KR101200862B1

KR101200862B1 - 배플을 구비한 기화원

Info

Publication number: KR101200862B1
Application number: KR1020077015731A
Authority: KR
Inventors: 데니스 레이 프리먼; 네일 피터 레덴
Original assignee: 글로벌 오엘이디 테크놀러지 엘엘씨
Priority date: 2005-01-11
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2012-11-13
Also published as: JP2008527174A; JP5080274B2; US20060150915A1; US7166169B2; KR20070093416A; WO2006076287A1

Abstract

유기 물질(25) 침착용 증착(10)원은 유기 물질을 보유하기 위한 공동(15)을 갖는 보트(30), 및 상기 보트를 둘러싸기 위한, 다수의 이격된 구멍(45)을 갖는 구멍 판(40)을 포함한다. 상기 증착원는 또한 상기 구멍 판과 유기 물질 사이의 공동에 제공된 가열 요소(50), 및 상기 가열 요소와 접촉하고 상기 가열요소로부터 에너지를 흡수하는 3 개 이상의 표면(75,80,85,120,125)을 갖는 배플 부재(70)를 포함하며, 상기 제 1 표면은 에너지를 상기 구멍 판으로 재배향시키고 제 2 및 제 3 표면(80,85)은 에너지를 보트 벽 및 유기 물질로 재배향시킨다.

Description

배플을 구비한 기화원{VAPORIZATION SOURCE WITH BAFFLE}

본 발명은 공급원 물질을 기화를 일으키는 온도로 가열하고 증기 구름을 생성시켜 기판의 표면상에 박막을 형성시키는 물리적 증착 분야에 관한 것이다.

OLED 장치는 기판, 양극, 유기 화합물로 제조된 정공 운반 층, 적합한 도판트를 갖는 유기 발광 층, 유기 전자 운반 층 및 음극을 포함한다. OLED 장치는 그의 낮은 구동 전압, 높은 발광성, 넓은 시야각 및 풀 컬러 평면 방출 디스플레이용 가능출력으로 인해 매력적이다. 탱(Tang) 등은 그의 미국 특허 제 4,769,292 호 및 4,885,211 호에서 상기 다층 OLED 장치를 개시하였다.

진공 환경 하의 물리적 증착은 소 분자 OLED 장치에 사용 시 얇은 유기 물질 필름을 침착시키는 주요 수단이다. 상기와 같은 방법은 널리 공지되어 있다(예를 들어 바(Barr)의 미국 특허 제 2,447,789 호 및 다나베(Tanabe) 등의 EP 0 982 411 A2). 종래 기술의 선형 침착 공급원은 전형적으로는 ±10%의 두께 균일성 사양을 성취할 수 있으며 보다 최근엔 ±4%를 달성하였다. 상기는 초기 OLED 장치에 적합하였으나, 공명 공동(resonance cavity)으로서 작용하여 방출된 빛의 강도를 증가시키기 위해 유기층 단 두께에 의존하는 OLED 장치에는 부적합하다. 상기 장치가 유효하기 위해서는 상기 공동 두께를 ±1 내지 2% 내로 조절할 것이 필요하다.

상기 두께 균일성 목적을 성취하기 위해서, 상기 공급원 출구 구멍 또는 구멍들을 통해 흐르는 증기의 균일성을 조절하고 기판 테두리에서의 손실을 보상하는 방식으로 상기 흐름을 추가로 조정할 필요가 있다. 동일한 크기의 기판상에 필름을 침착시키는, 길이를 따라 균일한 증기 흐름을 갖는 공급원으로부터 관찰된 필름 두께는 단부 부분들과 접하고 있는 매우 균일한 중심 부분을 나타내며, 이때 필름 두께는 기판의 테두리를 항해 증가하는 비율로 감소한다.

상기 공급원으로부터 기판까지의 거리(투사 거리로서 공지됨)의 증가, 및 상기 기판의 너비에 대한 상기 공급원의 길이의 증가는 상기 기판에 대한 두께 균일성을 증가시키는 효과를 갖는다. 종래 기술은 상기 투사 거리를 증가시키고 상기 기판 너비의 2 배만큼 더 넓을 수 있는 공급원을 사용함으로써 증가된 두께 균일성을 성취하였다. 예를 들어, WO 03/062486 A1은 기판 크기가 증가함에 따라 투사 거리를 증가시킬 필요성에 대해 논의하고 있다. 상기 전략은 큰 침착 챔버를 필요로 하며, 이는 기판에 대한 매우 낮은 침착률을 발생시키고 막대한 부분의 승화된 유기 물질을 낭비시킨다.

공급원 길이와 기판 너비 간의 불일치를 감소시키기 위해서, 개뼈 형 슬릿 개구부(dog-bone shaped slit apertures)와, 크기 또는 충전 밀도가 상기 공급원의 단부를 향해 증가하는 불연속 구멍들을 사용하여 상기 기판의 단부에 보다 많은 증기 흐름을 전달하고 이에 의해 통상적인 두께 감소를 보상하는 것이 리(Lee) 등의 WO 03/079420 A1에 개시되어 있다. 이러한 실시는 두께 균일성을 개선시킨다.

짧은 투사 거리로 작동하는 선형 공급원의 경우, 기판 단부와 중심 간의 침착된 필름의 두께 변화는 작지만, 증기 구름 밀도의 국소적인 변화가 상기 침착된 필름에서 뚜렷해진다. 이는 출구 구멍이 다수의 불연속 오리피스들로 구성되는 공급원에서 특히 그렇다. 따라서 다중-오리피스 기화 장치에서 증기 구름 균일성을 개선시킬 필요성이 끊임없이 존재한다.

발명의 요약

따라서 본 발명의 목적은 낭비를 통한 유기 물질 손실량을 감소시키면서 기화된 유기 물질의 침착에 증가된 두께 균일성을 성취하는 것이다.

상기 목적은

a) 유기 물질을 보유하기 위한 공동을 갖는 보트;

b) 상기 보트를 둘러싸기 위한, 다수의 이격된 구멍들을 갖는 구멍 판;

c) 상기 구멍 판과 유기 물질 사이의 공동에 제공된 가열 요소; 및

d) 상기 가열 요소와 접촉하고 상기 가열 요소로부터 에너지를 흡수하는 3 개 이상의 표면을 갖도록 바깥둘레가 삼각형태로 형성되며, 제 1 표면이 상기 구멍 판에 대해 평행한 관계로 배치되어 상기 구멍 판으로 에너지를 재배향시키고, 나머지 제 2 및 제 3 표면은 상기 보트 벽과 유기 물질로 에너지를 재배향시키는 배플 부재를 포함하는, 유기 물질 침착용 증착원에 의해 성취된다.

삭제

본 발명의 이점은 상기 공급원에 의해 방출되는 기화된 유기 물질의 균일성을 증가시키는 것이다. 추가의 이점은 유기 물질의 단지 일부만이 주어진 시간에 기화 온도에 노출됨으로써 물질 분해가 감소하는 것이다. 추가의 이점은 유기 물질의 충전물이 보다 균일하게 기화된다는 것이다. 추가의 이점은 상기 장치의 측벽 상의 유기 증기의 응축이 크게 감소한다는 것이다. 본 발명의 추가의 이점은 일련의 구멍들을, 상기 구멍들을 직접 가열할 필요 없이 유기 물질 증기의 방출에 사용할 수 있으며, 따라서 구조가 단순화되고 보다 많은 물질이 허용되며 상기 장치의 제작에 사용되는 밀봉 방법들이 보다 많아진다는 것이다. 본 발명의 추가의 이점은 상기를 단독 사용 기화원에 사용할 수 있다는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 저렴한 유기 물질 침착용 증착원의 횡단면도를 나타낸다.

도 2는 상기 증착원의 상면도를 나타낸다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 증착원

15 공동

20 보트

25 유기 물질

30 보트 벽

40 구멍 판

45 구멍

50 가열 요소

60 상부 부분

65 거리

70 배플 부재

75 제 1 표면

80 제 2 표면

85 제 3 표면

90 클램핑 수단

95 유도 장치

100 격리 애자(stand-off)

105 증기 통로

110 개방 단부 칼라

115 폐쇄 단부 칼라

120 표면

125 표면

이제 도 1로 돌아와서, 본 발명에 따라 유기 물질을 침착시키기 위한 증착원의 횡단면도를 도시한다. 증착원(10)는 보트(20)를 포함하며, 상기 보트는 유기 물질 충전물(25)을 보유하기 위한 공동(15)으로 구성되고 알게 되는 바와 같이 밀봉될 수 있다. 공동(15)에 제공된 유기 물질(25)은 실온에서 고체인 통상적인 물질이며 이후에 보다 상세히 개시할 것이다. 상부 부분(60)을 다양한 방식으로 보트(20)에 부착시키거나, 또는 예를 들어 단일 구조물로서 주조하거나 성형시킴으로써 보트(20)에 통합시킬 수 있다.

증착원(10)는 다수의 이격된 구멍(45)들을 갖는 구멍 판(40)을 포함한다. 구멍 판(40)은 누출 없는 밀봉을 위해서 보트(20)와 동격으로 디자인된다. 기밀 밀봉을 만드는 다양한 방법들을 사용할 수 있다. 예를 들어, 클램핑 수단(90)은 상부 부분(60)에 볼트를 사용함으로써 구멍 판(40)을 적소에 보유시킬 수 있다. 예를 들어 그라파이트 호일로 제조된 가스켓을 구멍 판(40)과 상부 부분(60) 사이, 또는 구멍 판(40)과 클램핑 수단(90) 사이, 또는 이들 모두에 제공할 수 있다. 다른 밀봉 수단들도 또한 가능하다. 예를 들어, 구멍 판(40)을 구부리거나, 오그라뜨리거나, 플랜지 및 가스켓으로 고정시키거나, 또는 용접하여 누출이 없는 밀봉을 형성시키는 방식에 의해 상부 부분(60)에 부착시키고 상기 부분으로 밀봉시킬 수 있다.

보트(20)와 구멍 판(40)을 모두 다양한 물질들로부터 제조할 수 있다. 유기 물질(25)의 기화에 필요한 고온을 견디는 능력 및 구조적 안정성을 위해서, 금속, 예를 들어 스테인레스 강, 몰리브덴, 티탄, 금, 백금 및 탄탈이 특히 유용하다.

증착원(10)는 구멍 판(40)과 유기 물질(25) 사이의 공동(15)에 제공된 가열 요소(50)를 추가로 포함한다. 가열 요소(50)는 증착원(10)의 길이를 횡단한다. 상기는 고체의 저항 금속 조각일 수 있으며, 상기를 통해 전류가 흐르고 상기를 각각의 노출된 단부에서 전력 공급원(도시 안됨)에 연결시킬 수 있다. 한편으로, 가열 요소(50)는 카트리지 가열기일 수 있으며, 상기 가열기에서 절연된 저항 배선이 튜브에 싸여있고 리드 선(도시 안됨)이 전력 공급원에 연결되어 있다.

배플 부재(70)는 증착원(10)의 길이를 횡단하며 구멍 판(40)에 소정의 이격된 관계로 제공되고 보트(20)와도 이격되어 있다. 배플 부재(70)는 가열 요소(50)와 접촉하고 있으며 상기 요소를 둘러 싸고 있다. 가열 요소(50)는 알게 되는 바와 같이, 보트(20)의 단부에서 지탱되며, 배플 부재(70)를 지탱할 수 있다. 배플 부재(70)는 상기 배플 부재가 증착원 내에 보다 양호하게 위치하도록 그의 길이를 따라 일정 간격으로 유도장치(95)를 임의로 포함할 수 있다. 배플 부재(70)는 금속, 예를 들어 스테인레스 강, 몰리브덴, 티탄, 금, 백금 및 탄탈을 포함할 수 있다. 또한 외부 표면 코팅층 및 배플 부재(70)의 적외선 방사율을 증가시키는 처리가 유용할 수 있다. 코팅층은 예를 들어 카본 블랙 층을 포함하며, 표면 처리는 광택이 없는 표면을 포함한다. 상기와 같은 코팅층 및 처리는 당해 분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다.

배플 부재(70)의 바깥둘레는 삼각형이거나 거의 삼각형이다, 즉 상기는 3 개 이상의 표면, 예를 들어 제 1 표면(75), 제 2 표면(80) 및 제 3 표면(85)을 한정하며, 상기 표면들은 가열 요소로부터 적외선 에너지를 흡수하고 상기 에너지를 재배향시키기 위해 가열 요소(50)를 둘러싸고 있다. 배플 부재(70)는 또한 추가적인 표면, 예를 들어 표면(120) 및 (125)를, 경우에 따라 상기 장치의 기하에 의해 또는 배플 부재(70)의 구조를 단순화하기 위해서 추가로 포함할 수 있다. 상기와 같은 추가적인 표면들은 본 발명에 필요하지 않으며 배플 부재(70)의 실제 형태는 부분적으로 보트(20)의 기하에 의해 결정될 것이다. 배플 부재(70)의 제 1 표면을 가열 요소(50)와 접촉시키고 소정의 이격된 관계로 구멍 판(40)에 평행한 관계로 배치시켜, 배플 부재(70)와 구멍 판(40) 사이에 증기 통로(105)를 형성시킨다. 증착원(10)에서 유기 증기의 전도성 변화를 감소시켜 증기 방출의 균일성을 성취하기 위해서, 거리(65)로 나타낸 증기 통로(105)의 길이 대 상기 증기 통로의 너비의 비를 증착원(10) 중의 압력 변화를 감소시키기 위해 10:1 이상이 되도록 선택한다. 그러나, 당해 분야의 숙련가들은 다수의 인자들이 보트(20) 내부 및 증기 통로(105) 및 구멍(45)을 통한 유기 증기의 전도성을 결정함을 알 것이다. 상기 전도성 비를 "열 물리적 증착 시스템의 디자인 방법"이란 표제 하에 2003년 1월 28일자로 출원된 통상적으로 양도된 미국 특허 출원 제 10/352,558 호(Jeremy M. Grace et al.)(상기의 내용은 본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 개시된 바와 같이 측정하여 보트(20) 및 구멍(45)의 크기, 및 배플 부재(70)의 크기 및 위치를 목적하는 증기 균일성 및 방출률을 생성하도록 조정할 수 있다. 배플 부재(70)는 소정의 위치들에, 예를 들어 배플 부재(70)의 구석 부근에 격리 애자(stand-off)(100)를 포함하여 상기 배플 부재의 위치 및 구멍 판(40)과의 소정의 이격된 관계를 유지하는데 일조한다. 배플 부재(70)의 제 2 및 제 3 부분은 추가로 2 개의 표면을 한정하며, 이들 표면은 각각 가열 요소(50)로부터 이격되어 있는 제 2 표면(80) 및 제 3 표면(85)이다.

배플 부재(70) 및 그의 표면을 가열 요소(50)로부터 적외선 에너지를 흡수하도록 배치하고 상기와 같은 적외선 에너지를 재배향시키도록 제작한다. 제 1 표면(75)은 상기 적외선 에너지를 구멍 판(40)으로 재배향시키고 따라서 유기 물질의 응축 및 구멍(45)의 막힘을 방지할 것이다. 제 2 및 제 3 표면(80) 및 (85)을 각각 적외선 에너지가 유기 물질(25)의 대향 면을 향하도록 배열하고, 따라서 보다 균일한 에너지 분포를 제공하고 유기 물질(25)이 중심에서 및 보트 벽(30)으로 우선적으로 기화하는 것을 방지하여, 기화된 유기 물질이 벽 상에 응축되는 것을 방지한다.

증착을 수행할 수 있는 임의의 유기 물질(25)을 본 발명에 사용할 수 있다. OLED 장치의 제조에 유용한 유기 물질이 특별히 고려된다(하기 참조).

유기 물질(25)을 적합한 양으로 보트(20) 내에 제공한다. 상기 유기 물질은 단일 유형의 물질 또는 여러 물질들의 혼합물일 수 있다. 혼합물인 경우, 상기 모두가 유사한 증기압 성질을 갖는 것이 유리하다. 상기 유기 물질을 분말, 과립, 정제 또는 다른 편리한 형태로서 제공할 수 있다. 분말 또는 과립으로서 제공되는 경우, 상기 유기 물질을 큰 고체 덩어리를 형성시키기 위해서 보트에서 압축시킬 수 있다(예를 들어 열 및 압력에 의해). 상기 유기 물질을 그의 물성이 허용하는 경우, 용융시키고 액체로서 상기 보트 내에 제공하고 이어서 재고화되게 할 수 있다. 한편으로, 상기 유기 물질을 그의 물성이 허용하는 경우, 저 비등 용매에 용해시키고 액체 용액으로서 상기 보트 내에 제공하고, 이어서 상기 용매의 증발 시 재결정화되게 할 수 있다. 정제, 압축된 물질, 재고화되고 재결정화된 물질은 보다 큰 밀도를 가지므로 분말 및 과립에 비해 유리할 수 있다. 상기는 증착원(10)의 방해받지 않는 사용 길이를 증가시킬 수 있다. 상기 유기 물질을 하나 또는 몇 개의 큰 크기의 조각으로 형성시키는 경우, 상기를 탭, 핀 또는 다른 기구들로 적소에 보유시킬 수 있다. 다른 한편으로, 분말을 움직여 이동시킬 수 있다. 분말은 약간의 기울임 및 온화한 진탕에 의해 보트의 바닥으로 다시 이동시킬 필요가 있을 수 있다. 이는 문제를 일으키지 않지만, 유기 물질을 적소에 머무르게 하는 것이 유리하다.

증착원(10)를 조립한 후에, 상기를, 바로 사용하지 않는 경우, 불활성 분위기 하에, 바람직하게는 건조제 또는 게터로 밀봉시켜야 한다. 테이프 또는 일부 다른 제거 가능한 물질을 상기 구멍 위에 놓아 상기 증착원(10)의 내부 불활성 분위기(예를 들어 Ar 또는 질소)를 유지시켜야 한다. 테이프는 건조제 또는 게터를 임의로 함유할 수 있다.

OLED 장치에 일반적인 구조는 양극/정공 주입층/정공 운반층/발광층/전자 운반층/음극을 차례로 포함할 수 있다. 본 발명에 적합한 유기 물질들은 전형적으로는 양극과 음극 사이의 것들이다. OLED 장치의 다양한 층들을 제작하는데 사용될 수 있는 비 제한적인 조합의 예시 물질들로는 하기의 것들이 있다.

정공 주입층( HIL )

양극과 정공 운반층 사이에 정공 주입층을 제공하는 것이 종종 유용하다. 상기 정공 주입 물질은 후속적인 유기 층들의 필름 형성 성질을 개선시키고 정공 운반 층 내로의 정공의 주입을 촉진시킬 수 있다. 정공 주입 층에 사용하기에 적합한 물질로는 비 제한적으로 포르피린 화합물(미국 특허 제 4,720,432 호에 개시되어 있음), 및 일부 방향족 아민, 예를 들어 m-MTDATA(4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민이 있다.

정공 운반층( HTL )

정공 운반 층은 방향족 3급 아민과 같은 하나 이상의 정공 운반 화합물을 함유하며, 이때 상기 아민은 오직 탄소 원자에만 결합된 하나 이상의 3 가 질소 원자(이 중 하나 이상은 방향족 고리의 구성원이다)를 함유하는 화합물인 것으로 이해된다. 하나의 형태에서 상기 방향족 3급 아민은 아릴아민, 예를 들어 모노아릴아민, 다이아릴아민, 트라이아릴아민, 또는 중합체성 아릴아민일 수 있다. 전형적인 단량체성 트라이아릴아민들은 클루펠(Klupfel) 등의 미국 특허 제 3,180,730 호에 예시되어 있다. 하나 이상의 비닐 라디칼로 치환되고/되거나 하나 이상의 활성 수소 함유 그룹을 포함하는 다른 적합한 트라이아릴아민들이 브랜틀리(Brantley) 등에 의해 미국 특허 제 3,567,450 호 및 제 3,658,520 호에 개시되어 있다.

보다 바람직한 방향족 3급 아민 부류는 미국 특허 제 4,720,432 호 및 5,061,569 호에 개시된 바와 같이 2 개 이상의 방향족 3급 아민 잔기를 포함하는 것들이다. 정공 운반층을 방향족 3급 아민 화합물 단독 또는 상기 화합물들의 혼합물로 형성시킬 수 있다. 유용한 방향족 3급 아민을 하기와 같이 예시한다:

1,1-비스(4-다이-p-톨릴아미노페닐)사이클로헥산;

1,1-비스(4-다이-p-톨릴아미노페닐)-4-페닐사이클로헥산;

N,N,N',N'-테트라페닐-4,4"'-다이아미노-1,1':4',1":4",1"'-쿼터페닐;

비스(4-다이메틸아미노-2-메틸페닐)페닐메탄;

1,4-비스[2-[4-[N,N-다이(p-톨릴)아미노]페닐]비닐]벤젠(BDTAPVB);

N,N,N',N'-테트라-p-톨릴-4,4'-다이아미노바이페닐;

N,N,N',N'-테트라페닐-4,4'-다이아미노바이페닐;

N,N,N',N'-테트라-1-나프틸-4,4'-다이아미노바이페닐;

N,N,N',N'-테트라-2-나프틸-4,4'-다이아미노바이페닐;

N-페닐카바졸;

4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐(NPB);

4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]바이페닐(TNB);

4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]p-터페닐;

4,4'-비스[N-(2-나프틸)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(3-아세나프테닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

1,5-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]나프탈렌;

4,4'-비스[N-(9-안트릴)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(1-안트릴)-N-페닐아미노]-p-터페닐;

4,4'-비스[N-(2-펜안트릴)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(8-플루오르안테닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(2-파이레닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(2-나프타세닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(2-페릴레닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

4,4'-비스[N-(1-코로네닐)-N-페닐아미노]바이페닐;

2,6-비스(다이-p-톨릴아미노)나프탈렌;

2,6-비스[다이-(1-나프틸)아미노]나프탈렌;

2,6-비스[N-(1-나프틸)-N-(2-나프틸)아미노]나프탈렌;

N,N,N',N'-테트라(2-나프틸)-4,4"-다이아미노-p-터페닐;

4,4'-비스{N-페닐-N-[4-(1-나프틸)-페닐]아미노}바이페닐;

2,6-비스[N,N-다이(2-나프틸)아미노]플루오렌;

4,4',4"-트리스[(3-메틸페닐)페닐아미노]트라이페닐아민(MTDATA); 및

4,4'-비스[N-(3-메틸페닐)-N-페닐아미노]바이페닐(TPD).

또 다른 부류의 유용한 정공 운반 물질은 EP 1 009 041에 개시된 바와 같은 다환상 방향족 화합물을 포함한다. EP 0 891 121 A1 및 EP 1 029 909 A1에 개시된 일부 정공 주입 물질은 또한 유용한 정공 운반 물질을 제조할 수 있다.

발광 층( LEL )

미국 특허 제 4,769,292 호 및 5,935,721 호에 보다 충분히 개시되어 있는 바와 같이, 상기 유기 EL 소자의 각각의 발광 층(LEL)은 발광 또는 형광 물질을 포함하며, 이때 전기 발광은 상기 부위의 전자-정공 쌍 재조합의 결과로서 생성된다. 발광 층은 단일 물질로 구성될 수 있지만, 보다 통상적으로는 게스트 방출 물질 또는 물질들로 도핑된 호스트 물질을 포함하며, 이때 발광은 주로 상기 방출 물질로부터 나오고 임의의 색상일 수 있다. 상기 게스트 방출 물질을 종종 발광 도판트라 칭한다. 상기 발광 층 중의 호스트 물질은 하기 정의한 바와 같은 전자 운반 물질, 상기 정의한 바와 같은 정공 운반 물질, 또는 정공-전자 재조합을 지지하는 또 다른 물질 또는 물질들의 조합일 수 있다. 상기 방출 물질을 전형적으로는 고 형광 염료 및 인광 화합물, 예를 들어 WO 98/55561, WO 00/18851, WO 00/57676, 및 WO 00/70655에 개시된 바와 같은 전이 금속 착체 중에서 선택한다. 방출 물질을 전형적으로는 상기 호스트 물질 내에 0.01 내지 10 중량%로 혼입시킨다.

방출 물질을 선택하는데 중요한 관계는 분자의 가장 높은 채워진 분자 궤도와 가장 낮은 채워지지 않은 분자 궤도 간의 에너지 차이로서 정의되는 띠 간격 전위의 비교이다. 상기 호스트 물질로부터 방출 물질로의 효율적인 에너지 전달을 위해서, 필요 조건은 상기 도판트의 띠 간격이 호스트 물질의 띠 간격보다 작아야 한다는 것이다. 인광 방사체(삼중선 여기된 상태로부터 방출되는 물질, 즉 소위 "삼중선 방사체" 포함)의 경우, 상기 호스트의 호스트 삼중선 에너지 준위는 호스트로부터 방출 물질로의 에너지 전달을 가능하게 하기에 충분히 높은 것이 또한 중요하다.

사용되는 것으로 공지된 호스트 및 방출 분자들로는 비 제한적으로 미국 특허 제 4,768,292, 5,141,671, 5,150,006, 5,151,629, 5,405,709, 5,484,922, 5,593,788, 5,645,948, 5,683,823, 5,755,999, 5,928,802, 5,935,720, 5,935,721, 6,020,078, 6,475,648, 6,534,199, 6,661,023 호, 미국 특허 출원 공보 2002/0127427 A1, 2003/0198829 A1, 2003/0203234 A1, 2003/0224202 A1 및 2004/0001969 A1에 개시된 것들이 있다.

8-하이드록시퀴놀린(옥신)의 금속 착체 및 유사한 유도체는 전기발광을 지원할 수 있는 유용한 호스트 화합물들 중 하나의 부류를 구성한다. 예시적인 유용한 킬레이트화된 옥시노이드 화합물은 하기와 같다:

CO-1: 알루미늄 트리스옥신[일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)];

CO-2: 마그네슘 비스옥신[일명, 비스(8-퀴놀리놀레이토)마그네슘(II)];

CO-3: 비스[벤조{f}-8-퀴놀리놀레이토]아연(II);

CO-4: 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)-μ-옥소-비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III);

CO-5: 인듐 트리스옥신[일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)인듐];

CO-6: 알루미늄 트리스(5-메틸옥신)[일명, 트리스(5-메틸-8-퀴놀리놀레이토)알루미늄(III)];

CO-7: 리튬 옥신[일명, (8-퀴놀리놀레이토)리튬(I)];

CO-8: 갈륨 옥신[일명, 트리스(8-퀴놀리놀레이토)갈륨(III)]; 및

CO-9: 지르코늄 옥신[일명, 테트라(8-퀴놀리놀레이토)지르코늄(IV)].

또 다른 유용한 호스트 물질의 부류에는 안트라센 유도체, 예를 들어 미국 특허 제 5,935,721, 5,972,247, 6,465,115, 6,534,199, 6,713,192 호, 미국 특허 출원 공보 2002/0048687, 2003/0072966, 및 WO 2004/018587에 개시된 것들이 있다. 일부의 예는 9,10-다이나프틸안트라센 유도체 및 9-나프틸-10-페닐안트라센의 유도체를 포함한다. 다른 유용한 부류의 호스트 물질은 미국 특허 제 5,121,029 호에 개시된 바와 같은 다이스티릴아릴렌 유도체, 및 벤즈아졸 유도체, 예를 들어 2,2',2"-(1,3,5-페닐렌)트리스[1-페닐-1H-벤즈이미다졸]을 포함한다.

바람직한 호스트 물질은 연속적인 필름을 형성할 수 있다. 상기 발광 층은 장치의 필름 형태, 전기적 성질, 발광 효율 및 수명을 개선시키기 위해서 하나보다 많은 호스트 물질을 함유할 수 있다. 전자 운반 및 정공 운반 물질들의 혼합물이 유용한 호스트로서 공지되어 있다. 또한, 정공 운반 또는 전자 운반 물질과 상기 나열된 호스트 물질들과의 혼합물이 적합한 호스트를 만들 수 있다.

유용한 형광 도판트로는 비 제한적으로 안트라센, 테트라센, 잔텐, 페릴렌, 루브렌, 쿠마린, 로다민, 및 퀴나크리돈, 다이시아노메틸렌피란 화합물, 티오피란 화합물, 폴리메틴 화합물, 피릴륨 및 티아피릴륨 화합물의 유도체, 플루오렌 유도체, 페리플란텐 유도체, 인데노페릴렌 유도체, 비스(아지닐)아민 붕소 화합물, 비스(아지닐)메탄 붕소 화합물, 다이스티릴벤젠 및 다이스티릴바이페닐의 유도체, 및 카보스티릴 화합물이 있다. 다이스티릴벤젠의 유도체들 중에서 다이아릴아미노 그룹(비공식적으로 다이스티릴아민으로서 공지됨)으로 치환된 것들이 특히 유용하다.

인광 방사체(삼중선 여기된 상태로부터 방출되는 물질, 즉 소위 "삼중선 방사체" 포함)에 적합한 호스트 물질은 상기 삼중선 여기가 상기 호스트 물질로부터 인광 물질로 효율적으로 전달될 수 있도록 선택되어야 한다. 이러한 전달이 일어나기 위해서는, 상기 인광 물질의 여기 상태 에너지가 상기 호스트의 최저 삼중선 상태와 기저 상태 간의 에너지 차이보다 더 낮은 것이 매우 바람직한 조건이다. 그러나, 상기 호스트의 띠 간격은 OLED의 구동 전압에서 허용될 수 없는 증가를 일으킬 정도로 너무 크게 선택되어서는 안 된다. 적합한 호스트 물질들은 WO 00/70655 A2; 01/39234 A2; 01/93642 A1; 02/074015 A2; 02/15645 A1, 및 미국 특허 출원 공보 2002/0117662에 개시되어 있다. 적합한 호스트는 몇몇 아릴 아민, 트라이아졸, 인돌 및 카바졸 화합물을 포함한다. 바람직한 호스트의 예는 4,4'-N,N'-다이카바졸-바이페닐(CBP), 2,2'-다이메틸-4,4'-(N,N'-다이카바졸)바이페닐, m-(N,N'-다이카바졸)벤젠, 및 폴리(N-비닐카바졸)(이들의 유도체 포함)이다.

본 발명의 발광 층에 사용될 수 있는 유용한 인광 물질의 예로는 비 제한적으로 WO 00/57676, WO 00/70655, WO 01/41512 A1, WO 02/15645 A1, WO 01/93642 A1, WO 01/39234 A2, WO 02/071813 A1, WO 02/074015 A2, 미국 특허 출원 공보 2003/0017361 A1, 2002/0197511 A1, 2003/0072964 A1, 2003/0068528 A1, 2003/0124381 A1, 2003/0059646 A1, 2003/0054198 A1, 2002/0100906 A1, 2003/0068526 A1, 2003/0068535 A1, 2003/0141809 A1, 2003/0040627 A1, 2002/0121638 A1, 미국 특허 제 6,458,475, 6,573,651, 6,451,455, 6,413,656, 6,515,298, 6,451,415, 6,097,147, EP 1 239 526 A2, EP 1 238 981 A2, EP 1 244 155 A2, JP 2003/073387A, JP 2003/073388A, JP 2003/059667A, 및 JP 2003/073665A에 개시된 것들이 있다.

전자 운반층( ETL )

본 발명의 유기 EL 소자의 전자 운반 층의 제조에 사용하기에 바람직한 박막 형성 물질은 금속 킬레이트화된 옥시노이드 화합물, 예를 들어 옥신 자체(또한 8-퀴놀린올 또는 8-하이드록시퀴놀린으로서 통상적으로 지칭됨)의 킬레이트이다. 상기와 같은 화합물은 전자의 주입 및 운반을 지원하며 높은 수준의 성능을 나타내고 박막의 형태로 쉽게 조립된다. 예시적인 옥시노이드 화합물의 예는 앞서 개시되었다.

다른 전자 운반 물질은 미국 특허 제 4,356,429 호에 개시된 바와 같은 다양한 부타다이엔 유도체 및 미국 특허 제 4,539,507 호에 개시된 바와 같은 다양한 헤테로사이클릭 광학 증백제를 포함한다. 벤즈아졸 및 트라이아진이 또한 유용한 전자 운반 물질이다.

이제 도 2로 돌아와서, 상기 증착원(10)의 상면도를 도시한다. 개방 단부 칼라(110) 및 폐쇄 단부 칼라(115)는 가열 요소(50)를 지탱하는 작용을 하며, 따라서 또한 상술한 바와 같이 배플 부재(70)를 지탱한다. 칼라(110) 및 (115)는 전기 절연 물질로 제조될 수 있다. 가열 요소(50)가 고체의 저항 금속 조각인 경우, 칼라(110) 및 (115)는 전기 절연성이어야 한다. 바람직하게는 상기 칼라들은 또한 가열 요소(50)와 보트(20) 사이에 유효 밀봉을 생성시켜 증기가 상기 경로에 의해 이탈되지 않게 한다. 구멍 판(40)은 유기 물질 증기가 증착원(10)로부터 방출되도록 그의 길이를 따라 일련의 구멍들(45)을 갖는다. 구멍(45)은 균일한 크기를 가지며 구멍 분포의 중심에서 이격될 수 있다. 그러나, 구멍 판(40)의 전체 길이에 걸쳐 균일한 코팅을 유지시키기 위해서, 단부에서 상기 구멍의 크기 또는 간격, 또는 이들 모두를, "다수의 구멍을 갖는 연신된 열 물리적 증착원"란 표제 하에 2004년 10월 25일자로 출원된 통상적으로 양도된 미국 특허 출원 제 10/971,698 호(Dennis R. Freeman et al.)(현재는 포기된, 2002년 3월 8일자로 출원된 미국 특허 가 출원 제 10/093,739 호의 일부 계속 출원이다)에 개시된 바와 같이 조정할 필요가 있으며, 상기 출원의 내용은 본 발명에 참고로 인용된다.

Claims

a) 유기 물질을 보유하기 위한 공동을 갖는 보트;

b) 상기 보트를 둘러싸기 위한, 다수의 이격된 구멍들을 갖는 구멍 판;

c) 상기 구멍 판과 유기 물질 사이의 공동에 제공된 가열 요소; 및

d) 상기 가열 요소와 접촉하고 상기 가열 요소로부터 에너지를 흡수하는 3 개 이상의 표면을 갖도록 바깥둘레가 삼각형태로 형성되며, 제 1 표면이 상기 구멍 판에 대해 평행한 관계로 배치되어 상기 구멍판으로 에너지를 재배향시키고, 나머지 제 2 및 제 3 표면은 상기 보트 벽과 유기 물질로 에너지를 재배향시키는 배플 부재

를 포함하는, 유기 물질 침착용 증착원.
제 1 항에 있어서,

배플 부재 및 구멍 판이 증기 통로를 형성하고,

상기 증기 통로의 길이 대 너비의 비가 10:1 이상인 증착원.
제 1 항에 있어서,

배플 부재의 바깥둘레가 삼각형인 증착원.
제 1 항에 있어서,

보트 및 구멍 판이 스테인레스 강으로부터 제조되는 증착원.
a) 유기 물질을 보유하기 위한 공동을 갖는 보트;

b) 상기 보트를 둘러싸기 위한, 다수의 이격된 구멍들을 갖는 구멍 판;

c) 상기 구멍 판과 유기 물질 사이의 공동에 제공된 가열 요소; 및

d) 상기 보트 및 구멍 판으로부터 이격되고 상기 가열 요소에 대해 상기 가열 요소로부터의 적외선 에너지를 흡수하도록 배치되고 적외선 에너지를 상기 구멍 판 중의 구멍, 및 상기 보트 중의 유기 물질 및 보트 벽으로 재배향시키도록 제조되며, 상기 구멍 판에 대해 이격된 관계로 제공되어 증착원으로부터 유기 증기의 전도성 변화를 감소시켜 상기 증착원 중의 압력 변화를 감소시키는 배플 부재를 포함하는, 유기 물질 침착용 증착원.
제 5 항에 있어서,

배플 부재의 바깥둘레가 가열 요소를 둘러싸는 3 개 이상의 표면을 한정하고 구멍 판에 대해 평행한 관계로 배치된 제 1 표면을 한정하며 나머지 2 개의 표면이 각각 적외선 에너지를 유기 물질의 대항 측면 및 보트 벽으로 재배향시키도록 배열되는 증착원.
제 6 항에 있어서,

배플 부재 및 구멍 판이 증기 통로를 형성하고,

상기 증기 통로의 길이 대 너비의 비가 10:1 이상인 증착원.
제 6 항에 있어서,

배플 부재의 바깥둘레가 삼각형인 증착원.
제 6 항에 있어서,

표면들이 적외선 에너지를 보트 중의 유기 물질 및 구멍 판 중의 구멍들의 위치로 재배향시키는 증착원.
제 5 항에 있어서,

보트 및 구멍 판이 스테인레스 강으로부터 제조되는 증착원.