[发明专利]稳定的蓝色磷光有机发光器件

说明书

本申请要求2007年11月9日提交的美国临时申请No.60/986,711的优先权，其公开内容在此通过引用明确地纳入本文。

要求保护的发明由联合的大学-公司研究协议的一个或多个下列参与方做出，代表其做出，和/或与其相关地做出：普林斯顿大学、南加利福尼亚大学和通用显示公司。该协议在要求保护的发明的做出之日或其之前有效，并且要求保护的发明作为在该协议范围内进行的活动的结果而做出。

技术领域

本发明总体涉及有机发光器件(OLEDs)。更具体地说，本发明涉及产生非常长寿命的蓝光器件的材料和器件结构的组合。

背景技术

由于很多原因，利用有机材料的光电器件变得越来越受欢迎。用于制备这样的器件的很多材料比较廉价，因此有机光电器件在相对于无机器件的成本优势方面具有潜力。此外，有机材料的固有特性，例如它们的柔性，可以使得它们良好地适用于特定应用，例如在柔性基片上制造。有机光电器件的实例包括有机发光器件(OLEDs)、有机光电晶体管、有机光伏电池和有机光电探测器。对于OLEDs，有机材料可以具有优于常规材料的性能。例如，有机发光层发射的波长通常可以容易地用合适的掺杂剂进行调整。

OLEDs利用当跨器件施加电压时发光的有机薄膜。OLEDs正在成为在诸如平板显示、照明和背光的应用中越来越有利的技术。多种OLED材料和构造记载于美国专利No.5,844,363、6,303,238和5,707,745中，它们全部通过引用纳入本文。

磷光分子的一种应用是全色显示器。这样的显示器的工业标准要求适于发射称为“饱和”色彩的特定色彩的像素。特别是，这些标准要求饱和的红、绿和蓝色像素。色彩可以使用1931 CIE坐标度量，它是现有技术中公知的。

发绿光分子的一个实例是三(2-苯基吡啶)铱，它记为Ir(ppy)₃，具有式I的结构：

在本文的该图以及后面的图中，从氮到金属(此处为Ir)的配位键用直线表示。

然而，有机发光器件(OLEDs)有限的运行稳定性对其在大面积显示和固态照明用途的广泛接受造成困难。尽管改进的封装技术和材料纯度已引起在消除外来的退化源方面的显著进步，但是伴随着器件的长期运行的其余固有亮度损失和电压升高还没有得到很好的理解。

已提出多种假设来解释器件效率的内在退化的基础，最广泛接受的是一部分发射成份分子的化学降解。可能键的断裂产生自由基片断，然后它参与进一步的自由基加成反应以形成更多的降解产物。这些产物充当非辐射性复合中心、发光淬灭剂和深的电荷陷阱。例如，很多研究已显示，三(8-羟基喹啉)铝(Alq₃)的阴离子和阳离子均是不稳定的，并且最近已证明，在通用的主体材料4，4’-二(9-咔唑基)-2，2’-联苯(CBP)的情况下，激发态自身可以形成反应中心。

发明内容

本发明提供一种相对于目前使用的器件具有很多优势的有机发光器件。有机发光器件包括阳极、阴极和位于阳极和阴极之间的发光层。本发明可以以多种方式实施。

一方面，载流子和固态因素是可产生具有较长寿命的器件的特征。器件可以具有包括主体和磷光发射掺杂剂的发光层，所述主体具有三线态能量，所述掺杂剂具有小于500nm的发射峰波长。该器件还可以包括位于发光层和阴极之间并且与发光层相邻的至少5nm厚的激子阻挡层，该激子阻挡层主要由具有大于或等于发光层的主体的三线态能量的三线态能量的材料组成。发光层为至少40nm厚。发光层中的电子主要由主体运载。磷光发射掺杂剂的HOMO至少比主体的HOMO高0.5eV。发光层中的磷光发射掺杂剂的浓度为至少9wt％。磷光发射掺杂剂包括包含至少一个2，2，2-三烷基乙基(trialklethyl)取代基的环金属化的N，C给体咪唑并菲啶配体。据信该特征组合导致具有出人意料地长的寿命的器件。

一方面，发光体纯度是一种可产生具有较长寿命的器件的特征。特别是，除其它以外包括具有如下特征的发光层的器件可具有令人惊讶地长的寿命：该发光层包括主体和发射峰波长小于500nm的磷光发射掺杂剂，并且其中(i)磷光发射掺杂剂由具有通过高压液相色谱测定大于约99.5％的纯度的源沉积，(ii)该源还具有低于约100ppm的卤化物和金属杂质总浓度，(iii)磷光发射掺杂剂在升华坩埚中留下对应于小于原始加料的约5wt％的残余物，并且(iv)磷光发射掺杂剂具有小于约350℃的升华温度并且通过升华进行沉积。磷光发射掺杂剂可以在具有小于10ppm的氧并且几乎不存在光的环境中沉积。