WO2008141637A2 - Phosphoreszente metallkomplexverbindung, strahlungsemittierendes bauelement aufweisend eine phosphoreszente metallkomplexverbindung und verfahren zur herstellung einer phosphoreszenten metallkomplexverbindung - Google Patents

Phosphoreszente metallkomplexverbindung, strahlungsemittierendes bauelement aufweisend eine phosphoreszente metallkomplexverbindung und verfahren zur herstellung einer phosphoreszenten metallkomplexverbindung Download PDF

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Definitions

  • a phosphorescent metal complex compound a radiation-emitting device comprising a phosphorescent metal complex compound, and a process for producing a phosphorescent metal complex compound
  • the invention relates to a phosphorescent metal complex compound, a radiation-emitting device comprising the phosphorescent metal complex compound, and a process for producing the phosphorescent metal complex compound.
  • organic materials are used which emit colored light. So far, there are a variety of materials that emit red or green light. However, hitherto no stable, deep blue, light blue or blue-green light-emitting materials have been produced with previous methods.
  • the object of the invention is to provide a novel phosphorescent compound which can emit colored, for example, deep blue, light blue, blue-green or green light and is stable. Another object is to provide a radiation-emitting device having such a phosphorescent compound.
  • the preparation of a phosphorescent compound is a further object of the invention.
  • a phosphorescent metal complex compound comprising at least one metallic central atom M and at least one ligand coordinated by the metallic central atom M, wherein the one metallic central atom M and the ligand form a six-membered metallacyclic ring.
  • a stable complex compound is provided which can emit colored light, for example in the deep blue, light blue, blue-green or green range.
  • the metal acyclic ring may comprise at least two heteroatoms. Furthermore, the central atom of the metallacyclic ring is coordinated or bonded to at least one atom of the ligand having a free electron pair, for example to an N atom or to the C atom of a carbene.
  • the ligand forming a six-membered metal-acyclic ring with the metallic central atom M can have a tautomerizable unit in the uncoordinated state.
  • the tautomerizable moiety may extend through one or more, for example two, ring systems comprising the ligand.
  • the ligand may have mesomerism, causing delocalization of the electrons in the six-membered metallacyclic ring.
  • Formulas 1 and 2 show examples of tautomerizable ligands. By charge redistribution, the alternating charge distribution changes while a substituent (H) of the methylene group (Formula 1) or the NH group (Formula 2) changes to an N atom of an aromatic ring.
  • Ri and R 2 can be chosen freely in this example.
  • the tautomerizable units in the ligands allow coordination to a metal center atom M to form a six-membered metal-cyclic ring, thereby cleaving off a proton of the ligand.
  • the metallic central atom M may be selected from a group comprising Ir, Pt, Au, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al and lanthanides, for example Eu.
  • the group may further comprise metals or transition metals of atomic number> 35.
  • the phosphorescent metal complex compound has the structural formula as shown in formula 3
  • Substituted is understood here and below as meaning that the respective groups have one or more substituents, where the substituents can be chosen freely and are selected, for example, from a group comprising H, halogens and alkyl radicals.
  • Alkyl radicals can here and below include, for example, one to 20 carbon atoms. 7W-pur ⁇ ne
  • R. R 4 and R 5 can be used, are given in formula 4, wherein in each case basic structures are shown, which in turn may have substituents.
  • the attachment of these exemplary Ri, R 2 , R 7 , R 4 and R 5 to the ligand can each carried out at any binding site of the body.
  • radicals shown in the formulas 3 and 5 Ri and / or R 5 may be additionally coordinated to the metal central atom M. This will stabilize the connection even further.
  • the ligand (s) on the central atom M may have an acceptor effect and thus lead to shorter wavelengths of emitted light of the compound. An emission of colored, for example deep blue, light blue, blue-green or green light is thus made possible.
  • At least one of Ri and R 2 , R 2 and R 7 , R y and R 4 , R 4 and R 5 may be bridged together.
  • the bridges can occur independently of each other.
  • Formula 6 schematically shows bridging Bl, B2, B3 and B4 on the ligand. - Q-
  • X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 / X 7 and X 8 are - independently of one another - C or - when R n, R i 2 , R 3 , R 14, R 15, Re, R 7 or R 8 is a free electron pair include - N,
  • Ry, Rii / R12 / R 3 / Ri4 / Ri5 / R-7 and R 8 are independently H, unbranched alkyl, branched alkyl, fused alkyl, cyclic alkyl, wholly or partially substituted unbranched alkyl, fully or partially substituted branched alkyl, wholly or partially substituted fused alkyl, wholly or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • R 6 and R 12 electron-withdrawing substituents can be used, the are selected from a group comprising CN, F, 4-pyridyl, triazyl, 2-pyrimidyl, 5-pyrimidyl, 2-oxazole, 4-oxazole, 2-thiazolyl, 4-thiazole, trifluoromethyl and hexafluoroisopropylidene.
  • radicals Rn and R i2 / R 12 and R 3 , R 3 and Ri 4 , Ri 4 and R y , R 7 and R 8 , R 15 and R 6 , Re and R 7 or R 7 and R 8 can furthermore independent of each other - form further bridges. This allows condensed systems to be provided in the ligand.
  • such condensed systems may have a structural formula according to formulas 8a, 8b and 8c, wherein each of the positions Xi to X i2 may independently be N or CR and R is selected from H, straight chain alkyl, branched alkyl, fused alkyl, ring alkyl , fully or partially substituted unbranched alkyl, fully or partially substituted branched alkyl, fully or partially substituted condensed alkyl, fully or partially substituted cyclic alkyl, alkoxy, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • R can be different for each X.
  • other ligands may also be present in the compound which form a six-membered metallacyclic ring with the central atom.
  • Formulas 9a-d show examples of compounds in which fused oxazole rings are present.
  • Formulas 9 e through g show examples of higher condensed systems.
  • the radicals R 5 and R 6 in the compounds according to the formulas 9a to 9d may hereby be completed independently of H, unbranched alkyl radicals, branched alkyl radicals, fused alkyl radicals, cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals or partially substituted condensed alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, wholly or partially substituted condensed aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • the compound may be a
  • Y CH, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-R y , Ge-R y ,
  • X 1 , X 2 , X 5 and X 6 are - independently of one another - C or N when R 11 , R 12 , R 1S or R 6 are a free electron pair,
  • X 3 and X 7 are S
  • Alkyl radicals cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, fully or partially substituted condensed
  • Alkyl radicals fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters,
  • Aromatics fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • Rn and Ri 5 can then be used, for example, electron-withdrawing substituents which are selected from a group which CN, F, 4-pyridyl, triazyl, 2-pyrimidyl, 5-pyrimidyl, 2-oxazole, 4-oxazole, 2-thiazolyl , 4-thiazole, trifluoromethyl and hexafluoroisopropylidene.
  • Both the compounds according to formula 10 and also according to the formulas 7 to 9 have an azadiketon shame or Diketon shame structure which contributes to the stability of the ligand and the colored emission with, for example, deep blue, light blue, blue-green or green emission color of the compound.
  • the compound may be a
  • Y CH, N, P, As, Sb, CR y, Si-R 7, Ge-R y,
  • Xi, X 2 , X 3 and X 4 are - independently of one another - CR or N,
  • R y and R are - independently of one another - H, unbranched
  • a radiation-emitting component which comprises a substrate, at least one lower, first electrode layer on the substrate, at least one organic emitting layer on the first electrode layer, and an upper, second electrode layer, wherein in the emitting layer in a matrix at least one Embedded metal complex compound in which at least one central atom M is involved in at least one six-membered metal cycle.
  • the substrate and the first electrode layer can be transparent and the central atom M can be coordinated to at least one ligand, wherein the central atom and the ligand are selected according to the above-mentioned embodiments.
  • the phosphorescent Metallkotnplexitati has a structural formula according to formula 12, wherein
  • n 1 to 3
  • R 1, R 2 , R 3 , R y , R 4 and R 5 are independently H, unbranched alkyl, branched alkyl, fused alkyl, cyclic alkyl, fully or partially substituted unbranched alkyl, fully or partially substituted branched alkyl, wholly or partially substituted condensed alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles , fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • you can the radicals R 1, R 2 , R 3 , R y , R 4 and R 5 are selected from a group comprising the structural formulas according to formula 4.
  • the ligand of the metal complex compound may comprise a carbene ligand.
  • the carbene ligand is coordinated to the central atom via a carbon atom and a heteroatom, so that the carbene structural unit is involved in the six-membered metal-acyclic ring.
  • the compound according to formula 12 has a high stability and durability. Furthermore, such a compound can emit radiation of a wavelength which is in the visible range and gives, for example, deep blue, light blue, blue-green or green light. Furthermore, the polarity in such a compound is reversed as compared to five-membered metal cyclic compounds because the heteroatom, e.g. B. an N-atom, anionic and the atom Z, for example C, is neutral in the six-membered metal cycle is involved.
  • the heteroatom e.g. B. an N-atom, anionic and the atom Z, for example C
  • the two radicals R x and R 5 in formula 12 may additionally be coordinated to the central atom M. Furthermore, at least one of R x and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R y , R y and R 4 and R 4 and R 5 may be bridged together. A schematic bridging of the radicals is shown in formula 13. The individual bridges B 45 , B 23 , B 4y and B 3y may be present independently of each other.
  • the compound may have a structural formula according to
  • Y CH, N, P, As, Sb, CR 7 , Si-R y , Ge-R 7 ,
  • X 5 , X 6 , X 7 and X 8 are - independently of one another - CR or N if R 15 , R 6 , R 7 or R 8 comprise a lone pair of electrons,
  • Zi, Z 2 , Z 3 and Z 4 are CR 2 , where R 2 may be different for each Z,
  • R, R 2 , R 1, R 2 , R 3 , R y, R 4 , Rs / R 15, Re, R v, and R 8 are independently H, unbranched alkyl, branched alkyl, fused alkyl, ring
  • Alkyl radicals completely or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, completely or partially substituted condensed alkyl radicals, completely or partially substituted cyclic alkyl radicals,
  • radicals Ri and R 2 , R 2 and R 3 , R 5 and R 4 , R 4 and R y , Ri 5 and R 6 , Re and R 7 , R 7 and R 8 , Rs and R 7 or R y and R 3 can - independently of each other - be bridged.
  • R 7 may be electron withdrawing and selected from CN, F, 4-pyridyl, triazyl, 2-pyrimidyl, 5-pyrimidyl, 2-oxazoyl, 4-oxazoyl, 2-thiazolyl, 4-thiazolyl, trifluoromethyl, or hexafluoroisporpylidene.
  • Examples of condensed systems in the ligand are shown in Formulas 15 and 16.
  • CR or N where R may be different for each X and R and R, for each X 1 to X 6 are used there are 25 independently selected from H, unbranched Alkyl radicals, branched alkyl radicals, condensed alkyl radicals, cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, fully or partially substituted condensed alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics , completely or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles,
  • Formula 16 shows compounds with six-membered annelated systems in the carbene ligand.
  • Formula 15b shows five-membered annelATOR systems on the example of oxazole derivatives in the carbene ligand.
  • Formula 16a shows examples of higher condensed systems. For clarity, only one ligand coordinated to the central atom is shown in formulas 15 and 16a. However, depending on the choice of the central atom, several ligands may also be present.
  • a compound having carbene ligand which has an electron-withdrawing structure is shown in Formula 16b wherein Xi, X 2 , Y, n, Ri, R 2 and R 3 are analogous to the compound in Formula 14 (wherein X 1 and X 2 the X 5 , X 6 and X 7 shown there) can be selected.
  • a radiation-emitting component which comprises a substrate, at least one lower, first electrode layer, at least one organic emitting layer and above it at least one upper, second electrode layer, wherein at least one metal complex is embedded in the emitting layer in a matrix which at least has a metallic central atom M, which is part of a six-membered metal-cyclic ring, wherein at least one carbene ligand is directly involved in the metal-cyclic ring.
  • the substrate and the first electrode layer may be transparent.
  • the tautomerizable unit may have the structural unit -C (H, R) - or -N (H) - and connect an electron-deficient and an electron-rich aromatic.
  • electrospray-deficient and “electron-rich” are used to denote an aromatic ring system by substituents and / or substitution of C atoms forming part of the Ring systems are to be modified by heteroatoms such that they have compared to the unsubstituted or non-replaced systems, such as benzene, a low (electron-poor) or increased (electron-rich) electron density in the ring system.
  • Y CH, N, P, As, Sb, CR y, Si-R y, Ge-R 7,
  • Such a compound is oxidation and reduction stable by the special selection of the ligand and thus has a long life.
  • the aromatic ring may be selected from a structural formula selected from a group comprising structural formulas according to formula 18.
  • X X 'and is selected from N, O, P, As or
  • Zi, Z 2 , Z 3 and Z 4 are - independently of one another - divalent or trivalent and selected from CR, N when Z 1 , Z 2 , Z 3 and
  • Z 4 are trivalent and selected from O, S, NR, Se when Z 1 ,
  • Z 2 , Z 3 and Z 4 are double-ended
  • R is independently selected for each Z from H, unbranched
  • Alkyl radicals branched alkyl radicals, condensed alkyl radicals, cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, complete or partially substituted condensed alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused Heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • a five-membered and a six-membered ring in the ligand can be achieved, for example, by the combination of a five-membered and a six-membered ring in the ligand.
  • Five-membered aromatic systems such as pyrroles, imidazoles, furans, thiophenes, dithiols and thiazoles are electron rich and readily available.
  • electron-rich are non-heterocyclic six-membered aromatic rings substituted with substituents such as alkoxy or amine groups. Electron-rich systems can be suitable as hole conductors.
  • Electron-deficient systems which may be suitable as electron conductors are, for example, six-membered heterocyclic aromatic systems such as pyridine, pyrimidine or pyrazine. Benzene derivatives or five-membered aromatic systems can become electron-deficient by fluorination or nitration.
  • a tautomerizable unit such as the structural units -C- (H, R) - or -N (H) -
  • stable, tautomerizable ligands are obtained, which, with the elimination of a proton to a metallic central atom M to form a stable coordinate to a six-membered metal-cyclic ring.
  • This compound is stable to reduction and oxidation because of the particular ligand, as both high and low molecular weight
  • Hole concentration and a high electron concentration can be compensated by the ligand.
  • Formula 19 shows schematically the tautomerization of an exemplary ligand in which Ir is chosen as the tautomerizable unit -C (H, R) - and as the metallic central atom M to which the ligand is coordinated.
  • formula 19 is for two different combinations of electron-deficient and electron-rich aromatics in the ligand, (formula 19a: combination of pyridine and imidazole, formula 19b: combination of pyrimidine and oxazole) the various Possibilities of tautomerization shown.
  • the tautomerized ligand coordinates to the central atom, which here includes, for example, Ir, with cleavage of the proton and formation of the metal complex compound shown in Formula 19 in the two mesomeric forms (lower structures in Formulas 19a and b).
  • R 4 and R y and / or R y and R 2 of the structure shown in Formula 17 may also be bridged.
  • the bridges can occur independently of each other.
  • Each R of the electron-deficient and electron-rich aromatic rings may be different and independently of each other from H, unbranched alkyl radicals, branched alkyl radicals, fused alkyl radicals, cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, fully or partially substituted condensed alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles , fully or partially substituted heterocycles, F and CN.
  • R may be electron donating and include an amine or an alkoxy group.
  • Formula 21 exemplifies the tautomerization of a six-membered aromatic ring that is part of a ligand may be, wherein for X, Y, Z 1 , Z 2 , Z 3 and Z 4, the definitions for the structural formulas of the formula 18 apply analogously.
  • Each R may be different and independently of each other from H, unbranched alkyl radicals, branched alkyl radicals, fused alkyl radicals, cyclic alkyl radicals, fully or partially substituted unbranched alkyl radicals, fully or partially substituted branched alkyl radicals, fully or partially substituted fused alkyl radicals, fully or partially substituted cyclic alkyl radicals, alkoxy groups, amines, amides, esters, carbonates, aromatics, fully or partially substituted aromatics, fused aromatics, fully or partially substituted fused aromatics, heterocycles, fully or partially substituted heterocycles, fused heterocycles, fully or partially substituted Heterocycles, F and CN be selected.
  • R can electron withdrawing and include CN, F, 4-pyridyl, triazyl, 2-pyrimidyl, 5-pyriraidyl, 2-oxazyl, 4-oxazyl, 2-thiazolyl, 4-thiazolyl, trifluoromethyl and hexafluoroisopropylidene.
  • Six-membered aromatic rings which are electron-deficient can have a stabilizing effect on the metal complex compound.
  • a radiation-emitting component which comprises a substrate, at least one lower, first electrode layer on the substrate, at least one organic emitting layer on the first electrode layer and at least one upper, second electrode layer above it, wherein at least in the emissive layer in a matrix a metal complex compound is incorporated in which at least one metallic central atom is involved in at least one metallazyklischen ring comprising a tautomerizable unit, which is connected via the tautomerizable unit, which may comprise H-CR or NH, at least one electron-deficient and an electron-rich aromatic.
  • the substrate and the first electrode layer may be transparent.
  • the phosphorescent metal complex compound is polynuclear and has at least two metallic central atoms. At least one central atom thereof forms a six-membered metal-cyclic ring having at least one ligand according to the above-mentioned embodiments.
  • Such a connection has a high Stability and one of the distance of the central atoms to each other dependent adjustability of the emission wavelength.
  • the emission wavelength can be in the colored, for example, light blue, deep blue, blue-green or green range.
  • the distance of the central atoms from each other is sterically controllable by the choice of ligands.
  • Two or more identical or different central atoms can be selected. For example, four Au atoms coordinated by ligands can form squares with the corners of the square formed by the ligands.
  • the compound may further comprise at least two metallic central atoms M, which are coordinated to each other via a metal-metal interaction or interconnected.
  • the two central atoms can furthermore be connected to one another via at least one bridging ligand. There is thus no direct bond between the two central atoms.
  • the binding scheme shown in Scheme 1 represents the bonding relationships between two central atoms according to the molecular orbital theory. On the left are the molecular orbitals to be occupied and on the right the associated bond.
  • the dimeric chromium (II) acetate Cr 2 (0OCH 3 ) 4 resulting from the two chromium atoms in each case 6 electrons, of the four acetate ligands each 2x2 electrons, a total of 28 electrons.
  • the chromium atoms in each case to be able to fulfill the 18 electron rule, ie achieve a configuration with 18 outer electrons in total (36 electrons in total), they form a fourfold bond with each other. This is a ⁇ 2 ⁇ 4 ⁇ 2 configuration.
  • a binuclear metal complex compound is considered.
  • phenylpyridine-Pt- ( ⁇ -pyrazole) 2 -Pt- phenylpyridine is used as an exemplary compound.
  • 2x10 electrons from the two Pt atoms 2x4 electrons from the pyrazole ligands and 2x4 electrons from the phenylpyridine ligands, a total of 36 electrons, before.
  • the 18-electron rule is already fulfilled for both Pt atoms, and there is a ⁇ 2 ⁇ 4 ⁇ * 2 ⁇ M ⁇ * 2 configuration, and thus formally no bond between the two Pt atoms, since the bonding and bonding states unbinding orbitals cancel each other out.
  • the two Pt atoms have a distance of 3 Angstroms, which is due to a significant interaction between the two Pt atoms.
  • the hole and electron transport can be decoupled from each other.
  • the hole transport can take place in the nonbonding ⁇ * orbital, while the electron transport takes place in the ⁇ * orbital of the ligand.
  • the hole transport which corresponds to an oxidation, formally produces a bond order of 0.5, which stabilizes the compound.
  • the electron transport which corresponds to a reduction, can be stabilized by the six-membered metal-acyclic ring.
  • Ligands that can form a six-membered ring with the metallic central atom, as described in the above and other statements, are bidentate ligands that coordinate to the central atom with two bonding atoms.
  • the two bonding atoms have a 1.5-position to each other.
  • Bridging ligands bridging two central atoms are also bidentate ligands, each coordinating one atom of bonding to one central atom.
  • the bonding atoms of the bridging ligands have a 1,2- or a 1,3-position to each other.
  • the at least one bridging ligand may be selected from a group comprising guanidine derivatives and pyrazole derivatives.
  • the bridging ligands may, for example, be selected from 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine (hpp) and pyrazole.
  • hpp 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine
  • hpp 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine
  • hpp 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine
  • hpp 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine
  • hpp 1,3,3,4,6,7-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine
  • Formula 22 shows an hpp bridging ligand, which also indicates the delocalized electron between the three N atoms which coordinate to two central atoms always have a delocalized electron as in formula 22.
  • this is analogous, although for clarity the hpp ligand has one double bond or one double bond is shown and the delocalized electron is not indicated.
  • a polynuclear metal complex compound has bridging ligands, it can enhance the phosphorescence of the compound.
  • a compound with hpp as the bridging ligand exhibits increased phosphorescence compared to metal complex compounds that do not have bridging ligands or that do not have six-membered metal-cyclic rings with ligands.
  • the bridging ligands can furthermore be formed from the radicals R 1 and / or R 5 of the structures of the formulas 3, 5, 12, 13 and 17 of the ligands.
  • the polynuclear phosphorus metal complex compound has at least two central metallic atoms to which are coordinated ligands which form with a central atom a five-membered metal azyclic ring, the central atoms being linked together by bridging ligands.
  • the bridging ligands may include, for example, guanidine derivatives or pyrazole derivatives. These compounds can emit light of a color selected, for example, from deep blue, light blue, blue-green and green. Furthermore, these compounds have a high stability.
  • a radiation-emitting device comprising a substrate, a first
  • the organic emissive Layer comprises a phosphorescent metal complex compound according to the above statements.
  • electron or hole transport layers for example, electron or hole transport layers, electron- or hole-blocking layers, electron or hole injection layers or else a plurality of organic emitting layers may be present in the device.
  • the metal complex compound may be present in a matrix material. Thereby, the concentration of emitting material in the matrix material and the intensity of the emitted radiation can be adjusted.
  • the device may emit light of a color selected from a group comprising deep blue, light blue, blue-green, and green.
  • This provides a radiation-emitting component which, for example, emits blue light.
  • the component can also emit light of further colors. If the component comprises further emitting layers which emit light of other colors, a white light-emitting component can be provided in combination with the deep blue, light blue, blue-green or green-emitting layer.
  • the component may comprise a transparent substrate and a transparent first electrode layer or may have a transparent second electrode layer or a transparent substrate, a transparent first and a transparent second electrode layer. Depending on it is a bottom-emitting, top emitting or double-emitting device.
  • the radiation-emitting component can be, for example, an organic light-emitting diode (OLED).
  • OLED organic light-emitting diode
  • the component may comprise at least two electrodes with an organic semiconductor material therebetween, wherein the semiconductor material comprises blue-phosphorescent organic transition metal complexes of heavy elements of the 8th subgroup of types A and B, in which
  • Metal M in the octahedral complexes A is iridium, rhodium or rhenium; in the square complexes B, platinum is the central atom; the remaining variables can independently be nitrogen or carbon, in the case of Carbon is the free valence saturated by hydrogen or another substituent.
  • Suitable substituents are alkyl, cyano or aromatic and / or heteroaromatic groups, but especially those which form a fused aromatic and / or heteroaromatic cyclic substituent between each two variables.
  • the octahedral complexes can not be in mer.- and fac. Complexes differ.
  • the square platinum complexes also have polymethine-like ligands.
  • these novel phosphorescent semiconductor materials can cover, for example, the entire blue emitting spectral range.
  • Semiconductor materials have high chemical, thermal and photostability.
  • the semiconductor materials can be prepared by the following reaction scheme:
  • the polymethine Azaaromat is refluxed with the respective metal salts (preferably chlorides) or with the acetylacetonate complexes of the respective metals in boiling polar solvents, preferably in the presence of an auxiliary base such as sodium carbonate in stoichiometric ratios and inert gas atmosphere for 10-2Oh.
  • the respective metal salts preferably chlorides
  • the acetylacetonate complexes of the respective metals in boiling polar solvents, preferably in the presence of an auxiliary base such as sodium carbonate in stoichiometric ratios and inert gas atmosphere for 10-2Oh.
  • Metal complex compound wherein the exchange ligand is replaced by the ligand and the ligand has a tautomerizable unit and forms a six-membered metal-cyclic ring with the central atom with the elimination of a proton.
  • auxiliary bases selected from a group comprising triethylamine, pyridine and alkali carbonate may be added.
  • the central atomic compound of a metallic central atom can be dissolved in degassed, hot water, cooled and crystallized as a fine suspension.
  • the cooling can be done with vigorous stirring.
  • the hot water may have a temperature of 80 0 C to 100 0 C and the solution of water and the central atomic compound to a temperature of 20 0 C to 30 0 C are cooled.
  • the fine suspension precipitates.
  • a coarse-grained central atomic compound can be made into a fine-grained central atomic compound and, in addition, oxygen radicals can be removed from the central atomic compound.
  • the central atomic compound may be a salt and the replacement ligands may be halogen ions.
  • the salt of the metallic central atom may, for example, be potassium tetrachloroplatinate K 2 PtCl 4 .
  • K 2 PtCl 4 potassium tetrachloroplatinate
  • a first solvent which is miscible with polar and nonpolar solvents can be selected. This may be, for example, ethoxyethanol.
  • the ligand is dissolved in the first solvent and is tautomerizable. When the ligand coordinates to the central atom, a proton is split off from the ligand. The result is a metal complex compound in which the ligand has mesomerism, as shown for example in formula 19.
  • a mononuclear metal complex compound can be formed.
  • the mixture of dissolved ligand and the central atomic compound can be heated to form the metal complex compound.
  • This metal complex compound has at least one ligand which forms a six-membered metal-cyclic complex with the central atom, as shown in Formula 3, for example.
  • the stoichiometric ratio can be
  • Transition complex compound The first, second and third
  • Solvents may be the same or different.
  • Transition complex compound may have at least two metallic central atoms, to each of which at least one ligand is coordinated in a six-membered metal-cyclic ring and which are bridged together via at least one exchange ligand of the central atom compound.
  • Such a transition complex compound may have, for example, a structure according to formula 23.
  • step Bl can the ratio
  • This ratio can be, for example, 1: 1.
  • the number of ligands used the number of ligands coordinated to a central atom, so that the central atom is saturated, if additionally at least one exchange ligand coordinated to the central atom.
  • two central atoms M are bridged by two halogen ions HaI and still have each a ligand with which they form a six-membered metal-cyclic ring.
  • basic solvents or solvents to which a base is added can be selected as the second and third solvents.
  • the base for example NaOR " , KOR " NaH or carbonates can be added, wherein R comprises an organic radical.
  • the second solvent may comprise dichloromethane and the third solvent may be dichloromethane in which sodium methylate is dissolved or forms a suspension with the sodium methoxide.
  • Other suitable second and / or third solvents are sodium bicarbonate and triethylamine, as well as alcoholates and halogenated hydrocarbons.
  • the basic third solvent in which the accessory ligand is dissolved can cause deprotonation of the additional ligand, thus allowing coordination of the additional ligand to the central atom.
  • the dissolved transition complex compound and the dissolved auxiliary ligand can be cooled and mixed and this mixture stirred at room temperature.
  • the solutions may for example be cooled to a temperature of -70 0 C and the mixture is stirred, for example, 48h.
  • an additional ligand can be selected which forms a five-membered or six-membered metallacyclic ring with the central atom.
  • a mononuclear connection can be made.
  • Other ligands which can form six-membered metallacyclic rings with the central atom for example with a structure according to formula 3, can also be used.
  • Examples of ligands which form five-membered metallacyclic rings with the central atom are phenylpyridine derivatives, arylimidazole derivatives or arylcarbene derivatives.
  • a mononuclear metal complex compound can be formed in process step B3) which has at least one ligand with which the central atom forms a six-membered metal-cyclic ring.
  • a mononuclear metal complex compound may have, for example, a structure according to formula 3.
  • a polynuclear metal complex compound comprising at least one ligand with which a central atom forms a six-membered metal-cyclic ring and in which at least two central atoms each have at least one Bridge ligands are bridged together.
  • a polynuclear metal complex compound comprising at least one ligand with which a central atom forms a six-membered metal-cyclic ring and in which at least two central atoms each have at least one Bridge ligands are bridged together.
  • the process steps A), B), Bl), B2) and B3) can be carried out in an inert atmosphere, for example in an argon or nitrogen atmosphere.
  • the central atomic compound in Scheme 2 is exemplified by a salt of a metallic central atom which has halogen ions Hal as exchange ligands.
  • halogen ions it is also possible to use easily exchangeable ligands, for example acetylacetonate, trifluoromethanesulphonate or CO.
  • the salt I of a metallic central atom M has, by way of example, four halogen ions Hal, but the number of halogen ions coordinated at the central atom M can vary depending on the binding of the central atom M. Likewise, the ratio to the counterion K can vary.
  • the salt I is reacted in a first synthesis step with a ligand II.
  • a transition complex compound III is formed in process step B1), which here comprises two central atoms M each having one ligand, the two central atoms being connected to one another via two halogen ions.
  • a mononuclear metal complex compound VI is formed in process step B3).
  • ligand II is selected as such a ligand, but it is also possible to select a ligand other than ligand II.
  • Scheme 2 exemplifies a central atom M to which two ligands coordinate, as seen in structure III and V.
  • the mononuclear metal complex compound VI can furthermore be formed directly from the salt I and the ligand II in process step B) if the stoichiometric ratio between salt and ligand is adapted accordingly (dashed arrow).
  • transition complex compound III is reacted with a bridging ligand IV in process step B2), a polynuclear one forms in process step B3)
  • Metal complex compound V is selected by way of example as the bridging ligand, and any other bridging ligand can be used analogously.
  • the polynuclear metal complex compound in this example has two central atoms M, each with one ligand, which are connected to each other via two bridging ligands.
  • FIG. 1 shows the schematic side view of a radiation-emitting component.
  • Figure 2 shows a photoluminescence spectrum of a metal complex compound compared to a conventional metal complex.
  • Figure 3a to j shows photoluminescence spectra for various metal complex compounds.
  • FIG. 4 shows the a) absorption spectrum and b) the photoluminescence emission spectrum of tris-dipyridylimine iridium-III
  • Figure 5 shows the a) absorption spectrum and b) the photoluminescence emission spectrum of tris-di-1,2,4-benzotriazin-3-yl-methy-iridium-III
  • Examples of compounds having a carbene ligand are shown in Formula 24.
  • an additional ligand such as a picolinate anion, phenylpyridine and 2-phenylimidazole, is then present.
  • Formula 27 exemplifies compounds having Ir as central atoms, 1,3,4,6,7,8-hexahydro-2H-pyrimido [1,2-a] pyrimidine (a) and pyrazole (b) as bridging ligands, with either two bridging ligands and each Ir may have two ligands or four bridging ligands and one Ir at each Ir.
  • R can be selected analogously to formula 26.
  • FIG. 1 shows the schematic side view of a radiation-emitting component.
  • a first electrode layer 2 which is, for example, transparent and made of ITO (indium tin oxide), is arranged on a substrate 1 which is made of glass, for example.
  • a hole injection layer 3 is arranged, on which in turn a hole transport layer 4 is arranged.
  • an organic active layer On which a hole blocking layer 6, an electron transporting layer 7 and an electron injection layer 8 are arranged, is disposed.
  • a second electrode layer On the electron injection layer 8, a second electrode layer 9, for example a metal electrode, is arranged.
  • the second electrode layer 9 may be formed in a transparent manner and the light may leave the component via both or only via the second electrode layer.
  • the emission layer 5 comprises metal complex compounds according to the abovementioned embodiments, which may be incorporated in a matrix.
  • FIG. 2 shows a comparison of photoluminescence spectra of two metal complex compounds with a six-membered metallacyclic ring, which differ by the affinity of the ligand for the central atom
  • the width of the spectra is generated by the heteroleptic nature of the complexes, the five-membered metal azycles emit above 500 nm, the increasing influence of the more affinitive six-membered metal-cyclic component (2,2-dipyridylamine) intensifies the emission of blue light (wavelengths below 500 nm).
  • Compounds 1 and 2 show the synthesis of a transition complex compound, choosing ligands that form five-membered metal-acyclic rings with the central atom.
  • Compound 3 shows an example of a metal complex compound which forms a six-membered metallacyclic ring with the ligand.
  • This compound can be detected by mass spectrometry.
  • Compound 4 shows a mononuclear metal complex compound in which the central atom with the ligands forms six-membered metallacyclic rings.
  • Figures 3a, b, c and d show photoluminescence spectra of this compound in various dilutions. With increasing dilution, the emission maximum shifts from about 398 nm to 345 nm.
  • Compound 5 shows a mononuclear metal complex compound in which the central atom with the ligands forms five-membered metallacyclic rings.
  • FIG. 3e shows the photoluminescence spectrum of compound 6, with an emission maximum at 488 nm and 522 nm.
  • FIG. 3f shows the photoluminescence spectrum of compound 7, with an emission maximum at 470 nm and 501 nm.
  • This compound can be detected by mass spectrometry.
  • FIG. 3g shows the photoluminescence spectrum of compound 8, with an emission maximum at 498 nm and 531 nm.
  • FIG. 3h shows the photoluminescence spectrum of compound 9, with an emission maximum at 473 nm and 501 nm.
  • This compound can be detected by mass spectrometry.
  • FIG. 3i shows the photoluminescence spectrum of compound 10, with an emission maximum at 463 nm.
  • metal complex compounds according to formula 28 can furthermore be prepared.
  • metal complex compounds is tris-dipyridylimine-iridium-III (Formula 29).
  • This can be prepared, for example, as follows: Dipyridylamine and iridium acetylacetonate are introduced in stoichiometric ratio in glycol and heated under inert fumigation for 12 h at reflux. Subsequently, the reaction mixture is mixed with water and the Ir derivative extracted by means of chloroform. The chloroform phase is concentrated and then the product is precipitated by the addition of methanol.
  • FIG. 4a shows the absorption spectrum (absorption A versus wavelength ⁇ in nm) of tris-dipyridylimine iridium-III. To recognize is a double peak around 300nm.
  • FIG. 4b shows the PL emission spectrum (intensity I versus wavelength ⁇ in nm) of the tris-dipyridylimine-iridium-III complex. To recognize is a single peak at about 430nm.
  • a metal complex compound is tris-di-1,2,4-benzotriazin-3-yl-methine-iridium-III (Formula 30), which can be prepared as follows: dibenzo-1,2,4-triazine-3 -yl-methane and Iridiumacetylacetonat be submitted in stoichiometric ratio in glycol and heated under inert fumigation for 15h at reflux. Subsequently, the reaction mixture is mixed with water and the Ir derivative extracted by means of chloroform. The chloroform phase is concentrated and then the product is precipitated by the addition of methanol.
  • FIG. 5a shows the absorption spectrum (absorption A versus wavelength ⁇ in nm) of the tris-di-1,2,4-benzotriazin-3-yl-methine-iridium-III. Evident is a peak at about 280 nm.
  • FIG. 5b shows a PL emission spectrum (intensity I against the wavelength ⁇ in nm) of the tris-di-1, 2,4-benzotriazin-3-yl-methine-iridium-III complex, a peak at approx 420 nm.

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Abstract

Es wird eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung bereitgestellt, die ein metallisches Zentralatom M und zumindest einen durch das metallische Zentralatom M koordinierten Liganden umfasst wobei das eine metallische Zentralatom M und der Ligand einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden. Es werden weiterhin ein strahlungsemittierendes Bauelement mit einer Metallkomplexverbindung und ein Verfahren zur Herstellung der Metallkomplexverbindung angegeben.

Description

Beschreibung
Phosphoreszente Metallkomplexverbindung, Strahlungsemittierendes Bauelement aufweisend eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung und Verfahren zur Herstellung einer phosphoreszenten Metallkomplexverbindung
Die Erfindung betrifft eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung, ein Strahlungsemittierendes Bauelement, das die phosphoreszente Metallkomplexverbindung aufweist, und ein Verfahren zur Herstellung der phosphoreszenten Metallkomplexverbindung .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldungen 10 2008 015 940.9, 10 2008 004 471.7, 10 2008 006 113.1, 10 2008 006 573.0 und 10 2007 023 554.4 und 10 2007 023 749.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Für Strahlungsemittierende Bauelemente wie beispielsweise organische Licht emittierende Dioden (OLEDs) werden organische Materialien eingesetzt, die farbiges Licht emittieren. Bisher gibt es eine Vielzahl an Materialien, die rotes oder grünes Licht emittieren. Mit bisherigen Methoden konnten bisher jedoch noch keine stabilen, tiefblaues, hellblaues oder blau-grünes Licht emittierende Materialien hergestellt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neue phosphoreszente Verbindung bereitzustellen, die farbiges, beispielsweise tiefblaues, hellblaues, blau-grünes oder grünes Licht emittieren kann und stabil ist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitzustellen, das eine solche phosphoreszente Verbindung aufweist. Die Herstellung einer phosphoreszenten Verbindung ist eine weitere Aufgabe der Erfindung. Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 30, 33, 35, 37 und 40 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand von weiteren, abhängigen Ansprüchen.
Es wird eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung bereitgestellt, die zumindest ein metallisches Zentralatom M und zumindest einen durch das metallische Zentralatom M koordinierten Liganden umfasst, wobei das eine metallische Zentralatom M und der Ligand einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden. Damit wird eine stabile Komplexverbindung bereitgestellt, die farbiges Licht, beispielsweise im tiefblauen, hellblauen, blau-grünen oder grünen Bereich, emittieren kann.
Der metallazyklische Ring kann zumindest zwei Heteroatome umfassen. Weiterhin ist das Zentralatom des metallazyklischen Rings an mindestens ein Atom des Liganden koordiniert oder gebunden, das ein freies Elektronenpaar aufweist, beispielsweise an ein N-Atom oder an das C-Atom eines Carbens .
Weiterhin kann der mit dem metallischen Zentralatom M einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildende Ligand im unkoordinierten Zustand eine tautomerisierbare Einheit aufweisen. Die tautomerisierbare Einheit kann sich über ein oder mehrere, beispielsweise zwei, Ringsysteme, die der Ligand umfasst, erstrecken. Im koordinierten Zustand kann der Ligand Mesomerie aufweisen, was eine Delokalisierung der Elektronen in dem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bewirkt .
Formeln 1 und 2 zeigen Beispiele für tautomerisierbare Liganden. Durch Ladungsumverteilung ändert sich die alternierende Ladungsverteilung, während ein Substituent (H) der Methylengruppe (Formel 1) oder der NH-Gruppe (Formel 2) zu einem N-Atom eines aromatischen Ringes wechselt.
Figure imgf000005_0001
(a) (b)
Formel 1
Figure imgf000005_0002
(a) (b)
Formel 2
Für X und Y können hier beispielsweise C-H oder N eingesetzt werden, Ri und R2 können in diesem Beispiel frei gewählt werden.
Die in den Formeln 1 und 2 gezeigten Strukturformeln stellen jeweils nur Beispiele zur Veranschaulichung der Tautomerisierbarkeit von Liganden dar.
Die tautomerisierbaren Einheiten in den Liganden ermöglichen die Koordination an ein metallisches Zentralatom M unter Bildung eines sechsgliedrigen metallazyklischen Ringes, wobei ein Proton des Liganden abgespalten wird.
Das metallische Zentralatom M kann dabei aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Ir, Pt, Au, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al und Lanthanoide, beispielsweise Eu, umfasst. Die Gruppe kann weiterhin Metalle oder Übergangsmetalle mit einer Ordnungszahl > 35 umfassen.
In einer weiteren Ausführungsform weist die phosphoreszente Metallkomplexverbindung die Strukturformel, wie sie in Formel 3 gezeigt ist,
Figure imgf000006_0001
Formel 3 auf , wobei gilt : n = 1 bis 3 ,
Y = C-H , N , P , As , Sb , C-Ry, Si -Ry / Ge-R7, X = N, O, P , As , Sb,
R1, R2, Ry, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN, Ri und R5 umfassen ein freies Elektronenpaar, wenn X = O.
Für den Fall, dass X = O, ist die Doppelbindung X=C in Formel 3 als Teil eines delokalisierten Elektronensystems zu verstehen, und die Reste Ri und R2 sind so ausgebildet, dass das 0 an einem 6π-Elektronensystem teilnimmt. Dies gilt für die folgenden Formeln für X = O analog.
Beispielsweise ist n = 1 oder 2, wenn M = Pt, n = 1, wenn M = Au und n = 1, 2 oder 3, wenn M = Ir (gilt auch für die im Folgenden gezeigten Verbindungen) . Die Anzahl der Liganden, mit denen das Zentralatora einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet ist davon abhängig, wie viele weitere Liganden an das Zentralatom koordiniert sind. Ist M = Au, können weiterhin Au-Au Wechselwirkungen auftreten, die beispielsweise zu Brückenbildungen zwischen Metallkomplexverbindungen führen.
Die Formel 3 sowie die folgenden, eine
Metallkomplexverbindung zeigende Formeln zeigen nur den oder die Liganden, die mit dem Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden. Die vollständige Formel 3 und die folgenden Formeln sind LmM[]n mit n = 1 bis 3, m = 3-n, [] = Liganden, die mit dem Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden und L = ein Ligand, der mit dem Zentralatom einen fünfgliedrigen Ring bildet oder zwei Liganden, die einzähnig an das Zentralatom koordinieren. Die Anzahl aller Liganden kann beispielsweise so hoch sein, dass das Zentralatom eine KoordinationsSphäre aufweist, in der für das Zentralatom die 18-Elektronen-Regel erfüllt ist.
Unter allen Liganden der Formel 3, die mit dem Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden, ist mindestens ein Ligand vorhanden, der kein Acetylacetonat ist, das heißt, bei dem nicht gleichzeitig gilt: X = O für beide X, R2 und R4 = CH3, Ri und R5 sind jeweils ein freies Elektronenpaar und Y = CH .
„Substituiert" wird hier und im Folgenden so verstanden, dass die jeweiligen Gruppen einen oder mehrere Substituenten aufweisen, wobei die Substituenten frei gewählt werden können und beispielsweise aus einer Gruppe ausgewählt sind, die H, Halogene und Alkylreste umfasst.
Alkylreste können hier und im Folgenden beispielsweise ein bis 20 C-Atome umfassen. 7W-purιne
Figure imgf000008_0001
Formel 4
Eine Auswahl an Beispielen für Heterocyclen, die für Ri, R2,
R. R4 und R5 eingesetzt werden können, sind in Formel 4 angegeben, wobei jeweils Grundstrukturen gezeigt sind, die wiederum Substituenten aufweisen können. Die Bindung dieser beispielhaften Ri, R2, R7, R4 und R5 an den Liganden kann jeweils an einer beliebigen, bindungsfähigen Stelle des Grundkörpers erfolgen .
In Formel 5 ist eine beispielhafte Strukturformel für Y = C- Ry (a) bzw. Y = Si-R7 (b) gezeigt:
Figure imgf000009_0001
Formel 5
Weiterhin können die in den Formeln 3 und 5 gezeigten Reste Ri und/oder R5 zusätzlich an das metallische Zentralatom M koordiniert sein. Damit wird die Verbindung noch weiter stabilisiert. Der oder die Liganden an dem Zentralatom M können eine Akzeptorwirkung aufweisen und somit zu kürzeren Wellenlängen des emittierten Lichts der Verbindung führen. Eine Emission von farbigem, beispielsweise tiefblauem, hellblauem, blau-grünem oder grünem Licht wird somit ermöglicht.
In einer weiteren Ausführungsform können zumindest eines aus Ri und R2, R2 und R7, Ry und R4, R4 und R5 miteinander verbrückt sein. Die Verbrückungen können unabhängig voneinander auftreten. In Formel 6 sind schemenhaft Verbrückungen Bl, B2 , B3 und B4 an dem Liganden gezeigt. - Q-
Figure imgf000010_0001
B1 BI
(a) (b)
Formel 6
Die Verbindung kann aus einer Strukturformel gemäß Formel 7 ausgewählt sein, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-R7, Ge-Ry, X = N, O, P, As, Sb,
Xi, X2, X3, X4, X5, X6/ X7 und X8 sind - unabhängig voneinander - C oder - wenn Rn, Ri2, R3, R14, R15, Re, R7 oder R8 ein freies Elektronenpaar umfassen - N,
Ry, Rii/ R12/ R3/ Ri4/ Ri5/
Figure imgf000010_0002
R-7 und R8 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
Figure imgf000011_0001
(a) (b)
Formel 7
Durch die Verbrückungen kann zusätzliche Stabilität der Metallkomplexverbindung sowie eine Verschiebung der Wellenlänge des emittierten Lichts z. B. in den kurzwelligen Bereich erreicht werden.
Die Verbindung gemäß Formel 7 kann weiterhin symmetrisch ausgeformt sein und X1 = X5, Rn = Ri5, X2 = Xe, R12 = Re, X3 = X7, R3 = R7, X4 = X8 und Ri4 = R8 gesetzt werden.
Verbindungen gemäß der Strukturformel in Formel 7a können beispielsweise aus Bispyridinderivaten abgeleitet werden. Dann kann zum Beispiel X = N und Xi = X2 = X3 = X4 = X5 = X6 = Xi = X8 = C gesetzt werden. Die Reste Rn, Ri2, R3, Ri4, R15, Rς, R7 und R8 können frei unter den oben genannten Möglichkeiten gewählt werden. Für R6 und R12 können dann beispielsweise elektronenziehende Substituenten eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5-Pyrimidyl, 2-Oxazol, 4-Oxazol, 2- Thiazolyl, 4-Thiazol, Trifluormethyl und Hexafluorisopropyliden umfasst.
Ein weiteres Beispiel für eine Verbindung gemäß der Strukturformel in Formel 7a ist abgeleitet aus Bispyrazinderivaten, und ergibt sich aus X = N, X1 = X2 = X4 = X5 = X6 = X8 = C und X3 = X7 = N. R3 und R7 sind ein freies Elektronenpaar .
Verbindungen, die sich aus Bispyrimidinderivaten ableiten, ergeben sich aus X = N, Xi = X2 = X3 = X5 = X6 = X7 = C und X4 = X8 = N, wobei R4 und R8 ein freies Elektronenpaar sind. Für R6 und Ri2 können dann beispielsweise elektronenziehende Substituenten eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5- Pyrimidyl, 2-Oxazol, 4-Oxazol, 2-Thiazolyl, 4-Thiazol, Trifluormethyl und Hexafluorisopropyliden umfasst.
Verbindungen gemäß Formel 7a können sich auch aus Bistriazinderivaten ergeben. Dann wird X = N, X2 = X3 = X5 = X7 = C, Xx = X4 = X6 = X8 = N, wobei Ri, R4, R6 und R8 jeweils ein freies Elektronenpaar sind. Für R3 und R7 können dann beispielsweise elektronenziehende Substituenten eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die CN, F, 4- Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5-Pyrimidyl, 2-Oxazol, 4- Oxazol, 2-Thiazolyl, 4-Thiazol, Trifluormethyl und Hexafluorisopropyliden umfasst. Alternativ können die Stickstoffpositionen permutieren, so dass X = N, Xi = X3 = X5 = X7 = C, X2 = X4 = X6 = X8 = N, wobei R2, R4, R6 und R8 jeweils ein freies Elektronenpaar sind oder X = N, Xx = X2 = X5 = X6 = C, X3 = X4 = X7 = X8 = N, wobei R3, R4, R7 und R8 jeweils ein freies Elektronenpaar sind.
Eine Verbindung gemäß der Strukturformel in Formel 7b kann beispielsweise aus Bispyrrolderivaten abgeleitet werden, indem X = N, X1 = X2 = X3 = X5 = Xe = X7 = C gesetzt werden. Für Rn und R15 können dann beispielsweise elektronenziehende Substituenten eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5- Pyrimidyl, 2-Oxazol, 4-Oxazol, 2-Thiazolyl, 4-Thiazol, Trifluormethyl und Hexafluorisopropyliden umfasst.
Die Reste Rn und Ri2/ R12 und R3, R3 und Ri4, Ri4 und Ry, R7 und R8, R15 und R6, Re und R7 oder R7 und R8 können weiterhin - unabhängig voneinander - weitere Verbrückungen bilden. Damit können kondensierte Systeme im Liganden bereitgestellt werden.
Beispielsweise können solche kondensierten Systeme eine Strukturformel gemäß den Formeln 8a, 8b und 8c aufweisen, wobei jede der Positionen Xi bis Xi2 unabhängig voneinander N oder C-R sein kann und R ausgewählt ist aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN. R kann für jedes X unterschiedlich sein.
Figure imgf000014_0001
(a) (b) ( c )
Formel 8
In Formel 8 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit n = 1 gesetzt und nur ein Ligand an das metallische Zentralatom M koordiniert. Je nach Art des Zentralatoms M können jedoch auch weitere Liganden in der Verbindung vorhanden sein, die mit dem Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden.
Weitere Beispiele für Verbindungen mit kondensierten Systemen sind in Formel 9 gezeigt. Die Formeln 9 a bis d zeigen Beispiele für Verbindungen, an denen ankondensierte Oxazolringe vorhanden sind. Die Formeln 9 e bis g zeigen Beispiele für höher kondensierte Systeme. Die Reste R5 und R6 in den Verbindungen gemäß den Formeln 9a bis 9d können hierbei unabhängig voneinander aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN ausgewählt sein. Die Positionen Xi bis X4 können analog Formel 8 ausgewählt sein.
In Formel 9 sind Beispiele für Fünfringe, die an in den metallazyklischen Ring eingebundene, aromatische Sechsringe annelliert sind, in dem Liganden gezeigt. In einer weiteren Ausführungsform sind auch Sechsringe, die an in den metallazyklischen Ring eingebundene, aromatische Fünfringe anneliiert sind, in den Liganden möglich.
Figure imgf000015_0001
Figure imgf000015_0002
(e) (f) (g) Formel 9 In einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung eine
Strukturformel gemäß Formel 10 aufweisen, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-Ry,
X = N, O, P, As, Sb,
X1, X2, X5 und X6 sind - unabhängig voneinander - C oder N wenn R11, R12, R1S oder R6 ein freies Elektronenpaar sind,
X3 und X7 sind S,
Ry/ Rii / Ri2 / Ri5 / und R6 sind - unabhängig voneinander - H , unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte
Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte
Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester,
Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte
Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
Figure imgf000016_0001
Formel 10 Beispielsweise kann eine Verbindung gemäß Formel 10 aus Bisthiazolderivaten abgeleitet werden, indem Xi = X2 = X5 = X6 = C, X = N und X3 = X7 = S eingesetzt wird. Für Rn und Ri5 können dann beispielsweise elektronenziehende Substituenten eingesetzt werden, die ausgewählt sind aus einer Gruppe, die CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5-Pyrimidyl, 2- Oxazol, 4-Oxazol, 2-Thiazolyl, 4-Thiazol, Trifluormethyl und Hexafluorisopropyliden umfasst.
In Verbindungen gemäß Formel 10 kann weiterhin X1 = X5, R11 = Ri5, X2 = Xe, R12 = Rε und X3 = X7 gesetzt werden. Somit werden symmetrische Liganden erhalten. Die Reste R11 und R12 und/oder Ri5 und R6 können weiterhin miteinander verbrückt sein, was zu einer weiteren Erhöhung der Stabilität der Verbindung führt .
Sowohl die Verbindungen gemäß Formel 10, wie auch gemäß den Formeln 7 bis 9 weisen eine Azadiketonartige bzw. Diketonartige Struktur auf, die zu der Stabilität des Liganden und der farbigen Emission mit beispielsweise tiefblauer, hellblauer, blau-grüner oder grüner Emissionsfarbe der Verbindung beiträgt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Verbindung eine
Strukturformel aufweisen, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Strukturformeln gemäß Formel 11 umfasst, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-R7, Ge-Ry,
Xi, X2, X3 und X4 sind - unabhängig voneinander - C-R oder N,
Ry und R sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte
Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN. R kann dabei für jedes X verschieden ausgewählt sein.
Figure imgf000018_0001
Formel 11
Diese Verbindungen weisen eine diketonartige Struktur in Fünfring-Aromaten auf. Weitere Fünfring-Aromaten im Liganden, wie beispielsweise Thiazole, Phosphazole oder Imidazole sind auch denkbar .
Es wird weiterhin ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt, das ein Substrat, zumindest eine untere, erste Elektrodenschicht auf dem Substrat, zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht, und eine obere, zweite Elektrodenschicht umfasst, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest eine Metallkomplexverbindung eingelagert ist, bei der zumindest ein Zentralatom M an zumindest einem sechsgliedrigen Metallazyklus beteiligt ist. Dabei können das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent sein und das Zentralatom M an zumindest einen Liganden koordiniert sein, wobei das Zentralatom und der Ligand gemäß den oben genannten Ausführungen ausgewählt sind. In einer weiteren Ausführungsform weist die phosphoreszente Metallkotnplexverbindung eine Strukturformel gemäß Formel 12 auf, wobei gilt:
Figure imgf000019_0001
Formel 12
n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P7 As, Sb, C-Ry, Si-R7, Ge-Ry, X = N, O, P, As, Sb, Z = C, Si, Ge,
Ri, R2, R3, Ry, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN. Beispielsweise können die Reste Ri, R2, R3, Ry, R4 und R5 aus einer Gruppe ausgewählt sein, die die Strukturformeln gemäß Formel 4 umfasst.
Der Ligand der Metallkomplexverbindung kann einen Carben- Liganden umfassen. Der Carben-Ligand ist über ein C-Atom und ein Heteroatom an das Zentralatom koordiniert, so dass die Carben-Struktureinheit an dem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring beteiligt ist.
Die Verbindung gemäß Formel 12 weist eine hohe Stabilität und Lebensdauer auf . Weiterhin kann eine solche Verbindung Strahlung einer Wellenlänge emittieren, die im sichtbaren Bereich liegt und beispielsweise tiefblaues, hellblaues, blau-grünes oder grünes Licht ergibt. Weiterhin ist die Polarität in einer solchen Verbindung im Vergleich zu fünfgliedrigen metallzyklischen Verbindungen umgedreht, da das Heteroatom, z. B. ein N-Atom, anionisch und das Atom Z, beispielsweise C, neutral in den sechsgliedrigen Metalizyklus eingebunden ist.
Die beiden Reste Rx und R5 in Formel 12 können zusätzlich an das Zentralatom M koordiniert sein. Weiterhin können zumindest eines aus Rx und R2, R2 und R3, R3 und Ry, Ry und R4 und R4 und R5 miteinander verbrückt sein. Eine schematische Verbrückung der Reste ist in Formel 13 gezeigt. Die einzelnen Verbrückungen B45, B23, B4y und B3y können unabhängig voneinander vorhanden sein.
Figure imgf000021_0001
(a) (b)
Formel 13
Für die Bedeutung von X, Y, Z, Rx bis R5 und n in Formel 13 gelten die für die in Formel 12 gezeigte Strukturformel gezeigten Möglichkeiten analog.
Weiterhin kann die Verbindung eine Strukturformel gemäß
Formel 14 aufweisen, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-R7, Si-Ry, Ge-R7,
X = N, O, P, As, Sb,
Z = C, Si, Ge,
X5, X6, X7 und X8 sind - unabhängig voneinander - C-R oder N wenn R15, R6, R7 oder R8 ein freies Elektronenpaar umfassen,
Zi, Z2, Z3 und Z4 sind C-R2, wobei R2 für jedes Z unterschiedlich sein kann,
R, R2, Ri, R2, R3, Ry, R4, Rs/ R15, Re, Rv, und R8 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige
Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste,
Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
Figure imgf000022_0001
(a) (b)
Formel 14
Beispielsweise kann hier X = N und Y = C-Ry eingesetzt werden.
Die Reste Ri und R2, R2 und R3, R5 und R4, R4 und Ry, Ri5 und R6, Re und R7, R7 und R8, Rs und R7 oder Ry und R3 können - unabhängig voneinander- miteinander verbrückt sein.
Die in Formel 14a gezeigte Struktur kann beispielsweise ein Carben-Derivat darstellen, das sich aus Benzimidazol ableitet. Dann ist Z = C, Y = C-Ry, X = N und Z1 = Z2 = Z3 = Z4= C-R2 ■
In den Formeln 14a und 14b kann Z = C, Y = N oder Y = C-Ry gesetzt werden. Während für Y = C-Ry eine aromatische Verbrückung des Carbens mit dem sechsgliedrigen Ring über eine N-C=C- Struktureinheit vorhanden ist, ist für Y = N eine aromatische Verbrückung über eine N-C=N Struktureinheit gegeben. Verbindungen, die eine Verbrückung aufweisen, können beispielsweise aus Pyridinderivaten abgeleitet sein. Dann ist in der Verbindung gemäß Formel 14b Z = C, Y = N, X5 = X6 = X7 = X8 = C. R7 kann beispielsweise so gewählt sein, dass es elektronenziehend wirkt, wie R7 = CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2-Pyrimidyl, 5-Pyrimidyl, 2-Oxazoyl, 4-Oxazoyl, 2-Thiazolyl, 4-Thiazolyl, Trifluormethyl, oder Hexafluorisporpyliden.
Ist die Verbindung gemäß Formel 14b aus Pyrazinderivaten abgeleitet, ist Z = C, Y = N, X5 = X6 = X8 = C, X7 = N und R7 ist ein freies Elektronenpaar.
Aus Pyrimidin abgeleitete Verbindungen gemäß Formel 14b ergeben sich aus Z = C, Y = N, X5 = X6 = X7 = C, X8 = N und R8 ist ein freies Elektronenpaar. R7 kann beispielsweise elektronenziehend und aus CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2- Pyrimidyl, 5-Pyrimidyl, 2-Oxazoyl, 4-Oxazoyl, 2-Thiazolyl, 4- Thiazolyl, Trifluormethyl, oder Hexafluorisporpyliden ausgewählt sein.
Verbindungen gemäß Formel 14b, die aus Triazin abgeleitet sind, ergeben sich aus Z = C, Y = N, X6 = X7 = C, X5 = X8 = N, wobei R5 und R8 ein freies Elektronenpaar sind. R7 kann hier elektronenziehend gewählt werden (siehe oben) . Durch Permutation der N-Positionen können weitere Triazin-Derivate erhalten werden, wie beispielsweise X5 = X6 = C, X7 = X8 = N, wobei R7 und R8 ein freies Elektronenpaar sind und X5 = X7 = C, X6 = X8 = N, wobei R6 und R8 ein freies Elektronenpaar sind. R5 bzw. R7 können dann elektronenziehend gewählt werden.
Beispiele für kondensierte Systeme in dem Liganden sind in den Formeln 15 und 16 gezeigt. Hier sind Beispiele für Carbene (Z = C) angegeben, analoge Strukturen von Silylenen (Z = Si) oder Germylenen (Z = Ge) sind gleichermaßen denkbar. Für jedes X1 bis X6 kann dort C-R oder N eingesetzt werden, wobei R für jedes X unterschiedlich sein kann und R und R25 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN. Weitere annelierte Systeme, die hier nicht gezeigt sind, können ebenso vorhanden sein.
Figure imgf000024_0001
(a)
Figure imgf000025_0001
(b) Formel 15
Figure imgf000025_0002
(a)
Figure imgf000025_0003
(b) Formel 16 Formel 15a zeigt Verbindungen mit sechsglierigen annelierten Systemen in dem Carben-Liganden. Formel 15b zeigt fünfgliedrige annelierte Systeme am Beispiel von Oxazolderivaten in dem Carben-Liganden.
Formel 16a zeigt Beispiele für höher kondensierte Systeme. Der Übersicht halber ist in den Formeln 15 und 16a jeweils nur ein an das Zentralatom koordinierter Ligand gezeigt. Es können jedoch auch, je nach Wahl des Zentralatoms, mehrere Liganden vorhanden sein.
Eine Verbindung mit Carben-Ligand, der eine elektronenziehende Struktur aufweist, ist in Formel 16b gezeigt, wobei Xi, X2, Y, n, Ri, R2 und R3 analog zu der Verbindung in Formel 14 (wobei X1 und X2 den dort gezeigten X5, X6 und X7 entspricht) gewählt werden können.
Es wird weiterhin ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt, das ein Substrat, zumindest eine untere, erste Elektrodenschicht, zumindest eine organische emittierende Schicht und darüber zumindest eine obere, zweite Elektrodenschicht umfasst, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest ein Metallkomplex eingelagert ist, der zumindest ein metallisches Zentralatom M hat, das Teil eines sechsgliedrigen metallazyklischen Ringes ist, wobei in dem metallazyklischen Ring zumindest ein Carben-Ligand direkt eingebunden ist. Dabei können das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann die tautomerisierbare Einheit die Struktureinheit -C (H, R)- oder -N(H)- aufweisen und einen elektronenarmen und einen elektronenreichen Aromaten verbinden.
Die Begriffe „elektronenarm" und „elektronenreich" werden so verwendet, dass ein aromatisches Ringsystem durch Substituenten und/oder Ersatz von C-Atomen, die Teil des Ringsystems sind, durch Heteroatome derart verändert werden, dass sie im Vergleich zu den unsubstituierten bzw. nicht ersetzten Systemen, wie beispielsweise Benzol, eine erniedrigte (elektronenarm) bzw. erhöhte (elektronenreich) Elektronendichte in dem Ringsystem aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Verbindung bereitgestellt, die eine Strukturformel gemäß Formel 17 aufweist,
Figure imgf000027_0001
Formel 17
wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-R7,
X und X' sind - unabhängig voneinander - N, O, P, As oder Sb, Ri, R2, R4, R5 und Ry sind -unabhängig voneinander- ausgewählt aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN, und Ri zusammen mit R2 und C=X, und R4 zusammen mit R5 und C-X' bilden jeweils zumindest einen aromatischen Ring. Die Reste Ri bis R5 und Ry können beispielsweise eine der Strukturformeln gemäß Formel 4 umfassen.
Formel 17 gibt nur eine mesomere Form des an das Zentralatom koordinierten Liganden an. Liegt eine andere mesomere Form vor, kann der Ligand auch eine C=X' und eine C-X Einheit umfassen, die jeweils mit den entsprechenden Resten aromatische Ringe bilden.
Eine solche Verbindung ist durch die spezielle Auswahl des Liganden oxidations- und reduktionsstabil und weist dadurch eine hohe Lebensdauer auf.
Der aromatische Ring kann aus einer Strukturformel ausgewählt sein, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Strukturformeln gemäß Formel 18 umfasst.
Figure imgf000028_0001
(a) (b) (c)
Formel 18
Dabei gilt: X = X' und ist ausgewählt aus N, O, P, As oder
Sb,
Zi, Z2, Z3 und Z4 sind - unabhängig voneinander - zweibindig oder dreibindig und ausgewählt aus C-R, N wenn Z1, Z2, Z3 und
Z4 dreibindig sind und ausgewählt aus O, S, N-R, Se wenn Z1,
Z2, Z3 und Z4 zweibindig sind,
R ist für jedes Z unabhängig ausgewählt aus H, unverzweigte
Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
Weiterhin kann einer der aus R5, R4 und C=X gebildete aromatische Ring und der aus R1, R2 und C-X' gebildete aromatische Ring elektronenreich und der jeweils andere aromatische Ring elektronenarm sein.
Das kann beispielsweise durch die Kombination eines fünfgliedrigen und eines sechsgliedrigen Ringes im Liganden erreicht werden. Fünfgliedrige aromatische Systeme, wie beispielsweise Pyrrole, Imidazole, Furane, Thiophene, Dithiole und Thiazole sind elektronenreich und leicht zugänglich. Ebenso elektronenreich sind nicht-heterocyclische sechsgliedrige aromatische Ringe, die mit Substituenten wie beispielsweise Alkoxy- oder Amingruppen substituiert sind. Elektronenreiche Systeme können sich als Lochleiter eignen.
Elektronenarme Systeme, die sich als Elektronenleiter eignen können, sind beispielsweise sechsgliedrige heterocyclische aromatische Systeme wie Pyridin, Pyrimidin oder Pyrazin. Benzolderivate oder fünfgliedrige aromatische Systeme können durch Fluorierung oder Nitrierung elektronenarm werden.
Werden ein elektronenarmer und ein elektronenreicher Aromat in einem Liganden über eine tautomerisierbare Einheit, wie beispielsweise die Struktureinheiten -C- (H, R)- oder -N(H)- miteinander kombiniert, werden stabile, tautomerisierbare Liganden erhalten, die unter Abspaltung eines Protons an ein metallisches Zentralatom M unter Bildung eines stabilen sechsglierigen metallazyklischen Ringes koordinieren. Diese Verbindung ist aufgrund des speziellen Liganden stabil gegen Reduktion und Oxidation, da sowohl eine hohe
Lochkonzentration als auch eine hohe Elektronenkonzentration durch den Liganden ausgeglichen werden können.
Formel 19 zeigt schematisch die Tautomerisierung eines beispielhaften Liganden, in dem als tautomerisierbare Einheit -C (H, R)- und als metallisches Zentralatom M, an das der Ligand koordiniert ist, Ir gewählt ist.
Figure imgf000030_0001
(a) (b)
Formel 19
In Formel 19 ist für zwei verschiedene Kombinationen aus elektronenarmen und elektronenreichen Aromaten im Liganden, (Formel 19a: Kombination aus Pyridin und Imidazol, Formel 19b: Kombination aus Pyrimidin und Oxazol) die verschiedenen Möglichkeiten einer Tautomerisierung gezeigt. Der tautomerisierte Ligand koordiniert an das Zentralatom, das hier beispielsweise Ir umfasst, unter Abspaltung des Protons und Bildung der Metallkomplexverbindung, die in Formel 19 in den beiden mesomeren Formen gezeigt ist (untere Strukturen in Formeln 19a und b) .
Zusätzlich können auch R4 und Ry und/oder Ry und R2 der in Formel 17 gezeigten Struktur verbrückt sein. Die Verbrückungen können unabhängig voneinander auftreten.
Die Tautomerisierung von fünfgliedrigen aromatischen Ringen, die einen Teil des Liganden bilden, ist schematisch in Formel 20 gezeigt, wobei für X, Y, Zx, Z2 und Z3 die Definitionen für die Strukturformeln der Formel 18 analog gelten.
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(a) (b)
Formel 20
Elektronenarme fünfgliedrige aromatische Ringe gemäß Formel 20 können beispielsweise von Oxadiazolderivaten abgeleitet sein, wenn Zi = N, Z2 = C-R, Z3 = O und X = N. Bei einem fünfgliedrigen aromatischen Ring, der von Thiadiazolderivaten abgeleitet ist, ist Zi = N, Z2 = C-R, Z3 = S und X = N. Ist der fünfgliedrige Ring von s-Triazolderivaten abgeleitet, ist Z1 = N, Z2 = C-R, Z3 = N-R und X = N. Ist der fünfgliedrige aromatische Ring von Tetrazolderivaten abgeleitet, ist Z1 = N, Z2 = N, Z3 = N-R und X = N.
Elektronenreiche fünfgliedrige Aromaten gemäß Formel 20 können beispielsweise von Imidazolderivaten abgeleitet sein, wenn Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = N-R und X = N. Ist der Ring von Thiadiazolderivaten abgeleitet, ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = S und X = N. Bei einem von Oxazolderivaten abgeleiteten System ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = O und X = N. Von
Selenazolderivaten abgeleitet, ist Zi = C-R, Z2 = C-R, Z3 = Se und X = N. Wenn der fünfgliedrige Ring von
Oxaphospholderivaten abgeleitet ist, ist Zi = C-R, Z2 = C-R, Z3 = O und X = P und wenn er von Thiaphospholderivaten abgeleitet ist, ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = S und X = P.
Jedes R der elektronenarmen und elektronenreichen aromatischen Ringe kann dabei -für jedes Z unterschiedlich und unabhängig voneinander- aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN ausgewählt sein. R kann elektronenschiebend sein und ein Amin oder eine Alkoxygruppe umfassen.
Fünfgliedrige aromatische Ringe, die elektronenarm sind, können eine wenig stabilisierende Wirkung auf die Metallkomplexverbindung und fünfgliedrige aromatische Ringe, die elektronenreich sind, eine stabilisierende Wirkung aufweisen.
Formel 21 zeigt beispielhaft die Tautomerisierung eines sechsgliedrigen aromatischen Rings, der Teil eines Liganden sein kann, wobei für X, Y, Z1, Z2, Z3 und Z4 die Definitionen für die Strukturformeln der Formel 18 analog gelten.
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Formel 21
Der sechsgliedrige Ring kann beispielsweise elektronenarm sein und von einem Pyridinderivat abgeleitet sein, dann ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = C-R, Z4 = C-R und X = N. Ist der Ring von einem Pyrazinderivat abgeleitet, ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = N, Z4 = C-R und X = N. Bei einem von einem Pyrimidinderivat abgeleiteten sechsgliedrigen Ring ist Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = C-R, Z4 = N und X = N. Wenn der Ring von einem Triazinderivat abgeleitet ist, ist Z1 = N, Z2 = C-R, Z3 = C-R, Z4 = N und X = N oder Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = N, Z4 = N und X = N.
Jedes R kann dabei -für jedes Z unterschiedlich und unabhängig voneinander- aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige 'Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN ausgewählt sein. R kann elektronenziehend sein und CN, F, 4-Pyridyl, Triazyl, 2- Pyrimidyl, 5-Pyriraidyl, 2-Oxazyl, 4-Oxazyl, 2-Thiazolyl, 4- Thiazolyl, Trifluormethyl und Hexafluorispropyliden umfassen.
Ist der sechsgliedrige Ring gemäß Formel 21 elektronenreich, kann er beispielsweise von einem Pyridinderivat abgeleitet sein mit Z1 = C-R, Z2 = C-R, Z3 = C-R, Z4 = C-R und X = N, wobei R Donorsubstituenten umfasst, die neben den oben genannten auch aus Methoxy, Dimethylamino sowie annellierte fünfgliedrige aromatische Systeme, wie beispielsweise Thiophen, ausgewählt sind.
Sechsgliedrige aromatische Ringe, die elektronenarm sind, können eine stabilisierende Wirkung auf die Metallkomplexverbindung aufweisen .
Es wird weiterhin ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt, das ein Substrat, zumindest eine untere, erste Elektrodenschicht auf dem Substrat, zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht und darüber zumindest eine obere, zweite Elektrodenschicht umfasst, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest eine Metallkomplexverbindung eingelagert ist, bei der zumindest ein metallisches Zentralatom an zumindest einem metallazyklischen Ring beteiligt ist, der eine tautomerisierbare Einheit umfasst, wobei über die tautomerisierbare Einheit, die H-CR oder N-H umfassen kann, zumindest ein elektronenarmer und ein elektronenreicher Aromat verbunden ist. Weiterhin können das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent sein.
In einer weiteren Ausführungsform ist die phosphoreszente Metallkomplexverbindung mehrkernig und weist zumindest zwei metallische Zentralatome auf. Zumindest ein Zentralatom davon bildet einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring mit mindestens einem Liganden gemäß den oben genannten Ausführungen. Eine solche Verbindung weist eine hohe Stabilität und eine von dem Abstand der Zentralatome zueinander abhängige Einstellbarkeit der Emissionswellenlänge auf. Die Emissionswellenlänge kann dabei im farbigen, beispielsweise hellblauen, tiefblauen, blau-grünen oder grünen Bereich liegen. Der Abstand der Zentralatome zueinander ist durch die Wahl der Liganden sterisch kontrollierbar. Es können zwei oder mehr gleiche oder unterschiedliche Zentralatome ausgewählt werden. Beispielsweise können vier Au-Atome, die von Liganden koordiniert sind, Quadrate bilden, wobei die Ecken des Quadrats durch die Liganden gebildet werden.
Die Verbindung kann weiterhin zumindest zwei metallische Zentralatome M aufweisen, die über eine Metall-Metall- Wechselwirkung aneinander koordiniert oder miteinander verbunden sind. Die beiden Zentralatome können weiterhin über zumindest einen Brückenliganden miteinander verbunden sein. Es liegt somit keine direkte Bindung zwischen den beiden Zentralatomen vor.
Eine Metall-Metall-Wechselwirkung ist schematisch in Schema 1 dargestellt .
Das in Schema 1 gezeigte BindungsSchema stellt die Bindungsverhältnisse zwischen zwei Zentralatomen gemäß der Molekülorbital-Theorie dar. Links sind die zu besetzenden Molekülorbitale und rechts die zugehörige Bindung zu sehen.
Figure imgf000036_0001
Figure imgf000036_0002
Betrachtet man zunächst als Beispiel das dimere Chrom ( II) acetat Cr2 (0OCH3) 4, ergeben sich aus den beiden Chromatomen jeweils 6 Elektronen, aus den vier Acetat- Liganden jeweils 2x2 Elektronen, insgesamt also 28 Elektronen. Damit die Chromatome jeweils die 18 -Elektronen- Regel erfüllen können, also eine Konfiguration mit jeweils 18 Außenelektronen (insgesamt 36 Elektronen) erreichen, bilden sie untereinander eine vierfache Bindung aus. Damit liegt eine σ2π4δ2 Konfiguration vor.
Im Vergleich dazu wird ein Beispiel einer zweikernigen Metallkomplexverbindung betrachtet. Als beispielhafte Verbindung wird Phenylpyridin-Pt- (μ-pyrazol) 2-Pt- phenylpyridin herangezogen. Hier liegen 2x10 Elektronen von den beiden Pt-Atomen, 2x4 Elektronen von den Pyrazol-Liganden und 2x4 Elektronen von den Phenylpyridin-Liganden, insgesamt also 36 Elektronen, vor. Damit ist die 18 -Elektronen-Regel bereits für beide Pt-Atome erfüllt und es liegt eine σ2π4δ*2πMσ*2 Konfiguration und damit formal keine Bindung zwischen den beiden Pt-Atomen vor, da sich die bindenden und nicht-bindenden Orbitale gegenseitig aufheben. Die beiden Pt- Atome weisen aber einen Abstand von 3 Angström auf, der durch eine signifikante Wechselwirkung zwischen den beiden Pt- Atomen bedingt ist .
Somit kann weiterhin formal betrachtet der Loch- und Elektronentransport voneinander entkoppelt werden. Der Lochtransport kann im nichtbindenden σ*-0rbital stattfinden, während der Elektronentransport im π*-Orbital des Liganden stattfindet. Durch den Lochtransport, der einer Oxidation entspricht, wird formal eine Bindungsordnung von 0,5 erzeugt, wodurch die Verbindung noch stabilisiert wird. Der Elektronentransport, der einer Reduktion entspricht, kann durch den sechsgliedrigen metallazyklischen Ring stabilisiert werden. Liganden, die mit dem metallischen Zentralatom einen sechsgliedrigen Ring bilden können, wie sie in den obigen und weiteren Ausführungen beschrieben werden, sind zweizähnige Liganden, die mit zwei Bindungsatomen an das Zentralatom koordinieren. Die beiden Bindungsatome weisen dabei zueinander eine 1,5-Stellung auf.
Brückenliganden, die zwei Zentralatome miteinander verbrücken, wie in den weiteren Ausführungen beschrieben werden, sind ebenfalls zweizähnige Liganden, die mit je einem Bindungsatom an je ein Zentralatom koordinieren. Die Bindungsatome der Brückenliganden weisen zueinander eine 1,2- oder eine 1,3 -Stellung auf.
Der zumindest eine Brückenligand kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die Guanidinderivate und Pyrazolderivate umfasst. Die Brückenliganden können beispielsweise aus 1, 3, 4, 6, 7, 8-Hexahydro-2H-pyrimido [1, 2-a] pyrimidin (hpp) und Pyrazol ausgewählt sein. Es sind jedoch auch weitere, Brückenliganden denkbar, die Bindungsatome aufweisen, die zueinander eine 1,2 oder 1,3 -Stellung aufweisen und ausgewählt sind aus O, N und S. Beispielhafte Brückenliganden werden in „Multiple Bonds between Atoms", Cotton, Murillo, Walton, Springerverlag und in Inorg.Chem., VoI 41, No. 12, 2002, Seite 3055 genannt. Formel 22 zeigt einen hpp- Brückenliganden, in dem auch das zwischen den drei N-Atomen delokalisierte Elektron angedeutet ist. Hpp-Brückenliganden, die an zwei Zentralatome koordinieren, weisen stets ein delokalisiertes Elektron wie in Formel 22 auf. In den im Folgenden gezeigten Formeln, die hpp-Brückenliganden umfassen, gilt dies analog, auch wenn der Übersichtlichkeit halber der hpp-Ligand mit einer Doppelbindung oder ohne Doppelbindung gezeigt wird und das delokalisierte Elektron nicht angedeutet wird.
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Formel 22
Weist eine mehrkernige Metallkomplexverbindung Brückenliganden auf, kann damit die Phosphoreszenz der Verbindung verstärkt werden. Beispielsweise zeigt eine Verbindung mit hpp als Brückenligand eine erhöhte Phosphoreszenz im Vergleich zu Metallkomplexverbindungen, die keine Brückenliganden aufweisen oder die keine sechsgliedrigen metallazyklischen Ringe mit Liganden aufweisen.
Die Brückenliganden können weiterhin aus den Resten R1 und/oder R5 der Strukturen der Formeln 3, 5, 12, 13 und 17 der Liganden gebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsform weist die mehrkernige phophoreszente Metallkomplexverbindung zumindest zwei metallische Zentralatome auf, an die Liganden koordiniert sind, die mit einem Zentralatom einen fünfgliedrigen metallazyklischen Ring bilden, wobei die Zentralatome durch Brückenliganden miteinander verbunden sind. Die Brückenliganden können beispielsweise Guanidinderivate oder Pyrazolderivate umfassen. Diese Verbindungen können Licht einer Farbe emittieren, die beispielsweise ausgewählt ist aus tiefblau, hellblau, blau-grün und grün. Weiterhin weisen diese Verbindungen eine hohe Stabilität auf .
Es wird weiterhin ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt, das ein Substrat, eine erste
Elektrodenschicht auf dem Substrat, zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht und eine zweite Elektrodenschicht auf der organischen emittierenden Schicht umfasst. Die organische emittierende Schicht umfasst dabei eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung gemäß den obigen Ausführungen.
„Auf" wie es oben bereits verwendet wurde bedeutet, dass die Schichten aufeinander angeordnet sind. Es können jedoch auch noch weitere Schichten zwischen den genannten Schichten vorhanden sein.
Als weitere Schichten können beispielsweise Elektronen- oder Lochtransportschichten, Elektronen- oder Lochblockierende Schichten, Elektronen- oder Lochinjektionsschichten oder auch mehrere organische emittierende Schichten in dem Bauelement vorhanden sein.
Die Metallkomplexverbindung kann in einem Matrixmaterial vorhanden sein. Dadurch können die Konzentration an emittierendem Material in dem Matrixmaterial und die Intensität der emittierten Strahlung eingestellt werden.
Bei Anlegen einer Spannung kann das Bauelement Licht einer Farbe emittieren, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die tiefblau, hellblau, blau-grün und grün umfasst. Damit wird ein Strahlungsemittierendes Bauelement bereitgestellt, die beispielsweise blaues Licht emittiert. Das Bauelement kann in weiteren Ausführungsformen auch Licht weiterer Farben emittieren. Umfasst das Bauelement weitere emittierende Schichten, die Licht anderer Farben emittieren, kann in Kombination mit der tiefblau, hellblau, blau-grün oder grün emittierenden Schicht ein weißes Licht emittierendes Bauelement bereitgestellt werden.
Das Bauelement kann ein transparentes Substrat und eine transparente erste Elektrodenschicht aufweisen oder eine transparente zweite Elektrodenschicht aufweisen oder ein transparentes Substrat, eine transparente erste und eine transparente zweite Elektrodenschicht aufweisen. Je nachdem handelt es sich um ein Bottom-emittierendes, Topemittierendes oder beidseitig emittierendes Bauelement.
Bei dem Strahlungsemittierenden Bauelement kann es sich beispielsweise um eine organische Licht emittierende Diode (OLED) handeln.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Bauelement zumindest zwei Elektroden mit dazwischen einem organischen Halbleitermaterial umfassen, wobei das Halbleitermaterial blau phosphoreszierende, organische Übergangsmetallkomplexe schwerer Elemente der 8. Nebengruppe der Typen A und B umfasst, bei denen
Figure imgf000041_0001
A B
Folgendes gilt:
Metall M ist in den oktaedrischen Komplexen A Iridium, Rhodium oder Rhenium, in den quadratischen Komplexen B ist Platin das Zentralatom; die restlichen Variablen können unabhängig voneinander Stickstoff oder Kohlenstoff sein, wobei im Falle von Kohlenstoff die freie Valenz durch Wasserstoff oder einen anderen Substituenten abgesättigt ist.
Als Substituenten kommen Alkyl-, Cyano- bzw. aromatische und/oder heteroaromatische Gruppierungen in Betracht, besonders aber solche, die zwischen jeweils 2 Variablen einen kondensierten aromatischen und /oder heteroaromatischen cyclischen Substituenten bilden.
Da die Ligandenstrukturen auch als symmetrische Polymethine angesehen werden können, lassen sich die oktaedrischen Komplexe nicht in mer.- und fac . -Komplexe unterscheiden. Auch die quadratischen Platin-Komplexe weisen polymethin-artige Liganden auf .
Je geringer die π-Elektronendichte der Aromaten, umso kurzwelliger ist die Absorptions- und Emissionswellenlänge des Komplexes .
Damit können diese neuartigen phosphoreszierenden Halbleitermaterialien beispielsweise den gesamten blau emittierenden Spektralbereich abdecken. Die
Halbleitermaterialien weisen eine hohe chemische, thermische und Photostabilität auf .
Besondere Stabilität entsteht in den Komplexen durch die Symmetrie der beiden Ligand-Metall-Bindungen, die mesomer sind und daher nicht unterschieden werden können.
Die Halbleitermaterialien können durch folgendes Reaktionsschema hergestellt werden:
Figure imgf000043_0001
MCl3
Figure imgf000043_0002
MCl2 B
Der polymethinartige Azaaromat wird mit den jeweiligen Metallsalzen (vorzugsweise Chloriden) oder mit den Acetylacetonat-Komplexen der jeweiligen Metalle in siedenden polaren Lösemitteln, vorzugsweise in Gegenwart einer Hilfsbase wie Natriumcarbonat in stöchiometrischen Verhältnissen und Inertgasatmosphäre für 10-2Oh am Rückfluss erhitzt .
Durch Extraktion der mit Wasser verdünnten
Reaktionsmischungen mittels Methylenchlorid oder Chloroform erhält man die Rohmaterialien, welche durch Sublimation gereinigt werden. Es wird weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer phosphoreszenten Metallkomplexverbindung gemäß den obigen Ausführungen bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Verfahrensschritte
A) Bereitstellen einer Zentralatomverbindung eines metallischen Zentralatoms, aufweisend an das Zentralatom koordinierte Austauschliganden,
B) Mischen der Zentralatomverbindung und eines in einem ersten Lösungsmittel gelösten Liganden in einem stöchiometrischen Verhältnis zur Bildung der
Metallkomplexverbindung, wobei der Austauschligand durch den Liganden ersetzt wird und der Ligand eine tautomerisierbare Einheit aufweist und mit dem Zentralatom unter Abspaltung eines Protons einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet. In dem Verfahren können zur Abspaltung des Protons Hilfsbasen zugesetzt werden, die aus einer Gruppe ausgewählt sind, die Triethylamin, Pyridin und Alkalicarbonat umfasst.
Weiterhin kann in dem Verfahrensschritt A) die Zentralatomverbindung eines metallischen Zentralatoms in entgastem, heißem Wasser gelöst, abgekühlt und als feine Suspension kristallisiert werden. Die Abkühlung kann unter starkem Rühren erfolgen. Das heiße Wasser kann eine Temperatur von 800C bis 1000C aufweisen und die Lösung aus Wasser und Zentralatomverbindung auf eine Temperatur von 200C bis 300C abgekühlt werden. Bei der Abkühlung fällt die feine Suspension aus. Durch diesen Verfahrensschritt kann eine grobkörnige Zentralatomverbindung zu einer feinkörnigen Zentralatomverbindung gemacht werden und zusätzlich Sauerstoffreste aus der Zentralatomverbindung entfernt werden. Bei der Zentralatomverbindung kann es sich beispielsweise um ein Salz und bei den Austauschliganden um Halogen-Ionen handeln.
Bei dem Salz des metallischen Zentralatoms kann es sich beispielsweise um Kaliumtetrachlorplatinat K2PtCl4 handeln. Es sind aber auch Salze mit Ir, Au, Pt, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al, Lanthanoiden und weiteren Metallen und Übergangsmetallen mit einer Ordnungszahl > 35, weiteren Halogen-Ionen und weiteren Kationen wie Na+, K+ oder NH4 + denkbar .
Weiterhin kann in dem Verfahrensschritt B) ein erstes Lösungsmittel ausgewählt werden, das mit polaren und unpolaren Lösungsmitteln mischbar ist. Dabei kann es sich beispielsweise um Ethoxyethanol handeln. Der Ligand ist in dem ersten Lösungsmittel gelöst und ist tautomerisierbar . Wenn der Ligand an das Zentralatom koordiniert, wird dabei ein Proton von dem Liganden abgespalten. Es entsteht eine Metallkomplexverbindung, in der der Ligand Mesomerie aufweist, wie es beispielsweise in Formel 19 gezeigt ist.
Weiterhin kann in dem Verfahrensschritt B) eine einkernige Metallkomplexverbindung gebildet werden. Die Mischung aus gelöstem Liganden und der Zentralatomverbindung kann erhitzt werden, wobei sich die Metallkomplexverbindung bildet. Diese Metallkomplexverbindung weist zumindest einen Liganden auf, der mit dem Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Komplex bildet, wie es beispielsweise in Formel 3 gezeigt ist.
Wird eine einkernige Metallkomplexverbindung gebildet, kann das stöchiometrische Verhältnis
Stof fmenqe (Ligand)
Stoff menge ( Zentralatomverbindung)
dem Verhältnis
Anzahl der an das Zentralatom koordinierten Liganden
1 entsprechen. Es werden also so viele Liganden eingesetzt, wie an das Zentralatom der einkernigen Verbindung koordiniert sein werden, damit das Zentralatom abgesättigt ist. So kann das Verhältnis Stoffmenge (Ligand)
Stoff menge ( Zentralatomverbindung)
beispielsweise 2 : 1 sein .
In einer weiteren Ausführungsform umfasst der
Verfahrensschritt B) die Verfahrensschritte
Bl) Mischen der Zentralatomverbindung und eines in einem ersten Lösungsmittel gelösten Liganden in einem stöchiometrischen Verhältnis zur Bildung einer mehrkernigen
Übergangskomplexverbindung,
B2) Lösen der Übergangskomplexverbindung in einem zweiten
Lösungsmittel und Mischen der gelösten
Übergangskomplexverbindung mit einem in einem dritten
Lösungsmittel gelösten Zusatzliganden in einem stöchiometrischen Verhältnis, und
B3) Bildung der Metallkomplexverbindung unter Auflösung der
Übergangskomplexverbindung. Das erste, zweite und dritte
Lösungsmittel können gleich oder verschieden sein.
Die in dem Verfahrensschritt Bl) gebildete
Übergangskomplexverbindung kann zumindest zwei metallische Zentralatome aufweisen, an denen jeweils zumindest ein Ligand in einem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring koordiniert ist und die über zumindest einen Austauschliganden der Zentralatomverbindung miteinander verbrückt sind. Eine solche Übergangskomplexverbindung kann beispielsweise eine Struktur gemäß Formel 23 aufweisen.
Figure imgf000047_0001
Forrael 23
In Formel 23 bezeichnet HaI den Austauschliganden, beispielsweise ein Halogen-Ion, das beispielsweise Cl sein kann, das als Brückenligand zwischen zwei Zentralatomen M dient. HaI kann aber auch jeder weitere leicht austauschbare Ligand sein, beispielsweise Trifluormethansulfonat, CO oder Acetylacetonat . Die Bedeutungen von M, X, Y und R1 bis R4 sind analog zu den für Formel 3 angeführten Bedeutungen.
Das stöchiometrische Verhältnis
Stoffmenge (Ligand)
Stoffmenge ( Zentralatomverbindung)
im Verfahrensschritt Bl) kann dem Verhältnis
Anzahl der in der Übergangskomplexyerbindung an ein Zentralatom koordinierten Ligande
1
entsprechen. Dieses Verhältnis kann beispielsweise 1:1 sein. Damit entspricht die Anzahl der eingesetzten Liganden, der Anzahl der Liganden, die an ein Zentralatom koordiniert sind, damit das Zentralatom abgesättigt ist, wenn zusätzlich noch zumindest ein Austauchligand an das Zentralatom koordiniert sind. In Formel 23 sind beispielsweise zwei Zentralatome M über zwei Halogen- Ionen HaI verbrückt und weisen jeweils noch einen Liganden auf, mit dem sie einen sechsgliedrigen metallzyklischen Ring bilden.
Weiterhin können in dem Verfahrensschritt B2) als zweites und drittes Lösungsmittel basische Lösungsmittel oder Lösungsmittel, denen eine Base zugesetzt wird, ausgewählt werden. Als Base kann beispielsweise NaOR", KOR" NaH oder Carbonate zugesetzt werden, wobei R einen organischen Rest umfasst. Beispielsweise kann das zweite Lösungsmittel Dichlormethan umfassen und das dritte Lösungsmittel Dichlormethan, in dem Natriummethylat gelöst ist oder mit dem Natrumethylat eine Suspension bildet. Weitere in Frage kommende zweite und/oder dritte Lösungsmittel sind Natriumbicarbonat und Triethylamin, sowie Alkoholate und Halogenkohlenwasserstoffe. Das basische dritte Lösungsmittel, in dem der Zusatzligand gelöst wird, kann eine Deprotonierung des Zusatzliganden bewirken, und damit die Koordination des Zusatzliganden an das Zentralatom ermöglichen. Die gelöste Übergangskomplexverbindung und der gelöste Zusatzligand können abgekühlt und vermischt werden und diese Mischung bei Raumtemperatur gerührt werden. Die Lösungen können beispielsweise auf eine Temperatur von -700C abgekühlt werden und die Mischung beispielsweise 48h gerührt werden.
Weiterhin kann im Verfahrensschritt B2) ein stöchiometrisches Verhältnis
Stoffmenge (Zusatzligand)
Stoffmenge (Ubergangskomplexverbindung)
dem Verhältnis
Anzahl der in der Überαangskomplexyerbindung vorhandenen Zentralatome
1
entsprechen. Mit dieser Stoffmenge an Zusatzligand können die die Zentralatome verbrückenden Austauschliganden, beispielsweise Halogen-Ionen, durch Zusatzliganden ausgetauscht werden.
Weiterhin kann im Verfahrensschritt B2) ein Zusatzligand ausgewählt werden, der mit dem Zentralatom einen fünfgliedrigen oder sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet. Damit kann eine einkernige Verbindung hergestellt werden. Es kann beispielsweise ein Ligand ausgewählt werden, der bereits im Verfahrensschritt Bl) eingesetzt wird. Weitere Liganden, die mit dem Zentralatom sechsgliedrige metallazyklische Ringe bilden können, beispielsweise mit einer Struktur gemäß Formel 3, können ebenso eingesetzt werden. Beispiele für Liganden, die mit dem Zentralatom fünfgliedrige metallazyklische Ringe bilden, sind Phenylpyridinderivate , Arylimidazolderivate oder Arylcarbenderivate .
Wird im Verfahrensschritt B2) ein solcher Ligand als Zusatzligand gewählt, kann im Verfahrensschritt B3) eine einkernige Metallkomplexverbindung gebildet werden, die zumindest einen Liganden aufweist, mit dem das Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet. Eine solche einkernige Metallkomplexverbindung kann beispielsweise eine Struktur gemäß Formel 3 aufweisen.
Weiterhin kann im Verfahrensschritt B2) als Zusatzligand ein Brückenligand ausgewählt werden. Damit kann eine mehrkernige Verbindung hergestellt werden, in der Zentralatome durch Brückenliganden miteinander verbunden werden. Ein Brückenligand ist beispielsweise ausgewählt aus Guanidinderivaten oder Pyrazolderivaten. Guanidinderivate können beispielsweise nach einem Herstellungsverfahren hergestellt werden, wie sie in Dalton Trans., 2006,4623-4631 offenbart sind. Auf diese Herstellungsverfahren wird hiermit vollinhaltlich Bezug genommen. Ein Brückenligand ist beispielsweise ein zweizähniger Ligand mit zwei Bindungsatomen, die in 1,2- oder 1,3-Stellung zueinander stehen. Die Ausbildung eines sechs- oder fünfgliedrigen Ringes mit einem Zentralatom ist daher nicht möglich. Somit wird die Ausbildung von beispielsweise dimeren Metallkomplexverbindungen begünstigt .
Im Verfahrensschritt B3) kann - wenn im Verfahrensschritt B2) als Zusatzligand ein Brückenligand ausgewählt wird - eine mehrkernige Metallkomplexverbindung gebildet werden, die zumindest einen Liganden umfasst, mit dem ein Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet, und in der zumindest je zwei Zentralatome über zumindest einen Brückenliganden miteinander verbrückt sind. Bei entsprechender Anpassung des stöchiometrischen Verhältnisses können weiterhin auch Cluster mit mehr als zwei Zentralatomen gebildet werden.
Die Verfahrensschritte A) , B) , Bl) , B2) und B3) können in einer inerten Atmosphäre, beispielsweise in Argon- oder Stickstoff-Atmosphäre durchgeführt werden.
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Schema 2
Schema 2 zeigt eine Syntheseroute für ein- und tnehrkernige Metallkomplexverbindungen gemäß dem oben ausgeführten Verfahren. Die stöchiometrischen Verhältnisse werden in dem Schema 2 nicht angegeben, da sie je nach gewünschtem Produkt unterschiedlich sein können, wie oben ausgeführt wurde.
Als Zentralatomverbindung wird in Schema 2 beispielhaft ein Salz eines metallischen Zentralatoms angegeben, das als Austauschliganden Halogen-Ionen HaI aufweist. Statt Halogen- Ionen können weiterhin leicht austauschbare Liganden eingesetzt werden, wie beispielsweise Acetylacetonat, Trifluormethansulfonat oder CO. Das Salz I eines metallischen Zentralatoms M weist hier beispielhaft vier Halogen-Ionen HaI auf, die Anzahl der Halogen-Ionen, die an dem Zentralatom M koordiniert sind, kann jedoch je nach Bindigkeit des Zentralatoms M variieren. Ebenso kann das Verhältnis zu dem Gegenion K variieren. Das Salz I wird in einem ersten Syntheseschritt mit einem Liganden II umgesetzt. Dieser weist eine tautomerisierbare Struktureinheit Y auf, die beispielsweise CH2 oder N-H sein kann. Unter Abspaltung eines Protons entsteht im Verfahrensschritt Bl) eine Übergangskomplexverbindung III, die hier zwei Zentralatome M mit jeweils einem Liganden umfasst, wobei die beiden Zentralatome über zwei Halogen-Ionen miteinander verbunden sind.
Wird die Übergangskomplexverbindung III im Verfahrensschritt B2) mit einem Liganden umgesetzt, mit dem ein Zentralatom fünf- oder sechsgliedrige metallazyklische Ringe bilden kann, bildet sich im Verfahrensschritt B3) eine einkernige Metallkomplexverbindung VI. In dem Schema 2 wird als solcher Ligand der Ligand II gewählt, es ist jedoch auch möglich, einen von Ligand II verschiedenen Liganden auszuwählen. Je nach Bindigkeit des Zentralatoms können 1 bis 3 Liganden an das Zentralatom koordiniert sein, also n = 1 bis 3 sein. In Schema 2 wird beispielhaft ein Zentralatom M gewählt, an das zwei Liganden koordinieren, wie in Struktur III und V zu sehen ist.
Die einkernige Metallkomplexverbindung VI kann weiterhin direkt aus dem Salz I und dem Liganden II im Verfahrensschritt B) gebildet werden, wenn das stöchiometrische Verhältnis zwischen Salz und Ligand entsprechend angepasst wird (gestrichelter Pfeil) .
Wird die Übergangskomplexverbindung III im Verfahrensschritt B2) mit einem Brückenliganden IV umgesetzt, bildet sich im Verfahrensschritt B3) eine mehrkernige
Metallkomplexverbindung V. Im Schema 2 ist als Brückenligand beispielhaft ein hpp-Ligand ausgewählt, jeder andere Brückenligand kann analog eingesetzt werden. Die mehrkernige Metallkomplexverbindung weist in diesem Beispiel zwei Zentralatome M mit jeweils einem Liganden auf, die über zwei Brückenliganden miteinander verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann im Verfahrensschritt Bl) ein Ligand gewählt werden, der mit dem Zentralatom einen fünfgliedrigen metallazyklischen Ring bildet. In diesem Fall wird eine Übergangskomplexverbindung hergestellt, die Zentralatome umfasst, an die jeweils zumindest ein Ligand koordiniert ist, der mit dem Zentralatom einen fünfgliedrigen metallazyklischen Ring bildet. Diese Übergangskomplexverbindung kann im Verfahrensschritt B2) mit einem Zusatzliganden umgesetzt werden, der ein Brückenligand ist. Somit wird im Verfahrensschritt B3) eine mehrkernige Verbindung erhalten, die zumindest einen Brückenliganden aufweist und mit den Liganden fünfgliedrige metallazyklische Ringe bildet.
Anhand der Figuren und Ausführungsbeispiele soll die Erfindung noch näher erläutert werden. Figur 1 zeigt die schematische Seitenansicht eines Strahlungsemittierenden Bauelements .
Figur 2 zeigt ein Photolumineszenzspektrum einer Metallkomplexverbindung im Vergleich zu einem herkömmlichen Metallkomplex .
Figur 3a bis j zeigt Photolumineszenzspektren für verschiedene Metallkomplexverbindungen.
Figur 4 zeigt das a) das Absorptionsspektrum und b) das Photolumineszenz-Emissionspektrum von Tris-dipyridylimin- iridium-III
Figur 5 zeigt das a) das Absorptionsspektrum und b) das Photolumineszenz-Emissionspektrum von Tris-di-1, 2 , 4- benzotriazin-3-yl-methin-iridium-III
Beispiele für Verbindungen, die einen Carben-Liganden aufweisen, sind in Formel 24 gezeigt. Für alle dort gezeigten Verbindungen kann beispielsweise M = Ir mit n = 3 sein. Für n = 2 und M = Ir ist dann noch ein zusätzlicher Ligand, wie beispielsweise ein Picolinat-Anion, Phenylpyridin und 2- Phenylimidazol, vorhanden. Analog sind für n = 1 und M = Ir noch zwei zusätzliche Liganden vorhanden.
Figure imgf000054_0001
Formel 24
Beispiele für Verbindungen, die einen Liganden mit einem elektronenarmen und einem elektronenreichen aromatischen Ring aufweisen, sind in Formel 25 gezeigt. Hier ist das Zentralatom Ir, weitere Zentralatome sind ebenso geeignet.
Figure imgf000055_0001
Formel 25
Beispiele für Verbindungen, die zweikernig sind, sind im Folgenden angegeben.
Formel 26 zeigt Beispiele für eine zweikernige Verbindung mit Pt als Zentralatome und 1, 3, 4 , 6, 7, 8-Hexahydro-2H- pyrimido [1, 2-a] pyrimidin (a) und Pyrazol (b) als Brückenliganden, wobei für R Substituenten gemäß den oben genannten Ausführungen ausgewählt ist aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
Figure imgf000056_0001
(a) (b)
Formel 26
Formel 27 zeigt beispielhaft Verbindungen mit Ir als Zentralatome, 1,3,4,6,7, 8-Hexahydro-2H-pyrimido [1,2- a] pyrimidin (a) und Pyrazol (b) als Brückenliganden, wobei entweder zwei Brückenliganden und an jedem Ir zwei Liganden oder vier Brückenliganden und an jedem Ir ein Ligand vorhanden sein können. R kann dabei analog zu Formel 26 ausgewählt werden.
Figure imgf000057_0001
(a) (b)
Formel 27
Die in den Formeln 26a und 27a gezeigten Strukturformeln können als Brückenliganden auch N-C-N-Einheiten aufweisen, die in einen 5-Ring, 6-Ring oder 7-Ring integriert sind oder die ohne Ringbildung substituiert sind. Figur 1 zeigt die schematische Seitenansicht eines Strahlungsemittierenden Bauelements . Dabei ist auf einem Substrat 1, das beispielsweise aus Glas ist, eine erste Elektrodenschicht 2, die beispielsweise transparent und aus ITO (Indium Zinn Oxid) ist, angeordnet. Auf dieser Elektrodenschicht 2 ist eine Lochinjektionsschicht 3 angeordnet, auf der wiederum eine Lochtransportschicht 4 angeordnet ist. Auf der Lochtransportschicht 4 ist eine organische aktive Schicht, die organische emittierende Schicht 5 angeordnet, auf der eine lochblockierende Schicht 6, eine Elektronentransportschicht 7 und eine Elektroneninjektionsschicht 8 angeordnet sind. Auf der Elektroneninjektionsschicht 8 ist eine zweite Elektrodenschicht 9, beispielsweise eine Metallelektrode, angeordnet .
Bei Anlegen einer Spannung zwischen erster und zweiter Elektrodenschicht 2, 9 fließt Strom durch das Bauelement und in der Emissionsschicht 5 werden Photonen freigesetzt, die in Form von Licht beispielsweise über die erste Elektrodenschicht 2 und das Substrat 1 das Bauelement verlassen. Alternativ kann auch zusätzlich oder alleine die zweite Elektrodenschicht 9 transparent ausgeformt sein und das Licht das Bauelement über beide oder nur über die zweite Elektrodenschicht verlassen.
Die Emissionsschicht 5 umfasst Metallkomplexverbindungen gemäß den oben genannten Ausführungen, die in einer Matrix eingelagert sein können.
In Figur 2 ist ein Vergleich von Photolumineszenzspektren zweier Metallkomplexverbindungen mit einem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring gezeigt, die sich durch die Affinität des Liganden zum Zentralatom unterscheiden
( (Phenylpyridyl) 2Ir (dipyridylamin) und (Phenylpyridyl) 2Ir (acety lacetonat) ) . Aufgetragen ist die Wellenlänge λ in nm gegen die relative Intensität Irei ■ Es ist zu erkennen, dass durch die Einführung des nucleophileren aza-analogen 1,3-Diketon- Liganden 2 , 2-Dipyridylamin eine Verschiebung des emittierten Lichts zu kleineren Wellenlängen um etwa 10 nm stattfindet. Die Breite der Spektren wird durch die Heteroleptizität der Komplexe erzeugt, die fünfgliedrigen Metallazyklen emittieren oberhalb 500 nm, der größer werdende Einfluß der affineren sechsgliedrigen Metallazyklen bildende Komponente (2,2- Dipyridylamin) intensiviert die Emission von blauem Licht (Wellenlängen unter 500 nm) .
(Phenylpyridyl) 2Ir (dipyridylamin) kann aus
(Phenylpyridyl) 2Ir(acetylacetonat) beispielsweise hergestellt werden, in dem (Phenylpyridyl) 2Ir (acetylacetonat) mit der äquivalenten Menge Dipyridylamin in Ethoxyethanol für 1 bis 2 min erwärmt wird, bis der orangene Farbeindruck in gelb umschlägt. Das Produkt wird nach Abkühlung abgesaugt und mit Methanol gewaschen. Diese Reaktion findet mit einer Ausbeute von 95% statt. Die Reaktion zeigt, dass die Bildung eines sechsgliedrigen metallazyklischen Rings mit tautomerisierbarer Einheit des Liganden, der mit dem Zentralatom einen aza-analogen 1, 3-Diketonatkomplex bildet, aufgrund der erhöhten Nucleophilie energetisch begünstigt ist.
Alternativ kann zur Herstellung von (Phenylpyridyl) 2Ir(dipyridylamin) 0,1 mmol (107 mg) Phenylpyridin-di-μ-chloro-iridium-III-Komplex, 0,2 mmol (35 mg) Dipyridylamin und 0 , 2mmol (168mg) Natriumbicarbonat in 20ml Ethoxyethanol in einem 100 ml Kolben 30 min am Rückfluß gekocht werden. Dabei fällt gelbes Produkt aus, welches abgesaugt und mit Methanol gewaschen wird (Ausbeute 75%) .
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele zur Herstellung von Übergangskomplexverbindungen und Metallkomplexverbindungen angegeben. Synthese von Di (μ-chloro)'-bis [ (phenyl-pyridino) platin (II) ] = Verbindung 1
Figure imgf000060_0001
Verbindung 1
12 mmol (4,98 g) Kaliumtetrachloroplatinat werden in 24 ml heißem entgastem Wasser gelöst und unter starkem Rühren wieder abgekühlt. Dabei fällt das Kaliumtetrachloroplatinat als feine Suspension aus. Zu dieser Suspension wird eine Lösung von 12 mmol (1,86 g) Phenylpyridin in 72 ml Ethoxyethanol zugetropft. Die Suspension wird auf 700C erhitzt, wobei sich zunehmend ein dunkelgrüner Niederschlag bildet. Die Suspension wird zum Ausfällen des Rohprodukts mit 30 ml Wasser unterschichtet und nach ca. 2h umgerührt. Das Rohprodukt wird abgesaugt und mehrmals mit einem Wasser/Alkohol-Gemisch (10:1) gewaschen. An dieser Stelle wird das Produkt luftstabil. Anschließend wird es im Vakuum ca. 20h getrocknet. Verschiedene Chargen zeigen im Feststoff eine gelbe bis grüne Färbung je nach Anteil an Verunreinigungen. Das Rohprodukt kann jedoch ohne weitere Reinigung für die folgenden Versuche verwendet werden. Ausbeute: : 3,56 g (77,2%)
Synthese von Di (μ-chloro) -bis [ (2 , 4-difluor-phenyl- pyridino) platin (II) ] = Verbindung 2
Figure imgf000061_0001
Verbindung 2
7,23 mmol (3 g) Kaliumtetrachloroplatinat werden in 14 ml heißem entgastem Wasser gelöst und unter starkem Rühren auf 300C abgekühlt. Dabei fällt das Kaliumtetrachloroplatinat als feine Suspension aus. Zu dieser Suspension wird eine Lösung von 7,23 mmol (1,387g) 2 , 4-Difluor-phenylpyridin in 42 ml Ethoxyethanol langsam zugetropft. Die Suspension wird ca. 20h auf 700C erhitzt, wobei sich zunehmend ein gelb-grüner Niederschlag bildet. Die Suspension wird nach Abkühlen auf Raumtemperatur zum Ausfällen des Rohprodukts mit 30 ml Wasser unterschichtet und nach ca. 2h umgerührt. Das gelb-grüne Rohprodukt wird abgesaugt und mehrmals mit einem Wasser/Alkohol-Gemisch (10:1) gewaschen. Im Exsikkator unter Vakuum ca. 20h trocknen. Ausbeute: 2,36g (78%)
Die Verbindungen 1 und 2 zeigen die Synthese einer Übergangskomplexverbindung, wobei Liganden gewählt werden, die mit dem Zentralatom fünfgliedrige metallazyklische Ringe bilden.
Synthese von Di (μ-chloro) -bis [ (di-pyridylamino) platin (II) ] = Verbindung 3
Figure imgf000061_0002
Verbindung 3
3 mmol (1,245 g) Kaliumtetrachloroplatinat werden in 6 ml heißem entgastem Wasser gelöst und unter starkem Rühren auf 300C abgekühlt. Dabei fällt das Kaliumtetrachloroplatinat als feine Suspension aus. Zu dieser Suspension wird eine Lösung von 3 mmol (0,514 g) Dipyridylamin in 45 ml Ethoxyethanol langsam zugetropft. Die Suspension wird ca. 20h auf 7O0C erhitzt, wobei sich zunehmend ein cremefarbener Niederschlag bildet. Die Suspension wird nach Abkühlen auf Raumtemperatur zum Ausfällen des Rohprodukts mit 40 ml Wasser unterschichtet und nach ca. 2h umgerührt. Das Rohprodukt wird abgesaugt und mehrmals mit einem Wasser/Alkohol-Gemisch (10:1) gewaschen. Im Exsikkator unter Vakuum ca. 20h trocknen. Ausbeute: 1 g (83%)
Verbindung 3 zeigt ein Beispiel für eine Metallkomplexverbindung, die mit dem Liganden einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet.
Synthese von Bis [ (di-pyridylamino) platin (II) ] = Verbindung 4
Figure imgf000062_0001
3 mmol (1,245 g) Kaliumtetrachloroplatinat werden in 6 ml heißem entgastem Wasser gelöst und unter starkem Rühren auf 300C abgekühlt. Dabei fällt das Kaliumtetrachloroplatinat als feine Suspension aus. Zu dieser Suspension wird eine Lösung von 6 mmol (1,027 g) Dipyridylamin in 40 ml Ethoxyethanol langsam zugetropft. Die Suspension wird ca. 20h auf 700C erhitzt, wobei sich zunehmend ein gelber Niederschlag bildet. Nach dem Abkühlen wird die Mischung zweimal mit je 50 ml Wasser versetzt und unter Rühren erhitzt, um das Produkt herauszulösen. Die Wasserphase wird abgetrennt, einrotiert und das gelbe Produkt in Methanol aufgenommen und filtriert, um das entstandene Kaliumchlorid abzutrennen. Anschließend das Methanol im Vakuum abziehen. Ausbeute: 1,37 g (85%)
Diese Verbindung kann mittels Massenspektrometrie nachgewiesen werden.
Verbindung 4 zeigt eine einkernige Metallkomplexverbindung, in der das Zentralatom mit den Liganden sechsgliedrige metallazyklische Ringe bildet. Die Figuren 3a, b, c und d zeigen Photolumineszenzspektren dieser Verbindung in verschiedenen Verdünnungen. Bei zunehmender Verdünnung verschiebt sich das Emissionsmaximum von ca. 398 nm zu 345 nm.
Synthese von Bis [ (di-fluorophenylpyridin) platin (II) ] = Verbindung 5
Figure imgf000063_0001
Verbindung 5
2,41 mmol (1 g) Kaliumtetrachloroplatinat werden in 8 ml entgastem Wasser unter starkem Rühren suspendiert. Zu dieser Suspension wird eine Lösung von 5,3 mmol (1,013 g) 2,4- difluor-Phenylpyridin in 24 ml Ethoxyethanol zugegeben. Die Suspension wird ca. 20h auf 800C erhitzt, wobei sich zunehmend ein dunkel-grüner Niederschlag bildet. Die Suspension wird nach Abkühlen auf Raumtemperatur zum Ausfällen des Rohprodukts mit 15 ml Wasser unterschichtet und nach ca. 2h umgerührt. Das Rohprodukt wird abgesaugt und mehrmals mit einem Wasser/Alkohol-Gemisch (10:1) gewaschen. An dieser Stelle wird das Produkt luftstabil. Anschließend wird es im Vakuum ca. 20h getrocknet. Ausbeute: 0,935 g (92%)
Verbindung 5 zeigt eine einkernige Metallkomplexverbindung, in der das Zentralatom mit den Liganden fünfgliedrige metallazyklische Ringe bildet.
Synthese von Di (μ-pyrazolato) -bis [ (phenyl- pyridino) platin (II) ] = Verbindung 6
Figure imgf000064_0001
Verbindung 6
0,65 mmol (0,5 g) Di (μ-chloro) -bis [ (phenyl- pyridino) platin (II) ] (Verbindung 1) werden in 25 ml Dichlormethan suspendiert. Gleichzeitig werden 1,3 mmol (88,5 mg) Pyrazol und 1,3 mmol (70,23 mg) Natriummethylat in 15 ml Dichlormethan ebenso suspendiert. Beide Suspensionen werden ca. Ih gerührt und dann Pyrazol-Suspension wird zu der Di (μ- chloro) -bis [ (phenyl-pyridino) platin (II) ] -Suspension zugegeben. Die Mischung wird ca. 48h bei Raumtemperatur gerührt. Nach 48h wird das Gemisch über eine P4-Fritte abfiltriert und mit Dichlormethan mehrmals nachgewaschen. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt. Anschließend wird die Substanz zweimal mit Methanol gewaschen und im Vakuum getrocknet . Ausbeute: 234 mg (43,3%)
In Figur 3e ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung 6 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 488 nm und 522 nm.
Synthese von Di (μ-pyrazolato) -bis [ (2, 4-difluor-phenyl- pyridino) platin (II) ] = Verbindung 7
Figure imgf000065_0001
Verbindung 7
1,04 mmol (874 mg) Di (μ-chloro) -bis [ (2 , 4-difluor-phenyl- pyridino) platin (II) ] (Verbindung 2) werden in 10 ml Dichlormethan suspendiert. Dazu wird eine Mischung aus 2,078 mmol (112,2 mg) Natriummethylat und 2,078 mmol (141,3 mg) Pyrazol, suspendiert in 40 ml Dichlormethan, langsam zugetropft. Die grünliche Reaktionsmischung wird 48h bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird über eine Fritte filtriert und mit Dichlormethan nachgewaschen. Das Filtrat wird eingeengt und das erhaltene gelbe Produkt zweimal heiß mit Methanol und einmal mit Pentan gewaschen. Im Vakuum trocknen. Ausbeute: 662 mg (71%)
In Figur 3f ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung 7 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 470 nm und 501 nm.
Synthese von Di (μ-hpp) -bis [ (phenyl-pyridino) platin (II) ] = Verbindung 8
Figure imgf000066_0001
Verbindung 8
0,39 mmol (0,3 g) Di (μ-chloro) -bis [ (phenyl- pyridino)platin (II) ] (Verbindung 1) werden in 25 ml Dichlormethan suspendiert. Gleichzeitig werden 0,78 mmol (108,6 mg) Hhpp und 0,78 mmol (42,13 mg) Natriummethylat in 20 ml Dichlormethan suspendiert. Beide Suspensionen werden unter dem Rühren auf -700C abgekühlt und dann Hhpp-Suspension wird zu der Di (μ-chloro) -bis [ (phenyl-pyridino) platin (II) ]- Suspension zugegeben. Die Mischung wird ca. 48h bei Raumtemperatur gerührt. Nach 48h wird das Gemisch über eine P4-Fritte abfiltriert und mit Dichlormethan mehrmals nachgewaschen. Die Lösung wird im Vakuum eingeengt. Anschließend wird die Substanz mit Pentan gewaschen. Die Pentan-Extraktion zeigt aber in Photolumineszenzspektrum das gleiche Ergebnis, wie das gewaschene Produkt. Ausbeute: praktisch quantitativ
Diese Verbindung kann mittels Massenspektrometrie nachgewiesen werden.
In Figur 3g ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung 8 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 498 nm und 531 nm.
Synthese von Di (μ-hpp) -bis [ (2 , 4-difluor-phenyl- pyridino) platin (II) ] = Verbindung 9
Figure imgf000067_0001
Verbindung 9
1,19 mmol (1 g) Di (μ-chloro) -bis [ (2 , 4-difluor-phenyl- pyridino) platin (II) ] (Verbindung 2) werden in 20 ml Dichlormethan suspendiert und auf -700C abgekühlt. Dazu wird eine Mischung aus 2,377 mmol (128,4 mg) Natriummethylat und 2,377 mmol (330,9 mg) Hhpp, suspendiert in 40 ml Dichlormethan und ebenfalls auf -7O0C gekühlt, langsam zugetropft. Die grünliche Reaktionsmischung wird 48h bei Raumtemperatur gerührt, wobei sich die Mischung bräunlich färbt. Anschließend wird über eine Fritte filtriert und mit Dichlormethan nachgewaschen. Das Filtrat wird eingeengt, man erhält ein bräunlich-beiges Produkt. Eine mit Ether herausgelöste Fraktion ergibt das gleiche PL-Spektrum wie das Rohprodukt . Ausbeute: praktisch quantitativ
In Figur 3h ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung 9 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 473 nm und 501 nm.
Synthese von Di (μ-hpp) -bis [ (dipyridylamino) platin (II) ] = Verbindung 10
Figure imgf000068_0001
Verbindung 10
1,25 mmol (1 g) Di (μ-chloro) -bis [ (di-pyridylamino) platin (II) ] (Verbindung 3) werden in 10 ml Dichlormethan suspendiert und auf -700C abgekühlt. Dazu wird eine Mischung aus 2,496 mmol (134,8 mg) Natriummethylat und 2,496 mmol (347,4 mg) Hhpp, suspendiert in 35 ml Dichlormethan und ebenfalls auf -700C gekühlt, langsam zugetropft. Die Reaktionsmischung färbt sich dabei gelb. Man lässt 48h unter Rühren bei Raumtemperatur reagieren. Danach wird die Substanz durch die P4-Fritte abfiltriert und mit Dichlormethan mehrmals nachgewaschen. Das Filtrat wird eingeengt und im Vakuum getrocknet. Ausbeute 1,04 g (83%)
Diese Verbindung kann mittels Massenspektrometrie nachgewiesen werden.
In Figur 3i ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung 10 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 463 nm.
Synthese von Di (μ-pyrazolato) -bis [ (dipyridylamino) platin (II) ] = Verbindung 11
Figure imgf000068_0002
Verbindung 11 0,21 mmol (0,17 g) Di (μ-chloro) -bis [ (di- pyridylamino)platin(II) ] (Verbindung 3) werden in 15 ml Dichlormethan suspendiert. Gleichzeitig werden 0,42 mmol (28,9 mg) Pyrazol und 0,42 mmol (22,9 mg) Natriummethylat in
10 ml Dichlormethan suspendiert. Beide Suspensionen werden ca. Ih gerührt und dann wird die Pyrazol-Suspension zu der Di (μ-chloro) -bis [ (di-pyridylamino) platin (II) ] -Suspension zugegeben. Die Mischung wird ca. 48h bei Raumtemperatur gerührt. Die Färbung des Gemisches ist intensiv gelb. Nach 48h wird die Substanz über eine P4-Fritte abfiltriert und mit Dichlormethan mehrmals nachgewaschen. Dabei leuchtet die Lösung unter UV-Licht (384 nm) knall-grün. Anschließend wird sie im Vakuum getrocknet.
Ausbeute: 0,03 g (16,4%)
In Figur 3j ist das Photolumineszenzspektrum der Verbindung
11 gezeigt, mit einem Emissionsmaximum bei 524 nm.
Gemäß den oben genannten Synthesevorschriften sind weiterhin Metallkomplexverbindungen gemäß Formel 28 herstellbar.
Figure imgf000069_0001
(b)
Figure imgf000070_0001
( c )
Formel 28
Ein weiteres Beispiel für Metallkomplexverbindungen ist Tris- dipyridylimin-iridium-III (Formel 29) . Dieses kann beispielsweise folgendermaßen hergestellt werden: Dipyridylamin und Iridiumacetylacetonat werden in stöchiometrischem Verhältnis in Glycol vorgelegt und unter Inertbegasung 12h am Rückfluss erhitzt. Anschließend wird die Reaktionsmischung mit Wasser versetzt und das Ir-Derivat mittels Chloroform extrahiert. Die Chloroformphase wird eingeengt und dann das Produkt durch Zugabe von Methanol gefällt.
Figure imgf000070_0002
Formel 29
Die Figur 4a zeigt das Absorptionsspektrum (Absorption A gegen die Wellenlänge λ in nm) von Tris-dipyridylimin- iridium-III. Zu erkennen ist ein Doppelpeak um 300nm.
Figur 4b zeigt das PL-Emissionsspektrum (Intensität I gegen die Wellenlänge λ in nm) des Tris-dipyridylimin-iridium-III- Komplexes. Zu erkennen ist ein einziger Peak bei ca. 430nm. Ein weiteres Beispiel für eine Metallkomplexverbindung ist Tris-di-1, 2 , 4-benzotriazin-3-yl-methin-iridium-III (Formel 30) , das folgendermaßen hergestellt werden kann: Dibenzo- 1, 2 , 4-triazin-3-yl-methan und Iridiumacetylacetonat werden im stöchiometrischem Verhältnis in Glycol vorgelegt und unter Inertbegasung 15h am Rückfluss erhitzt. Anschließend wird die Reaktionsmischung mit Wasser versetzt und das Ir-Derivat mittels Chloroform extrahiert. Die Chloroformphase wird eingeengt und dann das Produkt durch Zugabe von Methanol gefällt.
Figure imgf000071_0001
Formel 30
Figur 5a zeigt das Absorptionsspektrum (Absorption A gegen die Wellenlänge λ in nm) des Tris-di-1, 2, 4-benzotriazin-3-yl- methin-iridium-III . Zu erkennen ist ein Peak bei ca. 280 nm.
Figur 5b schließlich zeigt ein PL-Emissionsspektrum (Intensität I gegen die Wellenlänge λ in nm) des Tris-di- 1, 2,4-benzotriazin-3-yl-methin-iridium-III-Komplexes, zu erkennen ist ein Peak bei ca. 420 nm.
Die in Figuren 1 bis 5 gezeigten Ausführungsformen und die Ausführungsbeispiele können beliebig variiert werden. Es ist weiterhin zu berücksichtigen, dass sich die Erfindung nicht auf die Beispiele beschränkt, sondern weitere hier nicht aufgeführte Ausgestaltungen zulässt.

Claims

Patentansprüche
1. Phosphoreszente Metallkomplexverbindung, die zumindest ein metallisches Zentralatom M und zumindest einen durch das metallische Zentralatom M koordinierten Liganden umfasst, wobei das eine metallische Zentralatom M und der Ligand einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bilden.
2. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der mit dem metallischen Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildende Ligand im unkoordinierten Zustand eine tautomerisierbare Einheit aufweist.
3. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das metallische Zentralatom M aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Ir, Pt, Au, Re, Rh, Ru, Os, Pd, Ag, Zn, Al, und Lanthanoide umfasst.
4. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die die Strukturformel
Figure imgf000072_0001
aufweist, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-Ry,
X = N, O, P, As, Sb,
R1, R2, Ry, R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN, R1 und R5 umfassen ein freies Elektronenpaar, wenn X = O.
5. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Ri und/oder R5 zusätzlich an M koordiniert sind.
6. Verbindung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei zumindest eines aus Ri und R2, R2 und Ry, Ry und R4, R4 und R5 miteinander verbrückt sind.
7. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, aufweisend eine Strukturformel, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die die Strukturformeln
Figure imgf000073_0001
aufweist, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-Ry, X = N, O, P, As, Sb,
Xi, X2, X3, X4, X5, Xε, X7 und X8 sind - unabhängig voneinander - C oder - wenn Rn, R12, R3, R14, R15, Re, R7 oder R8 ein freies Elektronenpaar umfassen - N, Ry/ Rii/ R12, R3, Ri4/ Ri5/ Rε/ R7 und R8 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
8. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei X1 =
X5 / Rn = R15 / X2 - Xε / R12 = Rε / X3 =^7 / R3 = R7 / X4 = Xδ und Ri4 = Re -
9. Verbindung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei zumindest eines aus Rn und Ri2, Ri2 und R3, R3 und Ri4, Ri4 und R7, Ry und R8, Ri5 und R6, R6 und R7 oder R7 und R8 miteinander verbrückt sind.
10. Verbindung nach Anspruch 6, aufweisend die Strukturformel
Figure imgf000075_0001
wobei gi lt : n = 1 bis 3 ,
Y = C-H , N , P , As , Sb , C-Ry, Si -Ry , Ge -R <-yv ,
X = N, O , P , As , Sb ,
Xi, X2, X5 und X6 sind - unabhängig voneinander - C oder wenn Ri1, Ri2, R15 oder R6 ein freies Elektronenpaar umfassen - N,
X3 und X7 sind S,
7' R 11 I R 12 I Ri5, und R6 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
11. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Xi = X5 / Rn = R151 X2 = Xβ / R12 = Rε und X3 =X7.
12. Verbindung nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei Rn und Ri2 und/oder R15 und R6 miteinander verbrückt sind.
13. Verbindung nach Anspruch 6, aufweisend eine
Strukturformel, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die
Figure imgf000076_0001
umfasst, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-R7,
X1, X2, X3 und X4 sind - unabhängig voneinander - C-R oder N,
Ry und R sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
14. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die die Strukturformel
Figure imgf000077_0001
aufweist, wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-R7,
Figure imgf000077_0002
Ge-R. Y I
X = N, O, P, As, Sb, Z = C, Si, Ge,
Ri / R2 / R3 / R. R4 und R5 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
15. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Ligand ein Carben-Ligand ist.
16. Verbindung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei Ri und/oder R5 zusätzlich an M koordiniert sind.
17. Verbindung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei zumindest eines aus R1 und R2, R2 und R3, R3 und Ry/ Ry und R4 und R4 und R5 miteinander verbrückt sind.
18. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, aufweisend eine Strukturformel, die ausgewählt ist aus
Figure imgf000078_0001
wobei gilt: n = 1 bis 3,
Y = C-H, N, P, As, Sb, C-Ry, Si-Ry, Ge-R7,
X = N, O, P, As, Sb, Z = C, Si, Ge,
X5, X6, X7 und X8 sind - unabhängig voneinander - C-R oder
- wenn Ri5, R6, R7 oder R8 ein freies Elektronenpaar umfassen - N,
Zi, Z2, Z3 und Z4 sind C-R2, wobei R2 für Zi, Z2, Z3 und Z4 unterschiedlich sein kann,
R, R2, R1, R2, R3, R4, R5, Ry, Ri5, Re, R?, und R8 sind - unabhängig voneinander - H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
19. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei zumindest eines aus R1 und R2, R2 und R3, R5 und R4, R4 und Ry, Ri5 und Rε, Rε und R7, R7 und R8, R8 und Ry oder Ry und R3 miteinander verbrückt sind.
20. Verbindung nach Anspruch 2, wobei die tautomerisierbare Einheit eine Struktureinheit aufweist, die ausgewählt ist aus -C (H, R)- oder -N(H)-, und einen elektronenarmen und einen elektronenreichen Aromaten verbindet.
21. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, aufweisend die Strukturformel,
Figure imgf000079_0001
wobei gilt: n = 1 bis 3 ,
Y = C-H , N, P , As , Sb , C-Ry, Si -Ry, Ge -R7,
X und X' sind - unabhängig voneinander - N, O, P, As oder Sb,
R1, R2, R4, Ry, R5 sind -unabhängige voneinander- ausgewählt aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN, und
Ri zusammen mit R2 und X=C, und R4 zusammen mit R5 und X" - C bilden jeweils zumindest einen aromatischen Ring.
22. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der aromatische Ring eine Strukturformel aufweist, die ausgewählt ist aus
Figure imgf000080_0001
wobei gilt :
X = X' ist ausgewählt aus N, 0, P, As oder Sb, Zi, Z2, Z3 und Z4 sind - unabhängig voneinander - zweibindig oder dreibindig und ausgewählt aus C-R, N wenn Z1, Z2, Z3 und Z4 dreibindig sind und ausgewählt aus O, S, N-R, Se wenn Z1, Z2, Z3 und Z4 zweibindig sind, R ist ausgewählt aus H, unverzweigte Alkylreste, verzweigte Alkylreste, kondensierte Alkylreste, ringförmige Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte unverzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte verzweigte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Alkylreste, vollständig oder teilweise substituierte ringförmige Alkylreste, Alkoxygruppen, Amine, Amide, Ester, Carbonate, Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte Aromaten, kondensierte Aromaten, vollständig oder teilweise substituierte kondensierte Aromaten, Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, kondensierte Heterocyclen, vollständig oder teilweise substituierte Heterocyclen, F und CN.
23. Verbindung nach einem der Ansprüche 21 oder 22, wobei eines der mit R5 und R4 und Ri und R2 gebildeten aromatischen Ringe elektronenreich und der andere aromatische Ring elektronenarm ist.
24. Verbindung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei R4 und Ry und/oder Ry und R2 verbrückt sind.
25. Verbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die mehrkernig ist und zumindest zwei metallische Zentralatome M aufweist.
26. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die zumindest zwei metallischen Zentralatome M über eine Metall-Metall-Wechselwirkung miteinander verbunden sind.
27. Verbindung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, wobei die zumindest zwei metallischen Zentralatome M über zumindest einen zusätzlichen Brückenliganden verbunden sind.
28. Verbindung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Brückenligand aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Guanidinderivate und Pyrazolderivate umfasst.
29. Verbindung nach den Ansprüchen 4, 7, 10, 15, 18, und 21, wobei die Brückenliganden aus den Resten Ri und/oder R5 gebildet sind.
30. Strahlungsemittierendes Bauelement, umfassend
- ein Substrat,
- eine erste Elektrodenschicht auf dem Substrat,
- zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht, und
- eine zweite Elektrodenschicht auf der organischen emittierenden Schicht, wobei die organische emittierende Schicht eine phosphoreszente Metallkomplexverbindung gemäß den Ansprüchen 1 bis 29 umfasst.
31. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die phosphoreszente Metallkomplexverbindung in einem Matrixmaterial vorhanden ist.
32. Bauelement nach einem der Ansprüche 30 oder 31, die bei Anlegen einer Spannung Licht einer Farbe emittiert, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die tief-blau, hellblau, blau-grün und grün umfasst.
33. Strahlungsemittierendes Bauelement, umfassend
- ein Substrat,
- eine erste Elektrodenschicht auf dem Substrat,
- zumindest eine organische emittierende Schicht auf der unteren Elektrodenschicht, und
- eine zweite Elektrodenschicht auf der organischen emittierenden Schicht, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest eine Metallkomplexverbindung eingelagert ist, bei der zumindest ein metallisches Zentralatom an zumindest einem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring beteiligt ist.
34. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent sind.
35. Strahlungsemittierendes Bauelement, umfassend
- ein Substrat,
- eine erste Elektrodenschicht auf dem Substrat,
- zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht, und
- eine zweite Elektrodenschicht auf der organischen emittierenden Schicht, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest eine Metallkomplexverbindung eingelagert ist, die ' zumindest ein metallisches Zentralatom, das Teil eines metalazyklischen Ringes ist, aufweist, wobei in dem metallazyklischen Ring zumindest ein Carben-Ligand direkt eingebunden ist.
36. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent sind.
37. Strahlungsemittierendes Bauelement, umfassend
- ein Substrat,
- eine erste Elektrodenschicht auf dem Substrat,
- zumindest eine organische emittierende Schicht auf der ersten Elektrodenschicht, und
- eine zweite Elektrodenschicht auf der organischen emittierenden Schicht, wobei in der emittierenden Schicht in einer Matrix zumindest eine Metallkomplexverbindung eingelagert ist, bei der zumindest ein metallisches Zentralatom an zumindest einem metllazyklischen Ring beteiligt ist, der eine tautomerisierbare Einheit umfasst, wobei über die tautomerisierbare Einheit zumindest ein elektronenarmer und ein elektronenreicher Aromat verbunden ist.
38. Bauelement nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Substrat und die erste Elektrodenschicht transparent sind.
39. Bauelement nach einem der Ansprüche 37 oder 38, wobei die tautomerisierbare Einheit -C (H, R)- oder -N(H)- umfasst.
40. Verfahren zur Herstellung einer phosphoreszenten Metallkomplexverbindung gemäß den Ansprüchen 1 bis 29 mit den Verfahrensschritten
A) Bereitstellen einer Zentralatomverbindung eines metallischen Zentralatoms, aufweisend an das Zentralatom koordinierte Austauschliganden,
B) Mischen der Zentralatomverbindung und eines in einem ersten Lösungsmittel gelösten Liganden in einem stöchiometrischen Verhältnis zur Bildung der Metallkomplexverbindung, wobei der Austauschligand durch den Liganden ersetzt wird und der Ligand eine tautomerisierbare Einheit aufweist und mit dem Zentralatom unter Abspaltung eines Protons einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet.
41. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt A) die Zentralatomverbindung in entgastem, heißem Wasser gelöst, abgekühlt und als feine Suspension kristallisiert wird.
42. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das heiße Wasser eine Temperatur von 8O0C bis 1000C aufweist und die in dem Wasser gelöste Zentralatomverbindung auf eine Temperatur von 2O0C bis 3O0C abgekühlt wird.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, wobei im Verfahrensschritt B) ein erstes Lösungsmittel ausgewählt wird, das mit polaren und unpolaren Lösungsmitteln mischbar ist.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei im Verfahrensschritt B) eine einkernige Metallkomplexverbindung gebildet wird.
45. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das stöchiometrische Verhältnis
Stof fmenge (Ligand)
Stoff menge ( Zentralatomverbindung)
dem Verhältnis
Anzahl der an das Zentralatom koordinierten Liganden
1 entspricht .
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, wobei der Verfahrensschritt B) die Verfahrensschritte
Bl) Mischen der Zentralatomverbindung und eines in einem ersten Lösungsmittel gelösten Liganden in einem stöchiometrischen Verhältnis zur Bildung einer mehrkernigen Übergangskomplexverbindung,
B2) Lösen der Übergangskomplexverbindung in einem zweiten
Lösungsmittel und Mischen der gelösten
Übergangskomplexverbindung mit einem in einem dritten
Lösungsmittel gelösten Zusatzliganden in einem stöchiometrischen Verhältnis,
B3) Bildung der Metallkomplexverbindung unter Auflösung der Übergangskomplexverbindung.
47. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt Bl) die
Übergangsmetallkomplexverbindung zumindest zwei metallische Zentralatome aufweist, an denen jeweils zumindest ein Ligand in einem sechsgliedrigen metallazyklischen Ring koordiniert ist und die über zumindest einen Austauschliganden des Salzes miteinander verbrückt sind.
48. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt Bl) das stöchiometrische Verhältnis
Stoffmenge (Ligand)
Stoffmenge ( Zentralatomverbindung)
dem Verhältnis
Anzahl der in der Übergangskomplexyerbindung an ein Zentralatom koordinierten Liga
1 entspricht .
49. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 48, wobei im Verfahrensschritt B2) als zweites und drittes Lösungsmittel basische Lösungsmittel oder ein Lösungsmittel, denen eine Base zugesetzt ist, ausgewählt werden .
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 49, wobei im Verfahrensschritt B2) das stöchiometrische Verhältnis
Stoffmenge (Zusatzligand)
Stoffmenge (Übergangskomplexverbindung)
dem Verhältnis
Anzahl der in der Überganαskomplexyerbindung vorhandenen Zentralatome
1 entspricht .
51. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 50, wobei im Verfahrensschritt B2) ein Zusatzligand ausgewählt wird, der mit dem Zentralatom einen fünfgliedrigen oder sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet.
52. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt B3) eine einkernige Metallkomplexverbindung gebildet wird, die zumindest einen Liganden aufweist, mit dem das Zentralatom einen sechsgliedrigen metallayzklischen Ring bildet.
53. Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 50, wobei im Verfahrensschritt B2) ein Zusatzligand ausgewählt wird, der ein Brückenligand ist.
54. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei im Verfahrensschritt B3) eine mehrkernige Metallkomplexverbindung gebildet wird, die zumindest einen Liganden umfasst, mit dem ein Zentralatom einen sechsgliedrigen metallazyklischen Ring bildet, und in der je zumindest zwei Zentralatome über zumindest einen
Brückenliganden miteinander verbrückt sind. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen
Patentanmeldungen 10 2006 044 852.9 und 10 2006 052 029.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
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