有機(jī)金屬銥配合物、發(fā)光元件、發(fā)光裝置以及照明裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種有機(jī)金屬銥配合物，尤其是，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及 一種能夠?qū)⑷丶ぐl(fā)態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的有機(jī)金屬銥配合物。另外，本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一 種包括有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)光元件、發(fā)光裝置及照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)化合物通過(guò)吸收光成為激發(fā)態(tài)。經(jīng)過(guò)該激發(fā)態(tài)而有時(shí)引起各種反應(yīng)（光化學(xué) 反應(yīng)）或產(chǎn)生發(fā)光（luminescence)。因此有機(jī)化合物具有較寬的應(yīng)用范圍。
[0003] 作為光化學(xué)反應(yīng)的一個(gè)例子，已知單態(tài)氧與不飽和有機(jī)分子的反應(yīng)（氧加成）。因 為氧分子的基態(tài)是三重態(tài)，所以單態(tài)中的氧（單態(tài)氧）不會(huì)通過(guò)直接光激發(fā)產(chǎn)生。但是，在 其他三受激分子的存在下產(chǎn)生單態(tài)氧而發(fā)生氧加成反應(yīng)。此時(shí)，能夠形成三受激分子的化 合物被稱(chēng)為光敏劑。
[0004] 如上所述，為了產(chǎn)生單態(tài)氧，需要能夠通過(guò)光激發(fā)形成三受激分子的光敏劑。然 而，因?yàn)橥ǔ５挠袡C(jī)化合物的基態(tài)是單態(tài)，所以到三重激發(fā)態(tài)的光激發(fā)是禁戒躍迀，不容易 產(chǎn)生三受激分子。因此，作為這種光敏劑，需要容易發(fā)生從單重激發(fā)態(tài)到三重激發(fā)態(tài)的系間 跨越的化合物（或者，允許直接光激發(fā)到三重激發(fā)態(tài)的禁戒躍迀的化合物）。換言之，這種 化合物可以用作光敏劑，并是有用的。
[0005] 這種化合物經(jīng)常呈現(xiàn)磷光。磷光是指由于不同多重度的能態(tài)之間的躍迀而產(chǎn)生的 發(fā)光。在通常的有機(jī)化合物中，磷光是指當(dāng)從三重激發(fā)態(tài)回到單重基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的發(fā)光（另 一方面，熒光是指從單重激發(fā)態(tài)回到單重基態(tài)時(shí)的發(fā)光）。能夠呈現(xiàn)磷光的化合物、即能夠 將三重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的化合物（以下，稱(chēng)為磷光化合物）的應(yīng)用領(lǐng)域包括包含有機(jī)化 合物作為發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光元件。
[0006] 這種發(fā)光元件具有在電極之間設(shè)置包含作為發(fā)光物質(zhì)的有機(jī)化合物的發(fā)光層的 簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。這種發(fā)光元件從薄型輕量、高速響應(yīng)性及直流低電壓驅(qū)動(dòng)等的特性的方面說(shuō) 來(lái)，作為下一代的平板顯示元件受到關(guān)注。包括這種發(fā)光元件的顯示裝置具有較高的對(duì)比 度和圖像質(zhì)量以及較寬的視角。
[0007] 以有機(jī)化合物為發(fā)光物質(zhì)的發(fā)光元件的發(fā)光機(jī)理是載流子注入型。換言之，通過(guò) 以將發(fā)光層夾在電極之間的方式施加電壓，從電極注入的電子和空穴重新結(jié)合而使發(fā)光物 質(zhì)受激，并且，當(dāng)該激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)發(fā)光。如上述光激發(fā)的情況那樣，激發(fā)態(tài)的種類(lèi)包括 單重激發(fā)態(tài)（S，和三重激發(fā)態(tài)cn。在發(fā)光元件中，其統(tǒng)計(jì)學(xué)上的生成比率是$:1^= 1 : 3〇
[0008] 在將單重激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)光的化合物（以下稱(chēng)為熒光化合物）中，在室溫下僅觀 察到來(lái)自單重激發(fā)態(tài)的發(fā)光（熒光），而觀察不到從三重激發(fā)態(tài)的發(fā)光（磷光）。因此，基 于$:1^= 1 :3,包括熒光化合物的發(fā)光元件中的內(nèi)量子效率（所產(chǎn)生的光子的數(shù)量相對(duì)于 所注入的載流子的數(shù)量的比率）的理論上的極限被認(rèn)為是25%。
[0009] 另一方面，在是包括上述磷光化合物的發(fā)光元件情況下，其內(nèi)量子效率在理論上 可以提高到75%至100%，S卩，其發(fā)光效率可以是包括熒光化合物的發(fā)光元件的3倍至4 倍。出于這些理由，近年來(lái)積極研究開(kāi)發(fā)使用磷光化合物的發(fā)光元件，以實(shí)現(xiàn)高效率的發(fā)光 元件。尤其是，作為磷光化合物，包含銥等為中心金屬的有機(jī)金屬配合物由于其高磷光量子 產(chǎn)率而已受到關(guān)注（例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1、專(zhuān)利文獻(xiàn)2、專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0010] [專(zhuān)利文獻(xiàn)1]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2007-137872號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)2008-069221號(hào)公報(bào) [專(zhuān)利文獻(xiàn)3]國(guó)際公開(kāi)第2008-035664號(hào)
[0011] 如在上述專(zhuān)利文獻(xiàn)1至專(zhuān)利文獻(xiàn)3中報(bào)告那樣，正在開(kāi)發(fā)發(fā)射各種發(fā)光顏色的磷 光材料，期待適用于目標(biāo)用途的發(fā)光顏色的新的材料的開(kāi)發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 鑒于上述問(wèn)題，作為新的物質(zhì)，本發(fā)明的一個(gè)方式提供一種有機(jī)金屬銥配合物， 該有機(jī)金屬銥配合物具有高發(fā)光效率及長(zhǎng)使用壽命且發(fā)射近紅外光（發(fā)射波長(zhǎng)：700nm附 近）。本發(fā)明的其他方式提供一種具有高量子效率的有機(jī)金屬銥配合物。本發(fā)明的其他方 式提供一種具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件、發(fā)光裝置或照明裝置。
[0013] 本發(fā)明的一個(gè)方式是一種具有以通式（G0)表示的至少具有二甲基苯基和喹喔啉 骨架的配體的有機(jī)金屬銥配合物。因此，本發(fā)明的一個(gè)方式是一種具有以通式（G0)表示的 結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬銥配合物。
[0014]
[0015] 在通式中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有碳原子數(shù)為 1至6的烷基作為取代基的苯基。
[0016] 本發(fā)明的其他方式是以通式（G1)表示的有機(jī)金屬銥配合物。
[0017]
[0018]在通式中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有碳原子數(shù)為 1至6的烷基作為取代基的苯基。另外，L表示單陰離子配體。
[0019] 在通式（G1)中，單陰離子配體優(yōu)選是具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子雙齒螯合配 體、具有羧基的單陰離子雙齒螯合配體、具有酚羥基的單陰離子雙齒螯合配體以及兩個(gè)配 體元素都是氮的單陰離子雙齒螯合配體。具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子雙齒螯合配體是特 別優(yōu)選的。
[0020] 單陰離子配體優(yōu)選是通式（L1)至（L7)中的任一個(gè)。
[0021]
[0022] 在通式中，R71至R111分別獨(dú)立地表示氫、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷 基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基、取代或未取代的碳原子數(shù) 為1至6的烷氧基、或者取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷硫基。另外，Α1至A3分別 獨(dú)立地表示氮、與氫鍵合的sp2雜化碳以及具有取代基的sp2雜化碳。該取代基表示碳原子 數(shù)為1至6的烷基、鹵基、碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基或苯基。
[0023] 本發(fā)明的其他方式是以通式（G2)表示的有機(jī)金屬銥配合物。
[0024]
[0025] 在通式中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有碳原子數(shù)為1 至6的烷基作為取代基的苯基。另外，R4及R5分別獨(dú)立地表示氫、取代或未取代的碳原子 數(shù)為1至6的烷基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基、取代或未 取代的碳原子數(shù)為1至6的烷氧基、以及取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷硫基。
[0026] 本發(fā)明的其他方式是以結(jié)構(gòu)式（100)表示的有機(jī)金屬銥配合物。
[0027]
[0028] 本發(fā)明的其他方式是以結(jié)構(gòu)式（114)表示的有機(jī)金屬銥配合物。
[0029]
[0030] 因?yàn)橛袡C(jī)金屬銥配合物可以發(fā)射磷光，S卩，能夠由于來(lái)自三重激發(fā)態(tài)的能量轉(zhuǎn)移 而產(chǎn)生發(fā)光，所以本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物對(duì)發(fā)光元件的高效率化非常有 效。因此，本發(fā)明的其他方式是包括本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)光元件。
[0031] 此外，本發(fā)明在其范圍中不僅包括具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置，還包括具有發(fā)光裝 置的照明裝置。本說(shuō)明書(shū)中的發(fā)光裝置是指圖像顯示裝置或光源（例如，照明裝置）。另 外，發(fā)光裝置在其范疇中包括所有如下模塊：將發(fā)光裝置連接到連接器諸如柔性印刷電路 (FPC)或載帶封裝（TCP)的模塊；將印刷線路板設(shè)置于TCP端部的模塊；或者通過(guò)玻璃上芯 片（C0G)方式將集成電路（1C)直接安裝到發(fā)光元件上的模塊。
[0032] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方式，作為新的物質(zhì)，提供一種有機(jī)金屬銥配合物，該有機(jī)金屬 銥配合物具有高發(fā)光效率及長(zhǎng)使用壽命且發(fā)射近紅外光（發(fā)射波長(zhǎng)：700nm附近）。還可以 提供一種具有高量子效率的有機(jī)金屬銥配合物。另外，通過(guò)使用新的有機(jī)金屬銥配合物，可 以提供一種具有高發(fā)光效率的發(fā)光元件、發(fā)光裝置或照明裝置。此外，可以提供一種低耗電 量的發(fā)光元件、發(fā)光裝置或照明裝置。
【附圖說(shuō)明】
[0033]圖1說(shuō)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)； 圖2說(shuō)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)； 圖3A和圖3B說(shuō)明發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)； 圖4A和圖4B說(shuō)明發(fā)光裝置； 圖5說(shuō)明照明裝置； 圖6是以結(jié)構(gòu)式（100)表示的有機(jī)金屬銥配合物的i-NMR譜； 圖7示出以結(jié)構(gòu)式（100)表示的有機(jī)金屬銥配合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜及發(fā)射光 譜； 圖8示出以結(jié)構(gòu)式（100)表示的有機(jī)金屬銥配合物的LC-MS測(cè)定結(jié)果； 圖9是以結(jié)構(gòu)式（114)表示的有機(jī)金屬銥配合物的i-NMR譜； 圖10示出以結(jié)構(gòu)式（114)表示的有機(jī)金屬銥配合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜及發(fā)射光 譜； 圖11示出以結(jié)構(gòu)式（114)表示的有機(jī)金屬銥配合物的LC-MS測(cè)定結(jié)果； 圖12示出有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)射光譜的比較結(jié)果； 圖13示出有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)射光譜的比較結(jié)果； 圖14是以結(jié)構(gòu)式（118)表示的有機(jī)金屬銥配合物的i-NMR譜； 圖15示出以結(jié)構(gòu)式（118)表示的有機(jī)金屬銥配合物的紫外-可見(jiàn)吸收光譜及發(fā)射光 譜； 圖16示出有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)射光譜的比較結(jié)果； 圖17說(shuō)明發(fā)光元件； 圖18示出發(fā)光元件1、發(fā)光元件2以及發(fā)光元件3的發(fā)射光譜； 圖19示出有機(jī)金屬銥配合物的發(fā)射光譜的比較結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面，參照【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式。注意，本發(fā)明不局限于下面說(shuō)明，其方式 及詳細(xì)內(nèi)容在不脫離本發(fā)明的宗旨及其范圍的情況下可以被變換為各種各樣的形式。因 此，本發(fā)明不應(yīng)該被解釋為僅限定于下面的實(shí)施方式的說(shuō)明中。
[0035] 實(shí)施方式1 在本實(shí)施方式中，說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物。
[0036] 本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物是一種具有至少具有二甲基苯基和喹喔 啉骨架的配體的有機(jī)金屬銥配合物。注意，本實(shí)施方式所說(shuō)明的具有至少具有二甲基苯基 和喹喔啉骨架的配體的有機(jī)金屬銥配合物的一個(gè)方式是具有以通式（G1)表示的結(jié)構(gòu)的有 機(jī)金屬銥配合物。
[0037]
[0038] 在通式（G1)中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有碳原子 數(shù)為1至6的烷基作為取代基的苯基。另外，L表示單陰離子配體。
[0039] 在通式（G1)中，單陰離子配體優(yōu)選是具有β-二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子雙齒螯合配 體、具有羧基的單陰離子雙齒螯合配體、具有酚羥基的單陰離子雙齒螯合配體和兩個(gè)配體 元素都是氮的單陰離子雙齒螯合配體。具有二酮結(jié)構(gòu)的單陰離子雙齒螯合配體是特別 優(yōu)選的。
[0040] 單陰離子配體優(yōu)選是以通式（L1)至（L7)中的任一個(gè)表示的配體。
[0041]
[0042] 在通式中，Rn至R111分別獨(dú)立地表示氫、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷 基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基、取代或未取代的碳原子數(shù) 為1至6的烷氧基、或者取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷硫基。另外，A1至A3分別 獨(dú)立地表示氮、與氫鍵合的sp2雜化碳以及具有取代基的sp2雜化碳。該取代基表示碳原子 數(shù)為1至6的烷基、鹵基、碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基以及苯基。
[0043] 另外，R1至R3中的取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷基的具體例子包括甲基、 乙基、丙基、異丙基、丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、新戊基、 己基、異己基、仲己基、叔己基、新己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、2-乙基丁基、1，2_二甲基 丁基以及2,3_二甲基丁基。
[0044] 此外，本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物具有如下結(jié)構(gòu)：鍵合于喹喔啉骨架 且鍵合于銥的苯基具有兩個(gè)取代基，該取代基為碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基和具有碳 原子數(shù)為1至6的烷基作為取代基的苯基中的任一個(gè)，該兩個(gè)取代基鍵合于與銥鍵合的 2-(2-喹喔啉基）苯基的4位和6位。這種結(jié)構(gòu)可以使本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配 合物的發(fā)射波長(zhǎng)（峰值波長(zhǎng)）比不具有這種取代基的有機(jī)金屬銥配合物更長(zhǎng)。換言之，本 發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物是發(fā)射近紅外光并具有高量子效率的新的物質(zhì)。
[0045] 本發(fā)明的其他方式是以通式（G2)表示的有機(jī)金屬銥配合物。
[0046]
[0047] 在通式（G2)中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有碳原子 數(shù)為1至6的烷基作為取代基的苯基。另外，R4及R5分別獨(dú)立地表示氫、取代或未取代的碳 原子數(shù)為1至6的烷基、鹵基、乙烯基、取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的鹵代烷基、取代 或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷氧基以及取代或未取代的碳原子數(shù)為1至6的烷硫基。 [0048] 接下來(lái)，示出上述本發(fā)明的一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物的具體結(jié)構(gòu)式（結(jié)構(gòu)式 (100)至（120))。注意，本發(fā)明不局限于此。
[0049]



[0053] 注意，以結(jié)構(gòu)式（100)至（120)表示的有機(jī)金屬銥配合物是能夠發(fā)射磷光的新的 物質(zhì)。此外，根據(jù)配體的種類(lèi)可以存在有這些物質(zhì)的幾何異構(gòu)體和立體異構(gòu)體。本發(fā)明的 一個(gè)方式的有機(jī)金屬銥配合物包括所有這些異構(gòu)體。
[0054] 接下來(lái)，說(shuō)明以通式（G1)表示的有機(jī)金屬銥配合物的合成方法的一個(gè)例子。
[0055] 《以通式（G0)表示的喹喔啉衍生物的合成方法》 說(shuō)明以通式（G0)表示的喹喔啉衍生物的合成方法的一個(gè)例子。
[0056]
[0057] 另外，在通式（G0)中，R1至R3分別表示碳原子數(shù)為1至6的烷基、苯基或者具有 碳原子數(shù)為1至6的烷基作為取代基的苯基。
[0058] 下面示出以通式（G0)表示的喹喔啉衍生物的三種合成方案（Al)、（A2)以及（A3)。
[0059]
[0062] 在合成方案（A1)中，通過(guò)將3, 5-二烷基苯基硼酸（al)與鹵化喹喔啉化合物 (al'）偶聯(lián)，獲得喹喔啉衍生物（G0)。
[0063] 在合成方案（A2)中，通過(guò)將α-二酮（a2)與〇 -苯二胺（a2'）起反應(yīng)，獲得喹喔 啉衍生物（G0)。
[0064] 在合成方案（A3)中，當(dāng)R1及R2是相同的烷基時(shí)，通過(guò)將烷基硼酸（a3)與被3， 5_二鹵化苯基取代的喹喔啉化合物（a3'）偶聯(lián)，獲得喹喔啉衍生物（G0)，而當(dāng)R1及R2是 不同的烷基時(shí)，首先得到被鹵化苯基取代的喹喔啉化合物的中間體（a3")，然后將該中間體 與烷基硼酸（a3"'）偶聯(lián)，從而獲得喹喔啉衍生物（G0)。注意，在式中，X表示鹵族元素。
[0065] 除了上述三種方法之外還有多個(gè)已知的衍生物（GO)的合成方法。因此，可以采用 任何方法。
[0066] 上述方案中的多種化合物（al)、（al'）、（a2)、（