgemeinen können verschiedene Isomere der Metallkomplexe nach dem Fachmann bekannten Verfahren, z. B. durch Chromatographie, Sublimation oder Kristallisation, getrennt werden.
Üblicherweise werden als bidentate, monoanionische Liganden J nicht photoaktive oder photoaktive (z. B. heteroleptische Komplexe mit Carbenen, Phenylpyridinen oder Phenylimidazolen) Liganden eingesetzt. Geeignete Liganden J sind z. B. bidentate, monoanionische Liganden der allgemeinen Formel
, worin L jeweils unabhängig voneinander ausgewählt ist aus O, N und C. Bevorzugt sind bidentate, monoanionische Liganden J, worin beide Gruppen L O, C oder N bedeuten, oder eine Gruppe L O bedeutet und die andere Gruppe L N oder C bedeutet, oder eine Gruppe L C bedeutet und die anderen Gruppe L N bedeutet. Besonders be- vorzugte bidentate, monoanionische Liganden sind Acetylacetonat und dessen Derivate, Picolinat und dessen Derivate, bidentate, monoanionische Carbenliganden und dessen Derivate, z. B. Carbenliganden, die in WO 2005/019373, WO 2005/01 13704, WO 2006/018292, WO 2006/056418, WO 2007/1 15981 , WO 2007/1 15970, WO 2008/000727, WO 2006/067074, WO 2006/1 06842 , WO 2007/01 8067 , WO 2007/058255, WO 2007/069542, US 2007/108891 , WO 2007/058080, WO 2007/058104 genannt sind, sowie die in WO 02/15645, WO 2005/123873, US 2007/196690, WO 2006/12181 1 genannten bidentaten, monoanionischen Liganden. Besonders bevorzugt sind die bidentaten, monoanionischen Liganden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acetylacetonat, Picolinat, Carbenen wie N-Methyl-N- arylimidazolcarben, Arylpyridinen wie 2-Arylpyridinen, insbesondere Phenylpyridinen wie 2-Phenylpyridin, Arylimidazolen wie 2-Arylimidazolen, insbesondere Phenylimidazolen, wie 2-Phenylimidazol und Derivaten der vorstehend genannten Verbindungen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Metall- komplex die allgemeine Formel (lila) oder (IVa) auf: worin die Symbol e M, , o und p' in den Formeln (lila) und (IVa) unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidations- stufe; bevorzugt Ir(III) oder Pt(II), besonders bevorzugt Ir(III);
L bidentater monoanionischer Ligand;
o 1 , 2, 3, 4; wobei o bevorzugt für M = Ir(III) 1 , 2 oder 3, besonders bevorzugt 2 oder 3 und für M = Pt(II) 1 oder 2; bedeutet
p' 0, 1 oder 2; wobei p' bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 und für M = Pt(II) 0 oder 1 ; bedeutet, wobei p' die Zahl der Liganden bedeutet; wobei o und p' von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Metallatoms abhängig sind.
Für M = Ir(III) ist die Summe o + p' in den erfindungsgemäßen Metallkomplexen der Formel (IIa) besonders bevorzugt 3, und für M = Pt(II) ist die Summe o + p' besonders bevorzugt 2, wobei o jeweils mindestens 1 ist.
Die weiteren Symbole und Indizes in den Metallkomplexen der Formeln (III) bzw. (IV) weisen die vorstehend genannten Bedeutungen auf. Des Weiteren sind weitere Aus- führungsformen von M, des bidentaten, monoanionischen Liganden sowie von o und p' die vorstehend für M, den bidentaten, monoanionischen Liganden, o und p' (bzw. p, wobei p' = 1 p = 2 entspricht) genannten Ausführungsformen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Metallkomplexe der Formel (Illaa) oder (I I lab):
(Illab) worin M, o und p' sowie X1, X2, Y1, Y3, Y4 und Y5 in den Formeln (Illaa) und (Illab) unabhängig voneinander die vorstehend genannten Bedeutungen aufweisen.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung Metallkomplexe der Formel (IVaa) oder (IVab):
worin M, o und p' sowie W1, W2, W3, V1, V3, V4 und V5 in den Formeln (IVaa) und (IVab) unabhängig voneinander die vorstehend genannten Bedeutungen aufweisen.
Im Folgenden sind beispielhaft bevorzugte erfindungsgemäße Metallkomplexe der Formeln (lila) und (IVa) aufgeführt.
Beispiele für bevorzugte Verbindungen der Formel (lila):
Beispiele für bevorzugte Verbindungen der Formel (IVa):
Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe können gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren bzw. analog zu dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden. Geeignete Herstellungsverfahren sind z. B. analog zu den in den Beispielen von WO 2007/0951 18 genannten Verfahren.
Üblicherweise werden die erfindungsgemäßen Metallkomplexe ausgehend von den den Liganden der allgemeinen Formeln (I) oder (II) entsprechenden Ligandvorläufern hergestellt. Dabei erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Metallkomplexe durch Umsetzung von mindestens einem Ligandvorläufer basierend auf den Liganden der allgemeinen Formeln (I) oder (II) mit einem Metallkomplex enthaltend mindestens ein Metall M, wobei M die vorstehend genannten Bedeutungen aufweist.
Das molare Verhältnis zwischen den Ligandvorläufern basierend auf den Liganden der Formeln (I) oder (II) und dem Metallkomplex enthaltend mindestens ein Metall M ist von der Struktur des gewünschten erfindungsgemäßen Metallkomplexes abhängig sowie von der Anzahl der Liganden der Formeln (I) oder (II). In dem Fall, dass o in den erfindungsgemäßen Metallkomplexen > 1 ist, ist es möglich, dass diese Metallkomplexe durch Umsetzung des Metallkomplexes enthaltend mindestens ein Metall M mit i- dentischen Ligandvorläufern oder durch Umsetzung mit verschiedenen Ligandvorläu- fern erhalten werden. Geeignete Verfahren und Umsetzungsreihenfolgen zur Herstellung der verschiedenen erfindungsgemäßen Metallkomplexe sind dem Fachmann bekannt.
Bei dem mit dem Ligandvorläufer umzusetzenden Metallkomplex enthaltend mindes- tens ein Metall M handelt es sich um einen Metallkomplex enthaltend mindestens ein Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ir, Co, Rh, Ni, Pd, Pt, Fe, Ru, Os, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re und Cu, besonders bevorzugt Ir, Os, Ru, Rh, Pd, Co und Pt, ganz besonders bevorzugt Ir, Pt, Rh, Pd, Ru und Os in jeder geeigneten für das entsprechende Metall möglichen Oxidationsstufe.
Geeignete mit dem Ligandvorläufer umzusetzende Metallkomplexe sind dem Fachmann bekannt. Beispiele für geeignete Metallkomplexe sind: Pd(OAc)2, Pt(cod)CI2, Pt(COd)Me2, Pt(acac)2, Pt(PPh3)2CI2, PtCI2, [Rh(cod)CI]2, Rh(acac)CO(PPh3), Rh(acac)(CO)2, Rh(cod)2BF4, RhCI(PPh3)3, RhCI3 x nH2O, Rh(acac)3, [Os(CO)3l2]2, [Os3(CO)i2], OsH4 (PPh3)3Cp20s, Cp* 2Os, H2OsCI6 x 6H2O, OsCI3 x H2O, Ru(acac)3, RuCI2(COd), Ru(2-methylallyl)2(cod), [(μ-CI)lr(η 4-1 ,5-cod)]2, [(μ-CI)lr(η 2-coe)2]2, lr(acac)3, IrCI3 x nH2O, (tht)3lrCI3, Ir(η3-allyl)3, Ir(η3-metallyl)3, worin cod Cyclooctadien, coe Cyc- loocten, acac Acetylacetonat und tht Tetrahydrothiophen bedeuten. Die Metallkomple- xe können gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren hergestellt werden bzw. sind kommerziell erhältlich.
Im Anschluss an die vorstehend erwähnte Umsetzung des mit dem Ligandvorläufer umzusetzenden Metallkomplexes mit einem oder mehreren Ligandvorläufern wird der erhaltene erfindungsgemäße Metallkomplex im Allgemeinen nach dem Fachmann bekannten Verfahren aufgearbeitet und gegebenenfalls gereinigt. Üblicherweise erfolgen Aufarbeitung und Reinigung durch Extraktion, Säulenchromatographie und/oder Umkristallisation gemäß dem Fachmann bekannten Verfahren.
Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe werden in organischen Leuchtdioden (OLEDs) verwendet. Sie eignen sich als Emittersubstanzen, da sie eine Emission (Elektrolumineszenz) im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums aufweisen. Mithilfe der erfindungsgemäßen Metallkomplexe als Emittersubstanzen ist es möglich, Verbindungen bereitzustellen, die Elektrolumineszenz, bevorzugt Elektro- phosphoreszenz, insbesondere im blauen bis hellblauen Bereich, bevorzugt bei Wellenlängen von 450 bis 500 nm, des elektromagnetischen Spektrums mit guter Effizienz zeigen. Dabei ist die Quantenausbeute hoch und insbesondere die Lebensdauer und die Stabilität der erfindungsgemäßen Metallkomplexe im Device hoch.
Des Weiteren sind die erfindungsgemäßen Metall komplexe als Elektronen-, Excitonen- oder Lochblocker, Lochleiter, Elektronenleiter, Lochinjektionsschicht oder Matrixmaterial in OLEDs geeignet, in Abhängigkeit von den eingesetzten Liganden und dem eingesetzten Zentralmetall.
Organische Leuchtdioden (OLEDs) sind grundsätzlich aus mehreren Schichten aufgebaut:
1. Anode (1 ) 2. Löcher-transportierende Schicht (2)
3. Licht-emittierende Schicht (3)
4. Elektronen-transportierende Schicht (4)
5. Kathode (5)
Es ist jedoch auch möglich, dass die OLED nicht alle der genannten Schichten aufweist, zum Beispiel ist eine OLED mit den Schichten (1 ) (Anode), (3) (Lichtemittierende Schicht) und (5) (Kathode) ebenfalls geeignet, wobei die Funktionen der Schichten (2) (Löcher-transportierende Schicht) und (4) (Elektronen-transportierende Schicht) durch die angrenzenden Schichten übernommen werden. OLEDs, die die Schichten (1 ), (2), (3) und (5) bzw. die Schichten (1 ), (3), (4) und (5) aufweisen, sind ebenfalls geeignet.
Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe können in verschiedenen Schichten einer OLED eingesetzt werden. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine OLED enthaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplex sowie die Verwendung mindestens eines erfindungsgemäßen Metallkomplexes in OLEDs. Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe werden bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, besonders bevorzugt als Emittermoleküle, eingesetzt. Ein weiterer Gegens- tand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplex als Matrixmaterial oder Emittermolekül, bevorzugt als Emittermolekül. Bevorzugte erfindungsgemäße Metallkomplexe sind vorstehend genannt.
Die erfindungsgemäßen Metallkomplexe können in Substanz - ohne weitere Zusätze - in der Licht-emittierenden Schicht oder einer anderen Schicht der OLED, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, vorliegen. Es ist jedoch ebenfalls möglich und bevorzugt, dass neben den erfindungsgemäßen Metallkomplexen weitere Verbindungen in den Schichten, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, vorliegen. Beispielsweise kann in der Licht-emittierenden Schicht ein fluoreszierender Farbstoff anwesend sein, um die Emissionsfarbe des als Emittermoleküls eingesetzten erfindungsgemäßen Metallkomplexes zu verändern. Des Weiteren kann - in einer bevorzugten Ausführungsform - mindestens ein Matrixmaterial eingesetzt werden. Geeignete Matrixmaterialien sind dem Fachmann bekannt. Im Allgemeinen wird das Matrixmaterial so ausgewählt, dass die Bandlücke des Matrixmaterials größer ist als die Bandlücke des als Emitter eingesetzten, erfindungsgemäßen Metallkomplexes. Unter Bandlücke ist im Sinne der vorliegenden Anmeldung die Triplettenergie zu verstehen. Bevorzugt eingesetzte geeignete Matrixmaterialien, insbesondere bei Verwendung von erfindungsgemäßen Metallkomplexen als Emittermaterialien, die im blauen Bereich des elektromagnetischen Spektrums Licht emittieren, sind z. B. Carbenkomplexe, insbesondere die in WO 2005/019373, WO 2005/01 13704, WO 2006/018292, WO 2006/056418, WO 2007/1 15981 , WO 2008/000726 und WO 2008/000727 genannten Carbenkomplexe; Disilylcarbazole, z. B. 9-(4-tert.-Butyl-phenyl)-3,6-bis(triphenylsilylcarbazol), 9-(Phenyl)- 3,6-bis(triphenylsilyl)carbazol sowie in der nicht vorveröffentlichten PCT-Anmeldung mit dem Aktenzeichen PCT/EP 2007/059648 genannte Disilylcarbazole und die in WO 2004/095889, EP 1617710, EP 1617711 , WO 2006/1 12265, WO 2006/130598 aufgeführten Verbindungen.
Die einzelnen der vorstehend genannten Schichten der OLED können wiederum aus 2 oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Beispielsweise kann die Löcher- transportierende Schicht aus einer Schicht aufgebaut sein, in die aus der Elektrode Löcher injiziert werden und einer Schicht, die die Löcher von der Lochinjektionsschicht weg in die Licht-emittierende Schicht transportiert. Die Elektronen-transportierende Schicht kann ebenfalls aus mehreren Schichten bestehen, zum Beispiel einer Schicht, worin Elektronen durch die Elektrode injiziert werden, und einer Schicht, die aus der Elektroneninjektionsschicht Elektronen erhält und in die Licht-emittierende Schicht transportiert. Diese genannten Schichten werden jeweils nach Faktoren wie Energieniveau, Temperaturresistenz und Ladungsträgerbeweglichkeit, sowie Energiedifferenz der genannten Schichten mit den organischen Schichten oder den Metallelektroden ausgewählt. Der Fachmann ist in der Lage, den Aufbau der OLEDs so zu wählen, dass er optimal an die erfindungsgemäßen, bevorzugt als Emittersubstanzen verwendeten Metallkomplexe angepasst ist.
Um besonders effiziente OLEDs zu erhalten, sollte das HOMO (höchstes besetztes Molekülorbital) der Loch-transportierenden Schicht mit der Arbeitsfunktion der Anode angeglichen sein und das LUMO (niedrigstes unbesetztes Molekülorbital) der elektronentransportierenden Schicht sollte mit der Arbeitsfunktion der Kathode angeglichen sein.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist eine OLED enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Licht-emittierende Schicht. Die weiteren Schichten in dem OLED können aus einem beliebigen Material aufgebaut sein, das üblicherweise in solchen Schichten eingesetzt wird und dem Fachmann bekannt ist.
Geeignete Materialien für die vorstehend genannten Schichten (Anode, Kathode, Loch- und Elektroneninjektionsmaterialien, Loch- und Elektronentransportmaterialien und Loch- und Elektronenblockermaterialien, Matrixmaterialien, Fluoreszenz- und Phosphoreszenzemitter) sind dem Fachmann bekannt und z. B. in H. Meng, N. Herron, Organic Small Molecule Materials for Organic Light-Emitting Devices in Organic Light-Emitting Materials and Devices, Ed.: Z. Li, H. Meng, Taylor & Francis, 2007, Chapter 3, Seiten 295 bis 41 1 genannt.
Die Anode (1 ) ist eine Elektrode, die positive Ladungsträger bereitstellt. Sie kann zum Beispiel aus Materialien aufgebaut sein, die ein Metall, eine Mischung verschiedener Metalle, eine Metalllegierung, ein Metalloxid oder eine Mischung verschiedener Metalloxide enthält. Alternativ kann die Anode ein leitendes Polymer sein. Geeignete Metalle umfassen die Metalle der Gruppen 1 1 , 4, 5 und 6 des Periodensystems der Elemente sowie die Übergangsmetalle der Gruppen 8 bis 10. Wenn die Anode lichtdurchlässig sein soll, werden im Allgemeinen gemischte Metalloxide der Gruppen 12, 13 und 14 des Periodensystems der Elemente eingesetzt, zum Beispiel Indium-Zinn-Oxid (ITO). Es ist ebenfalls möglich, dass die Anode (1 ) ein organisches Material, zum Beispiel Polyanilin enthält, wie beispielsweise in Nature, Vol. 357, Seiten 477 bis 479 (1 1. Juni 1992) beschrieben ist. Zumindest entweder die Anode oder die Kathode sollten mindestens teilweise transparent sein, um das gebildete Licht auskoppeln zu können.
Geeignete Lochtransportmaterialien für die Schicht (2) der erfindungsgemäßen OLEDs sind zum Beispiel in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technologie, 4. Auflage, Vol. 18, Seiten 837 bis 860, 1996 offenbart. Sowohl Löcher transportierende Moleküle als auch Polymere können als Lochtransportmaterial eingesetzt werden. Üblicherweise eingesetzte Löcher transportierende Moleküle sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4,4'-Bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (α-NPD), N, N'-Diphenyl-N, N'-Bis(3-methylphenyl)-[1 ,1 '-biphenyl]-4,4'-d i a m i n (T P D ) , 1 , 1-Bis[(di-4-tolylamino)- phenyl]cyclohexan (TAPC), N, N'-Bis(4-methylphenyl)-N, N'-Bis(4-ethylphenyl)-[1 ,1 '- (3,3'-dimethyl)biphenyl]-4,4'-diamin (ETPD), Tetrakis-(3-methylphenyl)-N,N,N',N'-2,5- phenylendiamin (PDA), α-Phenyl-4-N,N-diphenylaminostyrol (TPS), p-(Diethylamino)- benzaldehyddiphenylhydrazon (DEH), Triphenylamin (TPA), Bis[4-(N,N-diethylamino)- 2-methylphenyl)(4-methyl-phenyl)methan (MPMP), 1-Phenyl-3-[p-(diethylamino)styryl]- 5-[p-(diethylamino)phenyl]pyrazolin (PPR oder DEASP), 1 ,2-trans-Bis(9H-carbazol-9- yl)cyclobutan (DCZB), N,N,N',N'-tetrakis(4-methylphenyl)-(1 ,1 '-biphenyl)-4,4'-diamin (TTB) 4,4',4"-tris(N,N-Diphenylamino)triphenylamin (TDTA) und Porphyrinverbindun- gen sowie Phthalocyaninen wie Kupferphthalocyanine. Üblicherweise eingesetzte Löcher transportierende Polymere sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus PoIy- vinylcarbazolen, (Phenylmethyl)polysilanen, PEDOT (Poly(3,4-ethylendioxythiophen), bevorzugt PEDOT dotiert mit PSS (Polystyrolsulfonat), und Polyanilinen. Es ist eben- falls möglich, Löcher transportierende Polymere durch Dotieren Löcher transportierender Moleküle in Polymere wie Polystyrol und Polycarbonat zu erhalten. Geeignete Löcher transportierende Moleküle sind die bereits vorstehend genannten Moleküle.
Geeignete Elektronentransportmaterialien für die Schicht (4) der erfindungsgemäßen OLEDs umfassen mit oxinoiden Verbindungen chelatisierte Metalle wie Tris(8- hydroxychinolato)aluminium (AIq3), Verbindungen auf Phenanthrolinbasis wie 2,9- Dimethyl, 4,7-Diphenyl-1 , 1 0-phenanthrolin (DDPA = BCP) oder 4,7-Diphenyl-1 ,10- phenanthrolin (DPA) und Azolverbindungen wie 2-(4-Biphenylyl)-5-(4-t-butylphenyl)- 1 ,3,4-oxadiazol (PBD) und 3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-(4-t-butylphenyl)-1 ,2,4-triazol (TAZ). Dabei kann die Schicht (4) sowohl zur Erleichterung des Elektronentransports dienen als auch als Pufferschicht oder als Sperrschicht, um ein Quenchen des Ex- citons an den Grenzflächen der Schichten des OLEDs zu vermeiden. Vorzugsweise verbessert die Schicht (4) die Beweglichkeit der Elektronen und reduziert ein Quenchen des Excitons. Von den vorstehend als Lochtransportmaterialien und Elektronen transportierende Materialien genannten Materialien können einige mehrere Funktionen erfüllen. Zum Beispiel sind einige der Elektronen leitenden Materialien gleichzeitig Löcher blockende Materialien, wenn sie ein tief liegendes HOMO aufweisen.
Die Ladungstransportschichten können auch elektronisch dotiert sein, um die Transporteigenschaften der eingesetzten Materialien zu verbessern, um einerseits die Schichtdicken großzügiger zu gestalten (Vermeidung von Pinholes/Kurzschlüssen) und um andererseits die Betriebsspannung des Devices zu minimieren. Beispielsweise können die Lochtransportmaterialien mit Elektronenakzeptoren dotiert werden, zum Beispiel können Phthalocyanine bzw. Arylamine wie TPD oder TDTA mit Tetrafluoro- tetracyano-chinodimethan (F4-TCNQ) dotiert werden. Die Elektronentransportmateria- lien können zum Beispiel mit Alkalimetallen dotiert werden, beispielsweise AIq3 mit Lithium. Die elektronische Dotierung ist dem Fachmann bekannt und zum Beispiel in W. Gao, A. Kahn, J. Appl. Phys., Vol. 94, No. 1 , 1 JuIy 2003 (p-dotierte organische Schichten); A. G. Werner, F. Li, K. Harada, M. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett, Vol. 82, No. 25, 23 June 2003 und Pfeiffer et al., Organic Electronics 2003, 4, 89 - 103 offenbart.
Die Kathode (5) ist eine Elektrode, die zur Einführung von Elektronen oder negativen Ladungsträgern dient. Die Kathode kann jedes Metall oder Nichtmetall sein, das eine geringere Arbeitsfunktion aufweist als die Anode. Geeignete Materialien für die Kathode sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallen der Gruppe 1 , zum Beispiel Li, Cs, Erdalkalimetallen der Gruppe 2, Metallen der Gruppe 12 des Perioden- Systems der Elemente, umfassend die Seltenerdmetalle und die Lanthanide und Akti- nide. Des Weiteren können Metalle wie Aluminium, Indium, Calcium, Barium, Samarium und Magnesium sowie Kombinationen davon eingesetzt werden. Weiterhin können Lithium enthaltende organometallische Verbindungen oder LiF zwischen der organischen Schicht und der Kathode aufgebracht werden, um die Betriebsspannung (Ope- rating Voltage) zu vermindern.
Die OLED gemäß der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich weitere Schichten enthalten, die dem Fachmann bekannt sind. Beispielsweise kann zwischen der Schicht (2) und der Licht emittierenden Schicht (3) eine Schicht aufgebracht sein, die den Trans- port der positiven Ladung erleichtert und/oder die Bänderlücke der Schichten aneinander anpasst. Alternativ kann diese weitere Schicht als Schutzschicht dienen. In analoger Weise können zusätzliche Schichten zwischen der Licht emittierenden Schicht (3) und der Schicht (4) vorhanden sein, um den Transport der negativen Ladung zu erleichtern und/oder die Bänderlücke zwischen den Schichten aneinander anzupassen. Alternativ kann diese Schicht als Schutzschicht dienen. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße OLED zusätzlich zu den Schichten (1 ) bis (5) mindestens eine der im Folgenden genannten weiteren Schichten:
- eine Loch-Injektionsschicht zwischen der Anode (1 ) und der Löchertransportierenden Schicht (2); eine Blockschicht für Elektronen und/oder Excitonen zwischen der Löchertransportierenden Schicht (2) und der Licht-emittierenden Schicht (3); eine Blockschicht für Löcher und/oder Excitonen zwischen der Licht-emittierenden Schicht (3) und der Elektronen-transportierenden Schicht (4); eine Elektronen-Injektionsschicht zwischen der Elektronen-transportierenden Schicht (4) und der Kathode (5).
Wie bereits vorstehend erwähnt, ist es jedoch auch möglich, dass die OLED nicht alle der genannten Schichten (1 ) bis (5) aufweist, zum Beispiel ist eine OLED mit den Schichten (1 ) (Anode), (3) (Licht-emittierende Schicht) und (5) (Kathode) ebenfalls geeignet, wobei die Funktionen der Schichten (2) (Löcher-transportierende Schicht) und (4) (Elektronen-transportierende Schicht) durch die angrenzenden Schichten übernommen werden. OLEDs, die die Schichten (1 ), (2), (3) und (5) bzw. die Schichten (1 ), (3), (4) und (5) aufweisen, sind ebenfalls geeignet.
Dem Fachmann ist bekannt, wie er (zum Beispiel auf Basis von elektrochemischen Untersuchungen) geeignete Materialien auswählen muss. Geeignete Materialien für die einzelnen Schichten sowie geeignete OLED-Aufbauten sind dem Fachmann bekannt und z. B. in WO2005/1 13704 offenbart.
Des Weiteren kann jede der genannten Schichten der erfindungsgemäßen OLED aus zwei oder mehreren Schichten aufgebaut sein. Des Weiteren ist es möglich, dass einige oder alle der Schichten (1 ), (2), (3), (4) und (5) oberflächenbehandelt sind, um die Effizienz des Ladungsträgertransports zu erhöhen. Die Auswahl der Materialien für jede der genannten Schichten ist bevorzugt dadurch bestimmt, eine OLED mit einer hohen Effizienz zu erhalten.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen OLED kann nach dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen. Im Allgemeinen wird die OLED durch aufeinander folgende Dampf- abscheidung (Vapor deposition) der einzelnen Schichten auf ein geeignetes Substrat hergestellt. Geeignete Substrate sind zum Beispiel Glas oder Polymerfilme. Zur Dampfabscheidung können übliche Techniken eingesetzt werden wie thermische Verdampfung, Chemical Vapor Deposition und andere. In einem alternativen Verfahren können die organischen Schichten aus Lösungen oder Dispersionen in geeigneten Lösungsmitteln beschichtet werden, wobei dem Fachmann bekannte Beschichtungs- techniken angewendet werden. Zusammensetzungen, die neben dem mindestens einen erfindungsgemäßen Metallkomplex ein polymeres Material in einer der Schichten der OLED, bevorzugt in der Licht-emittierenden Schicht, aufweisen, werden im Allge- meinen mittels lösungsverarbeitenden Verfahren als Schicht aufgebracht.
Im Allgemeinen haben die verschiedenen Schichten folgende Dicken: Anode (1 ) 500 bis 5000 Ä, bevorzugt 1000 bis 2000 Ä; Löcher-transportierende Schicht (2) 50 bis
1000 Ä, bevorzugt 200 bis 800 Ä, Licht-emittierende Schicht (3) 10 bis 1000 Ä, bevor- zugt 100 bis 800 Ä, Elektronen transportierende Schicht (4) 50 bis 1000 Ä, bevorzugt
200 bis 800 Ä, Kathode (5) 200 bis 10.000 Ä, bevorzugt 300 bis 5000 Ä. Die Lage der Rekombinationszone von Löchern und Elektronen in der erfindungsgemäßen OLED und somit das Emissionsspektrum der OLED können durch die relative Dicke jeder Schicht beeinflusst werden. Das bedeutet, die Dicke der Elektronentransportschicht sollte bevorzugt so gewählt werden, dass die Elektronen/Löcher Rekombinationszone in der Licht-emittierenden Schicht liegt. Das Verhältnis der Schichtdicken der einzelnen Schichten in der OLED ist von den eingesetzten Materialien abhängig. Die Schichtdicken von gegebenenfalls eingesetzten zusätzlichen Schichten sind dem Fachmann bekannt.
Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Metallkomplexe in mindestens einer Schicht der erfindungsgemäßen OLED, bevorzugt als Emittermolekül in der Licht-emittierenden Schicht der erfindungsgemäßen OLEDs, können OLEDs mit hoher Effizienz erhalten werden. Die Effizienz der erfindungsgemäßen OLEDs kann des Weiteren durch Opti- mierung der anderen Schichten verbessert werden. Beispielsweise können hoch effiziente Kathoden wie Ca, Ba oder LiF eingesetzt werden. Geformte Substrate und neue Löcher-transportierende Materialien, die eine Reduktion der Operationsspannung oder eine Erhöhung der Quanteneffizienz bewirken, sind ebenfalls in den erfindungsgemäßen OLEDs einsetzbar. Des Weiteren können zusätzliche Schichten in den OLEDs vorhanden sein, um die Energielevel der verschiedenen Schichten einzustellen und um Elektrolumineszenz zu erleichtern.
Die erfindungsgemäßen OLEDs können in allen Vorrichtungen eingesetzt werden, worin Elektrolumineszenz nützlich ist. Geeignete Vorrichtungen sind bevorzugt ausgewählt aus stationären und mobilen Bildschirmen. Stationäre Bildschirme sind z. B. Bildschirme von Computern, Fernsehern, Bildschirme in Druckern, Küchengeräten sowie Reklametafeln, Beleuchtungen und Hinweistafeln. Mobile Bildschirme sind z. B. Bildschirme in Handys, Laptops, Kameras, insbesondere Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Metallkomplexe in OLEDs mit inverser Struktur eingesetzt werden. Bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Metallkomplexe in diesen inversen OLEDs wiederum in der Licht-emittierenden Schicht eingesetzt. Der Aufbau von inversen OLEDs und die üblicherweise darin eingesetzten Materialien sind dem Fachmann bekannt.

Claims

Patentansprüche
1. Metallkomplex enthaltend mindestens einen Liganden der allgemeinen Formel (I) oder (II)
worin die Symbole die folgenden Bedeutungen aufweisen:
X1, X2 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass genau eine der Gruppen X1 oder X2 S oder O bedeutet;
Z1 Z2 Z3 Z4 Y1 Y2 Y3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei Y1 oder Y3 im Falle von n
= 0 NR2, S oder O bedeuten können;
Y4, Y5 unabhängig voneinander C oder N;
W1, W2, W3 unabhängig voneinander CR1, CH, N, S oder O, mit der Bedingung, dass im Falle von r = 0 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 S oder O bedeutet und im Falle von r = 1 genau eine der Gruppen W1, W2 oder W3 O bedeutet;
T1 T2 T5 unabhängig voneinander CR1, CH oder N, wobei T1 oder T2 im Falle von r = 0 des Weiteren NR2, S oder O bedeuten können;
T3, T4, V4, V5 unabhängig voneinander C oder N; V1, V2, V3 unabhängig voneinander CR1, CH oder N; wobei V1 oder V3 im Falle von m = 0 des Weiteren NR2, S oder O bedeuten können;
R1 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsub- stituiertes oder substituiertes Cycloalkyl, unsubstituiertes oder substituier- tesHeterocycloalkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, unsubstituiertes oder substituiertes Alke- nyl, unsubstituiertes oder substituiertes Cycloalkenyl, unsubstituiertes oder substituiertes Alkinyl, SiR3 3, Halogen, ein Substituent mit Donor- oder Akzeptorwirkung; des Weiteren können zwei Reste R1 gemeinsam eine Alky- len- oder Arylenbrücke bilden;
R2 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsub- stituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes
Heteroaryl; des Weiteren können zwei Reste R2 oder ein Rest R2 und ein Rest R1 gemeinsam eine Alkylen- oder Arylenbrücke bilden;
R3 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsub- stituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes
Heteroaryl;
n 0 oder 1 , wobei die Gruppe Y2 bei n = 0 nicht vorhanden ist;
m 0 oder 1 , wobei die Gruppe V2 bei m = 0 nicht vorhanden ist;
r 0 oder 1 , wobei die Gruppe T5 bei r = 0 nicht vorhanden ist;
2. Metallkomplex nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass n in Formel (I) oder m in Formel (II) 0 bedeuten.
3. Metallkomplex nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass n 0 bedeutet, und entweder
Y4 N, und/oder
Y1 CH; und/oder Y3 CR1 und/oder Y5 C bedeuten.
4. Metallkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Z1, Z2, Z3 und Z4 unabhängig voneinander CH oder CR1 bedeuten.
5. Metallkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ligand der Formel (I) oder (II) insgesamt 2 bis 6, bevorzugt 2 bis 5, besonders bevorzugt 3 oder 4 Heteroatome in seinem Grundgerüst aufweist.
6. Metallkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
R1 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsub- stituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Hete- roaryl, SiR3 3, F, OR3, SR3, NR3 2, CF3 oder CN,
R2 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes Aryl oder unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl, oder zwei Reste R2 oder ein Rest R2 und ein Rest R1 können gemeinsam eine gegebenenfalls substituierte Alkylen- oder Arylenbrücke bilden; und
R3 unabhängig voneinander unsubstituiertes oder substituiertes Alkyl oder unsubstituiertes oder substituiertes Aryl, unsubstituiertes oder substituiertes Heteroaryl
bedeuten.
7. Metallkomplex nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkomplex die allgemeine Formel (III) oder (IV) aufweist
worin die Symbole M, J, K, o, p und q in den Formeln (III) und (IV) unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen aufweisen:
M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe; bevorzugt Ir(III), Pt(II) oder Os(II), besonders bevorzugt Ir(III);
J mono- oder dianionischer Ligand, der mono- oder bidentat sein kann, bevorzugt bidentater, monoanionischer Ligand;
K neutraler, mono- oder bidentater Ligand, der im Allgemeinen nicht photoaktiv ist: bevorzugte Liganden K sind Phosphine, insbesondere Trial- kylphosphine, z. B. PEt3, PnBu3, Triarylphosphine, z. B. PPh3; Phosphonate und Derivate davon, Arsenate und Derivate davon, Phosphite, CO, Nitrile, Amine, Diene, die einen π-Komplex mit M bilden können, z. B. 2,4- Hexadien, η4-Cyclooctadien und η2-Cyclooctadien (jeweils 1 ,3 und 1 ,5), AIIyI, Methallyl, Cycloocten, Norbornadien und neutralen Biscarbene;
o 1 , 2, 3 oder 4; wobei o bevorzugt für M = Ir(III) 1 , 2 oder 3, besonders bevorzugt 2 oder 3 und für M = Pt(II) oder Os(II) 1 oder 2 bedeutet; p 0, 1 , 2, 3 oder 4; wobei p bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 2, 3 oder 4, besonders bevorzugt 0 oder 2 und für M = Pt(II) und Os(II) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 2 für M = Pt(II) und besonders bevorzugt 0 für M = Os(II) bedeutet, wobei p die Zahl der Bindungsstellen zum Metall M bedeutet, d. h., wenn p = 2 ist, kann es sich um zwei monodentate oder einen biden- taten Liganden handeln;
q 0, 1 , 2, 3 oder 4; wobei q bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0; für M = Pt(II) 0 oder 1 , besonders bevorzugt 0, und für Os(II) 2 oder 3, besonders bevorzugt 2, bedeutet, wobei q die Zahl der Bindungsstellen zum Metall M bedeutet, d. h., wenn q = 2 ist, kann es sich um zwei monodentate oder einen bidentaten Liganden handeln;
wobei o, p und q von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Metallatoms und der Ladung der Liganden abhängig sind.
8. Metallkomplex nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallkom plex die allgemeine Formel (lila) oder (IVa) aufweist:
worin die Sy mbole M, , o und p' in den Formeln (lila) und (IVa) unabhängig voneinander die folgenden Bedeutungen aufweisen: M Metallatom ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetallen der Gruppe IB, IIB, HIB, IVB, VB, VIB, VIIB, VIII des Periodensystems der Elemente (CAS-Version), in jeder für das entsprechende Metallatom möglichen Oxidationsstufe; bevorzugt Ir(III) oder Pt(II), besonders bevorzugt Ir(III);
bidentater monoanionischer Ligand;
o 1 , 2, 3, 4; wobei o bevorzugt für M = Ir(III) 1 , 2 oder 3, besonders bevorzugt 2 oder 3 und für M = Pt(II) 1 oder 2; bedeutet
p' 0, 1 oder 2; wobei p' bevorzugt für M = Ir(III) 0, 1 oder 2, besonders bevorzugt 0 oder 1 und für M = Pt(II) 0 oder 1 ; bedeutet, wobei p' die Zahl der Li-
ganden L bedeutet;
wobei o und p' von der Oxidationsstufe und Koordinationszahl des eingesetzten Metallatoms abhängig sind.
9. Metallkomplex nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass L in dem biden- taten monoanionischen Liganden jeweils unabhängig voneinander ausgewählt ist aus O, N und C; bevorzugt sind monoanionische bidentate Liganden, worin beide Gruppen L O, C oder N bedeuten oder eine Gruppe L O bedeutet und die andere Gruppe L N oder C bedeutet oder eine Gruppe L C bedeutet und die andere Gruppe L N bedeutet; besonders bevorzugt sind die bidentaten monoanionischen Liganden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Acetylacetonat, Picolinat,
Carbenen, Arylpyridinen und Arylimidazolen und Derivaten der vorstehend genannten Verbindungen.
10. Metallkomplex nach einem der Ansprüche 8 oder 9, worin bedeuten:
M Ir(III) oder Pt(II), bevorzugt Ir(III);
o für M = Ir(III) 1 , 2 oder 3, bevorzugt 2 oder 3; für M = Pt(II) 1 oder 2;
p' für M = Ir(III) O, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1 ; für M = Pt(II) O oder 1 ; wobei die Summe o + p' für M = Ir(III) 3 und für M = Pt(II) 2 bedeutet und o mindestens 1 ist.
1 1. Organische Leuchtdiode enthaltend mindestens einen Metallkomplex gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Licht-emittierende Schicht enthaltend mindestens einen Metallkomplex gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.
13. Organische Leuchtdiode enthaltend mindestens eine Licht-emittierende Schicht gemäß Anspruch 12.
14. Verwendung von mindestens einem Metallkomplex gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 in organischen Leuchtdioden.
15. Vorrichtung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus stationären Bildschirmen wie Bildschirmen von Computern, Fernsehern, Bildschirmen in Druckern, Küchengeräten sowie Reklametafeln, Beleuchtungen, Hinweistafeln und mobilen Bildschirmen wie Bildschirmen in Handys, Laptops, Digitalkameras, Fahrzeugen sowie Zielanzeigen an Bussen und Bahnen enthaltend mindestens eine organische Leuchtdiode gemäß Anspruch 11 oder 13.
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