有机发光材料和器件制造技术

本发明专利技术提供了有机发光器件。该器件具有阳极、阴极和排列在所述阳极和阴极之间的发射层，所述发射层进一步包括具有式（９）所示结构的发射材料，其中各个取代基或符号如在本发明专利技术中所定义。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有改进的电致发光特性的基于磷光的有机发光材料和器件。
技术介绍
出于各种原因，对于使用有机材料的光电器件的需求持续增长。用于制备这种器件的许多材料也相对便宜。因此，有机光电器件较之无机器件有潜在的成本优势。另外，有机材料的内在特性，诸如它们的柔韧性，使其可以很好地适应于特殊的应用，诸如在柔软物体上装配。有机光电器件的例子包括有机发光器件(OLED)、有机光敏晶体管、有机光电池和有机光检测器。对于OLED，有机材料比常规材料具有性能优势。例如，一般可以使用适当的掺杂剂容易地调谐有机发射层发光的波长。此处使用的术语“有机”包括聚合材料以及可以用于制成有机光电器件的小分子有机材料。“小分子”是指不是聚合物的任何有机材料，“小分子”实际上也可能很大。小分子可以包括在某些情况下的重复单元。例如，使用长链烷基作为取代基的分子也属于“小分子”基团。小分子也可以掺入聚合物中，例如作为聚合物骨架中的侧基或作为骨架的一部分。小分子也可以作为树枝状大分子(dendrimer)的核心部分，所述树枝状大分子由一系列在建立在核心部分上的化学框架组成。树枝状大分子的核心部分可以是荧光或磷光的小分子发射体。树枝状大分子可以是“小分子”，据信目前所有用于OLED领域的树枝状大分子都是小分子。OLED利用了在向器件施加电压时发光的有机薄膜。对于在诸如平板显示器、照明和背光领域的应用，OLED日益成为令人感兴趣的技术。在U.S.专利No.5,844,363、No.6,303,238和No.5,707,745中描述了几种OLED材料和构型，在此全部引做参考。OLED器件一般(但不总是)通过至少一个电极发光，一个或多个透明电极可以用于有机光电器件。例如，透明电极材料，诸如氧化铟锡(ITO)，可以用做底部电极。也可以使用，诸如在U.S.专利No.5,703,436和No5,707,745中公开的透明顶部电极，在此全部引做参考。对于只通过底部电极发光的器件，顶部电极不需要透明，可以由高电导性的厚的和反射性金属层构成。同样，对于只通过顶部电极发光的器件，底部材料也可以是不透明的和/或反射性的。当不需要电极是透明的时，使用较厚的层可以提供更好的导电性，而使用反射性电极可以通过将光反射回透明电极而增加发射通过另一电极的光量。也可以将器件制成完全透明的，其中两个电极都是透明的。也可以制成侧发射OLED，在这种器件中一个或两个电极可以是不透明或反光的。此处使用的“顶部”是指离基底最远，而“底部”是指离基底最近。例如，在带有两个电极的器件中，底部电极是离基底最近的电极，一般制成第一电极。底部电极有两个表面，底部表面离基底最近，顶部表面离基底稍远。其中第一层被描述成“排列在”第二层上，第一层排列得离基底稍微远一些。在第一层和第二层之间可以有其它层，除非已经限定了第一层是与第二层“物理接触”。例如，阴极可以描述成“排列在”阳极上，即使其间有各种有机层。有机发光二极管(OLED)技术经历了迅速发展。OLED最初是利用例如，在U.S.专利No.4,769,292中公开的由其单线态发光的电激发分子产生的电致发光。这种从单线激发态的辐射发射被称为荧光。近期更多的研究证明，可以使用由其三线态发光(定义为磷光)的分子制备更高功率的OLED。这种电致磷光使得较之只产生荧光的OLED所可能具有的，磷光OLED具有本质上更高的量子效率。这是基于以下的理解按照简单的统计学论点以及试验测量，在OLED中产生的激子产生了接近75％的三线态激子和25％的单线态激子。三线态激子更容易将其能量转移到能够产生磷光的三线激发态，其中单线态激子通常将其能量转移到单线激发态而产生荧光。相反，在荧光器件中只有少量(约25％)的激子能够产生由单线激发态得到的荧光。在有机分子的最低三线激发态产生的荧光器件中其余的激子通常不能转变成产生荧光的能量上相反更高的三线激发态。因此这些能量在加热器件的非辐射衰变过程中损失。自从发现磷光材料可以用于OLED，Baldo等人，“Highly EfficientPhosphorescent Emission from Organic ElectroluminescentDeVices”，Nature，vol.395，151-154，1998，目前人们更致力于发现更有效的电致磷光材料。例如U.S.专利No.6,303,238公开了利用磷光材料的OLED，在此全文引做参考。通常，有机分子的磷光发射常规少于荧光发射。但在适当的条件设定下，可以从有机分子中观察到磷光。人们希望可以发现更有效的电致磷光材料，特别是在技术上有用的可见光的蓝光和绿光区域产生其发射的材料。专利技术概述本专利技术提供了一种有机发光器件。该器件具有阳极、阴极、位于阳极和阴极之间的发射层，所述发射层进一步包括具有以下结构的发射材料 其中M是原子量大于40的重金属；R2-R5以及R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基、OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基；R3和R5中的至少一个是吸电子基团或给电子基团；m至少是1，n至少是0；且X-Y是辅助配体(ancillary ligand)。在优选实施方案中，R3是哈米特(Hammett)值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基。在进一步的优选实施方案中，m是1-4的整数，n是1-3的整数；且 是单阴离子配体，优选非碳配位的配体。本专利技术的具体实施方案涉及使用磷光发射有机金属化合物的OLED，所述有机金属化合物在可见光谱的蓝色区域产生改进的电致磷光。还提供了发射材料本身。发射材料可以具有改进的稳定性并可以提供饱和的蓝色发射。本专利技术的另一实施方案包括使用具有以下结构的发射材料的器件 其中M是原子量大于或等于40的重金属；m至少是1，n至少是0；X-Y是辅助配体；R2和R4均为F；R3是哈米特值小于约-0.17、在约-0.15和0.05之间、或大于约0.07的取代基；R3、R5和R′3-R′6各自独立地选自H、卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R、PO3R、C≡CR、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、CN、CF3、CnF2n+1、三氟乙烯基、NO2、CO2R、C(O)R、S(O)R、SO2R、SO3R、P(O)R、PO2R或PO3R取代的芳基或杂芳基；OR、SR、NR2(包括环氨基)、PR2(包括环膦基)，其中R是氢、烷基、芳基或杂芳基。附图的概述附图说明图1显示具有单独的电子转移、空穴转移和发射层，以及其它层的有机发光器件。图2显示不具有单独的电子转移层的反转有机发光器件。图3显示了各种材料的稳定性曲线。专利技术的详述一般而言，OLED包括至本文档来自技高网...

【技术保护点】
以下结构表示的发射材料：＊＊＊其中Ｍ是原子量大于或等于４０的重金属；Ｒ↓［３］是哈米特值小于约－０．１７、在约－０．１５和０．０５之间、或大于约０．０７的取代基；Ｒ↓［２］－Ｒ↓［５］以及Ｒ′↓［３］－Ｒ′↓ ［６］各自独立地选自Ｈ、卤素、ＣＮ、ＣＦ↓［３］、Ｃ↓［ｎ］Ｆ↓［２ｎ＋１］、三氟乙烯基、ＮＯ↓［２］、ＣＯ↓［２］Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ↓［２］Ｒ、ＳＯ↓［３］Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ↓［２］Ｒ、ＰＯ↓［３］Ｒ、Ｃ≡ＣＲ、烷基、烯基、芳基、杂芳基、被卤素、ＣＮ、ＣＦ↓［３］、Ｃ↓［ｎ］Ｆ↓［２ｎ＋１］、三氟乙烯基、ＮＯ↓［２］、ＣＯ↓［２］Ｒ、Ｃ（Ｏ）Ｒ、Ｓ（Ｏ）Ｒ、ＳＯ↓［２］Ｒ、ＳＯ↓［３］Ｒ、Ｐ（Ｏ）Ｒ、ＰＯ↓［２］Ｒ或ＰＯ↓［３］Ｒ取代的芳基或杂芳基、ＯＲ、ＳＲ、ＮＲ↓［２］（包括环氨基）、ＰＲ↓［２］（包括环膦基），其中Ｒ是氢、烷基、芳基或杂芳基；ｍ是１－４的整数，ｎ是１－３的整数；且＊＊＊是非碳配位的单阴离子配体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：ME汤普森，PI杰罗维奇，R夸昂，YJ藤格，DB诺尔斯，J布鲁克斯，RW沃尔特斯，马斌，
申请(专利权)人：南加利福尼亚大学，通用显示公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]