CN113201024A - 混配铱化合物、含有其的第一装置以及包含其的调配物 - Google Patents
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Abstract
本发明描述混配铱化合物、含有其的第一装置以及包含其的调配物。所述复合物可具有式Ir(L1)n(L2)3‑n，其中第一配位体L1具有式I，
第二配位体L2具有式II，
Description
本申请为申请日2014年02月21日，申请号201410061046.4，名称为“混配铱化合物、含有其的第一装置以及包含其的调配物”的发明专利申请的分案申请。
相关申请案的交叉参考
本申请案要求2013年2月21日申请的美国临时申请案第61/767,508号的优先权，所述申请案的全部内容以引用的方式并入本文中。
共同研究协议的各方
所主张的本发明是由达成联合大学公司研究协议的以下各方中的一者或一者以上，以以下各方中的一者或一者以上的名义和/或结合以下各方中的一者或一者以上而作出：密歇根大学董事会、普林斯顿大学、南加州大学以及环宇显示器公司(UniversalDisplay Corporation)。所述协议在作出所主张的本发明的日期当天和之前就生效，且所主张的本发明是因在所述协议的范围内进行的活动而作出。
技术领域
本发明涉及适用作发射体和包含其的装置(例如有机发光二极管)的化合物。
背景技术
出于若干原因，利用有机材料的光学电子装置变得越来越受欢迎。用以制作此些装置的材料中的许多材料相对便宜，因此有机光学电子装置具有获得相对于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机材料的固有性质(例如其挠性)可使其非常适合特定应用，例如在挠性衬底上的制造。有机光学电子装置的实例包含有机发光装置(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电检测器。对于OLED，有机材料可具有相对于常规材料的性能优点。举例来说，有机发光层发射光的波长通常可容易地用适当的掺杂剂来调整。
OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时发射光。OLED正变为用于例如平板显示器、照明和背光等应用中的越来越引人注目的技术。第5,844,363号、第6,303,238号和第5,707,745号美国专利中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
磷光性发光分子的一个应用是全色显示器。用于此类显示器的行业标准需要适于发射特定色彩(称为“饱和”色彩)的像素。明确地说，这些标准需要饱和的红色、绿色和蓝色像素。可使用此项技术中众所周知的CIE坐标来测量色彩。
绿色发光分子的一个实例为三(2-苯基吡啶)铱、表示为Ir(ppy)3，其具有以下结构：
在此图以及本文后面的图中，将从氮到金属(此处，Ir)的配价键描绘为直线。
如本文所使用，术语“有机”包含聚合材料以及小分子有机材料，其可用以制造有机光学电子装置。“小分子”指代不是聚合物的任何有机材料，且“小分子”可实际上相当大。在一些情况下，小分子可包含重复单元。举例来说，使用长链烷基作为取代基不会将分子从“小分子”类别中去除。小分子还可并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或作为主链的一部分。小分子还可充当树枝状聚合物的核心半族，树枝状聚合物由建立在核心半族上的一系列化学壳层组成。树枝状聚合物的核心半族可为荧光或磷光小分子发射体。树枝状聚合物可为“小分子”，且据信当前在OLED领域中使用的所有树枝状聚合物均为小分子。
如本文所使用，“顶部”意谓离衬底最远，而“底部”意谓离衬底最近。在将第一层描述为“安置”在第二层“上”、“沉积在”第二层“上”的情况下，第一层被安置为距衬底较远。第一与第二层之间可存在其它层，除非指定第一层“与”第二层“接触”。举例来说，即使阴极和阳极之间存在各种有机层，仍可将阴极描述为“安置在”阳极“上”。
如本文所使用，“溶液可处理”意谓能够以溶液或悬浮液的形式在液体媒介中溶解、分散或输送和/或从液体媒介沉积。
当据信配位体直接促成发光材料的光敏性质时，配位体可称为“光敏性的”。当据信配位体并不促成发光材料的光敏性质时，配位体可称为“辅助性的”，但辅助性的配位体可更改光敏配位体的性质。
如本文所使用，且如所属领域的技术人员一般将理解，如果第一能级较接近真空能级，那么第一“最高占用分子轨道”(HOMO)或“最低未占用分子轨道”(LUMO)能级“大于”或“高于”第二HOMO或LUMO能级。由于将电离电位(IP)测量为相对于真空能级的负能量，因此较高HOMO能级对应于具有较小绝对值的IP(负得较少的IP)。类似地，较高LUMO能级对应于具有较小绝对值的电子亲和性(EA)(负得较少的EA)。在常规能级图上，真空能级在顶部，材料的LUMO能级高于同一材料的HOMO能级。“较高”HOMO或LUMO能级表现为比“较低”HOMO或LUMO能级靠近此图的顶部。
如本文所使用，且如所属领域的技术人员一般将理解，如果第一功函数具有较高绝对值，那么第一功函数“大于”或“高于”第二功函数。因为通常将功函数测量为相对于真空能级的负数，因此这意谓“较高”功函数负得较多。在常规能级图上，真空能级在顶部，将“较高”功函数说明为在向下方向上距真空能级较远。因此，HOMO和LUMO能级的定义遵循与功函数不同的惯例。
可在以全文引用的方式并入本文中的第7,279,704号美国专利中找到关于OLED以及上文所述的定义的更多细节。
发明内容
根据一个实施例，描述了一种混配铱化合物。所述混配铱化合物可具有式Ir(L1)n(L2)3-n：其中配位体L1为具有式I的第一配位体，
配位体L2为具有式II的第二配位体，
其中L1不同于L2；R1为由烷基和环烷基组成的部分或完全氘化基团；R2表示单取代、二取代、三取代或无取代；R3、R4和R5各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代。R2和R3各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、烷基、环烷基以及其组合。R4和R5各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合；且
其中n为1或2。
根据另一实施例，还提供了一种包括第一有机发光装置的第一装置。第一装置可包含阳极、阴极和安置在阳极与阴极之间的有机层。有机层可包含具有式Ir(L1)n(L2)3-n的化合物。第一装置可为消费型产品、有机发光装置和/或照明面板。在另一实施例中，有机层可包含均配三铱复合物，其包含氘化烷基。
根据另一实施例，提供了包含具有式Ir(L1)n(L2)3-n的化合物的调配物。
根据另一实施例，提供了包含氘化烷基的均配三铱复合物。
附图说明
本发明最佳在结合附图阅读时由以下具体实施方式理解。应强调，根据惯例，附图的各种特征不必按比例。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。在整个说明书和附图中，类似数字指示类似特征。
图1展示有机发光装置。
图2展示不具有单独电子输送层的倒转的有机发光装置。
图3展示如本文中所公开的式I。
图4展示如本文中所公开的式II。
具体实施方式
一般来说，OLED包括安置在阳极与阴极之间且电连接到阳极和阴极的至少一个有机层。当施加电流时，阳极注入空穴且阴极注入电子到有机层中。所注入的空穴和电子各自朝带相反电荷的电极迁移。当电子和空穴局限于同一分子上时，形成“激子”，其为具有激发能量状态的局部化电子-空穴对。当激子经由光电发射机制弛豫时，发射光。在一些情况下，激子可局限于激元或激态复合物上。非辐射机制(例如热弛豫)也可发生，但通常被视为不合需要的。
最初的OLED使用从单态发射光(“荧光”)的发光分子，如例如第4,769,292号美国专利中所揭示，所述专利以全文引用的方式并入本文中。荧光发射通常在小于10纳秒的时间范围中发生。
最近，已论证了具有从三态发射光(“磷光”)的发光材料的OLED。巴尔多(Baldo)等人的“从有机电致发光装置的高效磷光发射(Highly Efficient PhosphorescentEmission from Organic Electroluminescent Devices)”，自然(Nature)，第395卷，第151到154页，1998；(“巴尔多-I”)和巴尔多等人的“基于电致磷光的极高效绿色有机发光装置(Very high-efficiency green organic light-emitting devices based onelectrophosphorescence)”，应用物理学报，第75卷，第3期，第4到6页(1999)(巴尔多-II)，其以全文引用的方式并入本文中。以引用的方式并入的第7,279,704号美国专利第5-6列中更详细地描述了磷光。
图1展示有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可包含衬底110、阳极115、空穴注入层120、空穴输送层125、电子阻挡层130、发光层135、空穴阻挡层140、电子输送层145、电子注入层150、保护层155、阴极160以及障壁层170。阴极160为具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。装置100可通过依序沉积所描述的层来制造。在以引用的方式并入的第7,279,704号美国专利的第6到10列中更详细地描述了这些各种层以及实例材料的性质和功能。
这些层中的每一者有更多实例。举例来说，以全文引用的方式并入本文中的第5,844,363号美国专利中揭示挠性且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例为以50:1的摩尔比率掺杂有F4-TCNQ的m-MTDATA，如以全文引用的方式并入本文中的第2003/0230980号美国专利申请公开案中所揭示。以全文引用的方式并入本文中的汤普森(Thompson)等人的第6,303,238号美国专利中揭示发光和基质材料的实例。经n掺杂电子输送层的实例为以1:1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen，如以全文引用的方式并入本文中的第2003/0230980号美国专利申请公开案中所揭示。以全文引用的方式并入本文中的第5,703,436号和第5,707,745号美国专利揭示阴极的实例，其包含具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导电、经溅镀沉积的ITO层的复合阴极。以全文引用的方式并入本文中的第6,097,147号美国专利和第2003/0230980号美国专利申请公开案中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文引用的方式并入本文中的第2004/0174116号美国专利申请公开案中提供注入层的实例。可在以全文引用的方式并入本文中的第2004/0174116号美国专利申请公开案中找到对保护层的描述。
图2展示倒转的OLED 200。所述装置包含衬底210、阴极215、发光层220、空穴输送层225以及阳极230。可通过依序沉积所描述的层来制造装置200。因为最常见OLED配置具有安置在阳极上的阴极，而装置200具有安置在阳极230下的阴极215，因此装置200可称为“倒转”OLED。在装置200的对应层中，可使用与关于装置100所描述的材料类似的材料。图2提供可如何从装置100的结构省略一些层的一个实例。
图1和图2中所说明的简单分层结构是作为非限制实例而提供，且应理解，可结合各种各样的其它结构使用本发明的实施例。所描述的特定材料和结构本质上是示范性的，且可使用其它材料和结构。可基于设计、性能和成本因素，通过以不同方式组合所描述的各个层来实现功能性OLED，或可完全省略若干层。还可包含未具体描述的其它层。可使用不同于具体描述的材料的材料。尽管本文所提供的实例中的许多实例将各种层描述为包括单一材料，但将理解，可使用材料的组合(例如基质与掺杂剂的混合物)或更一般来说，混合物。并且，所述层可具有各种子层。本文中给予各个层的名称不意欲为严格限制性的。举例来说，在装置200中，空穴输送层225输送空穴并将空穴注入到发光层220中，且可被描述为空穴输送层或空穴注入层。在一个实施例中，可将OLED描述为具有安置在阴极与阳极之间的“有机层”。此有机层可包括单个层，或可进一步包括如例如关于图1和图2所描述的不同有机材料的多个层。
还可使用未具体描述的结构和材料，例如包含聚合材料的OLED(PLED)，例如以全文引用的方式并入本文中的弗兰德(Friend)等人的第5,247,190号美国专利中所揭示。作为另一实例，可使用具有单个有机层的OLED。OLED可堆叠，例如如以全文引用的方式并入本文中的福利斯特(Forrest)等人的第5,707,745号中所描述。OLED结构可脱离图1和图2中所说明的简单分层结构。举例来说，衬底可包含有角度的反射表面以改进出耦(outcoupling)，例如如福利斯特等人的第6,091,195号美国专利中所述的台式结构，和/或如布利维克(Bulovic)等人的第5,834,893号美国专利中所描述的凹点结构，所述专利以全文引用的方式并入本文中。
除非另有指定，否则可通过任何合适方法来沉积各种实施例的层中的任一者。对于有机层，优选方法包含热蒸发、喷墨(例如以全文引用的方式并入本文中的第6,013,982号和第6,087,196号美国专利中所述)、有机气相沉积(OVPD)(例如以全文引用的方式并入本文中的福利斯特等人的第6,337,102号美国专利中所述)，以及通过有机蒸气喷射印刷(OVJP)的沉积(例如以全文引用的方式并入本文中的第7,431,968号美国专利申请案中所述)。其它合适沉积方法包含旋涂和其它基于溶液的工艺。基于溶液的工艺优选在氮或惰性气氛中进行。对于其它层，优选方法包含热蒸发。优选的图案化方法包含通过掩模的沉积、冷焊(例如以全文引用的方式并入本文中的第6,294,398号和第6,468,819号美国专利中所述)，以及与例如喷墨和OVJD等沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可使用其它方法。可修改待沉积的材料，以使其与特定沉积方法兼容。举例来说，可在小分子中使用例如烷基和芳基(分支或未分支)等且优选含有至少3个碳原子的取代基，来增强其经受溶液处理的能力。可使用具有20个或20个以上碳原子的取代基，且3到20个碳原子为优选范围。具有不对称结构的材料可比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性，因为不对称材料可具有较低的再结晶趋势。可使用树枝状聚合物取代基来增强小分子经受溶液处理的能力。
根据本发明实施例制造的装置可进一步任选地包括障壁层。障壁层的一个用途是保护电极和有机层免于因暴露于环境中的有害物质(包含水分、蒸气和/或气体等)而受损。障壁层可沉积在衬底、电极上、沉积在衬底、电极下或沉积在衬底、电极旁，或沉积在装置的任何其它部分(包含边缘)上。障壁层可包括单个层或多个层。障壁层可通过各种已知化学气相沉积技术形成，且可包含具有单一相的合成物以及具有多个相的合成物。任何合适材料或材料组合均可用于障壁层。障壁层可并入有无机或有机化合物或两者。优选的障壁层包括聚合材料与非聚合材料的混合物，如以全文引用的方式并入本文中的第7,968,146号美国专利、第PCT/US2007/023098号和第PCT/US2009/042829号PCT专利申请案中所描述。为了被视为“混合物”，组成障壁层的前述聚合和非聚合材料应在相同反应条件下和/或在同时沉积。聚合材料对非聚合材料的重量比率可在95:5到5:95的范围内。聚合材料和非聚合材料可由同一前驱材料产生。在一个实例中，聚合材料与非聚合材料的混合物本质上由聚合硅和无机硅组成。
根据本发明的实施例而制造的装置可并入到各种各样的消费型产品中，包含平板显示器、计算机监视器、医疗监视器、电视机、告示牌、用于内部或外部照明和/或发信号的灯、平视显示器、全透明显示器、挠性显示器、激光印刷机、电话、手机、个人数字助理(PDA)、膝上型计算机、数码相机、摄录像机、取景器、微显示器、运载工具、大面积墙壁、剧院或体育馆屏幕，或指示牌。可使用各种控制机制来控制根据本发明而制造的装置，包含无源矩阵和有源矩阵。意欲将所述装置中的许多装置用于对人类来说舒适的温度范围中，例如18摄氏度到30摄氏度，且更优选在室温下(20到25摄氏度)。
本文所述的材料和结构可应用于不同于OLED的装置中。举例来说，例如有机太阳能电池和有机光电检测器等其它光电子装置可使用所述材料和结构。更一般来说，例如有机晶体管等有机装置可使用所述材料和结构。
术语卤、卤素、烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基、杂环基团、芳基、烷芳基、芳烃基和杂芳基是此项技术中已知的，且在以引用的方式并入本文中的第7,279,704号美国专利第31到32列中定义。
如本文所使用，“经取代”指示键结到相关碳的除H之外的取代基。因此，当R2经单取代时，那么一个R2必须不为H。类似地，当R3经双取代时，那么两个R3必须不为H。类似地，当R2未经取代时，R2为所有可用位置的氢。
根据一个实施例，提供了混配铱复合物，其出乎意料地展现改良的寿命并且使其更适于商业应用。具体地说，混配复合物可基于在吡啶环上的第5个位置(即，相对于苯基的对位)中包含氘化烷基的2-苯基吡啶配位体。此外，发现了许多也展现出乎意料地改良的寿命的包含氘化烷基的均配三铱复合物。
根据一个实施例，提供了具有式Ir(L1)n(L2)3-n的混配铱化合物。第一配位体L1具有根据式I的结构：
并且第二配位体L2具有根据式II的结构：
其中L1不同于L2；
其中R1为由烷基和环烷基组成的部分或完全氘化基团；
其中R2表示单取代、二取代、三取代或无取代；
其中R3、R4和R5各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代；
其中R2和R3各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、烷基、环烷基以及其组合；
其中R4和R5各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合；且
其中n为1或2。
在一些实施例中，R1为选自由烷基和环烷基组成的群组的完全氘化基团。更具体地说，在一些实施例中，R1为选自由以下组成的群组的完全氘化基团：甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基。
在一些更具体实施例中，第一配位体L1选自由以下组成的群组：
在一些实施例中，第二配位体L2选自由以下组成的群组：
其中RA和RC各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代；
其中RB表示单取代、二取代、三取代或无取代；且
其中RA、RB和RC独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基以及其组合。
在一些具体实施例中，化合物选自由以下组成的群组：
根据本发明的另一方面，还提供了第一装置。第一装置包含第一有机发光装置，所述第一有机发光装置包含阳极、阴极和安置在阳极与阴极之间的有机层。有机层可包含本文所述的具有式Ir(L1)n(L2)3-n的化合物和其任何变体。在一些实施例中，有机层可包含如本文所描述的式II化合物和其变体。
第一装置可为消费型产品、有机发光装置和照明面板中的一者或一者以上。有机层可为发光层，并且化合物在一些实施例中可为发光掺杂剂，而化合物在其它实施例中可为非发光掺杂剂。
有机层还可包含基质。在一些实施例中，基质可包含金属复合物。基质可为含有苯并稠合噻吩或苯并稠合呋喃的三亚苯。基质中的任何取代基可为独立地选自由以下组成的群组的未稠合取代基：CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH＝CH-CnH2n+1、C≡C-CnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1，或无取代。在前述取代基中，n可在1到10范围内变化；且Ar1和Ar2可独立地选自由以下组成的群组：苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑以及其杂芳族类似物。
基质可为选自由以下组成的群组的化合物：咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、氮杂咔唑、氮杂-二苯并噻吩、氮杂-二苯并呋喃以及氮杂-二苯并硒吩。上文所描述的片段，即氮杂-二苯并呋喃、氮杂-二苯并噻吩等中的“氮杂”名称意指各个片段中的一个或一个以上C-H基团可由氮原子替换，例如，且无任何局限性，氮杂三亚苯包涵二苯并[f,h]喹喔啉和二苯并[f,h]喹啉两者。所属领域的技术人员可以容易地设想上文所描述的氮杂衍生物的其他氮类似物，且所有这些类似物预期由如本文中给出的术语涵盖。基质可包含金属复合物。基质可为选自由以下组成的群组的特定化合物：
在本发明的另一方面中，描述了包含如本文所描述的包含配位到金属M的L1的化合物的调配物。在一些实施例中，调配物可包含本文所述的具有式Ir(L1)n(L2)3-n的化合物和其任何变体。调配物可包含一个或一个以上选自由以下组成的群组的组分：溶剂、基质、空穴注入材料、空穴输送材料、电子输送层材料(参见下文)。
本发明的另一方面描绘包含氘化烷基的均配三铱复合物。在一些实施例中，三铱复合物可选自由以下组成的群组：
根据本发明的另一方面，还提供了第一装置。第一装置包含第一有机发光装置，所述第一有机发光装置包含阳极、阴极和安置在阳极与阴极之间的有机层。有机层可包含均配三铱复合物。均配三铱复合物可选自由以下组成的群组：
与其它材料组合
本文中描述为适用于有机发光装置中的具体层的材料可以与装置中存在的多种其它材料组合使用。举例来说，本文中所公开的发光掺杂剂可以与可能存在的多种基质、输送层、阻挡层、注入层、电极和其它层结合使用。以下描述或提及的材料是可以与本文中所公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且所属领域的技术人员可以容易参考文献来确定可以组合使用的其它材料。
HIL/HTL：
用于本发明中的空穴注入/输送材料未特别限制，并且可以使用任何化合物，只要所述化合物典型地用作空穴注入/输送材料即可。材料的实例包含(但不限于)：酞菁或卟啉衍生物；芳香族胺衍生物；吲哚并咔唑衍生物；含有氟代烃的聚合物；具有导电性掺杂剂的聚合物；导电聚合物，例如PEDOT/PSS；衍生自例如膦酸和硅烷衍生物的化合物的自组装单体；金属氧化物衍生物，例如MoOx；p型半导电有机化合物，例如1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯六甲腈；金属复合物；和可交联化合物。
用于HIL或HTL中的芳香族胺衍生物的实例包含(但不限于)以下一般结构：
Ar1到Ar9中的每一者选自：由芳香族烃环化合物组成的基团，例如苯、联苯、联三苯、三亚苯、萘、蒽、萉、菲、芴、芘、屈、苝、薁；由芳香族杂环化合物组成的基团，例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、喋啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、啡噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒酚并二吡啶；和由2到10个环结构单元组成的基团，所述环结构单元是选自芳香族烃环基和芳香族杂环基的相同类型或不同类型的基团并且直接或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂肪族环基中的至少一者键结到彼此。其中每个Ar由选自由以下组成的群组的取代基进一步取代：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合。
在一个方面中，Ar1到Ar9独立地选自由以下组成的群组：
k为1到20的整数；X101到X108为C(包含CH)或N；Z101为NAr1、O或S；Ar1具有以上定义的相同基团。
HIL或HTL中所用的金属复合物的实例包含(但不限于)以下通式：
M是可具有大于40的原子量的金属；(Y101-Y102)是双齿配位体，Y101和Y102独立地选自C、N、O、P和S；L101是辅助性配位体；k'是1到可以连接到金属的配位体的最大数目的整数值；并且k'+k”是可以连接到金属的配位体的最大数目。
在一个方面中，(Y101-Y102)是2-苯基吡啶衍生物。在另一方面中，(Y101-Y102)为碳烯配位体。在另一方面中，Met选自Ir、Pt、Os和Zn。在另一方面中，金属复合物具有相较于Fc+/Fc耦合的小于约0.6V的溶液中最小氧化电势。
基质：
本发明的有机EL装置的发光层优选地至少含有金属复合物作为发光材料，且可以含有使用金属复合物作为掺杂剂材料的基质材料。基质材料的实例未特别限制，且可以使用任何金属复合物或有机化合物，只要基质的三重态能量大于掺杂物的三重态能量即可。虽然下表将基质材料归类为优选用于发出各种颜色的装置，但可与任何掺杂物一起使用任何基质材料，只要满足三重态标准即可。
用作基质的金属复合物的实例优选具有以下通式：
Met为金属；(Y103-Y104)为双齿配位体，Y103和Y104独立地选自C、N、O、P和S；L101为另一配位体；k'为1到可以连接到金属的配位体的最大数目的整数值；且k'+k"为可连接到金属的配位体的最大数目。
在一个方面中，金属复合物为：
(O-N)为具有配位到原子O和N的金属的双齿配位体。在另一方面中，Met选自Ir和Pt。在另一方面中，(Y103-Y104)为碳烯配位体。
用作基质的有机化合物的实例选自：由芳香族烃环化合物组成的基团，例如苯、联苯、联三苯、三亚苯、萘、蒽、萉、菲、芴、芘、屈、苝、薁；由芳香族杂环化合物组成的基团，例如二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、呋喃、噻吩、苯并呋喃、苯并噻吩、苯并硒吩、咔唑、吲哚并咔唑、吡啶基吲哚、吡咯并二吡啶、吡唑、咪唑、三唑、噁唑、噻唑、噁二唑、噁三唑、二噁唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、噁嗪、噁噻嗪、噁二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪、苯并噁唑、苯并异噁唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、喋啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、啡噁嗪、苯并呋喃并吡啶、呋喃并二吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩并二吡啶、苯并硒吩并吡啶和硒酚并二吡啶；和由2到10个环结构单元组成的基团，所述环结构单元是选自芳香族烃环基和芳香族杂环基的相同类型或不同类型的基团并且直接或经由氧原子、氮原子、硫原子、硅原子、磷原子、硼原子、链结构单元和脂肪族环基中的至少一者键结到彼此。其中每个基团由选自由以下组成的群组的取代基进一步取代：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合。
在一个方面中，基质化合物在分子中含有以下基团中的至少一者：
R101到R107独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合，当其为芳基或杂芳基时，其具有与上述Ar的定义类似的定义。
k为0到20或1到20的整数；k'"为0到20的整数。X101到X108选自C(包含CH)或N。Z101和Z102选自NR101、O或S。
HBL：
可以使用空穴阻挡层(HBL)来减少离开发光层的空穴和/或激子的数目。装置中这一阻挡层的存在可以产生相比于缺乏阻挡层的类似装置实质上更高的效率。同样，可以使用阻挡层来将发射限制于OLED的所要区域。
在一个方面中，用于HBL中的化合物含有与用作上文所描述的基质相同的分子或相同的官能团。
在另一方面中，用于HBL中的化合物在分子中含有以下基团中的至少一者：
k为1到20的整数；L101为另一配位体，k'为1到3的整数。
ETL：
电子输送层(ETL)可以包含能够输送电子的材料。电子输送层可以是固有的(未经掺杂的)或经掺杂的。掺杂可用于促进导电性。ETL材料的实例未特别限制，并且可以使用任何金属复合物或有机化合物，只要其典型地用来输送电子即可。
在一个方面中，用于ETL中的化合物在分子中含有以下基团中的至少一者：
R101选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合，当其为芳基或杂芳基时，其具有与上述Ar的定义类似的定义。
Ar1到Ar3具有与上述Ar的定义类似的定义。k为1到20的整数。X101到X108选自C(包含CH)或N。
在另一方面中，用于ETL中的金属复合物含有(但不限于)以下通式：
(O-N)或(N-N)为具有配位到原子O、N或N,N的金属的双齿配位体；L101为另一配位体；k'为1到可连接到金属的配位体的最大数目的整数值。
在任何上文所提及的用于OLED装置的每一层中的化合物中，氢原子可以部分或完全氘化。因此，任何具体列出的取代基，例如(但不限于)甲基、苯基、吡啶基等涵盖其非氘化、部分氘化和完全氘化形式。类似地，例如(但不限于)烷基、芳基、环烷基、杂芳基等类别的取代基也涵盖其非氘化、部分氘化和完全氘化形式。
除本文所揭示的材料之外和/或与本文所揭示的材料组合，可以在OLED中使用许多空穴注入材料、空穴传输材料、基质材料、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。可以与本文所揭示的材料组合用于OLED中的材料的非限制性实例列于下表1中。表1列举了材料的非限制性类别、每一类别的化合物的非限制性实例和揭示所述材料的参考文献。
表1
实验
化合物2的合成
铱二聚物的合成。向500mL圆底烧瓶中添加水合氯化铱(5.16g，14.65mmol)、5-(甲基-d3)-2-苯基吡啶(5.55g，32.2mmol)、120mL 2-乙氧基乙醇以及40mL水。使氮气鼓泡到混合物中，接着将混合物在130℃下在氮气下加热过夜。
在加热2天之后，使反应混合物冷却到室温。过滤掉黄色固体且用甲醇洗涤并干燥，得到氯桥联的铱二聚物(7.24g，87％)。
三氟甲磺酸铱(III)中间体的合成。向1L圆底烧瓶中添加氯桥联的铱二聚物(7.24g，6.35mmol)和600mL二氯甲烷。向此溶液中添加三氟甲磺酸银(3.43g，13.33mmol)于100mL甲醇中的溶液。再添加100mL二氯甲烷并且使反应在室温下在氮气下进行过夜。
通过
过滤反应混合物，且用二氯甲烷洗涤
蒸发滤液，留下绿色固体产物三氟甲磺酸铱(III)复合物(8.7g，92％)。
化合物2的合成。向500mL圆底烧瓶中添加三氟甲磺酸铱(III)复合物(8.7g，11.63mmol)、4-(甲基-d3)-2,5-二苯基吡啶(8.67g，34.9mmol)、160mL乙醇和160mL甲醇。
将反应混合物在在氮气下105℃下加热过夜。
将
(27g)添加到反应混合物中并搅拌。将混合物倾倒到硅胶塞上。将硅胶塞用乙醇和己烷洗涤且接着用二氯甲烷洗脱产物。通过柱色谱纯化粗产物，得到4.48g(49％)所要产物。
化合物10的合成
化合物10的合成。向2L 3-颈圆底烧瓶中添加来自化合物2合成(上文)的三氟甲磺酸铱(III)复合物(23.545g，31.5mmol)、2,4-二苯基吡啶(21.85g，94mmol)、450mL乙醇和450mL甲醇。将反应混合物在105℃下在氮气下加热到回流过夜。
将反应混合物冷却到室温。固体沉降在底部且倾析掉大部分深色液体。添加乙醇和
且搅拌混合物且将其倾倒在硅胶塞顶部。用乙醇和己烷洗涤塞子。用二氯甲烷洗脱产物。通过柱色谱纯化粗物质，得到4.16g(18％)所要产物。
化合物212的合成
化合物212的合成。向200mL圆底烧瓶中添加来自化合物2合成的三氟甲磺酸铱(III)复合物(1.56g，1.73mmol)、5-甲基-d3-2-苯基吡啶(0.896g，5.20mmol)、20mL乙醇和20mL甲醇。将反应混合物在氮气下在105℃下加热过夜。
将
添加到反应混合物中并搅拌。将
混合物添加到
塞上且用甲醇洗涤
用二氯甲烷洗涤
以回收产物。通过柱色谱进一步纯化产物，得到所要产物(0.64g，43％)。
化合物T1的合成
化合物T1的合成。向500mL圆底烧瓶中添加来自化合物2合成的三氟甲磺酸铱(III)复合物(6.0g，6.67mmol)、4-(甲基-d3)-2,5-二苯基吡啶(4.97g，20.0mmol)、100mL乙醇和100mL甲醇。将反应混合物在105℃下在氮气下加热过夜。
将
(18g)添加到反应混合物中并搅拌。将
混合物添加到
塞上。用甲醇和己烷且接着用二氯甲烷洗涤
以收集产物。通过柱色谱纯化固体，用40％到100％二氯甲烷/己烷洗脱(4.39g，70％)。
化合物54的合成
5-溴-4-甲基-2-苯基吡啶的合成。将2,5-二溴-4-甲基吡啶(20.55g，82mmol)、苯基硼酸(10.49g，86mmol)和碳酸钾(16.98g，123mmol)于150mL DME和75mL H2O中的混合物用N2鼓泡20min。接着添加Pd(PPh3)4(0.946g，0.819mmol)，且将混合物在N2下加热到回流持续24h。
在正常处理之后，通过使用含2％乙酸乙酯的己烷作为溶剂的柱子纯化粗产物，得到5-溴-4-甲基-2-苯基吡啶(14g，56.4mmol，68.9％产率)。
2-苯基-4-甲基-5-甲基-d3-吡啶的合成。将5-溴-4-甲基-2-苯基吡啶(9.5g，38.3mmol)在氮气下溶解于100mL THF中。将溶液冷却到-78℃。以逐滴方式将丁基锂(2.5M，15.32ml，38.3mmol)添加到溶液中。
颜色变为橙色且形成沉淀。使反应混合物在所述温度下保持0.5h。接着添加碘甲烷-d3(8.33g，57.4mmol)。将反应物升温到室温过夜。接着添加水到反应物中。将混合物用乙酸乙酯萃取，用盐水洗涤且经MgSO4干燥。接着蒸发溶剂。通过使用5％到10％乙酸乙酯和己烷作为溶剂的柱子纯化粗物质，得到4.1g(58％产率)产物。
铱复合物二聚物的合成。将氯化铱(4.96g，14.06mmol)和2-苯基-4-甲基-5-甲基-d3-吡啶(5.5g，29.5mmol)在80mL 2-乙氧基乙醇和27mL水中混合。
将混合物用氮气吹扫20min且接着加热到回流持续60h。冷却之后，过滤固体且用甲醇和己烷洗涤并干燥，得到铱复合物二聚物(7.5g，6.27mmol，89％产率)。
三氟甲磺酸铱中间体的合成。将铱复合物二聚物(7.5g，6.27mmol)在200mL二氯甲烷中混合。将三氟甲磺酸银(3.38g，13.16mmol)溶解于50mL甲醇中且接着添加到二聚物混合物中。
搅拌溶液3h。通过
垫过滤反应混合物。蒸发溶剂，得到上文所显示的三氟甲磺酸铱中间体(9.5g，12.24mmol，98％产率)。
化合物54的合成。将三氟甲磺酸铱中间体(2.3g，2.96mmol)和2,4-二苯基吡啶(2.74g，11.86mmol)在50mL乙醇和50mL甲醇中混合。
将混合物加热到65度(油浴温度)持续3天。将
(2g)添加到反应物中且通过
塞过滤反应物。用乙醇和己烷洗涤产物。接着，将固体用DCM溶解。使固体通过硅胶塞，得到2g化合物54。
化合物T14的合成
2,5-二苯基-d5-4-乙基吡啶的合成。将2,5-二苯基-4-d3-甲基吡啶(5.0g，20.13mmol)溶解于100ml THF中且使用干冰/丙酮浴冷却到<-60℃。通过注射器逐份添加二异丙基氨基锂(25.2ml，50.3mmol)的2.0M溶液，得到白色悬浮液。
将反应物升温到室温。45分钟之后，将深红色溶液在湿冰/丙酮浴中冷却到<0℃。将碘代甲烷-d3(19.08ml，201mmol)添加到反应物中。将反应物搅拌过夜。第二天早上，GC/MS指示反应完成。用7ml氘化水淬灭反应。通过柱色谱纯化粗物质，得到4.43g(83％产率)所要产物。
化合物T14的合成。将来自化合物54的合成(以上)的三氟甲磺酸铱中间体(2.93g，3.14mmol)和2,5-二苯基-4-d5-乙基吡啶(2.493g，9.43mmol)溶解于70ml中。
将反应物加热到回流过夜。通过
垫过滤固体，接着用二氯甲烷溶解。使用己烷和二氯甲烷作为溶剂通过柱色谱纯化粗物质，得到1.7g所要产物。
装置实例
所有实例装置均通过高真空(<10-7托)热蒸发制造。阳极电极是
的氧化铟锡(ITO)。阴极由
的LiF继之以
的Al组成。所有装置均在制造之后立即在氮气手套箱(<1ppm的H2O和O2)中用使用环氧树脂密封的玻璃盖封装。将水分吸收剂并入封装内部。
装置实例的有机堆叠依次由以下组成：ITO表面、作为空穴注入层(HIL)的
化合物A或B、作为空穴传输层(HTL)的
4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯胺基]联苯(α-NPD)、作为基质的
的用化合物C掺杂的本发明化合物，且8wt％-10wt％的铱磷光化合物作为发光层(EML)，50或
化合物C作为阻挡层(BL)，400或
Alq(三-8-羟基喹啉铝)作为ETL。类似于装置实例构造比较实例，除了化合物B用作EML中的发光体。
来自那些装置的装置结果和数据概述于表1和2中。如本文所用，NPD、Alq、化合物B和化合物C具有以下结构：
结构概述于表1中，而测试结果概述于表2、3和4中。
表1本发明化合物和比较化合物的装置结构
表2 VTE装置结果
表3 VTE装置结果
表4 VTE装置结果
表2、3和4概述装置的性能。在1000尼特下测量CIE坐标、驱动电压(V)和外量子效率(EQE)，同时，将寿命(LT80％)定义为装置在40mA/cm2的恒定电流密度下从其初始亮度衰减到80％所需的时间。将具有类似颜色的装置分组到不同的装置结果表中用于进行有意义的比较。从装置数据可以清楚地看出在2-苯基吡啶配体的第5位置上具有氘化甲基的益处。具有本发明化合物的所有装置显示类似电压和EQE，但与比较实例相比展现延长的装置寿命。本发明化合物不仅相对于具有相同取代型的非氘化化合物显示装置寿命优点，而且相对于在其他位置处的氘化甲基取代(例如在吡啶上的第6位置(化合物E和化合物H))显示较佳性能。
应理解，本文所述的各种实施例仅作为实例，且无意限制本发明的范围。举例来说，本文所述的材料和结构中的许多可用其它材料和结构来取代，而不脱离本发明的精神。如所主张的本发明因此可包含本文所述的特定实例和优选实施例的变化，如所属领域的技术人员将明白。应理解，关于本发明为何起作用的各种理论无意为限制性的。
Claims (21)
1.一种混配铱化合物，其具有式Ir(L1)n(L2)3-n：
其中配位体L1为具有式I的第一配位体，
其中配位体L2为具有式II的第二配位体，
其中L1不同于L2；
其中R1为选自由烷基和环烷基组成的群组的部分或完全氘化基团；
其中RB表示单取代、二取代或无取代；
其中R2表示单取代、二取代、三取代或无取代；
其中R3、R4、R5、RA和RC各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代；
其中R2和R3各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、烷基、环烷基以及其组合；
其中R4和R5各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合；
其中RA、RB和RC独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基以及其组合；且
其中n为1或2。
2.根据权利要求1所述的化合物，其中R1为选自由烷基和环烷基组成的群组的完全氘化基团。
3.根据权利要求1所述的化合物，其中R1为选自由以下组成的群组的完全氘化基团：甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基。
4.根据权利要求1所述的化合物，其中L1选自由以下组成的群组：
5.根据权利要求1所述的化合物，其中L2选自由以下组成的群组：
其中RA和RC各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代；
其中RB表示单取代、二取代、三取代或无取代；且
其中RA、RB和RC独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基以及其组合。
6.根据权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自由以下组成的群组：
7.一种包括第一有机发光装置的第一装置，其进一步包括：
阳极；
阴极；以及
安置在所述阳极与所述阴极之间的有机层，其包括具有式Ir(L1)n(L2)3-n的化合物：
其中配位体L1为具有式I的第一配位体，
其中配位体L2为具有式II的第二配位体，
其中L1不同于L2；
其中R1为选自由烷基和环烷基组成的群组的部分或完全氘化基团；
其中RB表示单取代、二取代或无取代；
其中R2表示单取代、二取代、三取代或无取代；
其中R3、R4、R5、RA和RC各自表示单取代、二取代、三取代、四取代或无取代；
其中R2和R3各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、烷基、环烷基以及其组合；
其中R4和R5各自独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、硅烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫基、亚砜基、砜基、膦基以及其组合；
其中RA、RB和RC独立地选自由以下组成的群组：氢、氘、甲基、乙基、丙基、1-甲基乙基、丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、环戊基、环己基以及其组合；且
其中n为1或2。
8.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述第一装置为消费型产品。
9.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述第一装置为有机发光装置。
10.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述第一装置包括照明面板。
11.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述有机层为发光层且所述化合物为发光掺杂物。
12.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述有机层为发光层且所述化合物为非发光掺杂物。
13.根据权利要求7所述的第一装置，其中所述有机层进一步包括基质。
14.根据权利要求13所述的第一装置，其中所述基质包括含有苯并稠合噻吩或苯并稠合呋喃的三亚苯；
其中所述基质中的任何取代基为独立地选自由以下组成的群组的未稠合取代基：CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH＝CH-CnH2n+1、C≡C-CnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1，或无取代基；
其中n为1到10；且
其中Ar1及Ar2独立地选自由以下组成的群组：苯、联苯、萘、三亚苯、咔唑和其杂芳族类似物。
15.根据权利要求13所述的第一装置，其中所述基质包括选自由以下组成的群组的化合物：咔唑、二苯并噻吩、二苯并呋喃、二苯并硒吩、氮杂咔唑、氮杂-二苯并噻吩、氮杂-二苯并呋喃和氮杂-二苯并硒吩。
16.根据权利要求13所述的第一装置，其中所述基质选自由以下组成的群组：
17.根据权利要求13所述的第一装置，其中所述基质包括金属复合物。
18.一种调配物，其包括根据权利要求1所述的化合物。
19.一种化合物，其选自由以下组成的群组：
20.一种包括第一有机发光装置的第一装置，其进一步包括：
阳极；
阴极；以及
安置在所述阳极与所述阴极之间的有机层，其包括选自由以下组成的群组的化合物：
21.一种金属复合物：
(O-N)为具有配位到原子O、N的金属的双齿配位体；L101为另一配位体；K'为1到可连接到金属的配位体的最大数目的整数值。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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