专利名称：有机发光材料和器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有改进的电致发光特性的基于磷光的有机发光材料和器件。
背景技术：
出于各种原因，对于使用有机材料的光电器件的需求持续增长。用于制备这种器件的许多材料也相对便宜。因此，有机光电器件较之无机器件有潜在的成本优势。另外，有机材料的内在特性，诸如它们的柔韧性，使其可以很好地适应于特殊的应用，诸如在柔软物体上装配。有机光电器件的例子包括有机发光器件(OLED)、有机光敏晶体管、有机光电池和有机光检测器。对于OLED，有机材料比常规材料具有性能优势。例如，一般可以使用适当的掺杂剂容易地调谐有机发射层发光的波长。
此处使用的术语“有机”包括聚合材料以及可以用于制成有机光电器件的小分子有机材料。“小分子”是指不是聚合物的任何有机材料，“小分子”实际上也可能很大。小分子可以包括在某些情况下的重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基的分子也属于“小分子”基团。小分子也可以掺入聚合物中，例如作为聚合物骨架中的侧基或作为骨架的一部分。小分子也可以作为树枝状大分子(dendrimer)的核心部分，所述树枝状大分子由一系列在建立在核心部分上的化学框架组成。树枝状大分子的核心部分可以是荧光或磷光的小分子发射体。树枝状大分子可以是“小分子”，据信目前所有用于OLED领域的树枝状大分子都是小分子。
OLED利用了在向器件施加电压时发光的有机薄膜。对于在诸如平板显示器、照明和背光领域的应用，OLED日益成为令人感兴趣的技术。在U.S.专利No.5,844,363、No.6,303,238和No.5,707,745中描述了几种OLED材料和构型，在此全部引做参考。
OLED器件一般(但不总是)通过至少一个电极发光，一个或多个透明电极可以用于有机光电器件。例如，透明电极材料，诸如氧化铟锡(ITO)，可以用做底部电极。也可以使用，诸如在U.S.专利No.5,703,436和No5,707,745中公开的透明顶部电极，在此全部引做参考。对于只通过底部电极发光的器件，顶部电极不需要透明，可以由高电导性的厚的和反射性金属层构成。同样，对于只通过顶部电极发光的器件，底部材料也可以是不透明的和/或反射性的。当不需要电极是透明的时，使用较厚的层可以提供更好的导电性，而使用反射性电极可以通过将光反射回透明电极而增加发射通过另一电极的光量。也可以将器件制成完全透明的，其中两个电极都是透明的。也可以制成侧发射OLED，在这种器件中一个或两个电极可以是不透明或反光的。
此处使用的“顶部”是指离基底最远，而“底部”是指离基底最近。例如，在带有两个电极的器件中，底部电极是离基底最近的电极，一般制成第一电极。底部电极有两个表面，底部表面离基底最近，顶部表面离基底稍远。其中第一层被描述成“排列在”第二层上，第一层排列得离基底稍微远一些。在第一层和第二层之间可以有其它层，除非已经限定了第一层是与第二层“物理接触”。例如，阴极可以描述成“排列在”阳极上，即使其间有各种有机层。
有机发光二极管(OLED)技术经历了迅速发展。OLED最初是利用例如，在U.S.专利No.4,769,292中公开的由其单线态发光的电激发分子产生的电致发光。这种从单线激发态的辐射发射被称为荧光。近期更多的研究证明，可以使用由其三线态发光(定义为磷光)的分子制备更高功率的OLED。这种电致磷光使得较之只产生荧光的OLED所可能具有的，磷光OLED具有本质上更高的量子效率。这是基于以下的理解按照简单的统计学论点以及试验测量，在OLED中产生的激子产生了接近75％的三线态激子和25％的单线态激子。三线态激子更容易将其能量转移到能够产生磷光的三线激发态，其中单线态激子通常将其能量转移到单线激发态而产生荧光。
相反，在荧光器件中只有少量(约25％)的激子能够产生由单线激发态得到的荧光。在有机分子的最低三线激发态产生的荧光器件中其余的激子通常不能转变成产生荧光的能量上相反更高的三线激发态。因此这些能量在加热器件的非辐射衰变过程中损失。
自从发现磷光材料可以用于OLED，Baldo等人，“Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic ElectroluminescentDeVices”，Nature，vol.395，151-154，1998，目前人们更致力于发现更有效的电致磷光材料。例如U.S.专利No.6,303,238公开了利用磷光材料的OLED，在此全文引做参考。
通常，有机分子的磷光发射常规少于荧光发射。但在适当的条件设定下，可以从有机分子中观察到磷光。人们希望可以发现更有效的电致磷光材料，特别是在技术上有用的可见光的蓝光和绿光区域产生其发射的材料。
发明概述本发明提供了一种有机发光器件。该器件具有阳极、阴极、位于阳极和阴极之间的发射层，所述发射层进一步包括具有以下结构的发射材料
其中M是原子量大于40的重金属；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团；m至少是1，n至少是0；且X-Y是辅助配体(ancillary ligand)。
在优选实施方案中，R3是哈米特(Hammett)值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基。
在进一步的优选实施方案中，m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是单阴离子配体，优选非碳配位的配体。
本发明的具体实施方案涉及使用磷光发射有机金属化合物的OLED，所述有机金属化合物在可见光谱的蓝色区域产生改进的电致磷光。还提供了发射材料本身。发射材料可以具有改进的稳定性并可以提供饱和的蓝色发射。
本发明的另一实施方案包括使用具有以下结构的发射材料的器件
其中M是原子量大于或等于40的重金属；m至少是1，n至少是0；X-Y是辅助配体；R2和R4均为F；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R3、R5和R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基；OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
附图的概述
图1显示具有单独的电子转移、空穴转移和发射层，以及其它层的有机发光器件。
图2显示不具有单独的电子转移层的反转有机发光器件。
图3显示了各种材料的稳定性曲线。
发明的详述一般而言，OLED包括至少一个位于阳极和阴极之间并与之电连接的有机层。当施加电流时，阳极将空穴注入有机层而阴极将电子注入有机层。注入的空穴和电子各自向相反的充电电极迁移。当电子和空穴停留在同一分子上时，形成了“激子”，它是具有激发能量态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机理发生驰豫，就发出光。在某些情况下，激子可以被定域在激基缔合物或激基复合物上。还可以发生非辐射机理，诸如热驰豫，但是一般是不希望的。
例如，按照U.S.专利No.4,769,292的公开，最初的OLED使用可以由其单线态发光(“荧光”)的发射分子，在此全文引做参考。荧光发射一般发生在小于10纳秒的时间范围内。
最近，具有从三线态发光(“磷光”)的发射材料的OLED已经被证实。Baldo等人，“Highly Efficient Phosphorescent Emission fromOrganic Electroluminescent DeVices″，Nature，vol.395，151-154，1998；(“Baldo I″)，和Baldo等人，″Very high efficiencygreen organiclight emitting deVices based on electrophosphorescence″，Appl.Phys.Lett.，vol.75，No.3，46(1999)(″Baldo II″)，在此全部引做参考。磷光可以被称为是“禁阻”跃迁，因为跃迁需要自旋状态的改变，而量子力学指出这种跃迁是不利的。因此，磷光一般超过至少10纳秒，而且通常大于100纳秒的时间范围内发生，如果磷光的自然辐射寿命太长，三线态可以通过非辐射机制衰减，因此不发光。在非常低的温度下，在含有带未共享电子对的杂原子的分子中也可以观察到有机磷光。2，2′-联吡啶就是这样的分子。非辐射衰减机制通常是温度依赖的，因“此在液氮温度下显示磷光的材料在室温下可以不显示磷光。但是，正如Baldo所证明的，这个问题可以通过选择在室温下发磷光的磷光化合物而解决。
一般而言，据信OLED中的激子可以产生比例约3∶1，即约75％的三线态和25％的单线态。见，Adachi等人，″Nearly 100％InternalPhosphorescent Efficiency In An Organic Light Emitting DeVice″，J.Appl.Phys.，90，5048(2001)，在此全文引做参考。在许多情况下，单线态激子可以通过“系间窜跃”容易地将其能量转移到三线激发态，而三线态激子将能量转移到单线激发态并不容易。因此，磷光OLED理论上可以具有100％的内量子效率。在荧光器件中，三线态激子的能量一般损失为加热器件的非辐射衰减过程，导致更低的内量子效率。例如，在U.S.专利No.6,303,238中公开了使用由三线激发态发射的磷光材料的OLED，在此全文引做参考。
磷光可以通过由三线激发态跃迁到中间非三线态(从中产生发射衰减)而发出。例如，镧系元素与配位的有机分子经常由定域于镧系金属的激发态发出磷光。但是，这种材料不直接从三线激发态发出磷光，而是从位于镧系金属离子中心的原子激发态发射。铕二酮盐配合物是这种类型的一组。
从三线态发出的磷光可以通过将有机分子，优选通过键合，固定在极接近高原子序数的原子处而强过荧光。这种称为重原子效应的现象是通过称为自转轨道耦合的机制产生。这样，可以观察到从激发态金属向有机金属分子，诸如三(2-苯基吡啶)铱(III)的配体电荷转移(MLCT)状态的磷光跃迁。然而，较之从未结合的有机配体观察到的，从MLCT三线态发出磷光的分子通常发出能量较低的光。这种发射能量的降低代表了在技术上有用的可见光谱的蓝光和绿光区域(其中一般发生无扰磷光)发磷光的有机分子发展中的挑战。
图1显示一个有机发光器件100。附图无需按比例绘制。器件100可以包括基底110，阳极115，空穴注入层120，空穴转移层125，电子阻断层130，发射层135，空穴阻断层140，电子转移层145，电子注入层150，保护层155和阴极160。阴极160是具有第一传导层162和第二传导层164的化合物阴极。器件100可以通过按顺序沉积上述层而制成。
基底110可以是任何合适的提供所需结构特征的基底。基底110可以是柔性的或刚性的。基底110可以是透明的、半透明的或不透明的。塑料和玻璃是优选的刚性基底材料的例子。塑料和金属箔是优选的柔性基底材料的例子。基底110可以是半导体材料以便于电路的制作。例如，基底110可以是硅晶片，在上面制作回路，能够控制随后沉积在基底上的OLED。也可以使用其它基底。可以选择基底110的材料和厚度，以得到所需的结构和光学特性。
阳极115可以是任何合适的传导性足以使空穴转移至有机层的阳极。阳极115的材料优选功函高于4eV(“高功函材料”)。优选的阳极材料包括导电的金属氧化物，诸如，氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)、氧化铝锌(AlZnO)和金属。阳极115(和基底110)可以是充分透明的，以制造底部-发射器件。优选的透明基底和阳极结合物是沉积在玻璃或塑料(基底)上的市售ITO(阳极)。在美国专利No.5,844,363中公开了柔性和透明的基底-阳极化合物，在此全文引做参考。阳极115可以是不透明和/或反射性的。反射性阳极115优选可用于某些顶部发射器件，以增强从器件顶部发射的光的量。可以选择阳极115的材料和厚度，以得到需要的传导性和光学特性。当阳极115透明时，特殊材料可以有一个厚度范围，即厚度足以提供所需的电导率，同时应足够薄，以提供所需的透明度。其它阳极材料和结构也可以使用。
空穴转移层125可以包括能够转移空穴的材料。空穴转移主要通过空穴转移层的“电荷携带成分”的最高占据分子轨道(HOMO)层发生。这种成分可以是空穴转移层125的基本材料，或可以是掺杂剂。空穴转移层125可以是固有的(未掺杂的)，或掺杂的。掺杂可以用于增加传导性。α-NPD和TPD是固有空穴转移层的例子。按照Forrest等人的美国专利申请No.10/173,682公开的，p-掺杂的空穴转移层的例子是用F4-TCNQ以50∶1的摩尔比掺杂的m-MTDATA，在此全文引做参考。其它空穴转移层材料和结构也可以使用。
正如此处公开的，发射层135包括当电子从层135的最低未占据分子轨道(LUMO)下降时(它们在那里与层135的最高占据分子轨道中的空穴结合)能够发射光量子的有机材料。因此，在阳极115和阴极160之间流过的电流通过发射层135可以发光。在本发明的实施方案中，发射层135包括磷光发射材料，诸如此处公开的那些材料。磷光材料优于荧光材料，因为与这些材料有关的发光效率更高。
发射层135可以包括掺杂有可以捕获电子、空穴和/或激子的发射材料的能够转移电子和/或空穴的主体材料，这样激子通过光发射机理，由发射材料驰豫。发射层135可以包括结合了转移和发射性能的单一材料。无论发射材料是掺杂剂或是主要成分，发射层135可以包括其它材料，诸如调谐发射材料的发射的掺杂剂。发射层135可以包括混合物形式的多种能够发射所需光谱的发射材料。磷光发射材料的例子包括Ir(ppy)3。荧光发射材料的例子包括DCM和DMQA。主体材料的例子包括Alq3、CBP和mCP。Thompson等人的在U.S.专利No.6,303,238中公开了发射和主体材料的例子，在此全文引做参考。发射材料可以以多种方式掺入发射层135中。例如，发射性小分子可以掺入聚合物中。也可以使用其它发射层材料和结构。
在本实施方案中，电子转移层140可以包括能够转移电子的材料。电子转移层140可以是固有的(未掺杂的)，或掺杂的。掺杂剂可以用来增加传导性。Alq3是固有电子转移层的一个例子。n-掺杂的电子转移层材料的例子是如Forrest等人的美国专利申请No.10/173,682公开的，以1∶1摩尔比掺杂有Li的Bphen，在此全文引做参考。其它电子转移层材料和结构也可以使用。可以这样选择电子转移层的电荷携带成分—使电子可以有效地从阴极注入电子转移层的LUMO(最低未占据分子轨道)能量层。电子转移主要通过电子转移层的“电荷携带成分”的最低未占据分子轨道(LUMO)层发生。“电荷携带成分”是实际转移电子的作用于LUMO的材料。这种成分可以是主体材料，或是掺杂剂。有机材料的LUMO层一般可以以材料的电子亲合势表征，同时阴极的相对电子注入效率一般可以以阴极材料的功函表征。因此，电子转移层和相邻阴极的优选特性可以按照ETL的电荷携带成分的电子亲合势和阴极材料的功函来说明。具体而言，为了达到高电子注入效率，阴极材料的功函优选不大于电子转移层的电荷携带成分的电子亲合势约0.75eV，更优选不大于约0.5eV。同样的考虑适合于有电子注入的任何层。
阴极160可以是任何本领域已知的适合的材料或材料的组合物，这样阴极160能够传导电子并将其注入器件100的有机层。阴极160可以是透明的或不透明的，也可以是反射性的。金属和金属氧化物是合适的阴极材料的例子。阴极160可以是单层，或具有化合物结构。图1显示了具有薄金属层162和更厚的导电金属氧化物层164的化合物阴极160。在化合物阴极中，更厚的层164的优选材料包括ITO、IZO和本领域已知的其它材料。U.S.专利No.5,703,436和No.5,707,745，在此全文引做参考，公开的阴极的例子包括带有金属薄层，诸如Mg:Ag(上面覆盖了透明的导电性溅射沉积的ITO层)的化合物阴极。与底有机层接触的部分阴极160(无论它是单层阴极、化合物阴极的薄金属层162或是其它部分)优选由含功函低于约4eV(“低功函材料”)的材料制成。也可以使用其它阴极材料和结构。
阻断层可以用来减少离开发射层的载荷子(电子或空穴)和/或激子的数量。电子阻断层130可以排列在发射层135和空穴转移层125之间，以阻断在空穴转移层125方向上的离开发射层135的电子。类似地，空穴阻断层140可以排列在发射层135和电子转移层145之间，以阻断在电子转移层140方向上的离开发射层135的空穴。阻断层还可以用来阻断扩散出发射层的激子。
阻断层的理论及应用在Forrest等人的美国专利No.6,097,147和美国专利申请No.10/173,682中有更详细的描述，在此全部引做参考。一般认为，常规“阻断层”可以通过提供载荷子或激子很难克服的能障而减少离开发射层的载荷子和/或激子的数量。例如，一般认为空穴转移与有机半导体的最高未占据分子轨道(HOMO)有关。“空穴阻断材料”可以因此被视为是HOMO能级显著低于空穴被阻断的材料的材料。如果它在常规能级图中比较低，第一HOMO能级被认为”小于“第二HOMO能级，这意味着第一HOMO能级会有比第二HOMO能级更负的值。例如，使用Spartan 02软件包，按照密度泛函理论(DFT)计算(B3LYP 6-31G*)，Ir(ppy)3的HOMO能级是-4.85eV。BCP的HOMO能量是-5.87eV，比Ir(ppy)3小1.02eV，使其成为优秀的空穴阻断剂。ZrQ4的HOMO能级是-5.00eV，只比Ir(ppy)3低0.15eV，这样预期只有很小的或没有空穴阻断效应。mer-GaQ3的HOMO能级是-4.63eV，比Ir(ppy)3大，因此预期根本没有空穴阻断效应。
如果发射层包括不同能级的不同材料，这些不同材料作为空穴阻断层的效果也是不同的，因为重要的使阻断层和被阻断层之间的HOMO能级的差异，而不是绝对的HOMO能级。但是，绝对HOMO能级，在决定一个化合物对特殊发射层是否是好的空穴阻断剂时是有用的。例如，含-5.15eV或更低的HOMO能级的材料可以认为是典型的发射材料Ir(ppy)3的合理的空穴阻断材料。一般而言，有低于相邻层至少0.25eVHOMO能级的层可以认为具有某些空穴阻断特性。优选至少0.3eV差异的能级，更优选至少0.7eV的能级。同样，激子的能量一般认为与材料的带隙有关。一个“激子阻断”材料一般认为是有显著大于激子被阻断的材料的带隙的材料。例如，有大于相邻层0.1eV或更大带隙的材料可以认为是好的激子阻断材料。
一般而言，注入层由可以提高载荷子从一个层，诸如电极或有机层，向相邻层的注入的材料组成。注入层也可以实现电荷转移功能。在器件100中，空穴注入层120可以是提高空穴从阳极115到空穴转移层125的注入的任何层。可以用作来自ITO阳极115，和其它阳极的空穴注入层的材料的一个例子是CuPc。在器件100中，电子注入层150可以是任何提高电子向电子转移层145的注入的层。LiF/Al是可以用作从相邻层向电子转移层注入电子的电子注入层的材料的例子。其它材料或材料的化合物也可以用于注入层。根据特定器件的构型，注入层可以沉积在与器件100中显示的位置不同的地方。在Lu等人的U.S.专利申请系列No.09/931,948中提供了更多的注入层的例子，在此全文引做参考。空穴注入层可以包括溶液沉积材料，诸如旋转涂覆的聚合物，例如PEDOT:PSS，或可以是蒸汽沉积的小分子材料，例如CuPc或MTDATA。
空穴注入层(HIL)可以将阳极表面平面化或湿润，以提供从阳极向空穴注入材料的有效空穴注入。空穴注入层还可以带有具有HOMO(最高未占据分子轨道)电荷携带成分，按照此处描述的其相应电离势(IP)的定义，所述能级与HIL一侧上的相邻阳极层以及HIL另一侧上的空穴转移层很好地匹配。使用掺杂的HIL使得可以就其电子特性选择掺杂剂，就其形态学特性，诸如湿润、弹性、刚性等选择主体。HIL材料的优选特性是空穴可以有效地从阳极注入HIL材料。具体而言，HIL的电荷携带组分优选具有的IP比阳极材料的大不超过0.7eV。更优选，电荷携带成分具有的IP比阳极材料大不超过0.5eV。同样的考虑适用于空穴被注入的任何层。HIL材料不同于通常用于OLED的空穴转移层的常规空穴转移材料，其不同之处在于这种HIL材料可以具有本质上小于常规空穴转移材料的空穴传导性。本发明的HIL的厚度可以足够厚，以助于阳极层表面的平面化或湿润。例如，对于非常平滑的阳极表面，厚度为10nm这样小的HIL是可以接受的。但是，因为阳极表面非常粗糙，在某些情况下可能需要厚度高达50nm的HIL。
保护层可以用于在随后的制造过程中保护底层。例如，用于制造金属或金属氧化物顶部电极的方法会损坏有机层，而保护层可以用于减少或消除这种损伤。在器件100中，保护层155可以在阴极160的制造过程中减少对下面的有机层的损伤。优选保护层对其转移的载荷子类型(在器件100中是电子)具有高载荷子迁移率，这样不显著增加器件100的操作电压。CuPc、BCP和各种金属酞菁是可以用于保护层的例子。其它材料或材料的化合物也可以使用。保护层155的厚度优选足够厚，这样在有机保护层160沉积后发生的制造过程对底层的损伤很小或没有，但又不会厚得明显增加器件100的操作电压。可以掺杂保护层155，以增加其传导性。例如，可以用Li掺杂CuPc或BCP保护层160。在Lu等人的U.S.专利申请系列No.09/931,948中可以找到保护层的更详细描述，在此全文引做参考。
图2显示了反转的OLED 200。该器件包括基底210、阴极215、发射层220、空穴转移层225和阳极230。器件200可以通过顺序沉积上述各层而制成。因为大多数普通的OLED构型有沉积在阳极上的阴极，器件200带有沉积在阳极230下的阴极215，所以器件200可以被称为“反转”的OLED。类似于那些在器件100中描述的材料可以用于器件200的相应层中。图2提供了如何从器件100的结构中省略某些层的一个例子。
在图1和图2中说明的简单层结构是提供的非限制型例子，可以理解，本发明的实施方案可以与各种类型的其它结构结合使用。描述的特殊材料和结构实际上是示意性的，其它材料和结构也可以使用。根据设计、性能和成本因素，功能性OLED可以通过将所述各种层以不同方式结合而得到，或可以完全省略层。没有具体描述的其它层也可以包括在内。也可以使用那些具体描述之外的材料。虽然本文提供的许多例子中描述了由单一材料组成的各种层，可以理解，材料的组合，诸如主体和掺杂剂的混合物，或更通常的混合物也可以使用。同样，层可以有不同的亚层。本文给出的不同层的名称并没有严格限制。例如，在器件200中，空穴转移层225转移空穴并将空穴注入发射层220，可能被描述为空穴转移层或空穴注入层。在一个实施方案中，OLED可以被描述为具有沉积在阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包括一个单层，或更多地包括例如根据图1和图2描述的不同有机材料的复合层。
也可以使用没有具体描述的结构和材料，诸如由，诸如在Friend等人的U.S.专利No.5,247,190中公开的聚合材料(PLED)组成的OLED，在此全文引做参考。再比如，具有单有机层的OLED也可以使用。OLED可以是层叠的，例如Forrest等人的U.S.专利No.5,707,745中描述的，在此全文引做参考。OLED结构可以偏离图1和图2中阐述的单层结构。例如，基底可以包括有角度反射表面，以提高输出耦联，诸如Forrest等人的U.S.专利No.6,091,195中描述的台面结构，和/或Bulovic等人的U.S.专利No.5,834,893中描述的凹陷结构，在此全部引做参考。
除非另有说明，各个实施方案中的任何层可以通过任何合适的方法沉积而成。对于有机层，优选的方法包括热蒸发、诸如U.S.专利No.6,013,982和No.6,087,196中描述的喷涂，在此全文引做参考，诸如Forrest等人的U.S.专利No.6,337,102中描述的有机汽相沉积(OVPD)，在此引做参考，以及通过诸如在U.S.专利申请10/233,470中描述的有机蒸汽喷涂(OVJP)进行沉积，在此引做参考。其它合适的沉积方法包括旋转涂覆和基于此过程的其它方法。基于溶液的方法优选在氮气或惰性气氛下进行。对于其它层，优选的方法包括热蒸发。
优选的形成图案的方法包括通过诸如在U.S.专利No.6,294,398和6,468,819(在此全部引做参考)中描述的掩模沉积，冷焊接，以及与一些沉积方法有关的形成图案的方法，诸如喷墨和OVJD。其它方法也可以使用。将待沉积的材料改性，使其适合于特定的沉积方法。例如，可以将取代基，诸如烷基或芳基，支链或直链的，且优选含至少3个碳原子的，用于小分子，以增加其进行溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多碳原子的取代基，3-20个碳原子是优选范围。具有不对称结构的材料比那些具有对称结构的材料具有更好的溶液加工性，因为不对称材料可以具有更低的重结晶趋势。树枝状大分子取代基可以用于增强小分子经受溶液处理的能力。
根据本发明实施方案制成的器件可以结合到各种消费产品中，包括平板显示器、计算机监视器、电视、广告牌、用于内部或外部照明和/或信号的灯、头顶显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、手机、个人数字助手(PDA)、笔记本电脑、数码相机、便携式摄像机、反光镜、微型显示器、车辆、大面积墙壁、电影院或露天大型运动场的屏幕，或标记。不同的控制机制可以用于控制根据本发明制造的器件，包括无源矩阵和有源矩阵。许多器件倾向于在对人类适合的温度范围，诸如18℃-30℃，更优选在室温(20-25℃)下使用。
本文描述的材料和结构可以应用于除OLED以外的其它器件。例如，其它光电器件，诸如有机太阳电池和有机光电探测器可能使用这些材料和结构。更一般而言，有机器件，诸如有机晶体管，可能使用这些材料和结构。
此处使用的“溶液可处理”意味着能够在无论是溶液还是悬浮液形式的液体介质中溶解、扩散或运输，和/或从中沉积。
下面将通过本发明的具体优选实施方案详细描述本发明。这些实施方案是阐述性的，且本发明并不局限于所述具体实施方案的范畴。
对全色显示器的工业标准要求饱和是红、绿和蓝色发射材料。“饱和的蓝色”是指CIE坐标为约0.155，0.07。但是在目前市售的磷光蓝色发射材料基础上的改进是比FIrpic更稳定并且CIE坐标比FIrpic更接近饱和蓝色的磷光材料。“更接近”饱和蓝色是指CIE坐标距0.155，0.07的距离更小。例如，FIrpic(CIE 0.17，0.32)和饱和蓝色之间距离的平方根是((0.17-0.155)2+(0.32-0.07)2)，或约0.25044。因此，距离小于约0.25，或更优选小于约0.125应当是所需的改进。另一测量发射色彩的方式是峰波长。但是，峰波长的测量不包括特定的有用信息。例如，两种不同材料可以发射具有相同峰波长的光谱，但由于发射光谱其它部分的形状，肉眼看到的外观可能不同。例如，两种材料可以具有470nm的峰波长。一种材料可能具有尖峰，进入更高波长的尾部很小，从而产生饱和蓝色。而另一种材料进入更高波长的尾部宽，从而带有不希望的绿色调。CIE坐标解释了这些不同。
″稳定性″可以以多种方式测量。一种是L100/L0试验，所述实验是测量材料薄膜经100小时的光致发光发射，并提供一个阐述，表征在100小时仍然发生原始发射的百分数。此处使用的L100/L0是指在室温下，于至少1×10-5Torr的真空或惰性气氛下进行的稳定性实验，并且其中将发射材料掺入类似于可用于制造有机发光器件的薄膜中。
许多磷光蓝色发射材料通常具有诸如稳定性不足或色彩饱和度不足的缺点。一种蓝色磷光发射材料是FIrpic，其具有式1的结构
非极性溶剂中的FIrpic在CIE 0.17，0.32发射光致发光光谱。以6％的浓度掺入CBP的FIrpic在约20cd/m2的初始光致发光强度(PL)具有71％的L100/L0稳定性。
在本发明的一个实施方案中提供了一种用于改性FIrpic和基于Ir之外的金属的类似材料的方法。改性可以增加稳定性和/或调谐通过材料发射的衍射。取代的分子具有下式2的结构 M是原子量大于40的任何金属。优选的金属包括Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Ru、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。更优选金属是Ir或Pt。最优选金属是Ir。
R3可以是任何取代基，即R3不是H。优选使用CH3和F之外的任何取代基。更优选的取代基选自烷基、烷氧基、氨基、羧基、氰基、芳基以及5-和6-元杂芳基。芳基包括苯基和萘基。杂芳基包括吡啶、嘧啶和哒嗪。这些取代基还可以被进一步取代。据信，FIrpic稳定性相对较低部分是因为苯环上的两个氟原子。文献已经报道，氟在芳环上的所有卤素中产生最强的酸化作用，尤其是影响邻位上的酸化作用。当氟基团是1，3位的关系时，在这两个位置之间发生氢夺取。参见Coe，P.L等人，J.Chem.Soc.Perkin Trans.，1，1995，PP.2729-2737和Bridges，A.J.；J.Org.Chem.，1990，55，773-775。在分子FIrpic中观察到相同的酸化作用，即3位上的氢原子(两个以下表示为R3的氟之间)可以因为不稳定而容易地除去。通过用比较容易除去的基团取代该氢，稳定性问题得以减轻。
在优选实施方案中，R3可以是这样的基团—其中与苯环相连的原子具有可以与苯环中的π-体系是π-共轭或部分π-共轭的非空p-轨道或n-轨道。据信，这样的R3取代基导致稳定性增加。所述取代基的一个例子是在R3取代基中具有与3位上的碳原子键连的碳原子，其中R3取代基中的碳原子与带有至少一个双键的至少一个其它原子键连，或者是诸如苯环的共振结构的一部分。双键或共振结构使轨道结构改变为有与苯环中π-体系的π-共轭或部分π-共轭，并且在取代基中有与之键连的碳原子。氰基和苯基取代基提供了所述键合排列的例子。所述取代基的另一例子是具有孤对电子的取代基，诸如氧原子或氮原子。
R5可以是氢或任意取代基。在需要蓝色发射材料时，优选R5位的取代基是吸电子基团。取代基可以被进一步取代。
R′可以是氢或任何取代基。R′可以表示在吡啶环上任意数目的取代基，包括单-、二-、三-和四-取代。在多余一个取代的情况下，多个取代基可以互相连接。在需要蓝光发射材料时，优选的取代基包括给电子基团。给电子基团的例子(当与氮对位的碳连接时)包括甲基、甲氧基、氨基、二烷基氨基和5-或6-元环氨基，诸如吗啉代、吡咯烷基、哌啶子基。基团是给电子还是吸电子取决于其连接的位置。
式2中的(X-Y)尖可以称为“辅助配体”。(X-Y)可以是任何单-阴离子配体。配体称为“辅助的”是因为据信其可以改变材料的光活化性质，这与直接有助于光活化性质不同。相反，与此不同的配体称为“光活性的”，这是由于据信其直接有助于材料的光活化性质。尽管式2描述了二齿辅助配体，但也可以使用其它结构。光活化和辅助的定义并不是限制性理论。
下标“m”是具体类型的光活性配体的数目，“n”是具体类型的辅助配体的数目。根据金属M，在金属上可以连接特定数目的配体。一般配体是二齿的，这意味着它们与金属形成两个键，但并不要求是二齿配体。例如，两个氯可以在二齿辅助配体的位置上连接于金属。“m”至少是1，可以是大于0至最多可以连接于金属的配体最大数目之间的整数。“n”可以是0，也可以是大于0的整数，只要“m”至少是0。“m”+“n”可以小于M可以连接的配体总数，这样式2中具体阐述的那些配体之外的配体也可以连接在M上。这些额外的配体可以是光活性的或辅助的。对于铱，可以连接3个配体，“m”可以是1、2或3，“n”可以是0、1或2。
式2中的光活性配体具有式3的结构 优选的辅助配体包括乙酰丙酮盐(acac)、吡啶甲酸盐(pic)和dipivaloylmetanate(叔丁基acac)。一些优选的辅助配体具有式4(pic)、式5(acac)和式6(叔丁基acac)的结构。也可以使用其它辅助配体。其它辅助配体的非限制性例子可以参见Lamansky等人的PCT申请公开文本WO02/15645A1，89-90页，此处引作参考
吡啶甲酸盐 乙酰丙酮盐 dipivaloylmethanate在式2的优选实施方案中，n是0，m是可以连接于金属的配体的最大数目。例如，对于Ir，m在优选实施方案中是3，这样的结构可以称为“三”结构。所述”三”结构因其特别稳定而优选。所述”三”结构的稳定性，结合由R3基团提供的稳定和色彩调谐，可以得到特别稳定的蓝光发射磷光材料。
在式2的一个实施方案中，m+n等于可以连接于金属的二齿配体的最大数目，其中，例如对于Ir是3，在另一实施方案中，m+n可以小于可连接于金属的二齿配体的最大数目，此时其它配体—辅助性的、光活性的及其它的—也可以连接于金属。如果在金属上连接了其它光活性配体，各个光活性配体具有式3的结构。
除了增强稳定性之外，R3取代基还可用于调谐由材料发射的光的颜色。据信，具有负哈米特值的R3取代基可以将发色红移，而具有正哈米特值的R3取代基可以将发色蓝移。基团的哈米特值是吸电子基团(正哈米特值)或给电子基团(负哈米特值)的度量。在Thomas H.Lowry和Kathleen Schueller Richardson，“Mechanism and Theory InOrganic Chemistry”，New York，1987，143-151页中更详细地描述了哈米特方程式，此处引作参考。当需要红移时，优选哈米特值小于-0.18。当需要蓝移时，优选哈米特值大于约0.07，更优选大于约0.2，最优选大于约0.6。当需要发蓝光的磷光材料时，特别需要这些较大的哈米特值。绝对值较小的哈米特值会不具有明显的位移效应。在需要增强稳定性但不色位移的情况下—例如，如果材料已经发射所需光谱，诸如饱和绿色—，优选哈米特值在约-0.16至0.5之间。所述范围之外的哈米特值也适合的情况同样属于本发明的范畴。
R5和R′位置上的取代基可以用于调谐材料发射的颜色。据信，具有特定哈米特值的取代基的色位移效应可以根据取代基连接的位置而变化很大。例如，据信FIrpic中作为R3的同一苯环的任何位置上连接的取代基可以在相同方向上产生位移—正哈米特值对应于蓝移，负哈米特值对应于红移。但吡啶环上任何位置连接的取代基会在相反方向上产生位移—正哈米特值对应于红移，负哈米特值对应于蓝移。注意，特定取代基的哈米特值的符号(和大小)可以根据其连接的位置改变。R3使用与“对”位有关的哈米特值，σpara，因为R3位于与金属配位的碳原子的对位。
R3位的优选取代基包括Ph、氰基、4-CF3Ph和吡啶。据信这些取代基均增强了稳定性。除Ph之外，这些取代基还提供了相对于FIrpic的蓝移。Ph提供了非常弱的红移，并且可以在希望增强稳定性而不明显色位移的情况下使用。
特别优选的R3位取代基是氰基。据信，氰基有利地提供了增强的稳定性以及相距未取代类似物约15nm的明显蓝移。在3位上带有氰基的带有类似于FIrpic的光活性配体的取代材料具有以下结构7。R5和R′可以是氢或选自类似于描述式2时所考虑的取代基。
式7 本发明的各种实施方案可用于较之FIrpic衍生物更常规的一类材料。例如，在本发明的一个实施方案中，可以对下式8的材料进行取代，以增强稳定性和/或调谐发色
R3可以选自与式2的描述相同的取代基。苯基和氰基是优选的R3取代基。CH3和F也可以作为R3位取代基，用于底部环不是6-元吡啶环的材料。底部环“A”可以是具有至少一个与金属M配位的氮原子的杂芳环系。优选A是5或6元杂芳环系。还可以掺有一个或多个其它杂原子，诸如氮或其它杂原子。杂芳环可以被benzanullated，以得到各种杂芳环系，诸如喹啉、异喹啉等。所述环可以是在一个或多个位置上取代或未取代的。例如。所述取代基可以包括烷基、卤素、烷氧基、芳基和/或杂芳基。基于相同原因，R5可以选自与式2的描述相同的取代基。
在本发明的一个实施方案中寻找一种发射饱和蓝色的稳定磷光材料。在其它方案中，寻找其它颜色。例如，可以获得饱和绿色或饱和红色。在现有技术中，绿色和红色较之蓝色一般更容易获得，本发明的实施方案可以产生具有更好的色彩饱和度、更好的稳定性或二者兼而有之的磷光材料。
式2是式8结构的优选实施方案。
如上所述，本发明的各种实施方案可用于较之FIrpic衍生物更常规的一类材料。例如，本发明的有机金属化合物可以用以下的通式9表示，
其中M是原子量大于40的重金属；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团；m至少是1，n至少是0，且X-Y可以是辅助配体。
式9的有机金属化合物包括由MLCT和π-π*配体状态的混合物产生磷光发射的过渡重金属。适合的过渡金属包括但不限于Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag，以及原子序数至少是40的其它重金属。优选的原子序数至少是72。
在式9的优选实施方案中，m是1-4的整数，n是1-3的整数；以及 是非碳配位的单阴离子配体。在该实施方案中，金属与至少一个带有给电子和/或吸电子取代基的单阴离子的二齿碳配位的配体键合，所述配体相对于未取代的配体向可见光的蓝、绿或红色区域发射位移。此外，在该实施方案中，至少一个带有给电子和/或吸电子取代基的单阴离子的二齿碳配位的配体被至少一个吸电子或给电子取代基在R3或R5位上取代，金属与不同于第一个单阴离子的二齿碳配位的配体的至少一个其它单阴离子，优选非碳配位的辅助配体键合。优选的辅助配体包括式2所示的那些。
在式9的另一优选实施方案中，R3和R5中的至少一个是吸电子基团。其余的R3和R5是相同的吸电子基团、不同的吸电子基团、给电子基团或氢。在更优选的实施方案中，R3是吸电子基团，R5是相同的吸电子基团、不同的吸电子基团或氢。
在本发明式9的一个优选实施方案中，R2和R4中的至少一个是吸电子基团。在本发明更优选的实施方案中，R2和R4中的至少一个是非氟的吸电子基团。在另一优选实施方案中，R4是氟以外的吸电子基团。
在另一实施方案中，R4是氢。
在本发明式9的一个优选实施方案中，吸电子基团可以选自但并不限于卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R或C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
在式9的另一优选实施方案中，R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团，而R′4是吸电子基团或给电子基团。在更优选的实施方案中，R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团，而R′4是吸电子基团或给电子基团，这样，如果R3或R5都不是给电子基团，那么R′4是给电子基团；相反，如果R3或R5都不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团。
因此，特别优选的实施方案包括通式9，其中R′4吸电子基团或给电子基团，这样，如果R3或R5都不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；相反，如果R3或R5都不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。
如上所述，基团的哈米特值是吸电子基团(正哈米特值)或给电子基团(负哈米特值)的度量。象R3一样，与“对位”有关的哈米特值σpara也用于R′4，因为R′4(象R3一样)也位于与金属配位的碳的对位。在优选实施方案中，R′4是强吸电子基团或强给电子基团。
在本发明式9的再一优选实施方案中，给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
当吸电子基团位于式2和9的R3位时，观察到在发射光谱中的向短波长(蓝)的位移。未取代的对比实施例A(参见下表1)具有520nm的发射波长。当诸如三氟甲基的吸电子基团位于式9的R3位时，观察到向更高能量的位移。在结合了R5位的其它吸电子基团的情况下，发生了40nm的额外的向短波长的位移。结合额外效应得到470nm的蓝/绿发射，50nm的蓝移。在这些位置也可以结合其它吸电子基团，使发射波长向更高能量位移。当R3位结合氰基时，观察到20nm的向短波长的位移，产生500nm的发射波长。可以通过在R3或R5位结合各种吸电子取代基调谐发射。此外，还可以通过尤其是在吡啶环上结合给电子基团使发射波长位移。当诸如二甲基氨基的强给电子基团位于R′4位时，观察到进一步向更饱和蓝色的位移，产生463mn的发射波长。
相反，当给电子基团位于R3位时，观察到向长波长(红)的位移。给电子基团越强，观察到发射中的向长波长的位移越大。类似地，当苯环上的取代基结合位于吡啶环上的吸电子基团时，可以通过取代基的适当选择和位置实现在500nm和650nm之间的发射光谱。
在优选实施方案中，本发明的化合物倾向于在发光器件中使用。一般这样的器件包括以某种方式位于两个电极之间的含本发明化合物的有机层、一个阳极和一个阴极。本发明的范围并不限于本发明背后的理论。
在优选实施方案中，本发明包括一种含有发射层的发光器件，所述发射层包括以下结构通式所示的有机金属化合物，
其中M是原子量大于40的重金属；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团，其中m是1-4之间的整数，n是1-3之间的整数；R4不是F。更具体而言，R4是选自以下基团的吸电子基团H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，或R4是选自以下基团的给电子基团OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。在在另一实施方案中，本发明包括一种含有发射层的发光器件，所述发射层包括以下结构通式所示的有机金属化合物，
其中M是原子量大于40的重金属；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团，其中m是1-4之间的整数，n是1-3之间的整数，其中R′4是吸电子或给电子基团，这样，如果R3或R5都不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；而如果R3或R5都不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。在优选实施方案中， 是非碳配位的单阴离子配体。
在优选实施方案中，本发明包括一种含有发射层的发光器件，所述发射层包括以下结构通式所示的有机金属化合物， 其中M是金属；R3和R5中的至少一个是选自以下基团H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，且其中m是1-4之间的整数，n是1-3之间的整数。在优选实施方案中， 是非碳配位的单阴离子配体。
在优选的实施方案中，发射层包括主体材料。主体材料可以包括主要通过电子转移传导电荷的电子转移材料。或者主体材料包括主要通过空穴转移传导电荷的空穴转移材料。上述有机金属化合物可以掺杂在发光器件的主体材料中。有机金属化合物具有最低的三线激发态，辐射衰减大于约1×105每秒，主体材料的最低三线激发态的能级高于有机金属化合物的最低三线态的能级。在本发明的优选实施方案中，本发明有机金属化合物的最低三线激发态的能量与有机金属化合物的相应驰豫态之间的能量差异对应于小于约520nm的波长。更优选本发明有机金属化合物的最低三线激发态的能量与有机金属化合物的相应驰豫态之间的能量差异对应于约420nm和约480nm之间的波长。
可以使用现有技术已知的方法和材料制造本发明的有机发光器件。代表性的OLED方法、材料和构型在U.S.专利No.5,703,436、No.5,707,745、No.5,834,893、No.5,844,363、No.6,097,147和No.6,303,238中描述，分别在此全文引做参考。
上述化合物已经通过其单体结构表示。本领域技术人员公知，化合物也可以以二聚体、三聚体或树枝状大分子形式存在。
芳基本身或其组合包括碳环芳香体系或杂环芳香体系(也称为杂芳基)。所述体系包括一个、两个或三个环，其中每个环以侧基的方式互相连接或者是稠合的。优选5-或6-元环。
烷氧基包括直链或支链的烷氧基，优选C1-C6烷氧基，更优选C1-C3烷氧基。
烷基本身或其组合包括直链或直链的烷基，优选C1-C6烷基，更优选C1-C3烷基。
取代的是指任何水平上的取代，但优选单-、二-和三取代。
材料的定义此处使用的简写是指以下材料CBP4，4′-N，N-二咔唑-联苯m-MTDATA4，4′，4″-三(3-甲基苯基苯基氨基)三苯基胺Alq38-三羟基喹啉铝Bphen4，7-二苯基-1，10-菲咯啉n-Bphenn-掺杂的BPhen(锂掺杂的)
F4-TCNQ四氟-四氰基-醌二甲烷(quinodimethane)p-MTDATAp-掺杂的m-MTDATA(被F4-TCNQ掺杂)Ir(ppy)3三(2-苯基吡啶)-铱Ir(ppz)3三(1-苯基吡唑，N，C(2′)铱(III)BCP2，9-二甲基-4，7-二苯基-1，10-菲咯啉TAZ3-苯基-4-(1′-萘基)-5-苯基-1，2，4-三唑CuPc铜酞氰ITO氧化铟锡NPDN，N′-二苯基-N，N′-二(1-萘基)-联苯胺TPDN，N′-二苯基-N，N′-二(3-甲苯基)-联苯胺BAlq双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)mCP1，3-N，N-二咔唑-苯DCM4-(二氰基亚乙基)-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基-2-甲基)-4H-吡喃DMQAN，N′-二甲基喹吖啶酮PEDOT:PSS聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)与聚苯乙烯磺酸酯(PSS)的含水悬浮液实验以下将描述本发明的具体代表性实施方案，包括这些方案是如何进行的。可以理解，其中的具体方法、材料、条件、工艺参数、装置等并不限制本发明的范围。
在以下的反应A中，可以通过将结构I和II表示的原料试剂混合，使用Suzuki法制备配体(III)。结构式I表示的取代或未取代的苯基硼酸可以从市场购买或按照以下总结了有机卤化物和硼酸之间的钯催化交叉偶联反应的综述Chem.ReV.，1995，95，2457-2483的描述，使用常规技术制备。结构式II表示的化合物也可以从市场购买或按照J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述的方法制备。在反应A中，结构式I表示的化合物与结构式II表示的适当取代的2-氯、溴或碘取代的吡啶反应，并在合适的溶剂，例如二甲氧基乙烷(DME)、二甲苯中混合。此外，将例如Na2CO3、K2CO3、K3PO4的碱的水溶液、诸如乙酸钯(II)、Pd(PPh3)4的钯催化剂和，如果需要的话，还原剂三苯基膦(TPP)混合并回流，直至反应完成。使用柱色谱法纯化后，以中等至较高的收率获得终产物III。
反应ASuzuki反应 获得所需取代配体(III)的另一种可选路径是使用反应C所示并在以下参考文献J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述的Stille反应。
结构式IV所示的那些化合物可以从市场购买，而结构式V所示的杂芳族锡烷可以按照J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述并且在反应B中所示的方法制备。
在反应B中，低温下将取代的吡啶溶于溶剂中，并随后加入碱，例如丁基锂，然后缓慢加入适合的亲电试剂。
反应B 在例如二甲苯类、吡啶、甲苯等的溶剂中将以下反应C中所示的结构式IV和V表示的化合物混合，并在钯(II)或钯(0)催化剂，例如PdCl2(PPh3)2、Pd(PPh3)4和，如果需要的话，还原剂PPh3的存在下反应，得到III。使用常规技术，诸如柱色谱法或使用常规溶剂沉淀，进行粗配体III的纯化。
反应CStille反应 在反应D中，在溶剂，例如2-甲氧基乙醇或2-乙氧基乙醇和水的存在下，将由反应A或反应C制备并通过结构式III表示的取代的2-苯基吡啶配体与各种金属，例如铱、铂，于回流条件下反应，得到结构式VI所示的二氯桥二聚体。通过真空过滤技术收集反应完成后形成的固体沉淀，并且如果需要，进一步纯化。
反应D 在反应E中，结构式VI所示的二氯桥二聚体可以与各种单阴离子配体，例如乙酰丙酮(acac)、吡啶甲酸、4-二甲基氨基吡啶甲酸(DMAPic)，以及单阴离子金属-碳配位的配体，例如取代的2-苯基吡啶等反应，并由X和Y表示。通过常规技术纯化最终分离的式VII所示产物，反应E 对比实施例A步骤1将2-溴吡啶(5.0g，31.6mmol)，2，4-二氟硼酸(6.0g，37.9mmol)和三苯基膦(0.83g，3.2mmol)溶于50mL二甲氧基乙烷。向该混合物中加入乙酸钯(0.18g，0.8mmol)和43mL 2M的碳酸钾溶液。将混合物加热回流18小时。分离有机层并用125mL乙酸乙酯萃取水层三次。合并有机层，先用水再用盐水洗涤。有机溶剂经硫酸镁干燥、过滤并蒸发至油状。使用硅胶，用乙酸乙酯和己烷作为洗脱液，通过柱色谱法纯化粗产物。收集组分并合并，得到所需产物2-(4，6-二氟苯基)吡啶，并通过NMR确认。
步骤2将来自上述步骤1的2-(4，6-二氟苯基)吡啶(20.0g，0.104mol)和水合氯化铱(19.4g，0.052mol)加入300mL 2-乙氧基乙醇并加热回流40小时。混合物随后冷却至室温，真空过滤粗二氯桥二聚体，并使用2×150mL 2-丙醇洗涤。随后将粗二聚体重结晶并用于以下步骤。
步骤3使用500ml的烧瓶，将10.8g(8.7mmol)二聚体、2.1g(17mmol)吡啶甲酸和9.2g(87mmol)加入150mL 2-乙氧基乙醇中。随后将混合物加热回流18小时。混合物随后冷却至室温并真空过滤。收集的固体加入200mL去离子水中并在室温下搅拌1小时。随后真空过滤该混合物并用100mL乙醇和100mL己烷洗涤。随后在真空烘箱中干燥收集的产物。收率＝11.6g，95.8％。
实施例1步骤1将3，5-双(三氟甲基)苯基硼酸(13.5g，52mmol)、2-溴吡啶(6.2g，39mmol)、乙酸钯(II)(0.29g，1.3mmol)、三苯基膦(1.36g，5.2mmol)和碳酸钠(7g，68mmmol)加入200mL 1，2-二甲氧基乙烷和100mL水中。反应混合物加热回流5小时，并在冷却后，加入100mL水和100mL乙酸乙酯。相分离、有机层经硫酸镁干燥并除去过量溶剂。通过柱色谱法纯化2-(3，5-双(三氟甲基)苯基)吡啶并收集白色固体(7.1g)。
步骤2将来自上述步骤1的2-(3，5-双(三氟甲基)苯基)吡啶(1.4g，4.8mmol)和水合氯化铱(III)(0.87g，2.4mmol)加入含15mL 2-甲氧基乙醇和5mL水的烧瓶中。反应混合物加热回流16小时并冷却。通过真空过滤收集黄色沉淀。粗二氯桥二聚体无需再纯化而直接使用。
步骤3将上述步骤2的二氯桥二聚体(0.75g，0.46mmol)加入50mL 2-甲氧基乙醇中。向反应混合物中加入碳酸钠(0.48g，4.6mmol)和2，4-戊二酮(0.46g，4.6mmol)。反应混合物加热回流16小时。加入水，通过真空过滤收集粗产物并使用乙醇和己烷洗涤。通过柱色谱法和真空升华纯化产物。NMR和质谱证明得到所需化合物。
实施例3步骤12，4-二氟-5-(三氟甲基)溴苯(2.0g，7.7mmol)、2-三丁基甲锡烷基吡啶和双(三苯基膦)氯化钯(II)(0.16g，0.23mmol)加入50mL二甲苯中并将混合物加热回流16小时。通过硅胶塞过滤反应混合物，随后通过柱色谱法纯化，得到2-(2，4-二氟-5-三氟甲基苯基)吡啶(1.4g，5.4mmol)。产物通过质谱和1H NMR确认。
步骤2将2-(2，4-二氟-5-三氟甲基苯基)吡啶(1.4g，5.4mmol)和水合氯化铱(III)(0.97g，2.7mmol)加入10mL 2-甲氧基乙醇和3mL水中。反应混合物加热16小时，通过真空过滤收集浅绿色沉淀并用水和己烷洗涤。在真空烘箱中干燥二氯桥二聚体，得到1.0g(50％收率)。产物无需纯化直接用于下一步骤。
步骤3将二氯桥二聚体(1.0g，0.65mmol)、碳酸钠(1.34g，13.4mmol)和2，4-戊二酮(1.3g，13.4mmol)加入50mL 2-甲氧基乙醇中并加热回流16小时。冷却反应混合物并随后加入50mL水和50mL二氯甲烷。相分离并收集有机相。真空除去溶剂，并通过着色谱法，接着进行升华纯化产物。1H NMR和质谱确认得到所需产物。
通过实施例1的步骤1提供的Suzuki法制备实施例2和5-12，然后合成二氯桥二聚体和合适取代的辅助配体。
通过实施例3的步骤1提供的Stille法制备实施例3、4、13、16和17，然后合成二氯桥二聚体和合适取代的辅助配体。
磷光发射分子的一个应用是全色显示器。所述显示器的工业额标准要求适合发射特定颜色，也称为“饱和色”的像素。这些标准尤其要求饱和红、绿和蓝色像素。可以使用现有技术公知的CIE坐标测量颜色。在H.Zollinger，“Color Chemistry”，VCH Publishers，1991和H.J.A.Dartnall，J.K.Bowmaker和J.D.Mollon，Proc.Roy.Soc.B(London)，1983，220，115-130中描述了CIE坐标，此处引作参考。例如，NTSC标准要求饱和蓝色CIE(0.155，0.07)。SRGB标准要求CIE(0.15，0.06)。其它工业标准对于CIE坐标的要求略有不同。
器件制造通过高真空(＜10-7Torr)热蒸发制造器件1、3、11和对比实施例A。使用玻璃上的氧化铟锡(ITO)阳极作为阳极。阴极由10 LiF和随后的1,000 Al组成。所有器件在制造后立即于氮气手套箱中(＜1ppm H2O和O2)用玻璃制成胶囊，用环氧树脂封盖，防潮剂也放在包装中。下表中总结了CIE坐标和最大发光效率(以cd/A表示)。对于没有器件效率的实施例，CIE坐标和发射最大值由在CH2Cl2中测量的光致发光得到。
表1
对比实施例A从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、3004，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物A的300 4，4′-双(N-咔唑基)联苯(CPB)作为发射层(EML)、100双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)和400三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)。
器件1从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、4504，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物1的300化合物B作为发射层(EML)和400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
化合物B器件3从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、4504，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物3的300化合物C作为发射层(EML)和400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
化合物C
器件11从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、3004，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物11的300化合物C作为发射层(EML)和300双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
根据以下方案合成其它特定取代的FIrpic化合物在以下的反应F中，通过将式VIII和IX表示的原料试剂混合制备结构式X表示的化合物。结构式VIII表示的取代或未取代的苯基硼酸可以从市场购买或按照以下总结了有机卤化物和硼酸之间的钯催化交叉偶联反应的综述Chem.ReV.，1995，95，2457-2483的描述，使用常规技术制备。结构式IX表示的化合物也可以从市场购买或按照J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述的方法制备。在反应F中，结构式VIII表示的化合物与结构式IX表示的适当取代的2-氯、溴或碘吡啶反应，并在合适的溶剂，例如二甲氧基乙烷(DME)、二甲苯中混合。此外，将例如Na2CO3、K2CO3、K3PO4的碱水溶液、诸如乙酸钯(II)、Pd(PPh3)4的钯催化剂和如果需要，还原剂三苯基膦(TPP)混合并回流，直至反应完成。使用柱色谱法纯化后，以中等至较高的收率获得终产物X。
反应F 获得所需取代配体(X)的另一种可选路径如反应H所示并在J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述。
在反应H中，结构式XI所示的化合物(其中X取代基是卤素)可以制备或从市场购买，而结构式XII所示的杂芳族锡烷可以按照J.Org.Chem.，2002，67，238-241中描述并且在反应G中(以下)所示的方法制备。
在反应G中，低温下将取代的吡啶加入N，N-二甲基乙醇胺(DEMA)和丁基锂的混合物中。然后缓慢加入适合的亲电试剂(E+)，即氯化三丁基锡、溴、四溴化碳等。粗产物使用常规技术，诸如柱色谱法和重结晶纯化，并可用于反应F或反应H中。
反应G 在例如二甲苯类、吡啶和甲苯等的溶剂中，将以下反应H中所示的结构式XI和XII表示的化合物混合，并在钯(II)或钯(0)催化剂，例如PdCl2(PPh3)2、Pd(PPh3)4和，如果需要的话，还原剂PPh3存在下反应，得到结构式X所示的所需配体。使用常规技术，诸如柱色谱法或使用常规溶剂沉淀，进行粗配体X的纯化。
反应H 在以下反应J中，将取代或未取代的配体溶于含水溶剂，即THF中，低温下向其中加入碱，即LDA。加入碱后，加入亲电试剂，即七氟苄基碘。反应完成后，可以通过常规条件，诸如硅胶纯化粗产物，得到式XIII所示的所需产物。随后按照上述反应F的类似方式，将化合物XIII与杂芳基硼酸反应，得到化合物XIV。
反应J 或者在以下反应K中，可以通过以下方法制备结构式XIV所示的化合物，其中R3是氰基。以下反应K中结构式XV所示的化合物在低温下与适合的碱，诸如异丙基酰胺锂(LDA)反应，并用二氧化碳(CO2)骤冷。化合物XVI与亚硫酰氯和氢氧化铵反应，得到碳酰胺X。随后在脱水条件下，即酸(H+)，化合物XVII反应得到XVIII。随后用XVIII代替反应H中的XI，得到R3被氰基取代基取代的III，以将结构式XVIII表示的化合物转化为光活性配体。
反应K 在反应J中，在溶剂，例如2-甲氧基乙醇或2-乙氧基乙醇和水的存在下，由反应J制备的结构式XIV表示的取代或未取代的光活性配体可以与各种金属，例如铱、铂，于回流条件下反应，得到结构式XIX所示的二氯桥二聚体。通过真空过滤技术收集反应完成后形成的固体沉淀，并且如果需要，进一步纯化。
反应L 在反应M中，结构式XIX所示的二氯桥二聚体可以与各种单阴离子配体，例如乙酰丙酮(acac)、吡啶甲酸、4-二甲基氨基吡啶甲酸(DMAPic)，并由X和Y表示。通过常规技术纯化最终分离的式XX所示产物。
反应M 合成表2中的每种材料。每种材料具有式2所示的结构，其中M＝Ir，和R5＝R′＝H。除了条目18和29之外，每种材料的m＝2，带有一个表所示的辅助配体(n＝1)。如辅助配体一栏中的“三”所示，条目18和29的m＝3，因此配有辅助配体。条目19和21是根据以上提供的实施例合成的。其它条目参照以上提供的实施例，使用本领域技术人员熟知的类似技术合成。将少量各种材料溶于二氯甲烷。将每种<p>未标明相同字母(A或B)的品系互相之间差异显著。
使用Tukey-Kramer HSD，α＝0.05比较全部逐对组合。
在LTT1突变品系中过量表达LTT1基因(SEQ ID NO1)恢复了野生型水平的种子生育酚(表3)。LTT1突变品系和用空载体对照转化的LTT1突变品系产生大约90ng/mg的生育酚水平。当在突变型LTT1背景中表达时，有功能的野生型LTT1品系产生大约365ng/mg的种子总生育酚水平。使用Tukey-Kramer HSD检验，设定95％可信度(α＝0.05)(JMP统计学软件，SASInstitute，Cary，NC，U.S.A.)测定时在野生型LTT1(SEQ ID NO1)品系中观察到的生育酚水平显著高于在空载体和LTT1突变品系中观察到的水平。
表3.在表达LTT1(SEQ ID NO1)基因的突变型LTT1拟南芥种系中的总种子生育酚水平。
未标明相同字母(A或B)的品系互相之间差异显著。
使用Tukey-Kramer HSD，α＝0.05比较全部逐对组合。
实施例6本实施例提供了在大豆植物中转化和表达野生型拟南芥LTT1基因以提高总种子生育酚水平。为了指导拟南芥LTT1基因(SEQ ID NO11在大豆种子中的表达，制备了与种子特异性USP88(来自蚕豆(Vicia faba)的种子蛋白)启动子可操作相连且与3′TML终止序列可操作相连的LTT1的二元构建体(pMON81063)(图8)。也可使用诸如7Sα，7Sα′和arcelin-5的其它大豆种子特异性启动子。也可使用诸如豌豆核酮糖二磷酸羧化酶-加氧酶小亚基3′(T-Ps.RbcS)和arcelin 3′的其它终止序列。用于LTT1构建体的载体构建使用本领域熟知的标准克隆技术进行且在诸如Sambrook等，2001的实验室手册中已有描述。对照载体(pMON69969)(图9)含有携带选择标记盒的T-DNA。最后，可采用所有本领域熟知的诸如共转化和再转化的各种转化方法将这些基因以各种组合介导进大豆植物中。
器件19从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、3004，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物19的300 4，4′-(N-咔唑基)联苯(CBP)作为发射层(EML)、400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
器件28从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、4504，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物28的300化合物C作为发射层(EML)和400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
器件29从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、4504，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物29的300化合物C作为发射层(EML)和400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
化合物C器件30从阳极到阴极，有机层叠物的组成为100铜酞氰(CuPc)、3004，4′-双[N-(1-萘基)-N-苯基氨基]联苯(α-NPD)、掺杂有6wt％化合物30的300 4，4′-(N-咔唑基)联苯(CBP)作为发射层(EML)和400双(2-甲基-8-喹啉)-4-苯基酚铝(III)(BAlq)。
表2中的化合物19和28，以及FIrpic进一步特征在于稳定性(化合物28等于表1中的化合物17)。用于监测这些样品的光致发光稳定性(PL)测试体系计量作为时间函数的UV激发下样品的PL发射。体系使用汞-氙(Hg-Xe)UV灯以激发石英基质上的薄膜样品。灯的宽UV发射通过选择313nm Hg线的窄带UV过滤器向样品释放。在测试期间，样品保持在高真空下(＜5×10-7Torr)。硅二极管光检测器监测薄膜样品和灯的发射强度。
在真空舱(＜5×10-8Torr)下将来自不同来源的主体和掺杂剂一起蒸发，在石英基质上形成50nm厚的薄膜。掺杂剂以6wt％的浓度存在。主体的沉积速度是1.6/s。接着，在惰性氮气气氛(＜1ppm O2和H2O)中将样品暴露于大气压，其中样品置于PL测试体系真空舱中并随即排空至＜1×10-6Torr。然后在0.6mW/cm2的能量密度下将样品暴露于313nm UV辐射，得到至少20cd/m2的PL强度，记录其作为时间函数的光致发光强度。也记录作为时间函数的UV源强度。
制备三个样品。样品1是掺入CBP中的化合物19。样品2是掺入化合物C中的化合物28。样品3是掺入CBP中的FIrpic。根据能量传递考虑选择主体材料，而且不考虑主体材料之间的差异将显著影响光致发光寿命测试结果。将各薄膜进行光泵，并测量作为时间函数的光致发光强度。初始PL强度是约20cd/m2。结果见图3所示。图310、320和330分别显示了化合物19、化合物28和FIrpic膜的光致发光强度。还测定了各种材料的L100/L0值(表示100小时的强度占0小时强度的百分比)。化合物19、化合物28和FIrpic膜的L100/L0值分别是91％、82％和71％。图3中的图以及L100/L0值证明化合物19和化合物28比FIrpic更稳定，还证明了更普遍的规律一在R3位提供取代基增加了稳定性。这些结果表明，本发明的一些实施方案具有类似于FIrpic的发射特征，甚至比FIrpic更接近饱和蓝色，并且稳定性增强。注意，化合物28具有与饱和蓝色约0.12的CIE“距离”。
在根据特定实施例和优选实施方案描述本发明的同时，应当理解本发明并不限于这些实施例和实施方案。因此，本发明要求包括上述特定实施例和优选实施方案的变型，这对于本领域技术人员是显而易见的。
权利要求
1.以下结构表示的发射材料 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是非碳配位的单阴离子配体。
2.权利要求1的组合物，其中R4是H。
3.权利要求1的组合物，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团。
4.权利要求1的组合物，其中R3和R5均为吸电子基团。
5.权利要求1的组合物，其中R3是吸电子基团。
6.权利要求1的组合物，其中R2和R4中的至少一个是吸电子基团。
7.权利要求4的组合物，其中R2和R4中的至少一个是吸电子基团。
8.权利要求1的组合物，其中吸电子基团选自卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
9.权利要求1的组合物，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团。
10.权利要求1的组合物，其中R3和R5均为给电子基团。
11.权利要求1的组合物，其中R3是给电子基团。
12.权利要求1的组合物，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
13.权利要求1的组合物，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
14.权利要求1的组合物，其中金属是铱。
15.权利要求1的组合物，其中金属是铂。
16.以下结构表示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；m是1-4的整数，n是1-3的整数； 是非碳配位的单阴离子配体；且其中R′4是吸电子基团或给电子基团，这样如果R3和R5均不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；如果R3和R5均不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。
17.权利要求16的组合物，其中R3和R5均不是给电子基团，R′4是给电子基团。
18.权利要求16的组合物，其中R3和R5均不是吸电子基团，R′4是吸电子基团。
19.权利要求16的组合物，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团，R′4是给电子基团。
20.权利要求16的组合物，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团，R′4是吸电子基团。
21.权利要求16的组合物，其中吸电子基团选自卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
22.权利要求16的组合物，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
23.权利要求16的组合物，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
24.以下结构表示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个选自CN、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；m是1-4的整数，n是1-3的整数；且X-Y是非碳配位的单阴离子配体。
25.权利要求24的组合物，其中R3和R5中的至少一个是CN。
26.权利要求25的组合物，其中R2和R4中的至少一个是F。
27.权利要求26的组合物，其中R′4是给电子基团。
28.权利要求26的组合物，其中R′4是NMe2。
29.权利要求24的组合物，其中R3和R5中的至少一个是CF3。
30.权利要求29的组合物，其中R2和R4中的至少一个是F。
31.权利要求29的组合物，其中R′4是给电子基团。
32.权利要求29的组合物，其中R′4是NMe2。
33.一种包括有机层的发光器件，所述有机层含以下结构所示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团；m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是非碳配位的单阴离子配体。
34.权利要求33的发光器件，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团。
35.权利要求33的发光器件，其中R3和R5均为吸电子基团。
36.权利要求33的发光器件，其中R3是吸电子基团。
37.权利要求33的发光器件，其中R2和R4是吸电子基团。
38.权利要求33的发光器件，其中R2和R4是吸电子基团。
39.权利要求33的发光器件，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团。
40.权利要求33的发光器件，其中R3和R5均为给电子基团。
41.权利要求33的发光器件，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
42.权利要求33的发光器件，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
43.权利要求33的发光器件，其中金属是Pt。
44.权利要求33的发光器件，其中金属是Ir。
45.权利要求33的发光器件，其中有机层发射的光最大波长小于520nm。
46.权利要求33的发光器件，其中有机层发射的光波长在约420nm和约480nm之间。
47.一种包括有机层的发光器件，所述有机层含以下结构所示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团；m是1-4的整数，n是1-3的整数； 是非碳配位的单阴离子配体；且其中R′4是吸电子基团或给电子基团，这样如果R3和R5均不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；如果R3和R5均不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。
48.权利要求47的发光器件，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团，R′4是给电子基团。
49.权利要求47的发光器件，其中R3和R5是吸电子基团，R′4是给电子基团。
50.权利要求47的发光器件，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团，R′4是吸电子基团。
51.权利要求47的发光器件，其中R3和R5是给电子基团，R′4是吸电子基团。
52.权利要求47的发光器件，其中吸电子基团选自卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
53.权利要求47的发光器件，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
54.权利要求47的发光器件，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
55.权利要求47的发光器件，其中金属是Pt。
56.权利要求47的发光器件，其中金属是Ir。
57.权利要求47的发光器件，其中有机层发射的光最大波长小于520nm。
58.权利要求47的发光器件，其中有机层发射的光波长在约420nm和约480nm之间。
59.一种包括有机层的发光器件，所述有机层含以下结构所示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是非碳配位的单阴离子配体；R3和R5中的至少一个选自CN、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
60.权利要求59的器件，其中R3和R5中的至少一个是CN。
61.权利要求60的器件，其中R3和R5中的至少一个是CN，R2和R4中的至少一个是F。
62.权利要求60的器件，其中R3和R5中的至少一个是CF3。
63.权利要求60的器件，其中R3和R5中的至少一个是CF3，R2和R4中的至少一个是F。
64.以下结构所示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是非碳配位的单阴离子配体，其中选择R3和R5，以在化合物的发射光谱中提供与具有以下结构的组合物的发射光谱相比的大于或等于约40nm的向短波长的位移
65.权利要求1的发射材料，其中R3的哈米特值大于0.3。
66.权利要求1的发射材料，其中R3的哈米特值大于0.5。
67.权利要求1的发射材料，其中R3的哈米特值大于0.6。
68.以下结构所示的发射材料 其中M是原子量大于或等于40的重金属；m至少是1，n至少是0；X-Y是辅助配体；R2和R4均为F；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R3、R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
69.权利要求68的发射材料，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团。
70.权利要求68的发射材料，其中R3和R5均为吸电子基团。
71.权利要求68的发射材料，其中R3是吸电子基团。
72.权利要求68的发射材料，其中吸电子基团选自卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
73.权利要求68的发射材料，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团。
74.权利要求68的发射材料，其中R3和R5均为给电子基团。
75.权利要求68的发射材料，其中R3是给电子基团。
76.权利要求68的发射材料，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
77.权利要求68的发射材料，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
78.权利要求68的发射材料，其中金属是铱。
79.权利要求68的发射材料，其中金属是铂。
80.权利要求68的发射材料，其中R′4是吸电子基团或给电子基团，这样如果R3和R5均不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；如果R3和R5均不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。
81.权利要求80的发射材料，其中R3和R5均不是给电子基团，R′4是给电子基团。
82.权利要求80的发射材料，其中R3和R5均不是吸电子基团，R′4是吸电子基团。
83.权利要求80的发射材料，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团，R′4是给电子基团。
84.权利要求80的发射材料，其中R3和R5中的至少一个是给电子基团，R′4是吸电子基团。
85.权利要求80的发射材料，其中吸电子基团选自卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
86.权利要求80的发射材料，其中给电子基团选自烷基、烯基、芳基、杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
87.权利要求80的发射材料，其中金属选自Ir、Pt、Pd、Rh、Re、Os、Tl、Pb、Bi、In、Sn、Sb、Te、Au和Ag。
88.一种包括有机层的发光器件，所述有机层含以下结构所示的组合物 其中M是原子量大于或等于40的重金属；m至少是1，n至少是0；X-Y是辅助配体；R2和R4均为F；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R3、R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。
89.权利要求88的发光器件，其中R3和R5中的至少一个是吸电子基团。
90.权利要求88的发光器件，其中R′4是吸电子基团或给电子基团，这样如果R3和R5均不是吸电子基团，那么R′4是吸电子基团；如果R3和R5均不是给电子基团，那么R′4是给电子基团。
全文摘要
本发明提供了有机发光器件。该器件具有阳极、阴极和排列在所述阳极和阴极之间的发射层，所述发射层进一步包括具有式(9)所示结构的发射材料，其中各个取代基或符号如在本发明中所定义。
文档编号C07F15/00GK1681904SQ03822381
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月18日 优先权日2002年8月16日
发明者M·E·汤普森, P·I·杰罗维奇, R·夸昂, Y－J·藤格, D·B·诺尔斯, J·布鲁克斯, R·W·沃尔特斯, 马斌 申请人:南加利福尼亚大学, 通用显示公司