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CN108586544A - 具有苯基咪唑配体的磷光发射体 - Google Patents

具有苯基咪唑配体的磷光发射体 Download PDF

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CN108586544A CN201810692198.2A CN201810692198A CN108586544A CN 108586544 A CN108586544 A CN 108586544A CN 201810692198 A CN201810692198 A CN 201810692198A CN 108586544 A CN108586544 A CN 108586544A
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Abstract

本发明涉及具有苯基咪唑配体的磷光发射体。具体地，本发明提供了磷光材料，其中所述材料包含具有至少一个配体L3的配位化合物，所述至少一个配体L3具有式(I)：其中A和B分别独立地为5元或6元碳环或杂环；其中RA、RB、RC和RD分别代表单、二、三、四取代，或者没有取代；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8分别选自N或C；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中的至少一个为N；其中Z1、Z2、Z3、和Z4中的一个为键合到A的N上的C；其中Z选自BR、NR、PR、O、S、Se、C＝O、S＝O、SO2、CRR’、SiRR’、和GeRR’；其中，R、R’、RA、RB、RC和RD为本文所述；其中，L3配合到金属M1上；并且其中L3可以与其它配体相连从而构成三齿、四齿、五齿、或六齿配体。还提供了包含此类化合物的器件，例如有机发光器件。

Description

具有苯基咪唑配体的磷光发射体
本申请是优先权日为2012年8月24日、发明名称为“具有苯基咪唑配体的磷光发射体”的中国发明专利申请第201310370845.5号的分案申请。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年8月24日提交的美国临时申请序列号61/692,987的优先权，通过引用将该申请的公开内容整体并入本文。
联合研究协议
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或其之前有效，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
本发明涉及有机发光器件(OLED)。更具体地，本发明涉及当用于OLED时可以具有改进的稳定性的磷光发光材料。
背景技术
由于很多原因，利用有机材料的光电器件正变得越来越受欢迎。用于制备这样的器件的很多材料相对廉价，因此有机光电器件相对于无机器件具有成本优势的潜力。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，例如在柔性基材上制造。有机光电器件的实例包括有机发光器件(OLED)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电探测器。对于OLED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。例如，有机发光层发射光的波长通常可以容易地用合适的掺杂剂进行调节。
OLED利用当跨器件施加电压时发光的有机薄膜。OLED正在成为用于诸如平板显示、照明和背光应用中的越来越引人关注的技术。美国专利US 5,844,363、US 6,303,238和US 5,707,745中记载了多种OLED材料和构造，通过引用将它们整体并入本文。
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。特别地，这些标准要求饱和的红、绿和蓝色像素。可以使用CIE坐标来度量色彩，该CIE坐标是现有技术中公知的。
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：
在此处以及后面的图中，我们将从氮到金属(此处为Ir)的配位键表示为直线。
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括重复单元。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上的侧基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”，并且据认为目前在OLED领域使用的所有树枝状化合物都是小分子。
本文中使用的“顶部”指的是离基材最远，而“底部”指的是离基材最近。在将第一层描述为“位于第二层上方”的情况下，第一层距离基材更远。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“位于阳极上方”，即使其间存在多个有机层。
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。
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。
如本文中所使用，并且如本领域技术人员通常所理解，如果该第一能级更接近于真空能级，则第一“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。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。
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。
关于OLED以及上述定义的更多细节，可以参见美国专利US 7,279,704,通过引用将其整体并入本文。
发明内容
提供了一种新型的发光材料。该新类别的材料包括具有络合到配体L3的金属M1的化合物，该配体L3含有氮杂二苯并噻吩或氮杂二苯并呋喃基团，该配体表示为下面的式(I)：
其中A和B各自独立的为5元或6元碳环或杂环；其中RA、RB、RC和RD各自代表单、二、三、四取代，或者没有取代；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8各自选自N或C；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中的至少一个为N；其中Z1、Z2、Z3、和Z4之一为键合到A的N上的C；其中Z选自BR、NR、PR、O、S、Se、C＝O、S＝O、SO2、CRR’、SiRR’、和GeRR’；其中R、R’、RA、RB、RC和RD各自独立地选自氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基、和它们的组合；其中任意两个相邻的R、R’、RA、RB、RC和RD任选地连接以形成环，所述环可以被进一步取代；并且其中L3可以与其它配体连接从而构成三齿、四齿、五齿、或六齿配体。
所述化合物可以为均配型或混配型。在一些实施方案中，所述化合物是均配型。在其它实施方案中，所述化合物是混配型。
在一些实施方案中，环B为苯环，如上文所述，其可以为取代的。
所述化合物可以包括任何合适的金属M1。在一些实施方案中，M1为Ir。
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中的至少一个为N。在一些实施方案中，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中仅一个为N。在一些实施方案中，Z1为N。在一些另外的实施方案中，Z2为N。在一些另外的实施方案中，Z3为N。在一些另外的实施方案中，Z4为N。在一些另外的实施方案中，Z5为N。在一些另外的实施方案中，Z6为N。在一些另外的实施方案中，Z7为N。在一些另外的实施方案中，Z8为N。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR”，其中R”为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些其它的实施方案中，Z2键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z1和Z3为CR”，其中R”为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR”，其中R”为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR”，其中R”为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在任一前述实施方案中的一些另外的实施方案中，R”选自甲基、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、苯基、和它们的组合。
在一些实施方案中，Z为O或S。
在一些实施方案中，配体L3为具有式(II)的配体：
其中变量具有如上定义的含义。
在一些实施方案中，配位化合物为具有式(III)的化合物：
其中Z9-Z10为二齿配体；n为1、2、或3；并且其它变量具有上文提供的定义。在一些此类实施方案中，Z9-Z10为2-苯基咪唑、1-苯基咪唑、2-苯基吡啶基、1-(4-二苯并呋喃)咪唑、或1-(4-二苯并噻吩)咪唑，其中的每一个任选地被取代基取代一次或多次，所述取代基独立地选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、和它们的组合。
在一些实施方案中，所述配位化合物是选自如下的化合物：
其中，RC1、RC2、RC3和RC4分别独立地选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、和它们的组合；而X和Z为O或S。
在一些此类实施方案中，RC1、RC2、RC3和RC4分别独立地选自甲基、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、苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、和它们的组合；并且其中任意基团任选地部分或完全氘化。
在一些其它实施方案中，所述配位化合物是选自如下的化合物：
还提供了器件。在一些实施方案中，提供了第一器件，其包括第一发光器件，所述第一发光器件还包含：阳极；阴极；和设置在所述阳极与所述阴极之间的有机层，所述有机层包含上述实施方案中任一个的配位化合物。在一些实施方案中，所述第一器件为消费产品。在一些实施方案中，所述第一器件为有机发光器件。在一些实施方案中，所述器件包括照明面板(lighting panel)。
在一些实施方案中，所述器件中的所述有机层为发射层。在一些此类实施方案中，所述配位化合物为发射性掺杂剂。在其它此类实施方案中，所述配位化合物为非发射性掺杂剂。
在一些实施方案中，所述器件中的所述有机层还包含主体(host)。可以使用任何合适的主体。在一些实施方案中，所述主体包括含有苯并稠合噻吩或苯并稠合呋喃的苯并菲(triphenylene)；其中，所述主体中的任何取代基为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH＝CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1中的未稠合的取代基，或者没有取代；其中n为1至10；并且其中Ar1和Ar2分别独立地选自苯、联苯、萘、苯并菲、咔唑、和它们的杂芳族类似物。在一些实施方案中，所述主体包括选自如下的化合物：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。
在一些其它此类实施方案中，所述主体是选自如下的化合物：
和它们的组合。
在一些实施方案中，所述主体包括金属络合物。
下面进一步详细描述本发明的其它实施方案和方面。
附图说明
图1示出了一种有机发光器件。
图2示出了不具有单独的电子传输层的倒置式有机发光器件。
图3示出了可配合到金属的配体L3。
具体实施方式
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，并且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上时，形成“激子”，它是具有激发能态的局域化的电子-空穴对。当激子通过发光机制弛豫时，发射出光。在一些情况下，激子可被局域化在激发体或激发复合体上。也可以发生非辐射机制，例如热弛豫，但是通常将其视为不合需要的。
最初的OLED使用从其单线态发光(“荧光”)的发光分子，例如美国专利US 4,769,292中所公开，通过引用将其全部内容并入本文。荧光发射通常发生在小于10纳秒的时间范围内。
最近，已证实了具有从三线态发光(“磷光”)的发光材料的OLED。见Baldo等人的“Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic ElectroluminescentDevices”，Nature，第395卷，151-154，1998；(“Baldo-I”)和Baldo等人的“Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electro-phosphorescence”，Appl.Phys.Lett，第75卷，第3期，4-6(1999)(“Baldo-II”)，通过引用将它们整体并入本文。磷光更详细地记载于美国专利US 7,279,704的第5-6栏，通过引用将其并入本文。
图1示出了一种有机发光器件100。这些图不一定按比例绘制。器件100可以包括基材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、阴极160和阻挡层170。阴极160是具有第一导电层162和第二导电层164的复合阴极。可以通过按顺序沉积上述层来制备器件100。这些不同层的性质和功能以及材料实例更具体地记载于US 7,279,704第6-10栏中，通过引用将其并入本文。
可以获得这些层中每一个的更多实例。例如，柔性且透明的基材-阳极组合公开于美国专利US 5,844,363中，通过引用将其整体并入本文。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，这公开于美国专利申请公布US2003/0230980中，通过引用将其整体并入本文。发光材料和主体材料的实例公开于Thompson等人的美国专利US 6,303,238中，通过引用将其整体并入本文。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，这公开于美国专利申请公布US2003/0230980中，通过引用将其整体并入本文。美国专利US5,703,436和US 5,707,745(通过引用将它们整体并入本文)公开了包括复合阴极的阴极实例，所述复合阴极具有金属如Mg:Ag的薄层，具有覆盖的透明导电溅射沉积的ITO层。阻挡层的理论和用途更详细地记载于美国专利US 6,097,147和美国专利申请公布US2003/0230980中，通过引用将它们整体并入本文。注入层的实例提供于美国专利申请公布US 2004/0174116中，通过引用将其整体并入本文。关于保护层的说明可以见于美国专利申请公布US 2004/0174116中，通过引用将其整体并入本文。
图2示出了一种倒置OLED 200。该器件包括基材210、阴极215、发光层220、空穴传输层225和阳极230。可以通过按顺序沉积所述层来制备器件200。因为大多数常见OLED构造具有位于阳极上方的阴极，而器件200具有位于阳极230下方的阴极215，因此可以将器件200称为“倒置”OLED。与针对器件100所述的类似材料可以用于器件200的相应的层中。图2提供了可以如何将某些层从器件100的结构中省略的一个实例。
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结合或者将层完全省略而获得功能性OLED。也可以包括未明确说明的其它层。可以使用明确说明的那些材料以外的材料。尽管本文中提供的很多实例将多种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，所述层可以具有多个亚层。本文中给予各种层的名称并不打算进行严格地限制。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，并且可被描述为空穴传输层或空穴注入层。在一种实施方案中，OLED可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。
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OLED(PLED)，例如Friend等人的美国专利US 5,247,190中所公开的，通过引用将其整体并入本文。作为另外的实例，可以使用具有单一有机层的OLED。OLED可以被叠置，例如如Forrest等人的美国专利US 5,707,745中所述，通过引用将其整体并入本文。OLED结构可以偏离图1和2中所示的简单的层状结构。例如，基材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US 6,091,195中所记载的台面(mesa)结构和/或Bulovic等人的美国专利US 5,834,893中所记载的凹坑(pit)结构，通过引用将它们整体并入本文。
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，例如美国专利US 6,013,982和6,087,196中所记载，通过引用将其整体并入本文，有机气相沉积(OVPD)，例如Forrest等人的美国专利US 6,337,102中所记载，通过引用将其整体并入本文，以及通过有机气相喷涂(OVJP)的沉积，例如美国专利申请US 10/233,470中所记载，通过引用将其整体并入本文。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。优选的图案化方法包括通过掩模沉积，冷焊，例如美国专利US 6,294,398和US 6,468,819中所记载，通过引用将其整体并入本文，以及与某些沉积方法如喷墨和OVJD相关联的图案化方法。也可以使用其它方法。可以对有待沉积的材料进行改性以使它们与特定的沉积方法相容。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，并且3-20个碳是优选范围。非对称结构的材料可以比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。枝状物(dendrimer)取代基可以用于增强小分子进行溶液处理的能力。
根据本发明的实施方案制成的器件还可以任选地包含阻挡层。该阻挡层的一个目的是保护电极和有机层免于有害地暴露到环境中的有害物质，包括水分、蒸气和/或气体等。阻挡层可以沉积在基底、电极的上方、下方或紧邻，或者沉积在器件的任何其它部分(包括边缘)上方。阻挡层可以包括单层或多层。阻挡层可以通过多种已知的化学气相沉积技术形成并且可包括具有单相的组成以及具有多相的组成。任何合适的材料或材料组合可以用于阻挡层。阻挡层可以包括无机化合物或有机化合物或者两者。如美国专利US 7,968,146、PCT专利申请PCT/US2007/023098和PCT/US2009/042829中所述，优选的阻挡层包含聚合材料和非聚合材料的混合物，通过引用将这些专利整体并入本文。为了被视为“混合物”，构成阻挡层的前述聚合材料和非聚合材料应当在相同的反应条件下和/或在同一时间沉积。聚合材料与非聚合材料的重量比率可以在95:5至5:95的范围内。聚合材料和非聚合材料可以由相同的前体材料生成。在一个实例中，聚合材料和非聚合材料的混合物基本上由聚合硅和无机硅组成。
根据本发明的实施方案制造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、医疗监视器、电视、广告牌、室内或室外照明灯和/或信号灯、平视显示器、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(PDA)、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℃)。
本文中记载的材料和结构可以应用于除OLED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。更一般而言，有机器件例如有机晶体管可以使用这些材料和结构。
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US 7,279,704的第31-32栏中，通过引用将该专利并入本文中。
具有苯基咪唑配体且该配体在咪唑上具有扭曲的环取代基的铱络合物能够表现出改良的升华性能，并且当用于磷光有机发光器件(PHOLED)中时能够改善器件的稳定性。这种扭曲的环取代基可包括在该环与咪唑键合之处紧邻的位置上的大取代基。通过将大基团布置在这些位置，环取代基扭曲，从而干扰共轭。此外，由这些大基团产生的位阻效应能够减缓由氧导致的络合物降解。在此类扭曲的芳基化合物中，LUMO通常局限在环取代基上。增加环取代基的共轭能够改善器件的稳定性。例如，环取代基能够包括诸如二苯并呋喃或二苯并噻吩的基团。
氮杂二苯并呋喃和氮杂二苯并噻吩可用作OLED中的主体材料。相对于二苯并呋喃和二苯并噻吩，在环中包括氮趋于降低LUMO。因此，这种氮取代的环当用于器件中时更加电子友好并且由于较低的LUMO从而具有较大的器件稳定性。芳基取代的苯基咪唑配位化合物具有通常局限于与咪唑键合的芳基取代基上的LUMO。因此，可以通过以降低LUMO的方式对芳基取代基进行改性而改良器件的稳定性。但是，降低LUMO能够改变络合物的某些光物理特性，并且可能导致其发射朝向红光偏移，从而使该化合物不适合用作蓝光发射体。本文提供了具有氮杂二苯并呋喃取代的或氮杂二苯并噻吩取代的苯基咪唑配体的配位化合物。与可比的二苯并呋喃取代的或二苯并噻吩取代的化合物相比，氮杂二苯并呋喃和氮杂二苯并噻吩取代基的使用导致朝向红光偏移的单线态能量。但是，该化合物仅仅表现出可忽略的三线态偏移。因此，用氮杂二苯并呋喃或氮杂二苯并噻吩取代苯基咪唑配体能够导致具有改良的器件稳定性的化合物，其仍然能够充当蓝光发射体。
上述段落中的“氮杂”名称(即氮杂二苯并呋喃、氮杂二苯并噻吩等)是指在相应片段中的一个或多个C-H基团能够被例如氮原子替代，并且不受任何限制，氮杂苯并菲包括二苯并[f,h]喹喔啉和二苯并[f,h]喹啉。本领域的普通技术人员能够易于构想上述氮杂衍生物的其它氮类似物，并且意图通过本文所述的术语涵盖所有这些类似物。
提供了一种新型的发光材料。该新类别的材料包括具有络合到配体L3的金属M1的化合物，该配体L3含有氮杂二苯并噻吩或氮杂二苯并呋喃基团，该配体表示为下面的式(I)：
其中A和B各自独立地为5元或6元碳环或杂环；其中RA、RB、RC和RD各自代表单、二、三、四取代，或者没有取代；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8各自选自N或C；其中Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中的至少一个为N；其中Z1、Z2、Z3、和Z4之一为键合到A的N上的C；其中Z选自BR、NR、PR、O、S、Se、C＝O、S＝O、SO2、CRR′、SiRR′、和GeRR′；其中R、R′、RA、RB、RC和RD各自独立地选自氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基、和它们的组合；其中任意两个相邻的R、R′、RA、RB、RC和RD任选地连接以形成环，所述环可以被进一步取代；并且其中L3可以与其它配体连接从而构成三齿、四齿、五齿、或六齿配体。
所述化合物可以为均配型或混配型。在一些实施方案中，所述化合物是均配型(homoleptic)。在其它实施方案中，所述化合物是混配型(heteroleptic)。
在一些实施方案中，环B为苯环，如上文所述，其可以为取代的。
所述化合物可以包括任何合适的金属M1。在一些实施方案中，M1为Ir。
Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中的至少一个为N。在一些实施方案中，Z1、Z2、Z3、Z4、Z5、Z6、Z7、和Z8中仅一个为N。在一些实施方案中，Z1为N。在一些另外的实施方案中，Z2为N。在一些另外的实施方案中，Z3为N。在一些另外的实施方案中，Z4为N。在一些另外的实施方案中，Z5为N。在一些另外的实施方案中，Z6为N。在一些另外的实施方案中，Z7为N。在一些另外的实施方案中，Z8为N。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR″，其中R″为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些其它的实施方案中，Z2键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z1和Z3为CR″，其中R″为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR″，其中R″为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在一些实施方案中，Z1键合到环A的N上。在一些此类实施方案中，Z2为CR”，其中R”为烷基、环烷基、芳基、或取代的芳基。
在任一前述实施方案中的一些另外的实施方案中，R”选自甲基、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、苯基、和它们的组合。
在一些实施方案中，Z为O或S。
在一些实施方案中，配体L3为具有式(II)的配体：
其中，变量具有如上定义的含义。
在一些实施方案中，配位化合物为具有式(III)的化合物：
其中Z9-Z10为二齿配体；n为1、2、或3；并且其它变量具有上文提供的定义。在一些此类实施方案中，Z9-Z10为2-苯基咪唑、1-苯基咪唑、2-苯基吡啶基、1-(4-二苯并呋喃)咪唑、或1-(4-二苯并噻吩)咪唑，其中的每一个任选地被取代基取代一次或多次，所述取代基独立地选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、和它们的组合。
在一些实施方案中，所述配位化合物是选自如下的化合物：
其中，RC1、RC2、RC3和RC4分别独立地选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、和它们的组合；并且Z和X为O或S。
在一些此类实施方案中，RC1、RC2、RC3和RC4分别独立地选自甲基、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、苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、2,6-二异丙基苯基、和它们的组合；并且其中任意基团任选地部分或完全氘化。
在一些其它实施方案中，所述配位化合物是选自如下的化合物：
还提供了器件。在一些实施方案中，提供了第一器件，其包括第一发光器件，所述第一发光器件还包含：阳极；阴极；和设置在所述阳极与所述阴极之间的有机层，所述有机层包含上述实施方案中任一个的配位化合物。在一些实施方案中，所述第一器件为消费产品。在一些实施方案中，所述第一器件为有机发光器件。在一些实施方案中，所述器件包括照明面板(lighting panel)。
在一些实施方案中，所述器件中的所述有机层为发射层。在一些此类实施方案中，所述配位化合物为发射性掺杂剂。在其它此类实施方案中，所述配位化合物为非发射性掺杂剂。
在一些实施方案中，所述器件中的有机层还包含主体。可以使用任何合适的主体。在一些实施方案中，所述主体包括含有苯并稠合噻吩或苯并稠合呋喃的苯并菲；其中，所述主体中的任何取代基为独立地选自CnH2n+1、OCnH2n+1、OAr1、N(CnH2n+1)2、N(Ar1)(Ar2)、CH＝CH-CnH2n+1、C≡CHCnH2n+1、Ar1、Ar1-Ar2、CnH2n-Ar1中的未稠合的取代基，或者没有取代；其中n为1至10；并且其中Ar1和Ar2分别独立地选自苯、联苯、萘、苯并菲、咔唑、和它们的杂芳族类似物。在一些实施方案中，所述主体包括选自如下的化合物：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。
在一些其它此类实施方案中，所述主体是选自如下的化合物：
和它们的组合。
在一些实施方案中，所述主体包括金属络合物。
与其它材料的组合
在本文中描述为对于有机发光器件中的特定层有用的材料可以与器件中存在的多种其它材料组合使用。例如，本文公开的发射性掺杂剂可以与多种主体、传输层、阻挡层、注入层、电极和可能存在的其它层结合使用。下文描述或提及的材料是可以与本文公开的化合物组合使用的材料的非限制性实例，并且本领域的技术人员能够容易地参照文献从而确定可以组合使用的其它材料。
HIL/HTL：
有待用于本发明的空穴注入/传输材料没有特别限制，并且可以使用任意化合物，只要该化合物典型被用作空穴注入/传输材料。所述材料的实例包括但不限于：酞菁或卟啉(porphryin)衍生物；芳族胺衍生物；吲哚并咔唑衍生物；含氟代烃的聚合物；具有导电性掺杂剂的聚合物；导电聚合物，例如PEDOT/PSS；源自于诸如膦酸和硅烷衍生物的化合物的自组装单体；金属氧化物的衍生物，例如MoOx；p-型半导体有机化合物，例如1,4,5,8,9,12-六氮杂三亚苯六腈；金属络合物，以及可交联化合物。
用于HIL或HTL的芳族胺衍生物的实例包括但不限于以下一般结构：
Ar1至Ar9中的每一个选自如下：由芳香烃的环状化合物构成的组，例如苯、联苯基、三苯基、三亚苯、萘、蒽、非那烯(phenalene)、菲、芴、芘、(chrysene)、苝、薁(azulene)；由芳香族杂环化合物构成的组，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(pyridylindole)、吡咯并二吡啶(pyrrolodipyridine)、吡唑、咪唑、三唑、唑、噻唑、二唑、三唑、二唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、嗪、噻嗪(oxathiazine)、二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪(indoxazine)、苯并唑、苯并异唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩嗪、苯并呋喃吡啶、呋喃联吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩联吡啶、苯并硒酚并吡啶、和硒酚联吡啶；以及由2至10环结构单元构成的组，所述结构单元是具有选自于芳香烃环状基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团并且彼此直接键合或者经由氧原子、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状基团中的至少一种彼此键合。其中，每个Ar进一步被选自如下中的取代基取代：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基和它们的组合。
在一个方面，Ar1到Ar9独立地选自如下：
k为从1至20的整数；X1至X8为C(包括CH)或N；Ar1具有上面定义的相同基团。
在HIL或HTL中使用的金属络合物的实例包括但不限于以下通式：
M为金属，具有大于40的原子量；(Y1-Y2)为二齿配体，Y1和Y2独立地选自于C、N、O，P和S；L为辅助配体；m为从1至可以连接到金属的配体的最大数目的整数值；并且m+n为可以连接到金属的配体的最大数目。
在一个方面，(Y1-Y2)为2-苯基吡啶衍生物。
在另一方面，(Y1-Y2)为卡宾配体。
在另一方面，M选自Ir、Pt、Os和Zn。
在另外的方面，金属络合物在溶液中相对于Fc+/Fc对的最小氧化电势小于约0.6V。
主体：
本发明的有机EL器件的发光层优选地至少含有作为发光材料的金属络合物，并且可以含有主体材料，所述主体材料利用所述金属络合物作为掺杂剂材料。主体材料的实例没有特别限定，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要主体的三线态能量大于掺杂剂的三线态能量。尽管下面的表格归类了对于发射不同颜色的器件所优选的主体材料，但是只要满足三线态标准，可以将任何主体材料可以与任何掺杂剂一起使用。
用作主体的金属络合物的实例优选地具有以下通式：
M为金属；(Y3-Y4)为二齿配体，Y3和Y4独立地选自C、N、O、P和S中；L为辅助配体；m为从1至可以连接到金属的配体的最大数目的整数值；并且m+n为可以连接到金属的配体的最大数目。
在一个方面，所述金属络合物为：
(O-N)为二齿配体，使金属配位到原子O和N上。
在另一方面，M选自Ir和Pt。
在另外的方面，(Y3-Y4)为卡宾配体。
用作主体的有机化合物的实例选自如下：由芳香烃的环状化合物构成的组，例如苯、联苯基、三苯基、三亚苯、萘、蒽、非那烯(phenalene)、菲、芴、芘、(chrysene)、苝、薁(azulene)；由芳香族杂环化合物构成的组，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(pyridylindole)、吡咯并二吡啶(pyrrolodipyridine)、吡唑、咪唑、三唑、唑、噻唑、二唑、三唑、二唑、噻二唑、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪、嗪、噻嗪(oxathiazine)、二嗪、吲哚、苯并咪唑、吲唑、吲哚嗪(indoxazine)、苯并唑、苯并异唑、苯并噻唑、喹啉、异喹啉、噌啉、喹唑啉、喹喔啉、萘啶、酞嗪、蝶啶、呫吨、吖啶、吩嗪、吩噻嗪、吩嗪、苯并呋喃吡啶、呋喃联吡啶、苯并噻吩并吡啶、噻吩联吡啶、苯并硒酚并吡啶、和硒酚联吡啶；以及由2至10环结构单元构成的组，所述结构单元是具有选自于芳香烃环状基团和芳族杂环基团的相同类型或不同类型的基团并且彼此直接键合或者经由氧原子、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状基团中的至少一种彼此键合。其中，每个基团进一步被选自如下中的取代基取代：氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基和它们的组合。
在一个方面，主体化合物在分子中含有以下基团中的至少一种：
R1至R7独立地选自氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基和它们的组合，当其为芳基或杂芳基时，其具有与上述Ar相似的定义。
k为从0至20的整数。
X1至X8选自C(包括CH)或N。
Z100至Z200选自NR1、O、或S。
HBL：
也可以使用空穴阻挡层(HBL)来减小离开发射层的空穴和/或激子的数目。与缺少阻挡层的相似器件相比，在器件中存在这种阻挡层可以导致显著更高的效率。此外，阻挡层可以用来将发射限制到OLED的期望区域。
在一个方面，在HBL中使用的化合物含有与上述用作主体的相同分子或相同官能团。
在另一方面，在HBL中使用的化合物在分子中含有以下基团中的至少一种：
k为从0至20的整数；L为辅助配体，m为从1至3的整数。
ETL：
电子传输层(ETL)可以包含能够传输电子的材料。电子传输层可以为本征的(未掺杂的)或掺杂的。掺杂可以用来提高导电性。ETL材料的实例没有特别的限制，并且可以使用任何金属络合物或有机化合物，只要它们通常被用来传输电子。
在一个方面，在ETL中使用的化合物在分子中含有以下基团中的至少一种：
R1选自氢、氘、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、芳氧基、氨基、甲硅烷基、链烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、酰基、羰基、羧酸、酯、腈、异腈、硫烷基(sulfanyl)、亚磺酰基、磺酰基、膦基和它们的组合，当其为芳基或杂芳基时，其具有与上述Ar相似的定义。
Ar1至Ar3具有与上述Ar相似的定义。
k为从0至20的整数。
X1至X8选自C(包括CH)或N。
在另一方面，在ETL中使用的金属络合物含有但不限于以下通式：
(O-N)或(N-N)为二齿配体，使金属配位到原子O,N或N,N；L为辅助配体；m为从1至可连接到金属的配体的最大数目的整数值。
在用于OLED器件的每个层的任何上述化合物中，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、吡啶基等包括其未氘化、部分氘化、和完全氘化的形式。类似地，取代基的类别例如但不限于烷基、芳基、环烷基、杂芳基等也包括其未氘化、部分氘化、和完全氘化的形式。
除本文中公开的材料之外和/或与本文中公开的材料组合，可以在OLED中使用许多空穴注入材料、空穴传输材料、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I中。表I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。
表I
计算实施例
单线态和三线态跃迁的计算
化合物5-O-1的合成
3-(2-甲氧基-4-硝基苯基)吡啶-2-胺的合成。将3-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂环戊硼烷-2-基)吡啶-2-胺(20g，91mmol)、1-碘-2-甲氧基-4-硝基苯(23g，83mmol)、Pd(PPh3)4(1g，0.83mmol)和碳酸钠(26g，248mmol)添加到DME(300mL)和水(200mL)中，并且使反应混合物充分脱气，随后加热回流16h。将反应物冷却至室温且在EtOAc与水之间进行分配。层分离，并且利用EtOAc萃取含水相两次。合并的有机层通过硫酸钠干燥、过滤和旋转蒸发。利用EtOAc浸提粗产物以获得5.0g的产物。在硅胶上利用1/1的己烷/EtOAc到EtOAc将滤液层析(chromatograph)以获得另外4.4g的产物。3-(2-甲氧基-4-硝基苯基)吡啶-2-胺的总产量为9.4g(46％)。该产物通过NMR得以证实。
7-硝基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶的合成。将3-(2-甲氧基-4-硝基苯基)吡啶-2-胺(9.4g，38.3mmol)溶解在乙酸(60mL)和THF(20mL)中，并且在盐/冰/水浴中将反应混合物冷却至-10℃。逐滴加入亚硝酸叔丁酯(9.1mL，77.0mmol)，这导致反应物变稠。将反应混合物缓慢温热至室温过夜，并且在EtOAc与水之间进行分配。含水相利用EtOAc洗涤两次，而合并的有机物利用水洗涤两次。有机物通过硫酸钠干燥并且提取(stripped)以获得9.2g的黄色固体。该粗制材料在硅胶上利用99/1至95/5的DCM/EtOAc进行层析以获得灰白色固体形式的5.0g(61％)的7-硝基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶。该产物通过NMR得以证实。
苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺的合成。将载于碳上的钯(1.2g)添加到在200mL乙醇中的7-硝基苯并呋喃[2,3-b]吡啶(5g，23.4mmol)中并且在帕而(Parr)氢化器上利用氢气还原2h。GC/MS分析表明反应完成，并且将内容物过滤通过塞且利用DCM洗涤。在溶剂蒸发之后，在硅胶上利用在DCM中的0-10％的乙酸乙酯对粗产物进行层析以得到3.9克(91％)的苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺。该产物通过NMR得以证实。
6,8-二溴苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺的合成。将苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺(6.6g，35.8mmol)悬浮在DMF(35mL)中，并且冷却至0℃。将N-溴代琥珀酰亚胺(12.8g，71.7mmol)溶解在DMF(35mL)中，并且逐滴加入到胺混合物中，并将反应溶液缓慢温热至室温过夜。将反应混合物倒入250mL的NaHCO3的水溶液中，搅拌10min，并且将内容物过滤，利用大量水进行洗涤。滤出的固体利用己烷/EtOAc研制且干燥以获得为棕褐色固体形式的12g(98％)6,8-二溴苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺。该产物通过NMR得以证实。
6,8-二(丙-1-烯-2-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺的合成。将6,8-二溴苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺(11g，32.2mmol)、4,4,5,5-四甲基-2-(丙-1-烯-2-基)-1,3,2-二氧杂环戊硼烷(25.3mL，149mmol)、乙酸钯(II)(1.1g，4.8mmol)、二环己基(2’,6’-二甲氧基-[1,1’-联苯]-3-基)膦(4.0g，9.7mmol)和磷酸三钾一水合物(37.0g，161mmol)加入到甲苯(120mL)和水(120mL)中，并且将混合物充分脱气，随后加热以回流过夜。在冷却之后，将反应混合物在EtOAc与水之间进行分配。含水相利用EtOAc洗涤两次，而合并的有机物利用水洗涤两次。有机物通过硫酸钠干燥并且被提取，将粗制材料在硅胶上进行层析以获得7.1g(84％)的6,8-二(丙-1-烯-2-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺。该产物通过GC/MS分析和NMR得以证实。
6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺的合成。将载于碳上的钯(1.4g)和载于碳上的铂(2.6g)加入到在150mL乙醇和2mL乙酸中的6,8-二(丙-1-烯-2-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺(7.1g，26.9mmol)中，并且在帕而氢化器上利用氢气还原16h。GC/MS分析表明反应完成，并且将内容物过滤通过塞且利用DCM洗涤。在溶剂蒸发之后，在硅胶上利用80:10:10的己烷：EtOAc：DCM对粗产物进行层析以获得4.8g(67％)的6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺。该产物通过GC/MS分析和NMR得以证实。
N’-(6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-基)苯甲脒(benzimidamide)的合成。将6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-胺(4.7g，17.5mmol)溶解在甲苯(100mL)中，并且冷却至0℃。逐滴加入三甲基铝(17.5mL，35.0mmol)(2.0M，在甲苯中)，并且将反应混合物温热至室温且搅拌2h。随后逐滴加入在甲苯(60mL)中的苄腈(2.3mL，22.8mmol)，并且将反应物加热至90℃过夜。将反应物冷却且分批倒入含有100g氧化硅、200mL DCM和100mL MeOH的烧杯中，从而导致一些气体逸出和轻微放热。将该混合物搅拌一小时，通过过滤且利用～9:1的DCM：MeOH洗涤直到洗脱液在TLC(～1L总体积)上没有显示发光为止。洗脱液被提取从而获得7.2g的黄色固体，利用己烷浸提该黄色固体以获得灰白色固体形式的6.3g(97％)的N’-(6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-基)苯甲脒。该产物通过GC/MS分析和NMR得以证实。
6,8-二异丙基-7-(2-苯基-1H-咪唑-1-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶的合成。将N’-(6,8-二异丙基苯并呋喃并[2,3-b]吡啶-7-基)苯甲脒(6.3g，16.9mmol)添加到2-丙醇(200mL)中，并且加入2-氯乙醛(5.3g，33.9mmol)(50％，在水中)和碳酸氢钠(4.3g，50.9mmol)。将反应混合物加热以回流过夜，冷却至室温，并且在EtOAc与水之间进行分配。在分离之后，将含水相用EtAOc洗涤两次，而将合并的有机物利用10％的LiCl(水溶液)洗涤两次。将合并的有机物干燥且旋转蒸发，并且将粗制材料溶解在100mL的甲苯中且加入25mL的乙酸酐。将溶液加热以回流过夜，冷却至室温，并且利用MeOH急冷。在减压下除去所有溶剂，并且在硅胶上利用9/1的己烷/EtOAc至9/1的己烷/EtOAc的梯度将所得残留物层析从而获得5.7g(85％)的6,8-二异丙基-7-(2-苯基-1H-咪唑-1-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶。该产物通过GC/MS分析和NMR得以证实。
化合物5-O-1的合成。将6,8-二异丙基-7-(2-苯基-1H-咪唑-1-基)苯并呋喃并[2,3-b]吡啶(4.0g，10.1mmol)、Ir(acac)3(0.99g，2.0mmol)和20滴十三烷加入到Schlenk烧瓶中且充分脱气。在砂浴中将反应物加热至255℃(浴温)持续60h，然后冷却至室温。将反应混合物装入DCM中，并且在硅胶上利用从DCM至95/5的DCM/EtOAc的梯度进行层析。将该材料溶解在DCM中并且利用iPrOH沉淀以获得1.2g(43％)的BD649。该产物通过LC/MS分析和NMR得以证实。
表III化合物5-O-1和化合物A的特性
化合物 氧化还原性能(相对于Fc/Fc+) 2-MeTHF中的PL的λmax
化合物5-O-1 E红色:-2.62V；Rox:0.04V 476nm
化合物A E红色:-2.89V；Rox:0.05V 474nm
表III显示了化合物5-O-1和化合物A在室温下的氧化和还原电位(在无水DMF中利用0.1M的NBu4PF6作为电解质进行测量)以及光致发光波长。已出乎预料地发现，与化合物A相比，本发明的化合物显著更易于还原，但是能够保持几乎相同的颜色(仅有2nm的λmax差异)。化合物5-O-1的还原电位比化合物A低0.27V，这对于在保持相同的蓝色发射的同时实现更加稳定的器件而言是非常理想的。
利用高斯软件包以B3LYP/cep-31g的功能和基础设置，对下表II中示出的化合物进行DFT计算。表II示出了HOMO和LUMO的计算值，并且示出了相应的HOMO-LUMO能隙，以及与单线态S1和三线态T1跃迁相对应的光的波长。与二苯并呋喃和二苯并噻吩的C环络合物相比，氮杂二苯并呋喃和氮杂二苯并噻吩的C环络合物的HOMO能级稍微远离于真空能级偏移。然而，LUMO能级显著远离于真空能级偏移多达0.44eV。据认为，稳定化的LUMO提高化合物对电子的稳定性，从而导致在器件中具有更好稳定性的络合物。因此，本发明的具有氮杂二苯并呋喃和氮杂二苯并噻吩C环的络合物可以提供比对照化合物更好的稳定性。另外，尽管本发明化合物的计算单线态能量与对照化合物相比显著红移，但是三线态能量的偏移可以忽略不计。本发明化合物保持蓝光发射。
表II
应当理解的是，本文所述的各种实施方案仅作为示例，而并不意图限制本发明的范围。例如，本文所述的材料和结构中的很多可以用其它材料和结构进行替代而不背离本发明的精神。本领域的技术人员将清楚，要求保护的本发明因此可以包括本文所述的具体实施例和优选实施方案的变型。应当理解的是，关于本发明为何生效的各种理论并不意图进行限制。

Claims (4)

1.一种化合物，其特征在于所述化合物选自如下：
其中，RC1和RC2各自独立地选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、和它们的组合；并且X和Z为O或S。
2.如权利要求1所述的化合物，其中，RC1和RC2各自独立地选自于甲基、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、和它们的组合。
3.如权利要求1所述的化合物，其中所述化合物选自如下：
4.第一器件，包括第一有机发光器件，其进一步包括：
阳极；
阴极；和
有机层，所述有机层设置在所述阳极与所述阴极之间，所述有机层包含根据权利要求1-3任一项所述的化合物。
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