Organic electroluminescent materials and devices
A compound including a first ligand L A having a structure of Formula I is disclosed. The compound is useful a an emitter dopants in OLEDs for enhancing the OLED performance.
1. A compound having the formula Ir(L A ) 2 (L C ) or Ir(L A )(L B )(L C );
wherein L A , L B , and L C are each a bidentate ligand;
wherein L A comprises the following Formula I
wherein each R 3 and R 4 independently represents mono, di, tri, tetra substitutions or no substitution;
wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, and combinations thereof;
wherein any two adjacent R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 can be joined to form a ring, which may be further substituted;
wherein at least one L B or L C is
wherein if L A is coordinated to Ir via R 3 , then one of R 1 or R 3 is selected from the group consisting of:
wherein each Y 1 to Y 13 is independently selected from the group consisting of carbon and nitrogen;
wherein Y′ is selected from the group consisting of BR e , NR e , PR e , O, S, Se, C═O, S═O, SO 2 , CR e R f , SiR e R f , and GeR e R f ;
wherein R e and R f can be fused or joined to form a ring;
wherein each R a , R b , R c , and R d can independently represent from mono substitution to a maximum possible number of substitutions, or no substitution;
wherein each R a , R b , R c , R d , R e , and R f is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, and combinations thereof;
wherein any two adjacent substituents of R a , R b , R c , and R d can be fused or joined to form a ring or form a multidentate ligand; and
wherein the dash lines represent the bonds to Ir.
2. The compound of claim 1 , wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, and combinations thereof.
3. The compound of claim 1 , wherein at least one of R 1 or R 2 is aryl or substituted aryl.
4. The compound of claim 1 , wherein one of R 1 or R 3 comprises a 5-membered or 6-membered carbocyclic or heterocyclic aromatic ring and is coordinated to the metal M.
5. The compound of claim 4 , wherein one of R 1 or R 3 comprises at least one of the chemical groups selected from the group consisting of:
wherein each Y 1 to Y 13 is independently selected from the group consisting of carbon and nitrogen;
wherein Y′ is selected from the group consisting of BR e , NR e , PR e , O, S, Se, C═O, S═O, SO 2 , CR e R f , SiR e R f , and GeR e R f ;
wherein R e and R f can be fused or joined to form a ring;
wherein each R a , R b , R c , and R d can independently represent from mono substitution to a maximum possible number of substitutions, or no substitution;
wherein each R a , R b , R c , R d , R e , and R f is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, and combinations thereof;
wherein any two adjacent substituents of R a , R b , R c , and R d can be fused or joined to form a ring or form a multidentate ligand; and
wherein the dash lines represent the bonds to metal M.
6. The compound of claim 1 , wherein the first ligand L A is selected from the group consisting of:
7. The compound of claim 6 , wherein the compound is the Compound Cz having the formula Ir(L Ai ) 2 (L Cj );
wherein x=i, and z=1260i+j−1260;
wherein i is an integer from 1 to 71, and j is an integer from 1 to 1260;
wherein L C1 through L C1260 are based on a structure of
in which R 1 , R 2 , and R 3 are defined as:
Ligand
R 1
R 2
R 3
Ligand
R 1
R 2
R 3
Ligand
R 1
R 2
R 3
L C1
R D1
R D1
H
L C421
R D26
R D21
H
L C841
R D7
R D14
R D1
L C2
R D2
R D2
H
L C422
R D26
R D23
H
L C842
R D7
R D15
R D1
L C3
R D3
R D3
H
L C423
R D26
R D24
H
L C843
R D7
R D16
R D1
L C4
R D4
R D4
H
L C424
R D26
R D25
H
L C844
R D7
R D17
R D1
L C5
R D5
R D5
H
L C425
R D26
R D27
H
L C845
R D7
R D18
R D1
L C6
R D6
R D6
H
L C426
R D26
R D28
H
L C846
R D7
R D19
R D1
L C7
R D7
R D7
H
L C427
R D26
R D29
H
L C847
R D7
R D20
R D1
L C8
R D8
R D8
H
L C428
R D26
R D30
H
L C848
R D7
R D21
R D1
L C9
R D9
R D9
H
L C429
R D26
R D31
H
L C849
R D7
R D22
R D1
L C10
R D10
R D10
H
L C430
R D26
R D32
H
L C850
R D7
R D23
R D1
L C11
R D11
R D11
H
L C431
R D26
R D33
H
L C851
R D7
R D24
R D1
L C12
R D12
R D12
H
L C432
R D26
R D34
H
L C852
R D7
R D25
R D1
L C13
R D13
R D13
H
L C433
R D26
R D35
H
L C853
R D7
R D26
R D1
L C14
R D14
R D14
H
L C434
R D26
R D40
H
L C854
R D7
R D27
R D1
L C15
R D15
R D15
H
L C435
R D26
R D41
H
L C855
R D7
R D28
R D1
L C16
R D16
R D16
H
L C436
R D26
R D42
H
L C856
R D7
R D29
R D1
L C17
R D17
R D17
H
L C437
R D26
R D64
H
L C857
R D7
R D30
R D1
L C18
R D18
R D18
H
L C438
R D26
R D66
H
L C858
R D7
R D31
R D1
L C19
R D19
R D19
H
L C439
R D26
R D68
H
L C859
R D7
R D32
R D1
L C20
R D20
R D20
H
L C440
R D26
R D76
H
L C860
R D7
R D33
R D1
L C21
R D21
R D21
H
L C441
R D35
R D5
H
L C861
R D7
R D34
R D1
L C22
R D22
R D22
H
L C442
R D35
R D6
H
L C862
R D7
R D35
R D1
L C23
R D23
R D23
H
L C443
R D35
R D9
H
L C863
R D7
R D40
R D1
L C24
R D24
R D24
H
L C444
R D35
R D10
H
L C864
R D7
R D41
R D1
L C25
R D25
R D25
H
L C445
R D35
R D12
H
L C865
R D7
R D42
R D1
L C26
R D26
R D26
H
L C446
R D35
R D15
H
L C866
R D7
R D64
R D1
L C27
R D27
R D27
H
L C447
R D35
R D16
H
L C867
R D7
R D66
R D1
L C28
R D28
R D28
H
L C448
R D35
R D17
H
L C868
R D7
R D68
R D1
L C29
R D29
R D29
H
L C449
R D35
R D18
H
L C869
R D7
R D76
R D1
L C30
R D30
R D30
H
L C450
R D35
R D19
H
L C870
R D8
R D5
R D1
L C31
R D31
R D31
H
L C451
R D35
R D20
H
L C871
R D8
R D6
R D1
L C32
R D32
R D32
H
L C452
R D35
R D21
H
L C872
R D8
R D9
R D1
L C33
R D33
R D33
H
L C453
R D35
R D23
H
L C873
R D8
R D10
R D1
L C34
R D34
R D34
H
L C454
R D35
R D24
H
L C874
R D8
R D11
R D1
L C35
R D35
R D35
H
L C455
R D35
R D25
H
L C875
R D8
R D12
R D1
L C36
R D40
R D40
H
L C456
R D35
R D27
H
L C876
R D8
R D13
R D1
L C37
R D41
R D41
H
L C457
R D35
R D28
H
L C877
R D8
R D14
R D1
L C38
R D42
R D42
H
L C458
R D35
R D29
H
L C878
R D8
R D15
R D1
L C39
R D64
R D64
H
L C459
R D35
R D30
H
L C879
R D8
R D16
R D1
L C40
R D66
R D66
H
L C460
R D35
R D31
H
L C880
R D8
R D17
R D1
L C41
R D68
R D68
H
L C461
R D35
R D32
H
L C881
R D8
R D18
R D1
L C42
R D76
R D76
H
L C462
R D35
R D33
H
L C882
R D8
R D19
R D1
L C43
R D1
R D2
H
L C463
R D35
R D34
H
L C883
R D8
R D20
R D1
L C44
R D1
R D3
H
L C464
R D35
R D40
H
L C884
R D8
R D21
R D1
L C45
R D1
R D4
H
L C465
R D35
R D41
H
L C885
R D8
R D22
R D1
L C46
R D1
R D5
H
L C466
R D35
R D42
H
L C886
R D8
R D23
R D1
L C47
R D1
R D6
H
L C467
R D35
R D64
H
L C887
R D8
R D24
R D1
L C48
R D1
R D7
H
L C468
R D35
R D66
H
L C888
R D8
R D25
R D1
L C49
R D1
R D8
H
L C469
R D35
R D68
H
L C889
R D8
R D26
R D1
L C50
R D1
R D9
H
L C470
R D35
R D76
H
L C890
R D8
R D27
R D1
L C51
R D1
R D10
H
L C471
R D40
R D5
H
L C891
R D8
R D28
R D1
L C52
R D1
R D11
H
L C472
R D40
R D6
H
L C892
R D8
R D29
R D1
L C53
R D1
R D12
H
L C473
R D40
R D9
H
L C893
R D8
R D30
R D1
L C54
R D1
R D13
H
L C474
R D40
R D10
H
L C894
R D8
R D31
R D1
L C55
R D1
R D14
H
L C475
R D40
R D12
H
L C895
R D8
R D32
R D1
L C56
R D1
R D15
H
L C476
R D40
R D15
H
L C896
R D8
R D33
R D1
L C57
R D1
R D16
H
L C477
R D40
R D16
H
L C897
R D8
R D34
R D1
L C58
R D1
R D17
H
L C478
R D40
R D17
H
L C898
R D8
R D35
R D1
L C59
R D1
R D18
H
L C479
R D40
R D18
H
L C899
R D8
R D40
R D1
L C60
R D1
R D19
H
L C480
R D40
R D19
H
L C900
R D8
R D41
R D1
L C61
R D1
R D20
H
L C481
R D40
R D20
H
L C901
R D8
R D42
R D1
L C62
R D1
R D21
H
L C482
R D40
R D21
H
L C902
R D8
R D64
R D1
L C63
R D1
R D22
H
L C483
R D40
R D23
H
L C903
R D8
R D66
R D1
L C64
R D1
R D23
H
L C484
R D40
R D24
H
L C904
R D8
R D68
R D1
L C65
R D1
R D24
H
L C485
R D40
R D25
H
L C905
R D8
R D76
R D1
L C66
R D1
R D25
H
L C486
R D40
R D27
H
L C906
R D11
R D5
R D1
L C67
R D1
R D26
H
L C487
R D40
R D28
H
L C907
R D11
R D6
R D1
L C68
R D1
R D27
H
L C488
R D40
R D29
H
L C908
R D11
R D9
R D1
L C69
R D1
R D28
H
L C489
R D40
R D30
H
L C909
R D11
R D10
R D1
L C70
R D1
R D29
H
L C490
R D40
R D31
H
L C910
R D11
R D12
R D1
L C71
R D1
R D30
H
L C491
R D40
R D32
H
L C911
R D11
R D13
R D1
L C72
R D1
R D31
H
L C492
R D40
R D33
H
L C912
R D11
R D14
R D1
L C73
R D1
R D32
H
L C493
R D40
R D34
H
L C913
R D11
R D15
R D1
L C74
R D1
R D33
H
L C494
R D40
R D41
H
L C914
R D11
R D16
R D1
L C75
R D1
R D34
H
L C495
R D40
R D42
H
L C915
R D11
R D17
R D1
L C76
R D1
R D35
H
L C496
R D40
R D64
H
L C916
R D11
R D18
R D1
L C77
R D1
R D40
H
L C497
R D40
R D66
H
L C917
R D11
R D19
R D1
L C78
R D1
R D41
H
L C498
R D40
R D68
H
L C918
R D11
R D20
R D1
L C79
R D1
R D42
H
L C499
R D40
R D76
H
L C919
R D11
R D21
R D1
L C80
R D1
R D64
H
L C500
R D41
R D5
H
L C920
R D11
R D22
R D1
L C81
R D1
R D66
H
L C501
R D41
R D6
H
L C921
R D11
R D23
R D1
L C82
R D1
R D68
H
L C502
R D41
R D9
H
L C922
R D11
R D24
R D1
L C83
R D1
R D76
H
L C503
R D41
R D10
H
L C923
R D11
R D25
R D1
L C84
R D2
R D1
H
L C504
R D41
R D12
H
L C924
R D11
R D26
R D1
L C85
R D2
R D3
H
L C505
R D41
R D15
H
L C925
R D11
R D27
R D1
L C86
R D2
R D4
H
L C506
R D41
R D16
H
L C926
R D11
R D28
R D1
L C87
R D2
R D5
H
L C507
R D41
R D17
H
L C927
R D11
R D29
R D1
L C88
R D2
R D6
H
L C508
R D41
R D18
H
L C928
R D11
R D30
R D1
L C89
R D2
R D7
H
L C509
R D41
R D19
H
L C929
R D11
R D31
R D1
L C90
R D2
R D8
H
L C510
R D41
R D20
H
L C930
R D11
R D32
R D1
L C91
R D2
R D9
H
L C511
R D41
R D21
H
L C931
R D11
R D33
R D1
L C92
R D2
R D10
H
L C512
R D41
R D23
H
L C932
R D11
R D34
R D1
L C93
R D2
R D11
H
L C513
R D41
R D24
H
L C933
R D11
R D35
R D1
L C94
R D2
R D12
H
L C514
R D41
R D25
H
L C934
R D11
R D40
R D1
L C95
R D2
R D13
H
L C515
R D41
R D27
H
L C935
R D11
R D41
R D1
L C96
R D2
R D14
H
L C516
R D41
R D28
H
L C936
R D11
R D42
R D1
L C97
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H
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R D41
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R D64
R D1
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R D41
R D30
H
L C938
R D11
R D66
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R D2
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R D41
R D31
H
L C939
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R D68
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R D2
R D18
H
L C520
R D41
R D32
H
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R D76
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R D1
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R D1
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R D22
R D27
H
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R D1
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R D76
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H
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R D5
R D1
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R D1
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R D17
H
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R D10
R D1
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R D76
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R D1
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R D18
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R D19
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R D7
R D12
R D1
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R D76
R D34
R D1
L C420
R D26
R D20
H
L C840
R D7
R D13
R D1
L C1260
R D76
R D42
R D1
wherein R D1 to R D21 has the following structures:
8. A formulation comprising the compound of claim 1 .
9. An organic light emitting device (OLED) comprising:
an anode; a cathode; and an organic layer, disposed between the anode and the cathode, comprising a compound having the formula Ir(L A ) 2 (L C ) or Ir(L A )(L B )(L C );
wherein L A , L B , and L C are each a bidentate ligand;
wherein L A comprises the following Formula I
wherein each R 3 and R 4 independently represents mono, di, tri, tetra substitutions or no substitution;
wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, and combinations thereof;
wherein any two adjacent R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 can be joined to form a ring, which may be further substituted;
wherein at least one L B or L C is
wherein if L A is coordinated to Ir via R 3 , then one of R 1 or R 3 is selected from the group consisting of:
wherein each Y 1 to Y 13 is independently selected from the group consisting of carbon and nitrogen;
wherein Y′ is selected from the group consisting of BR e , NR e , PR e , O, S, Se, C═O, S═O, SO 2 , CR e R f , SiR e R f , and GeR e R f ;
wherein R e and R f can be fused or joined to form a ring;
wherein each R a , R b , R c , and R d can independently represent from mono substitution to a maximum possible number of substitutions, or no substitution;
wherein each R a , R b , R c , R d , R e , and R f is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, and combinations thereof;
wherein any two adjacent substituents of R a , R b , R c , and R d can be fused or joined to form a ring or form a multidentate ligand; and
wherein the dash lines represent the bonds to Ir.
10. The OLED of claim 9 , wherein the organic layer is an emissive layer and the compound is an emissive dopant or a non-emissive dopant.
11. The OLED of claim 9 , wherein the organic layer further comprises a host, wherein host includes at least one chemical group selected from the group consisting of triphenylene, carbazole, dibenzothiophene, dibenzofuran, dibenzoselenophene, azatriphenylene, azacarbazole, aza-dibenzothiophene, aza-dibenzofuran, and aza-dibenzoselenophene.
12. The OLED of claim 9 , wherein the organic layer further comprises a host, wherein the host is selected from the group consisting of:
and combinations thereof.
13. A consumer product comprising an organic light-emitting device (OLED) comprising:
an anode;
a cathode; and
an organic layer, disposed between the anode and the cathode, comprising a compound having the formula Ir(L A ) 2 (L C ) or Ir(L A )(L B )(L C );
wherein L A , L B , and L C are each a bidentate ligand;
wherein L A comprises the following Formula I
wherein each R 3 and R 4 independently represents mono, di, tri, tetra substitutions or no substitution;
wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 are each independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, halogen, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, arylalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, alkynyl, aryl, heteroaryl, acyl, carboxylic acid, ether, ester, nitrile, isonitrile, sulfanyl, sulfinyl, sulfonyl, phosphino, and combinations thereof;
wherein any two adjacent R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 can be joined to form a ring, which may be further substituted;
wherein at least one L B or L C is
wherein if L A is coordinated to Ir via R 3 , then one of R 1 or R 3 is selected from the group consisting of:
wherein each Y 1 to Y 13 is independently selected from the group consisting of carbon and nitrogen;
wherein Y′ is selected from the group consisting of BR e , NR e , PR e , O, S, Se, C═O, S═O, SO 2 , CR e R f , SiR e R f , and GeR e R f ;
wherein R e and R f can be fused or joined to form a ring;
wherein each R a , R b , R c , and R d can independently represent from mono substitution to a maximum possible number of substitutions, or no substitution;
wherein each R a , R b , R c , R d , R e , and R f is independently hydrogen or a substituent selected from the group consisting of deuterium, fluorine, alkyl, cycloalkyl, heteroalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, silyl, alkenyl, cycloalkenyl, heteroalkenyl, aryl, heteroaryl, nitrile, isonitrile, sulfanyl, and combinations thereof;
wherein any two adjacent substituents of R a , R b , R c , and R d can be fused or joined to form a ring or form a multidentate ligand; and
wherein the dash lines represent the bonds to Ir.
14. The consumer product of claim 13 , wherein the consumer product is one of a flat panel display, a computer monitor, a medical monitor, a television, a billboard, a light for interior or exterior illumination and/or signaling, a heads-up display, a fully or partially transparent display, a flexible display, a laser printer, a telephone, a cell phone, tablet, a phablet, a personal digital assistant (PDA), a wearable device, a laptop computer, a digital camera, a camcorder, a viewfinder, a micro-display that is less than 2 inches diagonal, a 3-D display, a virtual reality or augmented reality display, a vehicle, a video wall comprising multiple displays tiled together, a theater or stadium screen, a light therapy device, or a sign.