有機電致發光材料、裝置和相關方法
【專利說明】
[0001] 相關申請案的奪叉參考
[0002] 本申請案根據35U.S.C. § 119(e)要求2014年11月5日提交的美國臨時申請案 第62/075, 333號和2014年10月6日提交的第62/060, 192號的優先權，所述申請案的全 部內容以引用的方式并入本文中。
[0003] 聯合研究協議的各方
[0004] 所要求的本發明是由達成聯合大學公司研究協議的以下各方中的一或多者，以以 下各方中的一或多者的名義和/或結合以下各方中的一或多者而作出：密歇根大學董事 會、普林斯頓大學、南加州大學和環宇顯示器公司（Universal Display Corporation)。所 述協議在作出所要求的本發明的日期當天和之前就生效，并且所要求的本發明是因在所述 協議的范圍內進行的活動而作出。
技術領域
[0005] 本發明涉及有機發光裝置（0LED)，并且更具體地說，涉及所述裝置中所用的有機 材料。更具體地說，本發明涉及一種包含兩種有機化合物的混合物的新穎蒸發源，其允許兩 種有機化合物在磷光有機發光裝置（PH0LED)中的各個層的制造中穩定共蒸發。
【背景技術】
[0006] 出于若干原因，利用有機材料的光學電子裝置變得越來越受歡迎。用以制造這樣 的裝置的材料中的許多材料相對便宜，因此有機光學電子裝置具有獲得相對于無機裝置的 成本優勢的潛力。另外，有機材料的固有性質（例如其柔性）可以使其非常適合具體應用， 例如在柔性襯底上的制造。有機光學電子裝置的實例包括有機發光裝置（0LED)、有機光電 晶體管、有機光伏打電池和有機光檢測器。對于0LED，有機材料可以具有相對于常規材料的 性能優點。舉例來說，有機發射層發射光的波長通常可以容易地用適當的摻雜劑來調整。
[0007] 0LED利用有機薄膜，其在電壓施加于裝置上時發射光。0LED正變為用于例如平 板顯示器、照明和背光應用中的越來越引人注目的技術。美國專利第5, 844, 363號、第 6, 303, 238號和第5, 707, 745號中描述若干0LED材料和配置，所述專利以全文引用的方式 并入本文中。
[0008] 磷光性發射分子的一個應用是全色顯示器。用于這種顯示器的行業標準需要適于 發射具體色彩（稱為"飽和"色彩）的像素。具體地說，這些標準需要飽和的紅色、綠色和 藍色像素。可以使用本領域中所熟知的CIE坐標來測量色彩。
[0009] 綠色發射分子的一個實例是三（2-苯基吡啶）銥、表示為Ir(ppy)3,其具有以下結 構：
[0010]
[0011] 在此圖和本文后面的圖中，將從氮到金屬（此處，Ir)的配價鍵描繪為直線。
[0012] 如本文所用，術語"有機"包括聚合材料以及小分子有機材料，其可以用以制造有 機光學電子裝置。"小分子"是指不是聚合物的任何有機材料，并且"小分子"可能實際上相 當大。在一些情況下，小分子可以包括重復單元。舉例來說，使用長鏈烷基作為取代基不會 將分子從"小分子"類別中去除。小分子還可以并入到聚合物中，例如作為聚合物主鏈上的 側基或作為主鏈的一部分。小分子還可以充當樹枝狀聚合物的核心部分，所述樹枝狀聚合 物由建立在核心部分上的一系列化學殼層組成。樹枝狀聚合物的核心部分可以是熒光或磷 光小分子發射體。樹枝狀聚合物可以是"小分子"，并且據信當前在0LED領域中使用的所有 樹枝狀聚合物都是小分子。
[0013] 如本文所用，"頂部"意指離襯底最遠，而"底部"意指離襯底最近。在將第一層描 述為"安置"在第二層"上"的情況下，第一層被安置為距襯底較遠。除非規定第一層"與" 第二層"接觸"，否則第一與第二層之間可以存在其它層。舉例來說，即使陰極和陽極之間存 在各種有機層，仍可以將陰極描述為"安置在"陽極"上"。
[0014] 如本文所用，"溶液可處理"意指能夠以溶液或懸浮液的形式在液體介質中溶解、 分散或輸送和/或從液體介質沉積。
[0015] 當據信配位體直接促成發射材料的光敏性質時，配位體可以稱為"光敏性的"。當 據信配位體并不促成發射材料的光敏性質時，配位體可以稱為"輔助性的"，但輔助性的配 位體可以改變光敏性的配位體的性質。
[0016] 如本文所用，并且如本領域技術人員一般將理解，如果第一能級較接近真空能級， 那么第一"最高占用分子軌道"（HOMO)或"最低未占用分子軌道"（LUM0)能級"大于"或"高 于"第二HOMO或LUM0能級。由于將電離電位（IP)測量為相對于真空能級的負能量，因此 較高HOMO能級對應于具有較小絕對值的IP (負得較少的IP)。類似地，較高LUM0能級對 應于具有較小絕對值的電子親和性（EA)(負得較少的EA)。在常規能級圖上，真空能級在 頂部，材料的LUM0能級高于同一材料的Η0Μ0能級。"較高"Η0Μ0或LUM0能級表現為比"較 低" Η0Μ0或LUM0能級靠近這個圖的頂部。
[0017] 如本文所用，并且如本領域技術人員一般將理解，如果第一功函數具有較高絕對 值，那么第一功函數"大于"或"高于"第二功函數。因為通常將功函數測量為相對于真空能 級的負數，因此這意指"較高"功函數負得較多。在常規能級圖上，真空能級在頂部，將"較 高"功函數說明為在向下方向上距真空能級較遠。因此，Η0Μ0和LUM0能級的定義遵循與功 函數不同的慣例。
[0018] 可以在以全文引用的方式并入本文中的美國專利第7,279, 704號中找到關于 0LED和上文所述的定義的更多細節。
【發明內容】
[0019] 本發明提供一種新穎組合物，其包含第一化合物與第二化合物的混合物，其適用 作穩定共蒸發源。在混合物中，第一化合物具有與第二化合物不同的化學結構。第一化合 物和第二化合物均是有機化合物。第一化合物和第二化合物中的至少一者含有至少一種較 低豐度的穩定同位素原子。第一化合物具有蒸發溫度T1，且第二化合物具有蒸發溫度T2， 其中T1和T2均在100到400°C之間，且T1-T2的絕對值小于20°C。第一化合物在所述混 合物中具有濃度C1并且在通過在高真空沉積工具中以1 X 10 6托到1 X 10 9托之間的腔室 基礎壓力、以2 A/sec沉積速率在與被蒸發的所述混合物相距預定距離定位的表面上蒸發 所述混合物形成的膜中具有濃度C2,其中（C1-C2)/C1的絕對值小于5%。
[0020] 根據一個實施例，還公開一種第一裝置，其包含第一有機發光裝置。第一有機發光 裝置包含陽極、陰極和安置于陽極與陰極之間的有機層，所述有機層包含第一有機組合物， 所述第一有機組合物包含第一化合物與第二化合物的混合物。第一化合物具有與第二化合 物不同的化學結構。第一化合物和第二化合物均是有機化合物。第一化合物和第二化合物 中的至少一者含有至少一種較低豐度的穩定同位素原子。第一化合物具有蒸發溫度T1，且 第二化合物具有蒸發溫度T2,其中T1和T2均在100到400°C之間，且T1-T2的絕對值小于 20°C。第一化合物在所述混合物中具有濃度C1并且在通過在高真空沉積工具中以1 X 10 6 托到1X10 9托之間的腔室基礎壓力、以2 A/see沉積速率在與被蒸發的所述混合物相距預 定距離定位的表面上蒸發所述混合物形成的膜中具有濃度C2,其中（C1-C2)/C1的絕對值 小于5%。
[0021] 根據本發明的一個實施例，公開一種用于制造有機發光裝置的方法。所述方法包 含提供上面安置第一電極的襯底；通過在高真空沉積工具中以1X 10 6托到1X 10 9托之間 的腔室基礎壓力、以2 Α/sec沉積速率在與被蒸發的所述混合物相距預定距離的表面位置 上蒸發第一化合物與第二化合物的混合物來在第一電極上沉積第一有機層；以及在第一有 機層上沉積第二電極，
[0022] 其中第一化合物具有與第二化合物不同的化學結構，
[0023] 其中第一化合物和第二化合物均是有機化合物，其中第一化合物和第二化合物中 的至少一者含有至少一種較低豐度的穩定同位素原子，
[0024] 其中第一化合物具有150到350°C的蒸發溫度T1，
[0025] 其中第二化合物具有150到350°C的蒸發溫度T2，
[0026] 其中T1-T2的絕對值小于20°C，
[0027] 其中第一化合物在所述混合物中具有濃度Cl且在第一有機層中具有濃度C2 ;且 其中（C1-C2)/C1的絕對值小于5%。
【附圖說明】
[0028] 圖1展示可以并有本文所公開的本發明主體材料的有機發光裝置。
[0029] 圖2展示可以并有本文中所公開的本發明主體材料的倒轉的有機發光裝置。
【具體實施方式】
[0030] -般來說，0LED包含安置在陽極與陰極之間并且電連接到陽極和陰極的至少一個 有機層。當施加電流時，陽極注入空穴并且陰極注入電子到有機層中。所注入的空穴和電 子各自朝帶相反電荷的電極迀移。當電子和空穴局限于同一分子上時，形成"激子"，其為具 有激發能量狀態的局部化電子-空穴對。當激子經由光電發射機制弛豫時，發射光。在一 些情況下，激子可以局限于激元或激態復合物上。非輻射機制（例如熱弛豫）也可能發生， 但通常被視為不合需要的。
[0031] 最初的0LED使用從單態發射光（"熒光"）的發射分子，如例如美國專利第 4, 769, 292號中所公開，所述專利以全文引用的方式并入。熒光發射通常在小于10納秒的 時間范圍中發生。
[0032] 最近，已經論證了具有從三重態發射光（"磷光"）的發射材料的0LED。巴 爾多（Baldo)等人的"從有機電致發光裝置的高效磷光發射（Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices) '，， 自然 (Nature)，第395卷，第151-154頁，1998 ;( "巴爾多-I"）和巴爾多等人的"基于電致磷光 的非常高效綠色有機發光裝置（Very high-efficiency green organic light-emitting devices based on electrophosphorescence)"，應用物理學報（Appl.Phys. Lett·)，第 75 卷，第3期，第4-6頁（1999)("巴爾多-II")，其以全文引用的方式并入。以引用的方式并 入的美國專利第7, 279, 704號第5-6列中更詳細地描述磷光。
[0033] 圖1展示了有機發光裝置100。圖不一定按比例繪制。裝置100可以包括襯底110、 陽極115、空穴注入層120、空穴輸送層125、電子阻擋層130、發射層135、空穴阻擋層140、 電子輸送層145、電子注入層150、保護層155、陰極160和屏障層170。陰極160是具有第 一導電層162和第二導電層164的復合陰極。裝置100可以通過依序沉積所描述的層來制 造。在以引用的方式并入的US 7, 279, 704的第6-10列中更詳細地描述這些各種層以及實 例材料的性質和功能。
[0034] 這些層中的每一者有更多實例。舉例來說，以全文引用的方式