磷光发射体
阅读：954发布：2020-05-13
专利汇可以提供磷光发射体专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且磷光 发射体。提供了含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物。该化合物可用于有机发光器件中，特别是在这样的器件的 发光层 中作为发光 掺杂剂 。，下面是磷光发射体专利的具体信息内容。
1.杂配位铱化合物Ir(L1)n(L2)3-n，其具有下式：
其中n=1或2；
其中 为L1；
其中 为L2；
其中R2、R3、R4和R5可以表示单、二、三或四取代；并且
其中R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；和
其中R1为烷基。
2.权利要求1的化合物，其中n=1。
3.权利要求1的化合物，其中该化合物具有下式：
其中R4是氢或甲基。
4.权利要求1的化合物，其中R2、R3和R5各自为氢。
5.权利要求1的化合物，其中L1选自：
6.权利要求1的化合物，其中L2选自：
7.权利要求5的化合物，其中L2选自：
8.权利要求1的化合物，其中L1选自：
9.权利要求1的化合物，其中L2选自：
10.权利要求8的化合物，其中L2选自：
11.权利要求1的化合物，其中该化合物是：
12.权利要求1的化合物，其中该化合物具有比 或
更窄的半峰全宽。
13.权利要求1的化合物，其中该化合物具有比 或
更低的升华温度。
14.权利要求1的化合物，其中该化合物是绿色发光掺杂剂。
15.有机发光器件，其包含：
阳极；
阴极；以及
位于该阳极和该阴极之间的有机层，该有机层进一步包含具有下式的杂配位铱化合物Ir(L1)n(L2)3-n化合物：
其中n=1或2；
其中 为L1；
其中 为L2；
其中R2、R3、R4和R5可以表示单、二、三或四取代；并且
其中R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；和
其中R1是烷基。
16.权 利 要 求 15 的 器 件，其 中 该 有 机 层 是 发 光 层，并 且 具 有 式的化合物是发光化合物。
17.权利要求15的器件，其中该发光层进一步包含主体。
18.权利要求17的器件，其中该主体具有下式：
其中R1和R2独立地表示选自烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳烷基、芳基和杂芳基的单、二、三或四取代，或者无取代；并且
其中R1和R2的至少之一包括苯并[9,10]菲基团。
19.权利要求17的器件，其中该主体具有下式：
其中R1、R2和R3各自独立地为氢、具有一个或多个间位取代基的非稠合的杂芳基或非稠合的芳基，其中R1、R2和R3的至少之一不为氢；并且
其中每个间位取代基为非稠合的芳基或杂芳基，所述芳基或杂芳基任选地被选自非稠合的芳基、非稠合的杂芳基和烷基的进一步的取代基取代。
20.消费产品，其包含器件，该器件进一步包含：
阳极；
阴极；以及
位于该阳极和该阴极之间的有机层，该有机层进一步包含具有下式的杂配位铱化合物Ir(L1)n(L2)3-n化合物：
其中n=1或2；
其中 为L1；
其中 为L2；
其中R2、R3、R4和R5可以表示单、二、三或四取代；并且
其中R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基；和
1
其中R 为烷基。
磷光发射体
[0002] 本申请要求2008年11月11日提交的美国临时申请No.61/113,257的优先权，其公开内容通过引用全部明确地纳入本文中。
[0003] 要求保护的发明由联合的大学-公司研究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
[0004] 本发明涉及新的杂配位（heteroleptic）配合物。具体地说，该杂配位化合物含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑。这些化合物可用于有机发光器件（OLEDs）中。
背景技术
[0005] 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，有机发光层发射的波长通常可以容易地用合适的掺杂剂进行调整。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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：
[0009]
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 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。
[0013] 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。
[0014] 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。多于一种“光活性”配体可以存在于配合物中。不同的光活性配体可以各自有助于发光材料的性质。
[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“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HOMO能级。与“较低”的HOMO或LUMO能级相比，“较高”的HOMO或LUMO能级显得更接近该图的顶部。
[0016] 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，HOMO和LUMO能级的定义采用与功函数不同的惯例。
[0017] 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
[0018] 提供了杂配位化合物Ir(L1)n(L2)3-n。这些杂配位化合物具有下式：
[0019] 其中n=1或2， 为L1， 为L2。R1、R2、R3、R4和R5可以表示单、二、三或四取代，并且R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基。优选地，n为1。一方面，R1选自烷基、杂烷基、取代的芳基和取代的杂芳基，其中R1不与L1形成共轭体系。优选地，R1为其中X1和X2独立地选自C和N。Y1不为氢。Y1可以连接到芳环上的其它取
代基上。该杂配位化合物可以具有比相应的均配位化合物更窄的发射半峰全宽（FWHM）和/或更低的升华温度。
代基上。该杂配位化合物可以具有比相应的均配位化合物更窄的发射半峰全宽（FWHM）和/或更低的升华温度。
[0020] 提供了具有特定的L1和L2配体的杂配位化合物的具体实例。优选地，该杂配位化合物选自：
[0021]
[0022]
[0023] 另一方面，优选地，该杂配位化合物选自：
[0024]
[0025]
[0026] 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。该有机层进一步包含上述的杂配位化合物Ir(L1)n(L2)3-n。优选地，该有机层是具有主体和发光掺杂剂的发光层，该杂配位化合物是发光掺杂剂。
[0028] 图1示出了有机发光器件。
[0029] 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。
[0031] 图4示出了磷光有机发光器件结构。
[0032] 图5示出了含有本发明化合物的磷光有机发光器件。
[0033] 图6示出了杂配位化合物。
具体实施方式
[0034] 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迁移。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。
[0035] 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。
[0036] 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-I”）和Baldo等人的“Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence”（基于电磷光的极高效绿色有机发光器件），Appl.Phys.Lett，第75卷，第3期，4-6（1999）（“Baldo-II”），它们全部通过引用纳入本文。
磷光更详细地记载于美国专利No.7,279,704的第5-6栏，其通过引用纳入本文。
磷光更详细地记载于美国专利No.7,279,704的第5-6栏，其通过引用纳入本文。
[0037] 图1显示了有机发光器件100。这些图不一定按比例绘制。器件100可以包括基片110、阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发光层135、空穴阻挡层140、电子传输层145、电子注入层150、保护层155和阴极160。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。器件100可以通过将上述层按顺序沉积而制备。这些不同的层的性质和功能以及材料实例更具体地记载于US7,279,704的第6-10栏中，其通过引用纳入本文。
[0038] 可以获得这些层中的每种的更多实例。例如，柔性且透明的基片-阳极组合公开于美国专利No.5,844,363中，其全部内容通过引用纳入本文。p型掺杂的空穴传输层的一个实例是以50:1的摩尔比用F4-TCNQ掺杂的m-MTDATA，公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中，其全部内容通过引用纳入本文。发光材料和主体材料的实例公开于Thompson等人的美国专利No.6,303,238中，其全部内容通过引用纳入本文。n型掺杂的电子传输层的一个实例是以1:1的摩尔比用Li掺杂的BPhen，公开于美国专利申请公布No.2003/0230980中，其全部内容通过引用纳入本文。美国专利No.5,703,436和5,707,745（其全部内容通过引用纳入本文）公开了包括复合阴极的阴极的实例，其具有金属如Mg:Ag的薄层，具有覆盖的透明导电溅射沉积ITO层。阻挡层的理论和用途更详细地记载于美国专利No.6,097,147和美国专利申请公布No.2003/0230980中，其全部内容通过引用纳入本文中。注入层的实例提供于美国专利申请公布No.2004/0174116中，其全部内容通过引用纳入本文。关于保护层的说明可以见于美国专利申请公布No.2004/0174116中，其全部内容通过引用纳入本文。
[0039] 图2显示了倒置OLED200。该器件包括基片210、阴极215、发光层220、空穴传输层225和阳极230。器件200可以通过按顺序沉积所述层而制备。因为大多数常规OLED构造具有位于阳极上的阴极，而器件200具有位于阳极230下的阴极215，因此可以将器件200称为“倒置”OLED。与针对器件100所说明的类似的材料可以用于器件200的相应的层中。
图2提供了可以如何将某些层从器件100的结构中省略的实例。
图2提供了可以如何将某些层从器件100的结构中省略的实例。
[0040] 图1和2所示的简单分层结构以非限制性实例的方式提供，并且应当理解，本发明的实施方案可以与很多种其它结构结合使用。所述的具体材料和结构是示例性的，并且可以使用其它材料和结构。基于设计、性能和成本因素，可以通过以不同方式将上述多种层相结合或者将层完全省略而获得功能性OLEDs。也可以包括未明确说明的其它层。可以使用明确说明的材料以外的材料。尽管本文中提供的很多实例将很多层描述成包含单一的材料，但是应当理解，可以使用材料的组合，例如主体与掺杂剂的混合物或者更一般的混合物。另外，层可以具有多个亚层。本文中给予各种层的名称并不打算具有严格的限制性。例如在器件200中，空穴传输层225传输空穴并向发光层220中注入空穴，并且可以描述为空穴传输层或空穴注入层。在一种实施方案中，OLED可以被描述为具有位于阴极和阳极之间的“有机层”。该有机层可以包含单一的层，或者可以进一步包含如针对图1和2中所述的不同有机材料的多个层。
[0041] 也可以使用未明确说明的结构和材料，例如包括聚合物材料的OLEDs（PLEDs），例如Friend等人的美国专利No.5,247,190中所公开的，其全部内容通过引用纳入本文中。作为进一步的实例，可以使用具有单个有机层的OLEDs。OLEDs可以叠置，例如如Forrest等人的美国专利No.5,707,745中所述，其全部内容通过引用纳入本文中。OLED结构可以偏离图1和2中所示的简单的层状结构。例如，基片可以包括成角的反射表面以改善外耦合（out-coupling），例如Forrest等人的美国专利No.6,091,195中所记载的平台（mesa）结构和/或Bulovic等人的美国专利No.5,834,893中所记载的陷阱（pit）结构，其全部内容通过引用纳入本文中。
[0042] 除非另外说明，各种实施方案的任何层可以通过任何合适的方法沉积。对于有机层，优选方法包括热蒸发、喷墨，例如如美国专利No.6,013,982和6,087,196中所记载，其全部内容通过引用纳入本文中；有机气相沉积（OVPD），例如如Forrest等人的美国专利No.6,337,102中所记载，其全部内容通过引用纳入本文中；以及通过有机气相喷涂（OVJP）的沉积，例如如美国专利申请No.10/233,470中所记载，其全部内容通过引用纳入本文中。其它合适的沉积方法包括旋涂和其它基于溶液的方法。基于溶液的方法优选在氮气或惰性气氛中进行。对于其它层，优选方法包括热蒸发。优选的成图案方法包括通过掩模沉积、冷焊，例如如美国专利No.6,294,398和6,468,819中所记载，其全部内容通过引用纳入本文中；以及与某些沉积方法如喷墨和OVJD相关的成图案方法。也可以使用其它方法。可以对待沉积的材料进行改性以使它们与具体的沉积方法相容。例如，可以在小分子中使用取代基例如支化或非支化的并优选含有至少3个碳的烷基和芳基，以增强它们进行溶液处理的能力。可以使用具有20个或更多个碳的取代基，3至20个碳是优选范围。具有非对称结构的材料可以比具有对称结构的材料具有更好的可溶液处理性，因为非对称材料可以具有较低的重结晶倾向。树枝状化合物取代基可以用于提高小分子进行溶液处理的能力。
[0043] 根据本发明的实施方案制备的器件可以纳入很多种消费产品中，包括平板显示器、计算机监视器、电视、广告牌、室内或室外照明灯和/或信号灯、危险警告显示器、全透明显示器、柔性显示器、激光打印机、电话、移动电话、个人数字助理（PDAs）、笔记本电脑、数码相机、可携式摄像机、取景器、微型显示器、交通工具、大面积墙、剧场或体育场屏幕或标志。多种控制机制可以用于控制根据本发明制备的器件，包括无源矩阵和有源矩阵。很多器件拟用于对人体而言舒适的温度范围内，例如18℃至30℃，更优选室温（20至25℃）。
[0044] 本文中记载的材料和结构可以应用于除OLEDs以外的器件中。例如，其它光电器件如有机太阳能电池和有机光电探测器可以使用这些材料和结构。更一般地说，有机器件例如有机晶体管可以使用这些材料和结构。
[0045] 术语卤、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基（arylkyl）、杂环基团、芳基、芳香基团和杂芳基是本领域已知的，并且定义于US7,279,704的第31-32栏中，该专利通过引用纳入本文中。
[0046] 提供了含有2-苯基苯并咪唑（本文中称为“苯基苯并咪唑”）和苯基吡啶的材料，其可以用于磷光有机发光器件中，该器件产生高效率、高稳定性、长操作寿命和改善的色彩。该材料可以在绿光器件中用作磷光发射掺杂剂。
[0047] 提供了含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物。杂配位化合物提供高度可调的磷光发射材料，因此这些化合物是合乎需要的以便获得宽范围的色彩和高度饱和的色彩。金属配合物的发光可以通过根据不同配体的三线态能量和HOMO/LUMO能级仔细地选择不同的配体而进行调节。尽管苯基苯并咪唑提供了具有良好的寿命性能的器件，但是它们通常具有较高的升华温度并可具有电子振动发射光谱（参见图3）。含有苯基苯并咪唑配体和苯基吡啶配体两者的杂配位配合物可以提供较低的升华温度，同时保持苯基苯并咪唑的有利性能（即长寿命和高稳定性）。
[0048] 通常认为，配合物的升华温度可以由该配合物的分子结构确定。高分子量通常得到较高的升华温度。因此，可以预计杂配位化合物具有相应的均配位化合物之间的升华温度，因为杂配位化合物的分子量在各自相应的均配位化合物的分子量之间。然而，本文中公开的某些含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物具有比相应的均配位化合物（即苯基吡啶均配位化合物和苯基苯并咪唑均配位化合物）都低的升华温度。杂配位配合物的升华温度的降低可以提供改善的器件制造。
[0049] 此外，这些杂配位化合物也可以提供更窄的发射光谱。不希望受制于理论，认为两种配体（即苯基吡啶和苯基苯并咪唑）是在能级上接近的绿光发射体，因而两种配体可以直接贡献于化合物的发光。本文中公开的杂配位化合物所观察到的发射光谱出人意料地窄（参见图3）。预计该化合物的发射光谱与苯基苯并咪唑的发光类似，因为苯并咪唑的电化学带隙小于苯基吡啶（即苯并咪唑具有比苯基吡啶更浅的HOMO和更深的LUMO）。然而，观察到的杂配位化合物的发光更接近于苯基吡啶的发光曲线而不是苯并咪唑（例如，没有电子振动结构）。据信，当两种配体均包括在同一配合物中时，观察到的化合物的发射光谱会是苯基吡啶和苯基苯并咪唑配体之间的未预料到的相互作用的结果。因此，含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑配体的配合物可以有利地用作具有长寿命、高稳定性和改善的制造以及改善的色彩的PHOLEDs的发光材料。
[0050] 提供了杂配位化合物Ir(L1)n(L2)3-n，其可以有利地用于OLEDs中，该化合物具有下式：
[0051] 其中n=1或2，其中 是L1并且 是L2。R1、R2、R3、R4和R5各自可以表示单、二、三或四取代。R1、R2、R3、R4和R5各自独立地选自氢、烷基、杂烷基、芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基。优选地，n为
1。
1。
[0052] 一方面，该化合物具有下式：
[0053] 其中R4是氢或甲基。
[0054] 另一方面，R1选自烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、取代的芳基和取代的杂芳基，并且其中R1不与L1形成共轭体系。为了获得这些杂配位化合物的有利性能，苯基苯并咪唑结构部分是重要的。因此，为了保持有利特征，R1取代基是具有最小的共轭的化学基团。此外，L1的苯基和苯并咪唑部分之间的共轭将可能导致降低的LUMO能级和饱和绿光发射的损失。因此，取代基（例如R1和R2）不稠合成扩展的共轭体系。
[0055] 优选地，R1取代基是支化的烷基或扭转的芳基（例如异丙基和异丁基）。本文中使用的“扭转的芳基”指的是具有式 的结构，其中X1和X2独立地选自C和N，Y1不为氢，并且Y1可以连接到芳环上的其它取代基上。支化的烷基和扭转的芳基取代基可以提供降低的固态堆积（packing）和较低的升华温度。
[0056] 更优选地，R1为 其中X1和X2独立地选自C和N。Y1不为氢。Y1可以连接到芳环上的其它取代基上。据认为，非平面构造有助于化合物的有利性能。例如，具有该R1取代基的杂配位化合物可以具有更好的色彩和更低的升华温度。此外，该R1取代基降低化合物的三线态能量的可能性较低。
[0057] 另一方面，R2、R3和R5各自为氢。
[0058] 杂配位化合物的具体实例包括含有选自以下组的L1的化合物：
[0059]
[0060]
[0061] 杂配位化合物的其它具体实例包括含有选自以下组的L2的化合物：
[0062]
[0063]
[0064] 一方面，杂配位化合物包括选自以上提供的组的L1和L2两者。
[0065] 具体的杂配位化合物的其它实例包括含有选自以下组的L1的化合物：
[0066]
[0067]
[0068] 杂配位化合物的其它具体实例包括含有选自以下组的L2的化合物：
[0069]
[0070] 另一方面，杂配位化合物包括选自以上两组的L1和L2两者。
[0071] 优选地，杂配位化合物选自以下组：
[0072]
[0073]
[0074] 更优选地，该杂配位化合物选自化合物1、3、5-8。
[0075] 另一方面，优选地，该杂配位化合物选自以下组：
[0076]
[0077]
[0078] 一方面，该杂配位化合物的发射光谱具有比 或窄的半峰全宽（FWHM）。另一方面，该杂配位化合物可以具有比
或 低的升华温度。
或 低的升华温度。
[0079] 此外，还提供了有机发光器件。该器件包含阳极、阴极以及位于该阳极和该阴极之间的有机层。该有机层进一步包含上述的杂配位化合物Ir(L1)n(L2)3-n。优选地，该有机层含有选自化合物1-化合物8的杂配位化合物。更优选地，该有机层含有选自化合物1、3和5-8的杂配位化合物。
[0080] 此外，还提供了包含阳极、阴极以及位于该阳极和该阴极之间的有机层的有机发光器件，该有机层自身进一步包含选自化合物1-化合物9的杂配位化合物。
[0081] 该器件的有机层可以包含下述的杂配位化合物：其中R1选自烷基、杂烷基、芳基、杂芳基、取代的芳基和取代的杂芳基，并且其中R1不与L1形成共轭体系。优选地，R1为R1为 其中X1和X2独立地选自C和N。Y1不为氢。Y1可以连接到芳环上的其它取代基上。
[0082] 一方面，发光层进一步包含主体。优选地，该主体具有下式：其中R1和R2独立地表示选自烷基、烷氧基、氨基、烯基、炔基、芳烷基、芳基和杂芳基的单、二、三或四取代，或者无取代；并且其中R1和R2的至少之一包括三亚苯基团。
[0083] 另一方面，该主体具有下式： 其中R1、R2和R3各自独立地为氢、具有一个或多个间位取代基的非稠合的杂芳基或非稠合的芳基，其中R1、R2和R3的至少之一不为氢。每个间位取代基为非稠合的芳基或杂芳基，所述芳基或杂芳基任选地被选自非稠合的芳基、非稠合的杂芳基和烷基的进一步的取代基取代。
[0084] 本文中所述的可以用于有机发光器件中的特定层的材料可以与器件中存在的多种其它材料组合使用。例如，本文中公开的发光掺杂剂可以与多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和可以存在的其它层组合使用。所述的或下述的材料是可以与本文中公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，本领域技术人员可以容易地查阅文献来确定可以组合使用的其它材料。
[0085] 还提供了包含器件的消费产品，其中该器件进一步包含阳极、阴极和有机层。该有机层进一步包含所述的含苯基吡啶和苯基苯并咪唑的配合物。
[0086] 特别是，提供了含有器件的消费产品，其中该器件的有机层含有选自化合物1-9的杂配位化合物。
[0087] 除了本文中公开的材料，和/或与本文中公开的材料相组合，可以在OLED中使用很多空穴注入材料、空穴传输材料、主体材料、掺杂剂材料、激子/空穴阻挡层材料、电子传输和电子注入材料。可以在OLED中与本文中公开的材料组合使用的材料的非限制性实例列于下表1中。表1列举了非限制性的材料类别、每一类化合物的非限制性实例和公开这些材料的文献。
[0088] 表1
[0089]
[0090]
[0091]
[0092]
[0093]
[0094]
[0095]
[0096]
[0097]
[0098]
[0099]
[0100]
[0101]
[0102]
[0103]
[0104]
[0105]
[0106]
[0107]
[0108]
[0109] 实验
[0110] 化合物实施例
[0111] 化合物1的合成
[0112]
[0113] 化合物1的合成。将中间体1（1.4g，1.96mmol）以及1-新戊基-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑（1.6g，5.9mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与30mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:2的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得0.3g目标产物。
[0114] 化合物2的合成
[0115]
[0116] 1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑的合成。将N1-苯基苯-1,2-二胺（4.15g，22mmol）和苯甲醛（2.1g，20mmol）在三颈烧瓶中与甲氧基乙醇（60ml）混合。将混合物加热回流48小时。在冷却至室温后，将溶剂蒸发。使用二氯甲烷-二氯甲烷中5%的乙酸乙酯作为洗脱剂通过柱色谱将残余物纯化。获得2g目标产物。
[0117]
[0118] 化合物2的合成。将中间体1（1.32g，1.86mmol）以及1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑（1.5g，5.5mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与40mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:2的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得0.3g目标产物。
[0119] 化合物3的合成
[0120]
[0121] 2-异丙基-N-（2-硝基苯基）苯胺的合成。将2-异丙基苯胺（27g，200mmol）、2-氟硝基苯（14g，100mmol）和氟化钾（8.6g，150mmol）在单颈烧瓶中混合。将该混合物在氮气下在180℃加热48小时。在冷却至室温后，加入水（200mL）。然后将混合物用二氯甲烷（200mL）萃取三次。将溶剂蒸发，并将残余物使用己烷中20%的二氯甲烷通过柱色谱纯化。获得22.5g目标产物。
[0122]1
[0123] N-（2-异丙基苯基）苯-1,2-二胺的合成。将2-异丙基-N-（2-硝基苯基）苯胺（22.7g，89mmol）和碳上10%的钯（0.6g）在氮气条件下在塑料涂覆的加氢容器中与150mL的乙醇混合。将混合物置于帕而氢化器（parr hydrogenator）上并在40psi的氢气下反应，直到不存在压降。通过C盐（Celite）床将催化剂过滤出。将溶剂蒸发。在不进行进一步纯化的情况下将产物用于下一步。获得20g目标产物。
[0124]
[0125] 1-（2-异丙基苯基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑的合成。将N1-（2-异丙基苯基）苯-1,2-二胺（20g，88mmol）和苯甲醛（8.5g，80mmol）在乙腈（100mL）中在回流下反应3小时。将反应混合物冷却至室温。加入氯化铁（0.13g，0.8mmol）。再次将反应混合物加热至回流，过夜。在回流的同时将空气鼓泡到反应中。将溶剂蒸发。将残余物溶解于二氯甲烷（200mL）中，并通过硅胶短柱。使用二氯甲烷-二氯甲烷中3%的乙酸乙酯通过柱色谱将粗产物纯化。通过从乙醇中重结晶而将产物进一步纯化。获得8g目标产物。
[0126]
[0127] 化合物3的合成。将中间体1（1.5g，2.1mmol）以及1-（2-异丙基苯基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑（2g，6.4mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与30mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:2的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得0.7g目标产物。
[0128] 化合物4的合成
[0129]
[0130] 化合物4的合成。将中间体2（7.4g，10mmol）以及1,2-二苯基-1H-苯并[d]咪唑（8.11g，30mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与200mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:2的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得1.4g目标产物。
[0131] 化合物5的合成
[0132]
[0133] 2,6-二异丙基-N-（2-硝基苯基）苯胺的合成。将2,6-二异丙基苯胺（25g，141mmol）、2-氟硝基苯（10g，70mmol）和氟化钾（6.2g，106mmol）在单颈烧瓶中混合。将该混合物在氮气下在180℃加热48小时。在冷却至室温后，加入水（200mL）。然后将混合物用二氯甲烷（200mL）萃取三次。将溶剂蒸发，并将残余物使用己烷中20%的二氯甲烷通过柱色谱纯化。获得10g目标产物。
[0134]1
[0135] N-（2,6-二异丙基苯基）苯-1,2-二胺的合成。将2,6-二异丙基-N-（2-硝基苯基）苯胺（9.5g，32mmol）和碳上10%的钯（0.4g）在氮气条件下在塑料涂覆的加氢容器中与150mL的乙醇混合。将混合物置于帕而氢化器上并在40psi的氢气下反应，直到不存在压降。通过C盐床将催化剂过滤出。将溶剂蒸发。在不进行进一步纯化的情况下将产物用于下一步。获得8.5g目标产物。
[0136]
[0137] 1-（2,6-二异丙基苯基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑的合成。将N1-（2,6-二异丙基苯基）苯-1,2-二胺（8.5g，32mmol）和苯甲醛（3g，28.8mmol）在乙腈（100mL）中在回流下反应3小时。将反应混合物冷却至室温。加入氯化铁（0.05g，0.28mmol）。再次将反应混合物加热至回流，过夜。在回流的同时将空气鼓泡到反应中。将溶剂蒸发。将残余物溶解于二氯甲烷（200mL）中，并通过硅胶短柱。使用二氯甲烷-二氯甲烷中3%的乙酸乙酯通过柱色谱将粗产物纯化。获得3.4g目标产物。
[0138]
[0139] 化合物5的合成。将中间体1（2.1g，2.9mmol）以及1-（2,6-二异丙基苯基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑（3.1g，8.7mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与60mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:2的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得1.1g目标产物。
[0140] 化合物6的合成
[0141]
[0142] 中间体3的合成。将1-（2-异丙基苯基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑（3g，9.6mmol）和氯化铱（1.5g，4.36mmol）在氮气条件下的三颈瓶中与60mL2-乙氧基乙醇和20ml水混合。将混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。将固体用甲醇和己烷彻底洗涤，然后真空干燥。获得3.5g产物。
[0143]
[0144] 中间体4的合成。将中间体3（3.5g，2.06mmol）以及三氟甲磺酸银（1.06g，4.12mmol）与300ml二氯甲烷和30mL甲醇混合。将混合物在室温下搅拌24小时。将固体过滤。将滤液蒸发干。获得4.2g产物。
[0145]
[0146] 化合物6的合成。将中间体4（2.0g，1.95mmol）以及2,5-二苯基吡啶（1.4g，5.83mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与50mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。
在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:1的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得0.5g目标产物。
在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:1的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。在纯化后获得0.5g目标产物。
[0147] 化合物7和化合物8的合成
[0148]
[0149]
[0150] 化合物7和化合物8的合成。将中间体4（2.0g，1.95mmol）以及2-（联苯-3-基）吡啶（1.5g，5.8mmol）在氮气条件下的三颈烧瓶中与60mL乙醇混合。将该混合物加热回流24小时。在冷却至室温后，通过过滤收集沉淀。使用1:1的二氯甲烷和己烷作为洗脱剂通过柱色谱将产物纯化。收集1.4g化合物7和0.4g化合物8。
[0151] 化合物9的合成
[0152]
[0153] N-（2-硝基苯基）联苯-2-胺的合成。在100mL圆底烧瓶中制备1-氟-2-硝基苯（13.06g，92.6mmol）、2-氨基联苯（31.3g，185.2mmol）和氟化钾（8.1g，138.9mmol）的混合物。将烧瓶排空并用氮气置换。将混合物加热至200℃，过夜。将反应混合物冷却，并加入乙酸乙酯和水。将各层分离并将水层用乙酸乙酯萃取。将有机层用硫酸镁干燥，过滤，并蒸发。将残余物预吸收到C盐上，并通过用0、2和5%的乙酸乙酯/己烷洗脱而通过柱色谱纯化。获得24.5g（91%）的产物。
[0154]1
[0155] N-（联苯-2-基）苯-1,2-二胺的合成。将N-（2-硝基苯基）联苯-2-胺（19.69g，67.8mmol）、碳上10%的钯（0.29g，0.27mmol）和150mL乙醇加入帕而氢化器瓶中。将混合物在帕而氢化器上加氢，直到溶液不再吸收氢气。通过C盐过滤溶液以除去催化剂，将C盐用二氯甲烷洗涤，将滤液蒸发，得到褐色油14.8g（84%）。在不进行进一步纯化的情况下将产物用于下一步。
[0156]
[0157] 1-（联苯-2-基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑的合成。将N’-（联苯-2-基）苯-1,2-二胺（14.8g，56.85mmol）、苯甲醛（5.2mL，51.68mmol）和200mL乙腈加入500mL三颈圆底烧瓶中。将混合物在氮气下加热回流过夜。加入氯化铁（III）80mg（0.49mmol），并将混合物用空气直接鼓泡至冷却的溶液。在3小时后，将溶剂蒸发，并将残余物溶解于二氯甲烷中，并使溶液通过硅胶短柱，使用0至10%的乙酸乙酯/二氯甲烷进行洗脱。获得6.56g（37%）的产物。
[0158]
[0159] 化合物9的 合成。将 三氟甲 磺酸盐 配合物（2.06g，2.89mmol）、1-（联苯-2-基）-2-苯基-1H-苯并[d]咪唑（4g，11.55mmol）和100ml乙醇加入250mL圆底烧瓶中。将混合物在氮气下加热回流过夜。通过过滤收集沉淀，然后通过柱进行纯化。获得0.75g产物。
[0160] 器件实施例-7
[0161] 所有的实例器件通过高真空（＜10 Torr）热蒸发进行制作。阳极为玻璃上的或 的氧化铟锡（ITO），或者 的蓝宝石/IZO。阴极由的LiF以及随后的 的Al组成。所有的器件在制作后立即在氮气手套箱（＜1ppm的H2O和O2）中用环氧树脂密封的玻璃盖进行封装，并在包装中加入吸湿剂。
[0162] 器件实施例1-10的有机叠层从ITO表面 起依次由作为空穴注入层（HIL）的 化合物C、作为空穴传输层（HTL）的 4,4’-双[N-（1-萘基）-N-苯基氨基]联苯（α-NPD）、作为发光层（EML）的 用7-10%的掺杂剂发射体（本发明化合物1-3）掺杂的主体1或主体2、作为阻挡层（BL）的 或 主体1或主体2以及作
为ETL的 或 三-8-羟基喹啉铝（Alq3）组成。
为ETL的 或 三-8-羟基喹啉铝（Alq3）组成。
[0163] 对比实施例1-4以与器件实施例类似的方式制作，不同之处在于将化合物B或化合物C用作发光掺杂剂。
[0164] 如本文中所使用，下列化合物具有下列结构：
[0165]
[0166] 提供了用于OLED的发光层的特定发光掺杂剂，它可以得到具有特别好的性能的器件。用于器件实施例1-10的发光层的材料以及BL和ETL的材料和厚度显示于表2中。测试了器件并将测试结果提供于表3中。具有使用化合物1-3作为发光掺杂剂的发光层的器件表现出改善的器件效率和寿命以及更饱和的色彩，表明这些杂配位化合物会是有利的。
[0167] 表2
[0168]
[0169]
[0170] 表3
[0171]
[0172] 从器件实施例1-10可以看出，本发明化合物作为绿色磷光OLEDs中的发光掺杂剂产生了高的器件效率、长的操作寿命和更饱和的色彩。从器件实施例1-4和对比实施例3可以看出，化合物1和2表现出比化合物C更好的效率、更饱和的色彩和更长的寿命。从器件实施例5和6以及对比实施例1和2可以看出，化合物3具有比化合物B更长的寿命和更高的效率。尤其是，含有化合物3作为发光掺杂剂的器件也表现出比对比实施例4中所示的化合物C更饱和的色彩和更窄的发射光谱。
[0173] 这些数据表明，含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物是用于磷光OLEDs的出色的发光掺杂剂，它提供更好的色彩、更长的寿命和更高的效率。
[0174] 提供了用于OLED的发光层中的特定发光掺杂剂。这些掺杂剂可以提供具有特别好的性能的器件。用于器件实施例1-16的发光层的材料以及BL和ETL的材料和厚度显示在表4中。测试了这些器件，并将测得的结果提供于表5中。具有使用化合物1-6、8和9作为发光掺杂剂的发光层的器件表现出改善的器件效率和寿命，以及更饱和的色彩，表明这些杂配位化合物会是有利的。
[0175] 表4
[0176]
[0177]
[0178] 表5
[0179]
[0180]
[0181] 从器件实施例1-16可以看出，包含本发明化合物作为发光掺杂剂的绿光OLEDs提供了出色的性能。从器件实施例11-14和对比实施例1-4可以看出，化合物6、8和9表现出比化合物B和C更饱和的色彩、更好的效率和更长的寿命。含有化合物6的器件与使用化合物B或化合物C的器件相比表现出改善的寿命。使用化合物8或化合物9的器件表现出比使用化合物B或化合物C的器件更饱和的色彩、改善的效率和更长的寿命。
[0182] 这些数据表明，含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物是用于磷光OLEDs的出色的发光掺杂剂。这些化合物提供具有改善的效率、改善的色彩和更长的寿命的器件。
[0183] 图3显示了化合物3、化合物A和化合物B的溶液光致发光（PL）光谱。均配位配合物化合物A表现出电子振动结构。杂配位配合物化合物3具有与化合物B类似的形状。然而，化合物3的发光比化合物B窄，表明两种配体均对发光有贡献。此外，化合物3可以在低于220℃的温度下在高真空下蒸发，这比化合物B低约20度，比化合物A低约60度。
[0184] 图4显示了一般的磷光有机发光器件。
[0185] 图5显示了具有发光层的磷光有机发光器件，该发光层含有本发明的化合物作为发光掺杂剂。图5的器件包括化合物C的 厚的空穴注入层、NPD的 厚的空穴传输层、用X%的本发明化合物掺杂的主体材料的 厚的发光层、主体1或主体2的
或 厚的阻挡层以及Alq3的 或 厚的电子传输层，以及LiF/Al阴极。X为
7%或10%。
或 厚的阻挡层以及Alq3的 或 厚的电子传输层，以及LiF/Al阴极。X为
7%或10%。
[0186] 图6显示了含有苯基吡啶和苯基苯并咪唑的杂配位化合物。
[0187] 应当理解，本文中所述的多种实施方案仅仅作为示例，不用于限制本发明的范围。例如，在不偏离本发明的精神的情况下，本文中所述的很多材料和结构可以用其它材料和结构替代。因此，要求保护的本发明可以包括对于本领域技术人员而言显而易见的具体实施例和优选实施方案的变化形式。应当理解，关于为什么本发明能够成立的多种理论是非限制性的。
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