有机电致发光材料和装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 联合研究协议的各方
[0002] 所要求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或多者，以以 下各方中的一或多者的名义和/或结合以下各方中的一或多者而作出：密歇根大学董事会 (Regents of the University of Michigan)、普林斯顿大学（Princeton University)、 南加州大学（University of Southern California)以及环宇显不器公司（Universal Display Corporation)。所述协议在作出所要求的本发明的日期当天和之前就生效，并且 所要求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
[0003] 本发明涉及用于供用作发射体的金属络合物的新颖配体，和包括所述新颖配体的 装置，例如有机发光二极管。
【背景技术】
[0004] 出于多种原因，利用有机材料的光电装置变得越来越受欢迎。用于制造所述装置 的许多材料相对便宜，因此有机光电装置具有优于无机装置的成本优势的潜力。另外，有机 材料的固有性质（例如其柔性）可以使其非常适合具体应用，例如在柔性衬底上的制造。有 机光电装置的实例包括有机发光装置（OLED)、有机光电晶体、有机光伏打电池以及有机光 电检测器。对于0LED，有机材料可以具有优于常规材料的性能优势。举例来说，有机发射层 发光的波长通常可以容易地用适当的掺杂剂调节。
[0005] OLED利用有机薄膜，其在电压施加于装置上时发光。OLED正变为用于例如平 板显示器、照明和背光应用中的越来越引人注目的技术。美国专利第5, 844, 363号、第 6, 303, 238号以及第5, 707, 745号中描述若干OLED材料和配置，所述专利以全文引用的方 式并入本文中。
[0006] 磷光发射分子的一个应用是全色显示器。针对所述显示器的行业标准需要适合于 发射具体色彩（称为"饱和"色彩）的像素。确切地说，这些标准需要饱和的红色、绿色以 及蓝色像素。可以使用所属领域中熟知的CIE坐标来测量色彩。
[0007] 绿色发射分子的一个实例是三（2-苯基吡啶）铱，其表示为Ir (ppy)3，其具有以下 结构：
[0009] 在本文中的这个图和后续图中，我们以直线形式描绘了氮与金属（在这里是Ir) 的配价键。
[0010] 如本文所用，术语"有机"包括可以用于制造有机光电装置的聚合材料以及小分子 有机材料。"小分子"是指不是聚合物的任何有机材料，并且"小分子"可能实际上相当大。 在一些情况下，小分子可以包括重复单元。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。小分子还可以并入到聚合物中，例如作为聚合物主链上的侧基或 作为主链的一部分。小分子还可以充当树枝状的核心部分，所述树枝状由一系列建立在核 心部分上的化学壳组成。树枝状的核心部分可以是荧光或磷光小分子发射体。树枝状可以 是"小分子"，并且据信目前用于OLED领域中的所有树枝状都是小分子。
[0011] 如本文所用，"顶部"意指离衬底最远，而"底部"意指最靠近衬底。在将第一层描 述为"安置"在第二层"上"的情况下，第一层被安置地距衬底较远。除非规定第一层"与" 第二层"接触"，否则第一层与第二层之间可以存在其它层。举例来说，即使阴极与阳极之间 存在各种有机层，仍可以将阴极描述为"安置在"阳极"上"。
[0012] 如本文所用，"溶液可处理的"意指呈溶液或悬浮液形式，都能够在液体介质中溶 解、分散或传输和/或从液体介质沉积。
[0013] 当据信配体直接有助于发射材料的光敏性质时，配体可以被称为"光敏性的"。当 据信配体不有助于发射材料的光敏性质时，配体可以被称为"辅助性的"，但辅助性配体可 以改变光敏性配体的性质。
[0014] 如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，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 (较不负的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)(较不负的EA)。在顶部是真空能级的常规能级 图上，材料的LUMO能级高于同一材料的Η0Μ0能级。"较高'?0Μ0或LUMO能级表现为比"较 低" Η0Μ0或LUMO能级更靠近所述图的顶部。
[0015] 如本文所用，并且如所属领域的技术人员通常将理解，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，所以这意指"较高"功函数是更负的。在顶部是真空能级的常规能级图上， 将"较高"功函数说明为在向下方向上距真空能级较远。因此，Η0Μ0和LUMO能级的定义遵 循与功函数不同的惯例。
[0016] 关于OLED的更多细节和上文所描述的定义可以见于美国专利第7, 279, 704号中， 其以全文引用的方式并入本文中。
【发明内容】
[0017] 本发明公开用于金属络合物的新颖配体，所述金属络合物适用作有机发光装置中 的磷光发射体。申请人认为，在配体上并入新的侧链允许对金属络合物的发射色彩进行微 调同时维持良好的装置效率和装置使用寿命。
[0018] 根据一个实施例，公开了一种包含新颖化合物的组合物，其中所述化合物能够在 室温下充当有机发光装置的磷光发射体。所述化合物具有至少一个芳环和至少一个取代基 R，其中所述至少一个R中的每一者独立地选自由以下组成的群组：部分氟化的烷基、部分 氟化的环烷基以及其组合；其中所述至少一个R中的每一者直接键结到芳环中的一者，其 中在至少一个R中的每一者中，上面连接有F的C与芳环相隔至少一个碳原子。
[0019] 根据另一个实施例，还提供一种第一装置，其包含第一有机发光装置。所述第一有 机发光装置可以包括阳极、阴极和安置在所述阳极与所述阴极之间的有机层。所述有机层 可以包括具有至少一个芳环和至少一个取代基R的化合物，其中至少一个R中的每一者独 立地选自由以下组成的群组：部分氟化的烷基、部分氟化的环烷基以及其组合；其中至少 一个R中的每一者直接键结到芳环中的一者，其中在至少一个R中的每一者中，上面连接有 F的C与芳环相隔至少一个碳原子。所述第一装置可以是消费型产品、有机发光装置和/或 照明面板。
【附图说明】
[0020] 图1示出有机发光装置。
[0021] 图2示出不具有独立电子传输层的倒置式有机发光装置。
【具体实施方式】
[0022] -般来说，OLED包含至少一个有机层，其安置在阳极与阴极之间并且与阳极和阴 极电连接。当施加电流时，阳极注入空穴并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迀移。当电子和空穴定位在同一分子上时，形成"激子"，其为 具有激发能态的定域电子-空穴对。当激子通过光发射机制弛豫时，发射光。在一些情况 下，激子可以定位在准分子或激发复合物上。非辐射机制（例如热弛豫）也可能发生，但通 常被视为不合需要的。
[0023] 最初的OLED使用从单态发光（"荧光"）的发射分子，如例如美国专利第4, 769, 292 号中所公开，所述专利以全文引用的方式并入。荧光发射通常在小于10纳秒的时间范围中 发生。
[0024] 最近，已经论证了具有从三重态发光（"磷光"）的发射材料的0LED。巴尔多 (Baldo)等人，"从有机电致发光装置的高效磷光发射（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices),'， 自然(Nature),第 395 卷，151-154, 1998;( "巴尔多-I"）和巴尔多等人，"基于电致磷光的非常高效绿色有 机发光装置（Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence) "，应用物理学报（Appl. Phys. Lett.)，第 75 卷，第 3 期，4-6(1999)("巴尔多-II")，其以全文引用的方式并入。在以引用的方式并入的美国专 利第7, 279, 704号第5到6列中更详细地描述磷光。
[0025] 图1示出有机发光装置100。图不一定按比例绘制。装置100可以包括衬底110、 阳极115、空穴注入层120、空穴传输层125、电子阻挡层130、发射层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以及屏障层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。装置100可以通过依序沉积所描述的层来 制造。在以引用的方式并入的美国专利第7, 279, 704号第6到10列中更详细地描述这些 各种层以及实例材料的性质和功能。
[0026] 这些层中的每一者有更多实例。举例来说，在以全文引用的方式并入的美国专利 第5, 844, 363号中公开柔性并且透明的衬底-阳极组合。经p掺杂的空穴传输层的实例是 以50:1的摩尔比掺杂有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。在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掺杂的电子传输层 的实例是以1:1的摩尔比掺杂有Li的BPhen，如在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。在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号中公开阴极的实例，其包括具有例如Mg:Ag的金属薄层与上覆的透明、 导电、经溅射沉积的ITO层的复合阴极。在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。在以 全文引用的方式并入的美国专利申请公开案第2004/0174116号中提供注入层的实例。保 护层的描述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。
[0027] 图2示出倒置式OLED 200。所述装置包括衬底210、阴极215、发射层220、空穴 传输层225以及阳极230。装置200可以通过依序沉积所描述的层来制造。因为最常见的 OLED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"倒置式"0LED。与关于装置100所描述的材料类似的材料可以用于装 置200的对应层。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。
[0028] 图1和2中所说明的简单分层结构作为非