专利名称：具有杂原子连接基团的铱(Ⅲ)络合物和使用该络合物的有机电致发光器件的制作方法
背景技术：
1、发明领域本发明涉及具有杂原子连接基团的铱(III)络合物和使用该络合物的有机电致发光器件。更具体地说，本发明涉及在三重金属一配位体的电荷转移(MLCT)态中能够发射从蓝色区域至红色区域的光线的铱(III)络合物和用铱(III)络合物作为有机层材料的有机电致发光器件。
2、相关技术的说明有机电致发光(EL)器件是当在由荧光或磷光有机化合物制成的薄层(下面称为“有机层”)中通入电流时由于电子和空穴在薄层中的再结合而发光的自发射显示器。有机EL器件具有多种优点，如重量轻、组成元件简单、简单的制造方法、优异的图像质量和宽视角。另外，有机EL器件还具有适合于便携式电子设备的电学性能，如高色纯度、动态图像的完美产生、低能耗和低驱动电压。
普通有机EL器件在基底上表面上具有阳极、空穴迁移层、发光层、电子迁移层和阴极的顺序堆叠结构。空穴迁移层、发光层和电子迁移层是用有机化合物制成的有机层。具有上述结构特征的有机EL器件的驱动方法如下。当将电压施加于阳极和阴极上时，空穴从阳极通过空穴迁移层迁移至发光层。相反，电子从阴极通过电子迁移层迁移至发光层。载流子在发光层中的再结合会产生激子。通过激子的辐射延迟，在对应于材料带隙的波长处发光。
在有机EL器件中，用于发光层的材料根据发光机理可以分为应用单一激子的荧光材料和应用三重激子的磷光材料。发光层由荧光或磷光材料单独形成，或者由掺有荧光或磷光材料的合适宿主材料形成。在电子激发过程中，单一激子和三重激子形成在宿主材料中。此时，单一激子和三重激子合适的比例是1∶3。
包括由荧光材料制成的发光层的有机EL器件的缺点是在宿主材料中形成的三重激子被浪费了。另一方面，包括由磷光材料制成的发光层的有机EL器件的优点是具有100％的内量子效率，因为单一激子和三重激子都得到了利用。从这方面来讲，由磷光材料制成的发光层比由荧光材料制成的发光层的发光效率高得多。
当将重金属如Ir、Pt、Rh和Pd引入有机分子时，重金属原子效应会导致自旋轨道耦合，从而使三重态和单一态混合。因此会引起禁戒跃迁，即使在室温下也会有效地发射磷光。
近来已经开发了一种内量子效率为100％的高效绿色和红色磷光材料。
作为高效磷光材料，已经报道的有基于含过渡金属如铱和铂的过渡金属化合物的各种材料。目前已经存在的绿色和红色磷光材料能够满足高效全色显示器或低能耗和发射白光领域的性能要求。但是尚未开发有效且可靠的蓝色磷光材料，这对于开发磷光全色器件是一大障碍。
为了解决这一问题，已经开发了蓝色发光材料(WO02/15645A1、US2002/0064681A1)。还开发了具有庞大官能团的有机金属络合物，该络合物能够通过几何变化或具有高配位场强度的官能团(如氰基)提高HOMO-LUMO差值。还开发了用化学式Ir(ppy)2P(ph)3Y(Y＝Cl或CN)表示的铱络合物(US2002/0182441A1)和具有环金属化配位体、螯合二膦、氯和氰基的铱(III)络合物(US2002/0048689A1)。
发明概述本发明提供一种具有杂原子连接基团的铱(III)络合物，该络合物在三重金属一配位体的电荷转移(MLCT)态中能够有效发射从蓝色区域至红色区域的光线。
本发明还提供一种能够有效发射从蓝色区域至红色区域的光线的有机电致发光(EL)器件。
本发明的一个方面提供一种用下式1表示的具有杂原子连接基团的铱(III)络合物 其中Q1是含N芳香环，Q2是与Q1稠合的芳香环；Z是羰基连接基团(＞C＝O)、亚烷基、氧原子连接基团(-O-)、氮原子连接基团(-NH-)、硫代羰基连接基团(＞C＝S)、亚砜连接基团(＞S＝O)、磺酰基连接基团(-SO2-)或其结合物。
m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
本发明的另一个方面是提供一种用下式2表示的具有杂原子连接基团的铱(III)络合物[式2] 其中Q1’是含N芳香环；m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
本发明的另一个方面提供一种有机EL器件，其包括插入一对电极之间的有机层，其中，有机层包括上式1的铱(III)络合物。
本发明的另一个方面提供一种有机EL器件，其包括插入一对电极之间的有机层，其中，有机层包括上式2的铱(III)络合物。
附图简述通过参考附图和对典型实施方案的详述可以使本发明的上述及其他特征和优点更为明显。
图1是本发明实施例1的化合物的光致发光(PL)光谱；图2是本发明实施例2的化合物的电致发光(EL)光谱；图3是本发明实施例3的化合物的EL光谱；图4是本发明实施例4的化合物的PL光谱；图5是本发明实施例5的化合物的EL光谱；图6是本发明实施例6的化合物的PL光谱；图7是本发明实施例7的化合物的EL光谱；图8是本发明实施例8的化合物的PL光谱；图9是本发明实施例9的化合物的PL光谱；图10是本发明实施例10的化合物的PL光谱。
发明详述下面详述本发明。
本发明的铱络合物可以增加最高已占分子轨道(HOMO)和三重金属一配位体的电荷转移(MLCT)态的能隙，这样就能够发出蓝光。HOMO和MLCT态能隙的增加可以由分子畸变所引起，分子畸变是由庞大配位体的配合作用和加入具有优异σ-供体和π-供体性能且能够产生强配位场的配位体引起的。
本发明的具有杂原子连接基团的铱络合物用下式1表示 其中Q1是含N芳香环，Q2是与Q1稠合的芳香环；Z是羰基连接基团(＞C＝O)、亚烷基、氧原子连接基团(-O-)、氮原子连接基团(-NH-)、硫代羰基连接基团(＞C＝S)、亚砜连接基团(＞S＝O)、磺酰基连接基团(-SO2-)或其结合物。
m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
上式1的铱络合物的特征是取代基Q1和Q2形成稠环。
优选地是，Q1是具有4-30个碳原子的含N杂芳香环，Q2是具有5-30个碳原子的芳香环。
例如，Q1和Q2形成的稠环可以是衍生自下述化合物的稠环吲哚、吖吲哚、咔唑、吲唑、3-甲基-4-咔啉、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并硒二唑、苯并噻二唑、苯并异噁唑、喹啉、苯并喹啉、吖啶、异喹啉及其衍生物。
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地是选自下述基团的取代基烷基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-10个碳原子)、烯基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-10个碳原子)、炔基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-10个碳原子)、芳基(优选有6-30个碳原子、更优选有6-20个碳原子、甚至更优选有6-12个碳原子)、氨基(优选有0-30个碳原子、更优选有0-20个碳原子、甚至更优选有0-10个碳原子)、烷氧基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-10个碳原子)、芳氧基(优选有6-30个碳原子、更优选有6-20个碳原子、甚至更优选有6-12个碳原子)、杂环氧基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、酰基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、烷氧基羰基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-12个碳原子)、芳氧基羰基(优选有7-30个碳原子、更优选有7-20个碳原子、甚至更优选有7-12个碳原子)、酰氧基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-10个碳原子)、酰胺基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-10个碳原子)、烷氧基羰基氨基(优选有2-30个碳原子、更优选有2-20个碳原子、甚至更优选有2-12个碳原子)、芳氧基羰基氨基(优选有7-30个碳原子、更优选有7-20个碳原子、甚至更优选有7-12个碳原子)、磺酰基氨基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、氨磺酰基(优选有0-30个碳原子、更优选有0-20个碳原子、甚至更优选有0-12个碳原子)、氨基甲酰基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、烷硫基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、芳硫基(优选有6-30个碳原子、更优选有6-20个碳原子、甚至更优选有6-12个碳原子)、杂环硫基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、磺酰基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、亚磺酰基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、脲基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、磷酰胺基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-20个碳原子、甚至更优选有1-12个碳原子)、羟基、巯基、卤素原子、氰基、磺基、羧基、硝基、羟氨基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基(优选有1-30个碳原子、更优选有1-12个碳原子)、甲硅烷基(优选有3-40个碳原子、更优选有3-30个碳原子、甚至更优选有3-24个碳原子)、甲硅氧基(优选有3-40个碳原子、更优选有3-30个碳原子、甚至更优选有3-24个碳原子)。
具体来说，上式1的铱络合物可以选自下式3和4表示的化合物，但是不限于这些化合物 [式4] 其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、m1和m2与上式1中定义的相同。
上式1的铱络合物更多有说明性的例子包括用下式表示的化合物
本发明的具有杂原子连接基团的铱络合物还可以用下式2表示[式2] 其中Q1’是含N芳香环；m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
Q1’优选是具有4-20个碳原子的含N芳香环。
例如，Q1’衍生自嘧啶、吲哚、吖吲哚、咔唑、吲唑、3-甲基-4-咔啉、吡唑、吡咯、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并硒二唑、苯并噻二唑、异噁唑、异噻唑、噻二唑、三嗪、苯并异噁唑、吡嗪、喹啉、苯并喹啉、吖啶、异喹啉及其衍生物。
在上式2中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8的有说明性的例子与上式1中定义的相同。
上式2的铱络合物有说明性的例子包括用下式表示的化合物
本发明的铱络合物在400-650nm波长范围具有发射特性。
用作为环金属化部分供体原料的[Ir(C^N)2Cl]2衍生物通过Watts小组[F.O.Garces，R.J.Watts，Inorg.Chem.1988，(35)，2450]报道的方法可以合成本发明的铱络合物。
下面描述根据本发明的实施方案的铱络合物的合成路线。
参考下面的反应图解1，本发明的[Ir(C^N)m1(H^O)m2]化合物可以用下述方法合成将原料[Ir(C^N)2Cl]2衍生物和含N芳香化合物与溶剂如1，2-二氯甲烷、二氯乙烷和四氢呋喃(THF)混合，然后在室温下搅拌2-48小时[反应图解1] 在上面的反应图解1中，环金属化配位体和含N芳香化合物和上面定义的相同。
本发明式2的铱络合物可以用类似于反应图解1的方法进行合成。即，通过改变含N芳香化合物的类型可以合成式2的铱络合物。
通过用本发明的铱络合物形成有机层，特别是发光层可以生产本发明的有机EL器件。此时，上式1和2的铱络合物能够有效用作磷光掺杂剂，磷光掺杂剂是发光层材料，在蓝光波长区域处具有优异的发射特性。
当将本发明的铱络合物用作磷光掺杂剂时，有机层还可以包括选自至少一种高分子基体(host)、高分子基体和低分子基体的混合物、低分子基体和非发射性高分子基体的一种或多种材料。对高分子基体、低分子基体和非发射性高分子基体没有限制，只要它们是在形成有机EL器件的发光层时常用的材料即可。高分子基体的例子包括聚乙烯咔唑(PVK)和聚芴，低分子基体的例子包括CBP(4，4’-N，N’-二咔唑-联苯)、4，4’-双[9-(3，6-联苯基咔唑基)]-1，1’-联苯，9，10-双(2’，7’-叔丁基)-9’，9”-螺二芴基蒽和四芴，非发射性高分子基体的例子包括聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯，但是，它们并不限于这些例子。
以发光层材料总重量(100重量份)计，本发明的铱络合物的用量优选是1-30重量份。铱络合物可以通过真空沉积、溅射、印刷、涂布、喷墨或电子束掺入发光层。
当本发明的铱络合物与发绿光材料或发红光材料一起使用时，能够发射白光。
有机层厚度优选是30-100nm。本申请使用的有机层是用有机化合物制成的，在有机EL器件中插入一对电极之间，除发光层外，还有例如电子迁移层和空穴迁移层。有机EL器件可以具有本领域公知的结构，如阳极/发光层/阴极、阳极/缓冲层/发光层/阴极、阳极/空穴迁移层/发光层/阴极、阳极/缓冲层/空穴迁移层/发光层/阴极、阳极/缓冲层/空穴迁移层/发光层/电子迁移层/阴极、阳极/缓冲层/空穴迁移层/发光层/空穴阻挡层/阴极，但是并不限于这些结构。
缓冲层可以用本领域常用的材料制成，优选用铜酞菁、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚亚苯基亚乙烯基或其衍生物，但并不限于这些例子。
空穴迁移层可以用本领域常用的材料制成，优选用聚三苯胺，但不限于聚三苯胺。
电子迁移层可以用本领域常用的材料制成，优选用聚噁二唑，但不限于聚噁二唑。
空穴阻挡层可以用本领域常用的材料制成，优选用LiF、BaF2或MgF2，但并不限于这些例子。
可以用普通发光材料通过常用的生产有机EL器件的方法生产本发明的有机EL器件，不需要特殊设备。
本发明的铱络合物在400-650nm波长范围可以发光。使用该有机金属络合物的发光二极管可以用在用于全色显示器、逆光、室外广告牌、光学通讯、内部装饰灯的光学发光源中。
下面通过实施例更具体地描述本发明。但是，下面的实施例只是为了说明，绝不是为了限制本发明。
参考实施例1合成F2ppy二聚体 将19.85g(1.25×104mmol)2-溴吡啶、25.00g(1.58×104mmol)2，4-二氟苯基硼酸、100mL甲苯、用48mL乙醇和95mL水制备的2M碳酸钠溶液加入500mL侧臂烧瓶，并且在氮气气氛中在室温下搅拌。然后向反应混合物中加入4.53g(3.92mmol)四(三苯基膦)合钯(0)，在氮气气氛中在黑暗中回流15小时。
反应结束后，将反应混合物在室温下静置，然后用乙酸乙酯和水萃取，然后用柱色谱法分离(甲苯∶己烷＝10∶1)，得到浅棕色液体(F2ppyH)。
1H-NMR(CD2Cl2，ppm)8.69(d，1H)，8.03(m，1H)，7.70(m，2H)，7.27(m，1H)，7.00(m，2H)用根据上述方法合成的2-(4，6-二氟苯基吡啶)单体和IrCl3-nH2O合成F2ppy二聚体黄色粉末。此时可以参考J.AM.Che.Soc.，1984，106，6647-6653公开的合成方法。
1H-NMR(CD2Cl2，ppm)9.1(d，4H)，8.3(d，4H)，7.9(t，4H)，6.9(m，4H)，6.5(m，4H)，5.3(d，4H)参考实施例2合成F2pmp二聚体 用与参考实施例1相同的方法合成F2pmp二聚体，只是用2-溴-4-甲基吡啶代替2-溴吡啶。
1H-NMR(CD2Cl2，ppm)8.9(d，4H)，8.1(s，4H)，6.6(d，4H)，6.3(m，4H)，5.3(d，4H)，2.6(s，12H)
参考实施例3合成DMAF2ppy二聚体 用与参考实施例1相同的方法合成DMAF2ppy二聚体，只是用25.26g(1.25×104mmol)2-溴-4-二甲基氨基吡啶代替2-溴吡啶。
1H-NMR(CD2Cl2，ppm)8.7(d，4H)，7.5(t，4H)，6.3(m，4H)，6.1(m，4H)，5.4(d，4H)，3.2(s，24H)参考实施例4合成ppy二聚体 用与参考实施例1相同的方法合成ppy二聚体，只是用19.30g(1.58×104mmol)苯基硼酸代替2，4-二氟苯基硼酸。
用具有下述结构并且发射面积为9mm2的多层EL器件得到在下述实施例中合成的化合物的EL光谱。
基底/第一电极/空穴注入层/空穴迁移层/发光层/空穴阻挡层/电子迁移层/电子注入层/第二电极＝玻璃/ITO/m-MTDATA(60mm)/NBP(15nm)/CBP-掺杂剂(7％)(30nm)/BCP(10nm)/Alq3(20nm)/LiF(2nm)/Al(200nm)实施例1合成双(2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-8-喹啉羧酸铱(III)(B6
在氮气气氛下，将1g(0.82mmol)在参考实施例1中合成的[(F2ppy)2IrCl]2和0.36g(2.06mmol)8-喹啉羧酸溶解在100ml两颈烧瓶中的60ml的2-乙氧基乙醇中，两颈烧瓶配备有热电偶、机械搅拌器和回流冷凝器。将0.5g碳酸钠(Na2CO3)加入其中，在室温下搅拌2小时，在逐渐升高反应温度的同时回流8小时。反应结束后，将反应溶液冷却至室温，用过滤法除去未反应的不溶解原料。用旋转蒸发器从滤液中除去所有使用的溶剂，然后滴加二乙醚。用滤纸过滤此时形成的黄色固体，然后用二乙醚和己烷洗涤几次。在30℃的真空烘箱中将得到的黄色固体充分干燥，得到1.15g(产率为93.90％)标题化合物，这是一种纯黄色固体。其熔点是341-343℃。1H-NMR(CDCl3)δ5.48(d，1H，芳香族)，5.68(d，1H，芳香族)，6.41(d，1H，芳香族)，6.77(t，1H，芳香族)，7.15-7.23(m，2H，芳香族)，7.40(d，1H，芳香族)，7.69-7.85(m，1H，芳香族)，7.98(d，1H，芳香族)，8.28(d，2H，芳香族)，9.10(d，1H，芳香族)。
用下述方法评价用上述方法所得化合物的发射特性。
第一种方法是评价将该化合物溶解在二氯甲烷中制成的10-4M二氯甲烷溶液的发射特性。第二种方法是评价将94重量份聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和6重量份该化合物溶解在溶剂中后通过旋涂法形成的膜的发射特性。
根据对发射特性的评价结果，如图1的PL光谱所示，液态化合物的最大波长约为575nm。
实施例2合成双(2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-8-喹啉磺酸铱(III)(B5) 用与实施例1相同的方法合成1.19g(产率为92.68％)纯黄色固体的标题化合物，只是用0.43g(2.06mmol)8-喹啉磺酸代替0.36g 8-喹啉羧酸。其熔点是395℃或更高。1H-NMR(CDCl3)δ5.67(d，1H，芳香族)，5.76(d，1H，芳香族)，5.42(m，1H，芳香族)，6.90(d，1H，芳香族)，7.68(t，1H，芳香族)，7.88(d，1H，芳香族)，8.20(d，1H，芳香族)，8.32(d，1H，芳香族)，8.67(d，1H，芳香族)，8.77(d，1H，芳香族)，8.82(d，1H，芳香族)，8.98(d，1H，芳香族)。
如图2的EL光谱所示，液态化合物的最大波长是546nm。
该化合物的CIE色坐标显示x是0.396，y是0.529。
实施例3合成双(2-苯基吡啶基-N，C2’)-8-喹啉羧酸铱(III)(A6) 用与实施例1相同的方法合成0.89g(产率为70.97％)纯黄色固体的标题化合物，只是用1g(0.93mmol)在参考实施例4中合成的[(ppy)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2。其熔点是351-353℃。1H-NMR(CDCl3)δ6.08(d，1H，芳香族)，6.25(d，1H，芳香族)，6.72(q，1H，芳香族)，6.83(t，1H，芳香族)，6.90(t，1H，芳香族)，7.11(d，1H，芳香族)，7.42(d，1H，芳香族)，7.53(d，1H，芳香族)，7.63-7.74(m，1H，芳香族)，7.85-7.96(m，1H，芳香族)，8.24(d，1H，芳香族)，8.33(d，1H，芳香族)，9.07(d，1H，芳香族)，9.14(d，1H，芳香族)。
如图3的PL光谱所示，液态化合物的最大波长约为613nm。
实施例4合成双(3-二甲基氨基-2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-8-喹啉磺酸铱(III)(C6) 用与实施例1相同的方法合成0.48g(产率为75％)棕色固体的标题化合物，只是用0.52g(0.37mmol)在参考实施例3中合成的[(DMAFppy)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2，并且用0.19g(0.92mmol)8-喹啉磺酸代替0.36g的8-喹啉羧酸。1H-NMR(CDCl3)δ3.18(s，6H，脂肪族)，6.05(t，1H，芳香族)，6.25(d，1H，芳香族)，6.43(d，1H，芳香族)，6.62(d，1H，芳香族)，6.75(m，3H，芳香族)，6.98(d，1H，芳香族)，7.30(m，1H，芳香族)，7.40(d，1H，芳香族)，7.56(m，3H，芳香族)，9.13(d，1H，芳香族)。
如图4的PL光谱所示，液态化合物的最大波长是479nm。
实施例5合成双(2-苯基吡啶基-N，C2’)-2-吡啶磺酸铱(III)(A1) 用与实施例1相同的方法合成5.07g(产率为82.62％)纯黄色固体的标题化合物，只是用5g(4.66mmol)在参考实施例4中合成的[(ppy)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2，并且用1.86g(11.66mmol)2-吡啶磺酸代替0.36g的8-喹啉羧酸。其熔点是395℃或更高。1H-NMR(CD2Cl2)δ6.11(d，1H，芳香族)，6.30(d，1H，芳香族)，6.77(q，1H，芳香族)，6.92(d，1H，芳香族)，7.06(t，1H，芳香族)，7.59(d，1H，芳香族)，7.65(d，1H，芳香族)，7.75-7.93(m，3H，芳香族)，8.11(d，1H，芳香族)，9.12(d，1H，芳香族)。
如图5的EL光谱所示，液态化合物的最大波长是508nm。
该化合物的CIE色坐标显示x是0.25，y是0.6。
实施例6合成双(2-苯基吡啶基-N，C2’)-2-喹啉羧酸铱(III)(A4) 用与实施例1相同的方法合成0.95g(产率为75.81％)标题化合物，只是用1g(0.93mmol)在参考实施例4中合成的[(ppy)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2，并且用0.40g(2.33mmol)2-喹啉羧酸代替0.36g 8-喹啉羧酸。其熔点是375-379℃。1H-NMR(CDCl3)δ6.03(d，1H，芳香族)，6.51(d，1H，芳香族)，6.70-6.96(m，4H，芳香族)，7.06(t，1H，芳香族)，7.48-7.90(m，3H，芳香族)，8.01(d，1H，芳香族)，8.38(d，1H，芳香族)，8.34(d，1H，芳香族)，8.73(d，1H，芳香族)。
如图6的PL光谱所示，液态化合物的最大波长约为620nm。
实施例7合成双(2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-2-吡啶磺酸铱(III)(B1)
用与实施例1相同的方法合成5.34g(产率为88.93％)纯黄色固体的标题化合物，只是用1.64g(10.28mmol)2-吡啶磺酸代替0.36g 8-喹啉羧酸。其熔点是345-355℃。1H-NMR(CDCl3)δ5.49(d，1H，芳香族)，5.71(d，1H，芳香族)，6.47(m，1H，芳香族)，7.08(t，1H，芳香族)，7.66(d，1H，芳香族)，8.12(d，1H，芳香族)，8.13(d，1H，芳香族)，8.24-8.33(m，1H，芳香族)，9.08(d，1H，芳香族)。
如图7的EL光谱所示，液态化合物的发射波长是467nm。
该化合物的CIE色坐标显示x是0.2，y是0.36。
实施例8合成双(2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-2-喹啉羧酸铱(III)(B4) 用与实施例1相同的方法合成0.99g(产率为81.10％)纯黄色固体的标题化合物，只是用0.36g(2.06mmol)2-喹啉羧酸代替0.36g 8-喹啉羧酸。其熔点是218-220℃。1H-NMR(CDCl3)δ5.43(d，1H，芳香族)，5.94(d，1H，芳香族)，6.45(m，1H，芳香族)，6.85(t，1H，芳香族)，7.12(t，1H，芳香族)，7.38(t，1H，芳香族)，7.72(m，1H，芳香族)，8.18(d，1H，芳香族)，8.32(d，1H，芳香族)，8.43(d，1H，芳香族)，8.54(d，1H，芳香族)，8.67(d，1H，芳香族)。
如图8的PL光谱所示，液态化合物的最大波长约为560nm。
实施例9合成双(3-二甲基氨基-2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-2-吡啶磺酸铱(III)(C1)
用与实施例1相同的方法合成0.48g(产率为80％)纯黄色固体的标题化合物，只是用0.52g(0.37mmol)在参考实施例3中合成的[(DMAFppy)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2，并且用0.15g(0.92mmol)2-吡啶磺酸代替0.36g的8-喹啉羧酸。1H-NMR(CDCl3)δ3.10(s，6H，脂肪族)，5.65(d，1H，芳香族)，5.83(d，1H，芳香族)，6.23(d，1H，芳香族)，6.30(m，1H，芳香族)，6.44(d，2H，芳香族)，7.26(d，1H，芳香族)，7.37(t，1H，芳香族)，7.44(t，1H，芳香族)，7.64(d，1H，芳香族)，7.89(t，1H，芳香族)，8.03(d，1H，芳香族)，8.49(t，1H，芳香族)。
如图9的PL光谱所示，液态化合物的最大波长是475nm。
实施例10合成双(3-甲基-2-(4’，6’-二氟苯基)吡啶基-N，C2’)-2-吡啶磺酸铱(III)(D1) 用与实施例1相同的方法合成0.20g(产率为57％)纯黄色固体的标题化合物，只是用0.30g(0.23mmol)在参考实施例2中合成的[(Fpmp)2IrCl]2代替1g(0.82mmol)[(F2ppy)2IrCl]2，并且用0.09g(0.57mmol)2-吡啶磺酸代替0.36g的8-喹啉羧酸。1H-NMR(CDCl3)δ2.54(s，3H，脂肪族)，5.47(d，1H，芳香族)，5.72(d，1H，芳香族)，6.50(m，2H，芳香族)，6.85(d，1H，芳香族)，7.05(d，1H，芳香族)，7.55(d，1H，芳香族)，7.62(d，1H，芳香族)，7.96(m，1H，芳香族)，8.02(d，1H，芳香族)，8.08(d，2H，芳香族)，8.85(d，1H，芳香族)。
如图10的PL光谱所示，液态化合物的最大波长是480nm。
从前面的说明书可以明显看出当用稠合含N芳香环化合物作为辅助配位体时，可以得到具有适用作蓝色磷光材料的优异的磷光特性的掺杂剂。另外，各种主配位体的掺入能够实现包括红色、绿色和蓝色的全色显示。
本发明的铱络合物能够有效发射在MLCT三重态下从蓝色区域至红色区域的光。这种有机金属络合物可以用于形成有机EL器件的有机层。另外，因为它能够用作高效磷光材料，所以当其与发绿光材料或发红光材料一起使用时，能够发射白光，还能够发射波长为400-650nm的光。
权利要求
1.一种用下式1表示的具有杂原子连接基团的铱(III)络合物 其中Q1是含N芳香环，Q2是与Q1稠合的芳香环；Z是羰基连接基团(＞C＝O)、亚烷基、氧原子连接基团(-O-)、氮原子连接基团(-NH-)、硫代羰基连接基团(＞C＝S)、亚砜连接基团(＞S＝O)、磺酰基连接基团(-SO2-)或其结合物。m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
2.根据权利要求1的铱(III)络合物，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地是选自下述基团的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、氨基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、酰胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、羟基、巯基、卤素原子、氰基、磺基、羧基、硝基、羟氨基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基、甲硅烷基和甲硅氧基。
3.根据权利要求1的铱(III)络合物，其中，Q1和Q2形成的稠环衍生自选自下述化合物吲哚、吖吲哚、咔唑、吲唑、3-甲基-4-咔啉、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并硒二唑、苯并噻二唑、苯并异噁唑、喹啉、苯并喹啉、吖啶、异喹啉及其衍生物。
4.根据权利要求1的铱(III)络合物，其中，式1的化合物是下式3表示的化合物 其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、m1和m2与式1中定义的相同。
5.根据权利要求1的铱(III)络合物，其中，式1的化合物是下式4表示的化合物 其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、m1和m2与式1中定义的相同。
6.根据权利要求1的铱(III)络合物，其是选自下式所示化合物的化合物
7.一种用下式2表示的具有杂原子连接基团的铱(III)络合物 其中Q1’是含N芳香环；m1是0-2的整数，m2是3-m1；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自是氢或取代基。
8.根据权利要求7的铱(III)络合物，其中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8各自独立地是选自下述基团的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、氨基、烷氧基、芳氧基、杂环氧基、酰基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、酰氧基、酰胺基、烷氧基羰基氨基、芳氧基羰基氨基、磺酰基氨基、氨磺酰基、氨基甲酰基、烷硫基、芳硫基、杂环硫基、磺酰基、亚磺酰基、脲基、磷酰胺基、羟基、巯基、卤素原子、氰基、磺基、羧基、硝基、羟氨基、亚磺基、肼基、亚氨基、杂环基、甲硅烷基和甲硅氧基。
9.根据权利要求7的铱(III)络合物，其中，Q1’衍生自嘧啶、吲哚、吖吲哚、咔唑、吲唑、3-甲基-4-咔啉、吡唑、吡咯、苯并咪唑、苯并三唑、苯并噁唑、苯并噻唑、苯并硒二唑、苯并噻二唑、异噁唑、异噻唑、噻二唑、三嗪、苯并异噁唑、吡嗪、喹啉、苯并喹啉、吖啶、异喹啉及其衍生物。
10.根据权利要求7的铱(III)络合物，其是选自下式所示化合物的化合物
11.一种有机电致发光器件，包括插入一对电极之间的有机层，其中，有机层包括权利要求1-6任一的铱(III)络合物。
12.根据权利要求11的有机电致发光器件，其中，有机层还包括选自至少一种高分子基体、高分子基体和低分子基体的混合物、低分子基体和非发射性高分子基体的一种或多种材料。
13.根据权利要求11的有机电致发光器件，其中有机层还包括发绿光材料或发红光材料。
14.一种有机电致发光器件，包括插入一对电极之间的有机层，其中，有机层包括权利要求7-10任一的铱(III)络合物。
15.根据权利要求14的有机电致发光器件，其中有机层还包括选自至少一种高分子基体、高分子基体和低分子基体的混合物、低分子基体和非发射性高分子基体的一种或多种材料。
16.根据权利要求14的有机电致发光器件，其中有机层还包括发绿光材料或发红光材料。
全文摘要
本发明提供一种具有杂原子连接基团的高效磷光铱(III)络合物和使用该络合物的有机电致发光(EL)器件。这种铱(III)络合物可以用于形成有机EL器件的有机层，当其与发绿光材料或发红光材料一起使用时，能够发白光，还能够发射波长为400－650nm的光。
文档编号H01L51/00GK1715363SQ20051000802
公开日2006年1月4日 申请日期2005年2月7日 优先权日2004年6月29日
发明者张硕, 赵显南, 李钟侠, 夫龙淳, 柳利烈, 边煐勋, 金成俊, 金薰植 申请人:三星Sdi株式会社