有機金屬絡(luò)合物、發(fā)光材料、遲滯熒光體及有機發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種作為發(fā)光材料有用的有機金屬絡(luò)合物與使用其的有機發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002] 業(yè)界正盛行提高有機電致發(fā)光元件(有機EL元件）等有機發(fā)光元件的發(fā)光效率的 研究。特別是正設(shè)法通過新開發(fā)出構(gòu)成有機電致發(fā)光元件的電子傳輸材料、空穴傳輸材料、 發(fā)光材料等并加以組合而提高發(fā)光效率。其中，也有關(guān)于利用具有雜環(huán)化合物作為配位體 的有機金屬絡(luò)合物的有機電致發(fā)光元件的研究。
[0003] 專利文獻(xiàn)1、2中記載了將下述通式所表示的螯合化合物用作發(fā)光層的發(fā)光材料或 主體材料。規(guī)定下述通式中的X及Z是選自(：、3、36、了6、1?中的任一種元素，￥是選自(：、1?中 的任一種元素，且A1為在相對于所述Y的鄰位鍵合有羥基的芳香族化合物或雜環(huán)化合物的 基，A2與所述X、Z所鍵合的各碳鍵合而構(gòu)成芳香族化合物或雜環(huán)化合物，A1及A2也可具有取 代基。
[0004] [化1]
[0005]
[0006] 專利文獻(xiàn)3中記載了將下述通式所表示的惡唑金屬絡(luò)合物用作有機發(fā)光層的材料 的例子。規(guī)定下述通式所表示的R1至R 8各自獨立地表示氫原子、鹵素原子、烷基、芳烷基、烯 基、烯丙基、氰基、氨基、酰胺基、烷氧基羰基、羧基、烷氧基、可具有取代基的芳香族烴基或 可具有取代基的芳香族雜環(huán)基，Μ表示鈹、鋅、鎘、鋁、鎵、銦、鈧、釔、鎂、鈣、鍶、鈷、銅或鎳，η 為1至3的整數(shù)。
[0007] [化2]
[0008]
[0009]另外，專利文獻(xiàn)4、5中記載了將具有與專利文獻(xiàn)3中所記載的惡唑骨架相同的骨架 的金屬絡(luò)合物用于發(fā)光層的發(fā)光材料或主體材料，專利文獻(xiàn)6、7中記載了將以苯基苯并惡 唑作為配位體的金屬絡(luò)合物用作發(fā)光層的主體材料。
[0010] [現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[0011] [專利文獻(xiàn)]
[0012][專利文獻(xiàn)1]日本專利特開平9-279136號公報 [0013][專利文獻(xiàn)2]美國專利5,779,937號公報 [0014][專利文獻(xiàn)3]日本專利特開平6-336586號公報 [0015][專利文獻(xiàn)4]日本專利特開2000-100569號公報 [0016][專利文獻(xiàn)5]日本專利特開2005-11610號公報 [0017][專利文獻(xiàn)6]日本專利第4278186號公報 [0018][專利文獻(xiàn)1]國際公開0098/51757號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] [發(fā)明所要解決的問題]
[0020] 然而，所述各專利文獻(xiàn)所記載的有機金屬絡(luò)合物的發(fā)光特性無法令人充分滿意。 因此，本發(fā)明者等人為了推導(dǎo)出作為發(fā)光材料有用的有機金屬絡(luò)合物的通式，進(jìn)一步將發(fā) 光效率高的有機發(fā)光元件的構(gòu)成概括化，而進(jìn)行了努力研究。
[0021] [解決問題的技術(shù)手段]
[0022] 本發(fā)明者等人認(rèn)為，在所述各文獻(xiàn)所記載的有機金屬絡(luò)合物中，配位體主要作為 受體而發(fā)揮功能，供體性不足的情況成為無法充分改善發(fā)光特性的原因。并且發(fā)現(xiàn)，通過在 具有惡唑骨架或與其類似的骨架的配位體中導(dǎo)入具有供體性的雜環(huán)基，會明顯改善有機金 屬絡(luò)合物的發(fā)光特性。而且發(fā)現(xiàn)該等有機金屬絡(luò)合物群中包含作為遲滯熒光材料有用者， 而明確可廉價地提供發(fā)光效率高的有機發(fā)光元件。本發(fā)明者等人基于該等見解，而提供以 下的本發(fā)明作為解決所述問題的技術(shù)手段。
[0023] [ 1 ] 一種有機金屬絡(luò)合物，其以下述通式(1)表示。
[0024] [化3] 通式⑴
[0025]
[0026][通式（1)中，X表示氧原子、硫原子、或-N(R7)-;Y表示氧原子、硫原子、或-N(-S02-R 8)-;!?1~R8各自獨立地表示氫原子、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的 芳基;Z1及Z2各自獨立地表示氫原子、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的烷基、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基、 或下述通式(A)~(E)中的任一者所表示的基;其中，Z 1及Z2的任一者為下述通式(A)~(E)中 的任一者所表示的基;Μ表示周期表的除氫以外的第1族、第2族、第11族、第12族或第13族;L 表示不包含在Μ的上方所記載的配位體的通式中的配位體;η為1~3的整數(shù)，m為0~2的整 數(shù)]
[0027]
[0028]
[0029] [通式(A)~(E)中，R21~R28、R31~R38、R 41~R49、R51~R7°各自獨立地表示氫原子或 取代基;R 21 與 R22、R22 與 R23、R23 與 R24、R25 與 R26、R26 與 R27、R27 與 R28、R31 與 R32、R32 與 R33、R33 與 R34、 R35 與 R36、R36 與 R37、R37 與 R38、R41 與 R42、R42 與 R43、R43 與 R44、R45 與 R46、R46 與 R47、R47 與 R48、R51 與 R52、 R52 與 R53、R53 與 R54、R55 與 R56、R56 與 R57、R57 與 R58、R59 與 R6Q、R61 與 R62、R62 與 R63、R63 與 R64、R65 與 R66、 R66與R67、R67與R68、R69與R?可互相鍵合而形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)]
[0030] [2]根據(jù)[1]所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的Z2為所述通式(A)~ (E)中的任一者所表示的基。
[0031] [3]根據(jù)[1]所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的Z1為所述通式(A)~ (E)中的任一者所表示的基。
[0032] [4]根據(jù)[1]至[3]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的Z1或Z 2 為所述通式(A)或所述通式(B)所表示的基。
[0033] [5]根據(jù)[1]至[4]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的Μ為Zn 或Li。
[0034] [6]根據(jù)[1]至[5]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的Y為氧 原子。
[0035] [7]根據(jù)[1]至[6]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:通式（1)的m為1 或2。
[0036] [8]根據(jù)[7]所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:Z為經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳氧基 配位體。
[0037] [9]根據(jù)[8]所述的有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:Z為由經(jīng)取代或未經(jīng)取代的二芳 基氨基取代的芳氧基配位體。
[0038] [10]-種有機金屬絡(luò)合物，其特征在于:滿足下述的式(I)及式(II)。
[0039] 式（I) Sc-Tc^0.2eV
[0040] 式（II) SL-TL^0.2eV
[0041] [式(I)及式(II)中，SC表示有機金屬絡(luò)合物在激發(fā)單重態(tài)下的能量，TC表示有機金 屬絡(luò)合物在激發(fā)三重態(tài)下的能量，S L表示構(gòu)成該有機金屬絡(luò)合物的配位體在激發(fā)單重態(tài)下 的能量，TL表示構(gòu)成該有機金屬絡(luò)合物的配位體在激發(fā)三重態(tài)下的能量]
[0042] [11]-種發(fā)光材料，其包含[1]至[10]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物。
[0043] [12]-種遲滯熒光體，其包含[1]至[10]中任一項所述的有機金屬絡(luò)合物。
[0044] [ 13]-種有機發(fā)光元件，其特征在于含有[11 ]所述的發(fā)光材料。
[0045] [14]根據(jù)[13]所述的有機發(fā)光元件，其特征在于放射遲滯熒光。
[0046] [15]根據(jù)[13]或[14]所述的有機發(fā)光元件，其特征在于:其是有機電致發(fā)光元件。 [0047][發(fā)明的效果]
[0048] 本發(fā)明的有機金屬絡(luò)合物作為發(fā)光材料有用。另外，本發(fā)明的有機金屬絡(luò)合物中 包含放射遲滯熒光者。將本發(fā)明的有機金屬絡(luò)合物用作發(fā)光材料的有機發(fā)光元件可實現(xiàn)高 發(fā)光效率。
【附圖說明】
[0049] 圖1是表示有機電致發(fā)光元件的層構(gòu)成例的概略剖視圖。
[0050]圖2是實施例1的化合物1的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[00511圖3是實施例1的化合物1的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0052]圖4是實施例1的化合物1的瞬態(tài)衰減曲線。
[0053]圖5是實施例2的化合物2的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0054] 圖6是實施例2的化合物2的瞬態(tài)衰減曲線。
[0055] 圖7是實施例3的化合物3的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0056] 圖8是實施例3的化合物3的瞬態(tài)衰減曲線。
[0057]圖9是實施例4的化合物13的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0058]圖10是實施例4的化合物13的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0059] 圖11是實施例4的化合物13的瞬態(tài)衰減曲線。
[0060] 圖12是實施例5的化合物25的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[00611圖13是實施例5的化合物25的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0062]圖14是實施例5的化合物25的瞬態(tài)衰減曲線。
[0063]圖15是實施例6的化合物51的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0064]圖16是實施例6的化合物51的瞬態(tài)衰減曲線。
[0065]圖17是實施例7的化合物55的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0066]圖18是實施例7的化合物55的瞬態(tài)衰減曲線。
[0067]圖19是實施例8的化合物67的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0068]圖20是實施例8的化合物67的瞬態(tài)衰減曲線。
[0069]圖21是比較例1的比較化合物A的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0070]圖22是比較例1的比較化合物A的瞬態(tài)衰減曲線。
[0071 ]圖23是比較例2的比較化合物A的吸光光譜與發(fā)光光譜。
[0072]圖24是比較例2的比較化合物B的瞬態(tài)衰減曲線。
[0073 ]圖25是實施例9的化合物1的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0074]圖26是實施例10的化合物2的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0075]圖27是實施例10的化合物2的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0076]圖28是實施例11的化合物3的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0077]圖29是實施例11的化合物3的熒光光譜與磷光光譜。
[0078]圖30是實施例12的化合物13的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0079]圖31是實施例13的化合物25的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0080]圖32是實施例14的化合物51的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0081 ]圖33是實施例14的化合物51的熒光光譜與磷光光譜。
[0082]圖34是實施例15的化合物55的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0083]圖35是實施例15的化合物55的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0084]圖36是實施例16的化合物67的薄膜的瞬態(tài)衰減曲線。
[0085]圖37是實施例16的化合物67的實時熒光光譜與磷光光譜。
[0086] 圖38是實施例17的化合物1的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0087] 圖39是表示實施例17的化合物1的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0088]圖40是合并表示實施例17的化合物1、實施例20的化合物13、實施例21的化合物25 的各有機電致發(fā)光元件的電流密度-外量子效率特性的圖表。
[0089]圖41是實施例18的化合物2的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0090]圖42是表示實施例18的化合物2的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0091]圖43是表示實施例18的化合物2的有機電致發(fā)光元件的電流密度-外量子效率特 性的圖表。
[0092]圖44是實施例19的化合物3的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0093] 圖45是表示實施例19的化合物3的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0094] 圖46是表示實施例19的化合物3的有機電致發(fā)光元件的電流密度-外量子效率特 性的圖表。
[0095]圖47是實施例20的化合物13的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0096]圖48是表示實施例20的化合物13的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0097] 圖49是實施例21的化合物25的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0098] 圖50是表示實施例21的化合物25的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0099] 圖51是實施例23的化合物55的有機電致發(fā)光元件的發(fā)光光譜。
[0100] 圖52是表示實施例23的化合物55的有機電致發(fā)光元件的電壓-電流密度特性的圖 表。
[0101] 圖53是表示實施例23的化合物55的有機電致發(fā)光元件的電流密度-外量子效率特 性的圖表。
【具體實施方式】
[0102] 以下，對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)說明。以下所記載的構(gòu)成要件的說明有時是基于 本發(fā)明的代表性實施方式或具體例而進(jìn)行，但本發(fā)明并不限定于這種實施方式或具體例。 此外，本說明書中使用"~"所表示的數(shù)值范圍是指包含"~"的前后所記載的數(shù)值作為下限 值及上限值的范圍。另外，存在于本發(fā)明所使用的化合物的分子內(nèi)的氫原子的同位素種類 沒有特別限定，例如分子內(nèi)的氫原子可全部為 1H，也可一部分或全部為2H(氘D)。
[0103] [有機金屬絡(luò)合物]
[0104] (通式(1)所表示的有機金屬絡(luò)合物）
[0105] 認(rèn)為通式（1)所表示的有機金屬絡(luò)合物如下文所述，通過在作為配位體的雜環(huán)化 合物的4位(Z2)或5位(Z 1)存在下述的通式(A)~(E)中的任一者所表示的基，而在配位體內(nèi) 大量地產(chǎn)生激子的能級間躍迀。因此，該有機金屬絡(luò)合物可獲得高發(fā)光效率。以下，對通式 (1)所表示的有機金屬絡(luò)合物進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0106] 通式（1)所表示的有機金屬絡(luò)合物是新穎化合物。該有機金屬絡(luò)合物含有成為配 位體的雜環(huán)化合物與中心金屬M。
[0107] [化 5]
[0108] jf '
[0109] 通式（1)中，X表示氧原子、硫原子、或-NU7)-。!?7表示氫原子、經(jīng)取代或未經(jīng)取代的 烷基、或者經(jīng)取代或未經(jīng)取代的芳基。例如可優(yōu)選地采用X為氧原子者。
[0110] 可作為R7而采用的烷基可為直鏈狀，也可為支鏈狀，也可為環(huán)狀。優(yōu)選直鏈狀或支 鏈狀的烷基。烷基的碳數(shù)優(yōu)選1~20，更優(yōu)選1~12，進(jìn)一步優(yōu)選1~6，更進(jìn)一步優(yōu)選1~3 (即，甲基、乙基、正丙基、異丙基）。作為環(huán)狀的烷基，例如可列舉環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基。
[0111] 可作為R7而采用的芳基可為包含1個芳香環(huán)的芳基，也可為包含由2個以上的芳香 環(huán)稠合而成的結(jié)構(gòu)的芳基。芳基的碳數(shù)優(yōu)選6~22，更優(yōu)選6~18,進(jìn)一步優(yōu)選6~14,更進(jìn)一 步優(yōu)選6~10(即，苯基、1-萘基、2-萘基）。
[0112] 所述烷基可進(jìn)一步經(jīng)取代，也可不經(jīng)取代。作為經(jīng)取代的情況下的取代基，例如可 列舉烷氧基、芳基、芳氧基，關(guān)于作為取代基的芳基的說明及優(yōu)選范圍，可參照所述芳基的 記載。
[0113] 另外，所述芳基可進(jìn)一步經(jīng)取代，也可不經(jīng)取代。作為經(jīng)取代的情況下的取代基， 例如可列舉烷基、烷氧基、芳基、芳氧基，關(guān)于烷基與芳基的說明及優(yōu)選范圍，可參照所述烷 基與所述芳基的記載。
[0114] 可作為取代基而采用的烷氧基可為直鏈狀，也可為支鏈狀，也可為環(huán)狀。優(yōu)選直鏈 狀或支鏈狀的烷氧基。烷氧基的碳數(shù)優(yōu)選1~20,更優(yōu)選1~12,進(jìn)一步優(yōu)選1~6,更進(jìn)一步 優(yōu)選1~3(即，甲氧基、乙氧基