有机电致发光材料、装置和相关方法_2

文档序号:9722365阅读:来源:国知局
并入的美国专利第 5, 844, 363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴输送层的实例是以 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的美国专利申请公 开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的颁予汤普森(Thompson)等人 的美国专利第6, 303, 238号中公开发射材料和主体材料的实例。经η掺杂的电子输送层的 实例是以1:1的摩尔比率掺杂有Li的BPhen,如以全文引用的方式并入的美国专利申请公 开案第2003/0230980号中所公开。以全文引用的方式并入的美国专利第5, 703, 436号和 第5, 707, 745号公开了阴极的实例,其包括具有例如Mg:Ag等金属薄层与上覆的透明、导 电、经溅镀沉积的ΙΤ0层的复合阴极。以全文引用的方式并入的美国专利第6, 097, 147号 和美国专利申请公开案第2003/0230980号中更详细地描述阻挡层的原理和使用。以全文 引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中提供注入层的实例。可以在 以全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中找到保护层的描述。
[0035] 图2展示了倒转的0LED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴 输送层225和阳极230。装置200可以通过依序沉积所描述的层来制造。因为最常见0LED 配置具有安置在阳极上的阴极,并且装置200具有安置在阳极230下的阴极215,所以装置 200可以称为"倒转"0LED。在装置200的对应层中,可以使用与关于装置100所描述的材 料类似的材料。图2提供了可以如何从装置100的结构省略一些层的一个实例。
[0036] 图1和2中所说明的简单分层结构是作为非限制实例而提供,并且应理解,可以结 合各种各样的其它结构使用本发明的实施例。所描述的具体材料和结构本质上是示范性 的,并且可以使用其它材料和结构。可以基于设计、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,或可以完全省略若干层。还可以包括未具体描述的其 它层。可以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 种层描述为包含单一材料,但应理解,可以使用材料的组合(例如主体与掺杂剂的混合物) 或更一般来说,混合物。并且,所述层可以具有各种子层。本文中给予各个层的名称不意欲 具有严格限制性。举例来说,在装置200中,空穴输送层225输送空穴并且将空穴注入到发 射层220中,并且可以被描述为空穴输送层或空穴注入层。在一个实施例中,可以将OLED 描述为具有安置在阴极与阳极之间的"有机层"。此有机层可以包含单个层,或可以进一步 包含如例如关于图1和2所描述的不同有机材料的多个层。
[0037] 还可以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的颁予弗兰德(Friend)等人的美国专利第5, 247, 190号中所公开。 作为另一实例,可以使用具有单个有机层的OLED。0LED可以堆叠,例如如以全文引用的方 式并入的颁予福利斯特(Forrest)等人的第5, 707, 745号中所描述。0LED结构可以脱离 图1和2中所说明的简单分层结构。举例来说,衬底可以包括有角度的反射表面以改进出 親(out-coupling),例如如颁予福利斯特等人的美国专利第6, 091,195号中所述的台式结 构,和/或如颁予布利维克(Bulovic)等人的美国专利第5, 834, 893号中所述的凹点结构, 所述专利以全文引用的方式并入。
[0038] 除非另外规定,否则可以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,优选方法包括热蒸发、喷墨(例如以全文引用的方式并入的美国专利第 6, 013, 982号和第6, 087, 196号中所述)、有机气相沉积(0VPD)(例如以全文引用的方式 并入的颁予福利斯特等人的美国专利第6, 337, 102号中所述)和通过有机蒸气喷射印刷 (0VJP)的沉积(例如以全文引用的方式并入的美国专利第7, 431,968号中所述)。其它合 适沉积方法包括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,优选方法包括热蒸发。优选的图案化方法包括通过掩模的沉积、冷焊(例 如以全文引用的方式并入的美国专利第6, 294, 398号和第6, 468, 819号中所述)和与例如 喷墨和0VJD等沉积方法中的一些方法相关联的图案化。还可以使用其它方法。可以修改待 沉积的材料,以使其与具体沉积方法相容。举例来说,可以在小分子中使用具支链或无支链 并且优选含有至少3个碳的例如烷基和芳基等取代基,来增强其经受溶液处理的能力。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。具有不对称结构的材 料可以比具有对称结构的材料具有更好的溶液可处理性,因为不对称材料可以具有更低的 再结晶倾向性。可以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。
[0039] 根据本发明实施例制造的装置可以进一步任选地包含屏障层。屏障层的一个用途 是保护电极和有机层免于因暴露于环境中的有害物质(包括水分、蒸气和/或气体等)而 受损。屏障层可以沉积在衬底、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(包括边缘)上。屏障层可以包含单个层或多个层。屏障层可以通 过各种已知的化学气相沉积技术形成,并且可以包括具有单一相的组合物以及具有多个相 的组合物。任何合适材料或材料组合都可以用于屏障层。屏障层可以并入有无机化合物或 有机化合物或两者。优选的屏障层包含聚合材料与非聚合材料的混合物,如以全文引用的 方式并入本文中的美国专利第7, 968, 146号、PCT专利申请第PCT/US2007/023098号和第 PCT/US2009/042829号中所述。为了被视为"混合物",构成屏障层的前述聚合材料和非聚 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以在 95:5到5:95的范围内。聚合材料和非聚合材料可以由同一前体材料产生。在一个实例中, 聚合材料与非聚合材料的混合物基本上由聚合娃和无机娃组成。
[0040] 根据本发明的实施例而制造的装置可以并入到各种各样的消费型产品中,包括平 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、柔性显示器、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、3-D显示器、运载工具、大面 积墙壁、剧院或体育馆屏幕,或指示牌。可以使用各种控制机制来控制根据本发明而制造的 装置,包括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°C到30°C,并且更优选在室温下(20-25Γ),但可以在此温度范围外(例 如-40°C到+80°C )使用。
[0041] 本文所述的材料和结构可以应用于不同于0LED的装置中。举例来说,例如有机太 阳能电池和有机光检测器等其它光电子装置可以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以使用所述材料和结构。
[0042] 如本文所用,术语"卤基"或"卤素"包括氟、氯、溴和碘。
[0043] 如本文所用,术语"烷基"涵盖直链和支链烷基。优选的烷基是含有1到15个碳 原子的烷基,并且包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基等。另外,烷基可以是 任选地被取代的。
[0044] 如本文所用,术语"环烷基"涵盖环状烷基。优选的环烷基是含有3到7个碳原子 的环烷基,并且包括环丙基、环戊基、环己基等。另外,环烷基可以是任选地被取代的。
[0045] 如本文所用,术语"烯基"涵盖直链和支链烯基。优选的烯基是含有2到15个碳 原子的烯基。另外,烯基可以是任选地被取代的。
[0046] 如本文所用,术语"炔基"涵盖直链和支链炔基。优选的炔基是含有2到15个碳 原子的炔基。另外,炔基可以是任选地被取代的。
[0047] 如本文所用,术语"芳烷基"或"芳基烷基"可互换地使用并且涵盖具有芳香族基 团作为取代基的烷基。另外,芳烷基可以是任选地被取代的。
[0048] 如本文所用,术语"杂环基"涵盖芳香族和非芳香族环状自由基。芳香族杂环基也 称为杂芳基。优选的非芳香族杂环基是含有包括至少一个杂原子的3或7个环原子的非芳 香族杂环基,并且包括环胺,例如吗啉基、哌啶基、吡咯烷基等,和环醚,例如四氢呋喃、四氢 吡喃等。另外,杂环基可以是任选地被取代的。
[0049] 如本文所用,术语"芳基"或"芳香族基团"涵盖单环基团和多环系统。多环可以 具有其中两个碳为两个邻接环(所述环是"稠合的")共用的两个或更多个环,其中所述环 中的至少一者是芳香族的,例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、杂环和/或杂芳基。另 外,芳基可以是任选地被取代的。
[0050] 如本文所用,术语"杂芳基"涵盖可以包括一到三个杂原子的单环杂芳香族基团, 例如吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、噁唑、噻唑、三唑、吡唑、吡啶、吡嗪和嘧啶等。术语杂芳基还包 括具有其中两个原子为两个邻接环(所述环是"稠合的")共用的两个或更多个环的多环杂 芳香族系统,其中所述环中的至少一者是杂芳基,例如其它环可以是环烷基、环烯基、芳基、 杂环和/或杂芳基。另外,杂芳基可以是任选地被取代的。
[0051 ] 烷基、环烷基、烯基、炔基、芳烷基、杂环基、芳基和杂芳基可以任选地被一或多个 选自由以下组成的群组的取代基取代:氣、宛、卤素、烷基、环烷基、杂烷基、芳烷基、烷氧基、 芳氧基、氣基、环氣基、娃烷基、烯基、环烯基、杂烯基、炔基、芳基、杂芳基、醜基、幾基、駿酸 基、醚基、酯基、腈基、异腈基、硫基、亚磺酰基、磺酰基、膦基和其组合。
[0052] 如本文所用,"被取代的"表示,不是Η的取代基键结到相关位置,例如碳。因此,举 例来说,在R 1被单取代时,则一个R 1必须不是Η。类似地,在R 1被二取代时,则两个R 1必须 不是Η。类似地,在R1未被取代时,R 1对于所有可用位置来说都是氢。
[0053] 本文所述的片段(即氮杂-二苯并呋喃、氮杂-二苯并噻吩等)中的"氮杂"名称 意指各别片段中的一或多个C-H基团可以被氮原子置换,例如并且无任何限制性地,氮杂 三亚苯涵盖二苯并[f,h]喹喔啉和二苯并[f,h]喹啉。本领域的普通技术人员可以容易地 预想上文所述的氮杂-衍生物的其它氮类似物,并且所有这些类似物都旨在由如本文中阐 述的术语涵盖。
[0054] 应理解,当将分子片段描述为取代基或另外连接到另一部分时,其名称可以如同 其是片段(例如萘基、二苯并呋喃基)一般或如同其是整个分子(例如萘、二苯并呋喃)一 般书写。如本文所用,这些不同的命名取代基或连接的片段的方式被视为等效的。
[0055] 通常,展现良好寿命和效率的0LED装置的发射层(EML)需要两种以上组分(例如 3或4种组分)。出于此目的,需要3或4种源材料来制造这种EML,其与仅需要两种源的具 有单一主体和发射体的标准二组分EML相比是非常复杂并且成本高的。常规地,为了制造 此类需要
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