杂配位铱配合物的制作方法
【专利说明】杂配位链配合物
[0001] 本申请要求2009年3月23日提交的美国临时申请No. 61/162, 470和2010年3 月19日提交的美国申请No. 12/727, 615的优先权，其公开内容通过引用全部明确地纳入本 文中。
[0002] 要求保护的发明由联合的大学-公司研宄协议的一个或多个下列参与方做出，代 表其做出，和/或与其相关地做出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加利福尼亚大学 和通用显示公司。该协议在要求保护的发明的做出之日和其之前有效，并且要求保护的发 明作为在该协议范围内进行的活动的结果而做出。
技术领域
[0003] 本发明涉及新的有机配合物，该配合物可以有利地用于有机发光器件中。更特别 地，本发明涉及含有吡啶基二苯并取代配体的新的杂配位（heteroleptic)铱配合物以及 含有这些化合物的器件。
【背景技术】
[0004] 由于很多原因，利用有机材料的光电器件变得越来越受欢迎。用于制备这样的器 件的很多材料比较廉价，因此有机光电器件在相对于无机器件的成本优势方面具有潜力。 此外，有机材料的固有特性，例如它们的柔性，可以使得它们良好地适用于特定应用，例如 在柔性基片上制造。有机光电器件的实例包括有机发光器件（OLEDs)、有机光电晶体管、有 机光伏电池和有机光电探测器。对于OLEDs，有机材料可以具有优于常规材料的性能。例 如，有机发光层发光的波长通常可以容易地用合适的掺杂剂进行调整。
[0005] OLEDs利用当跨器件施加电压时发光的有机薄膜。OLEDs正在成为在诸如平板 显示、照明和背光的应用中越来越有利的技术。多种OLED材料和构造记载于美国专利 No. 5, 844, 363、6, 303, 238和5, 707, 745中，它们全部通过引用纳入本文。
[0006] 发磷光分子的一种应用是全色显示器。这样的显示器的工业标准要求适于发射称 为"饱和"色彩的特定色彩的像素。特别是，这些标准要求饱和的红、绿和蓝色像素。色彩 可以使用CIE坐标度量，它是现有技术中公知的。
[0007] 发绿光分子的一个实例是三（2-苯基吡啶）铱，它记为Ir (PPy)3，具有式I的结
构：
[0008]
[0009] 在本文的该图以及后面的图中，我们将从氮到金属（此处为Ir)的配位键表示为 直线。
[0010] 本文中使用的术语"有机"包括可以用于制备有机光电器件的聚合物材料和小分 子有机材料。"小分子"指的是非聚合物的任何有机材料，并且"小分子"实际上可以相当大。 在某些情况下小分子可以包含重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基并不会将该分子 排除在"小分子"类别之外。小分子也可以纳入聚合物中，例如作为聚合物主链的侧挂基团 或者作为主链的一部分。小分子也可以充当树枝状化合物的核心结构部分，该化合物包括 一系列构建在核心结构部分上的化学壳。树枝状化合物的核心结构部分可以是荧光或磷光 小分子发光体。树枝状化合物可以是"小分子"，并且据信目前在OLEDs领域使用的所有树 枝状化合物都是小分子。
[0011] 本文中使用的"顶部"指的是离基片最远，而"底部"指的是离基片最近。在将第一 层描述为"位于第二层上"的情况下，第一层距离基片更远。在第一层和第二层之间可以存 在其它层，除非明确指出第一层与第二层"接触"。例如，可以将阴极描述为"位于阳极上"， 即使其间存在多种有机层。
[0012] 本文中使用的"可溶液处理"指的是能够以溶液或悬浮液形式在液体介质中溶解、 分散或输送和/或从液体介质中沉积。
[0013] 当认为配体直接有助于发光材料的光活性性质时，可以将该配体称为"光活性" 的。当认为配体不有助于发光材料的光活性性质时，可以将该配体称为"辅助"的，尽管辅 助配体可以改变光活性配体的性质。
[0014] 如本文中所使用，并且如本领域技术人员通常所理解，第一"最高已占分子轨 道"（HOMO)或"最低未占分子轨道"（LUMO)能级"大于"或"高于"第二HOMO或LUMO能级， 如果该第一能级更接近于真空能级。由于电离势（IP)作为相对于真空能级的负能量进行 测量，因此更高的HOMO能级对应于具有更小的绝对值的IP (负性较低的IP)。类似地，更高 的LUMO能级对应于具有更小的绝对值的电子亲和性（EA)(负性较低的EA)。在常规的能级 图上，真空能级位于顶部，材料的LUMO能级高于相同材料的Η0Μ0能级。与"较低"的Η0Μ0 或LUMO能级相比，"较高"的HOMO或LUMO能级显得更接近该图的顶部。
[0015] 如本文中所使用，并且如本领域技术人员通常所理解，第一功函数"大于"或"高 于"第二功函数，如果该第一功函数具有更高的绝对值。因为功函数通常作为相对于真空能 级的负数进行测量，这意味着"更高"的功函数更负。在常规的能级图上，真空能级位于顶 部，"较高"的功函数表示为沿向下的方向更远离真空能级。因而，Η0Μ0和LUMO能级的定义 采用与功函数不同的惯例。
[0016] 关于OLEDs以及上述定义的更多细节，可以见美国专利No. 7, 279, 704,其全部公 开内容通过引用纳入本文。
【发明内容】
[0017] 提供了新的磷光发射化合物。这些化合物包含具有下式的杂配位铱配合物：
[0018]
[0019] 该化合物包含具有以下结构的配体
[0020]
选自NR、0、S、BR和Se。R选自氢和烷基。优选地，R具 有4个或更少的碳原子。RnR2、馬和R 4可以表示单取代、二取代、三取代或四取代。RpR2、 馬和R4各自独立地选自氢、烷基和芳基。优选地，式I的1^、1?2、馬和/或R4位的烷基具有 四个或更少的碳原子（例如甲基、乙基、丙基、丁基和异丁基）。优选地，札和1? 4独立地为 氢或者具有四个或更少的碳原子的烷基；更优选地，RJPR4独立地为氢或甲基。优选地，R 2 和馬独立地为氢或者具有四个或更少的碳原子的烷基；更优选地，R 2和R 3独立地为氢或甲 基；最优选地，馬和R 3为氢。
[0021] 优选地，&和R4独立地为氢、具有四个或更少的碳原子的烷基或者在环中具有6 个或更少的原子的芳基；更优选地，&和R 4独立地为氢、甲基或苯基。优选地，R 2和R 3独立 地为氢、具有四个或更少的碳原子的烷基或者在环中具有6个或更少的原子的芳基；更优 选地，馬和R 3独立地为氢、甲基或苯基；最优选地，R 2和R3为氢。
[0022] -方面，提供了化合物，其中Rp R2、馬和R4独立地选自氢和具有四个或更少的碳 原子的烷基。另一方面，提供了化合物，其中R n R2、馬和R4独立地选自氢和甲基。再一方 面，提供了化合物，其中&、1? 2、馬和R4为氢。
[0023] 另一方面，提供了化合物，其中R1、R2、馬和R 4独立地选自氢、具有四个或更少的碳 原子的烷基以及在环中具有6个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独立地选自氢、甲基和苯基。再一方面，提供了化合物，其中RpRyRjP R4为氢。
[0024] 还提供了具体的杂配位铱配合物。一方面，提供了具有下式的杂配位铱配合物：
[0025]
[0026] 另一方面，提供了具有下式的杂配位铱配合物：
[0027]
[0028] 再一方面，提供具有下式的杂配位铱配合物：
[0029]
[0030] 提供了包括化合物1-36的杂配位铱配合物的具体实例。特别是，提供了其中X为 〇(即吡啶基二苯并呋喃）的杂配位化合物，例如化合物1-12。此外，提供了其中X为S(即 吡啶基二苯并噻吩）的杂配位化合物，例如化合物13-24。此外，提供了其中X为NR(即吡 啶基咔唑）的杂配位化合物，例如化合物25-36。
[0031] 还提供了杂配位铱配合物的其它具体实例，包括化合物37-108。特别是，提供了其 中X为0的杂配位化合物，例如化合物37-60。此外，提供了其中X为S的杂配位化合物，例 如化合物61-84。此外，提供了其中X为NR的杂配位化合物，例如化合物85-108。
[0032] 此外，还提供了有机发光器件。该器件具有阳极、阴极以及位于该阳极和该阴极之 间的有机层，其中该有机层包含具有式I的化合物。特别是，该器件的有机层可以包含选自 化合物1-36的化合物。该有机层可以进一步包含主体。优选地，该主体含有三亚苯结构部 分和二苯并噻吩结构部分。更优选地，该主体具有下式：
[0033]
R' pR' 2、R' 3、R' 4、R' 5和 R' 6可以表示单取 代、二取代、三取代或四取代。R'pR'^R'^R'^R'jPR' 6独立地选自氢、烷基和芳基。
[0034] 该器件的有机层可以包含选自化合物1-108的化合物。特别是，该器件的有机层 也可以包含选自化合物37-108的化合物。
[0035] 还提供包含器件的消费产品。该器件含有阳极、阴极和位于该阳极和该阴极之间 的有机层，其中该有机层进一步包含具有式I的化合物。
【附图说明】
[0036] 图1示出了有机发光器件。
[0037] 图2示出了不具有独立的电子传输层的倒置有机发光器件。
[0038] 图3示出了杂配位铱配合物。
【具体实施方式】
[0039] 通常，OLED包括位于阳极和阴极之间并且与阳极和阴极电连接的至少一个有机 层。当施加电流时，阳极向有机层中注入空穴，阴极向有机层中注入电子。注入的空穴和电 子各自向带相反电荷的电极迀移。当电子和空穴局限于同一分子中时，形成"激子"，它是具 有激发能态的局域化的电子-空穴对。当激子通过发光机理弛豫时，发射出光。在一些情 况下，激子可以局域化在激发体或激发复合体上。也可以发生非辐射机理，例如热弛豫，但 是通常将其视为不合需要的。
[0040] 最初的OLEDs使用从其单线态发光（"荧光"）的发光分子，例如美国专利 No. 4, 769, 292中所公开，其全部内容通过引用纳入本文中。荧光发射通常发生在小于10纳 秒的时间范围内。
[0041] 最近，已展示了具有从三线态发光（"磷光"）的发光材料的OLEDs。见Baldo等 人的 "Highly Efficient Phosphorescent Emission From Organic Electroluminescent Devices"（有机电致发光器件的高效磷光发射），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