雜配位銥配合物的制作方法
【專利說明】雜配位鏈配合物
[0001] 本申請要求2009年3月23日提交的美國臨時申請No. 61/162, 470和2010年3 月19日提交的美國申請No. 12/727, 615的優(yōu)先權，其公開內容通過引用全部明確地納入本 文中。
[0002] 要求保護的發(fā)明由聯(lián)合的大學-公司研宄協(xié)議的一個或多個下列參與方做出，代 表其做出，和/或與其相關地做出：密歇根大學董事會、普林斯頓大學、南加利福尼亞大學 和通用顯示公司。該協(xié)議在要求保護的發(fā)明的做出之日和其之前有效，并且要求保護的發(fā) 明作為在該協(xié)議范圍內進行的活動的結果而做出。
技術領域
[0003] 本發(fā)明涉及新的有機配合物，該配合物可以有利地用于有機發(fā)光器件中。更特別 地，本發(fā)明涉及含有吡啶基二苯并取代配體的新的雜配位（heteroleptic)銥配合物以及 含有這些化合物的器件。
【背景技術】
[0004] 由于很多原因，利用有機材料的光電器件變得越來越受歡迎。用于制備這樣的器 件的很多材料比較廉價，因此有機光電器件在相對于無機器件的成本優(yōu)勢方面具有潛力。 此外，有機材料的固有特性，例如它們的柔性，可以使得它們良好地適用于特定應用，例如 在柔性基片上制造。有機光電器件的實例包括有機發(fā)光器件（OLEDs)、有機光電晶體管、有 機光伏電池和有機光電探測器。對于OLEDs，有機材料可以具有優(yōu)于常規(guī)材料的性能。例 如，有機發(fā)光層發(fā)光的波長通?？梢匀菀椎赜煤线m的摻雜劑進行調整。
[0005] OLEDs利用當跨器件施加電壓時發(fā)光的有機薄膜。OLEDs正在成為在諸如平板 顯示、照明和背光的應用中越來越有利的技術。多種OLED材料和構造記載于美國專利 No. 5, 844, 363、6, 303, 238和5, 707, 745中，它們全部通過引用納入本文。
[0006] 發(fā)磷光分子的一種應用是全色顯示器。這樣的顯示器的工業(yè)標準要求適于發(fā)射稱 為"飽和"色彩的特定色彩的像素。特別是，這些標準要求飽和的紅、綠和藍色像素。色彩 可以使用CIE坐標度量，它是現(xiàn)有技術中公知的。
[0007] 發(fā)綠光分子的一個實例是三（2-苯基吡啶）銥，它記為Ir (PPy)3，具有式I的結
構：
[0008]
[0009] 在本文的該圖以及后面的圖中，我們將從氮到金屬（此處為Ir)的配位鍵表示為 直線。
[0010] 本文中使用的術語"有機"包括可以用于制備有機光電器件的聚合物材料和小分 子有機材料。"小分子"指的是非聚合物的任何有機材料，并且"小分子"實際上可以相當大。 在某些情況下小分子可以包含重復單元。例如，使用長鏈烷基作為取代基并不會將該分子 排除在"小分子"類別之外。小分子也可以納入聚合物中，例如作為聚合物主鏈的側掛基團 或者作為主鏈的一部分。小分子也可以充當樹枝狀化合物的核心結構部分，該化合物包括 一系列構建在核心結構部分上的化學殼。樹枝狀化合物的核心結構部分可以是熒光或磷光 小分子發(fā)光體。樹枝狀化合物可以是"小分子"，并且據信目前在OLEDs領域使用的所有樹 枝狀化合物都是小分子。
[0011] 本文中使用的"頂部"指的是離基片最遠，而"底部"指的是離基片最近。在將第一 層描述為"位于第二層上"的情況下，第一層距離基片更遠。在第一層和第二層之間可以存 在其它層，除非明確指出第一層與第二層"接觸"。例如，可以將陰極描述為"位于陽極上"， 即使其間存在多種有機層。
[0012] 本文中使用的"可溶液處理"指的是能夠以溶液或懸浮液形式在液體介質中溶解、 分散或輸送和/或從液體介質中沉積。
[0013] 當認為配體直接有助于發(fā)光材料的光活性性質時，可以將該配體稱為"光活性" 的。當認為配體不有助于發(fā)光材料的光活性性質時，可以將該配體稱為"輔助"的，盡管輔 助配體可以改變光活性配體的性質。
[0014] 如本文中所使用，并且如本領域技術人員通常所理解，第一"最高已占分子軌 道"（HOMO)或"最低未占分子軌道"（LUMO)能級"大于"或"高于"第二HOMO或LUMO能級， 如果該第一能級更接近于真空能級。由于電離勢（IP)作為相對于真空能級的負能量進行 測量，因此更高的HOMO能級對應于具有更小的絕對值的IP (負性較低的IP)。類似地，更高 的LUMO能級對應于具有更小的絕對值的電子親和性（EA)(負性較低的EA)。在常規(guī)的能級 圖上，真空能級位于頂部，材料的LUMO能級高于相同材料的Η0Μ0能級。與"較低"的Η0Μ0 或LUMO能級相比，"較高"的HOMO或LUMO能級顯得更接近該圖的頂部。
[0015] 如本文中所使用，并且如本領域技術人員通常所理解，第一功函數(shù)"大于"或"高 于"第二功函數(shù)，如果該第一功函數(shù)具有更高的絕對值。因為功函數(shù)通常作為相對于真空能 級的負數(shù)進行測量，這意味著"更高"的功函數(shù)更負。在常規(guī)的能級圖上，真空能級位于頂 部，"較高"的功函數(shù)表示為沿向下的方向更遠離真空能級。因而，Η0Μ0和LUMO能級的定義 采用與功函數(shù)不同的慣例。
[0016] 關于OLEDs以及上述定義的更多細節(jié)，可以見美國專利No. 7, 279, 704,其全部公 開內容通過引用納入本文。

【發(fā)明內容】

[0017] 提供了新的磷光發(fā)射化合物。這些化合物包含具有下式的雜配位銥配合物：
[0018]
[0019] 該化合物包含具有以下結構的配體
[0020]
選自NR、0、S、BR和Se。R選自氫和烷基。優(yōu)選地，R具 有4個或更少的碳原子。RnR2、馬和R 4可以表示單取代、二取代、三取代或四取代。RpR2、 馬和R4各自獨立地選自氫、烷基和芳基。優(yōu)選地，式I的1^、1?2、馬和/或R4位的烷基具有 四個或更少的碳原子（例如甲基、乙基、丙基、丁基和異丁基）。優(yōu)選地，札和1? 4獨立地為 氫或者具有四個或更少的碳原子的烷基；更優(yōu)選地，RJPR4獨立地為氫或甲基。優(yōu)選地，R 2 和馬獨立地為氫或者具有四個或更少的碳原子的烷基；更優(yōu)選地，R 2和R 3獨立地為氫或甲 基；最優(yōu)選地，馬和R 3為氫。
[0021] 優(yōu)選地，&和R4獨立地為氫、具有四個或更少的碳原子的烷基或者在環(huán)中具有6 個或更少的原子的芳基；更優(yōu)選地，&和R 4獨立地為氫、甲基或苯基。優(yōu)選地，R 2和R 3獨立 地為氫、具有四個或更少的碳原子的烷基或者在環(huán)中具有6個或更少的原子的芳基；更優(yōu) 選地，馬和R 3獨立地為氫、甲基或苯基；最優(yōu)選地，R 2和R3為氫。
[0022] -方面，提供了化合物，其中Rp R2、馬和R4獨立地選自氫和具有四個或更少的碳 原子的烷基。另一方面，提供了化合物，其中R n R2、馬和R4獨立地選自氫和甲基。再一方 面，提供了化合物，其中&、1? 2、馬和R4為氫。
[0023] 另一方面，提供了化合物，其中R1、R2、馬和R 4獨立地選自氫、具有四個或更少的碳 原子的烷基以及在環(huán)中具有6個或更少的原子的芳基。另一方面，提供了化合物，其中札、 R2、馬和R4獨立地選自氫、甲基和苯基。再一方面，提供了化合物，其中RpRyRjP R4為氫。
[0024] 還提供了具體的雜配位銥配合物。一方面，提供了具有下式的雜配位銥配合物：
[0025]
[0026] 另一方面，提供了具有下式的雜配位銥配合物：
[0027]
[0028] 再一方面，提供具有下式的雜配位銥配合物：
[0029]
[0030] 提供了包括化合物1-36的雜配位銥配合物的具體實例。特別是，提供了其中X為 〇(即吡啶基二苯并呋喃）的雜配位化合物，例如化合物1-12。此外，提供了其中X為S(即 吡啶基二苯并噻吩）的雜配位化合物，例如化合物13-24。此外，提供了其中X為NR(即吡 啶基咔唑）的雜配位化合物，例如化合物25-36。
[0031] 還提供了雜配位銥配合物的其它具體實例，包括化合物37-108。特別是，提供了其 中X為0的雜配位化合物，例如化合物37-60。此外，提供了其中X為S的雜配位化合物，例 如化合物61-84。此外，提供了其中X為NR的雜配位化合物，例如化合物85-108。
[0032] 此外，還提供了有機發(fā)光器件。該器件具有陽極、陰極以及位于該陽極和該陰極之 間的有機層，其中該有機層包含具有式I的化合物。特別是，該器件的有機層可以包含選自 化合物1-36的化合物。該有機層可以進一步包含主體。優(yōu)選地，該主體含有三亞苯結構部 分和二苯并噻吩結構部分。更優(yōu)選地，該主體具有下式：
[0033]
R' pR' 2、R' 3、R' 4、R' 5和 R' 6可以表示單取 代、二取代、三取代或四取代。R'pR'^R'^R'^R'jPR' 6獨立地選自氫、烷基和芳基。
[0034] 該器件的有機層可以包含選自化合物1-108的化合物。特別是，該器件的有機層 也可以包含選自化合物37-108的化合物。
[0035] 還提供包含器件的消費產品。該器件含有陽極、陰極和位于該陽極和該陰極之間 的有機層，其中該有機層進一步包含具有式I的化合物。
【附圖說明】
[0036] 圖1示出了有機發(fā)光器件。
[0037] 圖2示出了不具有獨立的電子傳輸層的倒置有機發(fā)光器件。
[0038] 圖3示出了雜配位銥配合物。
【具體實施方式】
[0039] 通常，OLED包括位于陽極和陰極之間并且與陽極和陰極電連接的至少一個有機 層。當施加電流時，陽極向有機層中注入空穴，陰極向有機層中注入電子。注入的空穴和電 子各自向帶相反電荷的電極迀移。當電子和空穴局限于同一分子中時，形成"激子"，它是具 有激發(fā)能態(tài)的局域化的電子-空穴對。當激子通過發(fā)光機理弛豫時，發(fā)射出光。在一些情 況下，激子可以局域化在激發(fā)體或激發(fā)復合體上。也可以發(fā)生非輻射機理，例如熱弛豫，但 是通常將其視為不合需要的。
[0040] 最初的OLEDs使用從其單線態(tài)發(fā)光（"熒光"）的發(fā)光分子，例如美國專利 No. 4, 769, 292中所公開，其全部內容通過引用納入本文中。熒光發(fā)射通常發(fā)生在小于10納 秒的時間范圍內。
[0041] 最近，已展示了具有從三線態(tài)發(fā)光（"磷光"）的發(fā)光材料的OLEDs。見Baldo等 人的 "Highly Efficient Phosphorescent Emission From Organic Electroluminescent Devices"（有機電致發(fā)光器件的高效磷光發(fā)射），Nature，第395卷，151-154,1998 ; (''Baldo-Ι "）和 Baldo 等人的 "Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphore