電光器件及其用圖

電光器件及其用圖
【專利說明】電光器件及其用途
[0001] 本發明設及用于有機電光器件、尤其是用于電致發光元件的新型設計原理，并且 設及其在顯示器和基于其的照明手段中的用途。
[0002] 在最廣義上可歸于電子工業的許多不同種類的應用中，有機半導體作為功能材料 的用途已經有段時間是事實或在不久的將來期望如此。 陽00引例如，光敏有機材料（例如，獻菁）和有機電荷傳輸材料（例如，立芳基胺系空穴 傳輸材料）已經在影印機中使用了若干年。
[0004] 一些特定的半導體有機化合物現在已經被用在可商購的器件中，例如用在有機電 致發光器件中，所述半導體有機化合物中的一些還能夠在可見光譜區中發光。
[0005] 其單獨的組件，有機發光二級管（OLED)，具有非常光譜的應用。例如，OL邸已例如 用作：
[0006] -單色或多色顯示元件（例如在便攜式計算器、移動電話和其它便攜式應用中）的 白色或彩色背光，
[0007]-大面積顯示器（例如交通標志或海報），
[0008] -多種多樣的不同顏色和形式的照明元件，
[0009] -便攜式應用（例如移動電話、PDA和攝錄像機）的單色或全色無源矩陣顯示器，
[0010] -多種多樣的不同應用（例如移動電話、PDA、筆記本電腦和電視）的全色大面積 和高分辨率的有源矩陣顯示器。
[0011] 運些應用中的一些的發展已經非常先進。然而對于技術改進仍有很大的需求。
[0012] 現在對作為用于稱為PL邸的聚合OL邸的有前途的材料的共輛聚合物有著深入細 致的研究。相對于稱為小分子器件（"SM0LED")的由小分子制成的氣相沉積的布置，其處 理的容易性允許更加廉價地制造有機發光二極管。如例如在WO04/084260中所描述的，中 間層在層結構中的使用明顯地增加了PLED的壽命和效率。在陽極和發光聚合物的層之間 施加運些中間層。它們作用為促進或實際上實現空穴即正電荷載流子向發光聚合物中的注 入和傳輸，并且在中間層和發光聚合物的層之間的界面處阻擋電子。運些中間層由具有高 比例的通過共輛骨架結合的空穴傳輸單元的聚合物構成。另外，運些聚合物同時阻擋電子 的傳輸。
[0013] 雖然相比于缺少運種中間層的布置，使用運種中間層構造的電光器件顯示關于壽 命和效率的明顯優點，但是兩種特性還遠不能滿足在大面積顯示器中的應用將需要的需 求。由此該類型的已知體系在壽命方面具有特別的不足。此外，運些體系在操作期間顯示 不可忍受的電壓升高。
[0014] 令人驚訝地，現在已經發現，當將與電子導體共聚的聚合物用作中間層時，光電器 件顯示了長得多的壽命。其超越現有技術至重要的程度，因為在此不再存在任何電子阻擋 作用，而電子阻擋作用曾被認為是中間層的必要功能。
[0015] 從該現有技術出發，本發明的目的是提供如下的電光器件，所述電光器件可W通 過簡單的施加方法從溶液制造，所述電光器件具有與已知器件相比更長的壽命。
[0016] 因此本發明提供一種電光器件，所述電光器件包含：
[0017]a)陽極， 陽01引 b)陰極，
[0019] C)至少一個發光體層，其置于所述陽極和所述陰極之間，包含至少一種半導體有 機材料，W及
[0020] d)至少一個中間層，其置于所述至少一個發光體層和所述陽極之間，并且包含具 有空穴傳導結構單元的聚合物，
[0021] 其特征在于，所述具有空穴傳導結構單元的聚合物另外具有有電子傳導性質的結 構單元。
[0022] 本發明的器件的特征在于使用一個或多個由所選的聚合材料組成的中間層。
[0023] 形成中間層的共聚物必須同時具有空穴傳導性質和電子傳導性質。可W通過選擇 形成共聚物的合適結構單元來創建該性質的屬性。
[0024] 選擇具有電子傳導性質的結構單元，使得其LUMO("最低未占分子軌道"）低于在發 光體層中的半導體有機材料的LUM0。當具有電子傳導性質的結構單元的LUMO小于-2. 3eV 時，在常規使用的發光體材料中情況如此。優選地，在中間層中的電子傳導結構單元的LUMO 小于-2. 4eV，優選小于-2. 5eV，尤其小于-2. 6eV。
[0025] 優選地，在中間層中的電子傳導結構單元的LUMO比發光體層中的至少一種半導 體有機材料的LUMO低超過0.leV，更優選超過0. 15eV，尤其超過0. 2eV。
[0026] 在化合物具有的各種能級中，HOMO("最高占有分子軌道"）和LUMO("最低未占分 子軌道"）特別地發揮主要作用。
[0027]可W通過光電發射例如XPS("X射線光電子能譜"）和UPS("紫外光電子能譜")， 或通過用于氧化和還原的循環伏安法（"CV")，確定運些能級。
[0028] 有一段時間，已經可W通過量子化學計算方法例如借助于密度泛函理論（"DFT")， 確定分子軌道特別是占有分子軌道的能級。在WO2012/171609可W發現運種量子化學計 算的詳細描述。
[0029] 原則上，本領域技術人員已知的任意電子傳輸材料巧TM)都可W在根據本發明的 中間層中用作聚合物中的重復單元。合適的ETM選自咪挫、化晚、喀晚、化嗦、化嗦、:囉二挫、 哇嘟、哇喔嘟、蔥、苯并蔥、巧、巧、苯并咪挫、=嗦、酬、氧化麟、吩嗦、菲咯嘟、=芳基棚燒及 其異構體和衍生物。
[0030] 另外的合適的ETM材料為8-徑基哇嘟的金屬馨合物（例如，Liq、Alq3、Gaq3、Mg^、 化化、1叫3、2巧4)，Balq，4-氮雜菲-5-醇/Be絡合物扣S5529853A;例如式7)，下二締衍 生物扣S4356429)，雜環光學增白劑扣S4539507)，嗎I噪，例如1，3,5-S(2-N-苯基苯并 咪挫基）苯燈口81)扣8 5766779，式8)，1，3,5-^嗦衍生物扣8 622901281、118 622546781、 DE10312675AUWO98/04007A1 和US6352791B1)，巧，蔥，并四苯，巧，螺二巧，樹枝狀大 分子，并四苯如紅巧締衍生物，1,10-菲咯嘟衍生物（JP2003/115387、JP2004/311184、JP 2001/267080 和WO2002/043449)，娃雜環戊二締衍生物巧P1480280、EP1478032 和EP 1469533)，化晚衍生物（JP2004/200162Kodak)，菲咯嘟，例如BCP和紅菲繞嘟度地en)，W 及許多通過聯苯或其它芳族基團鍵合的菲咯嘟扣S2007/0252517Al)或蔥-鍵合的菲咯 嘟扣S2007/0122656Al,例如式9和10)，1，3, 4-Il二挫，例如式11，S挫，例如式12,S芳 基棚燒，苯并咪挫衍生物和其它N-雜環化合物扣S2007/0273272Al),棚燒衍生物，Ga-喔 星類（oxinoid)絡合物。
[0031] 如在例如WO2004/093207A2和WO2004/013080Al中所公開的，優選的ETM結 構單元選自式（1)的具有C=X基團的單元，其中X= 0、S或Se,優選0。
[0032]
[0033] 更優選地，式（1)的結構單元為選自式（la)、（化）和（Ic)的巧酬、螺二巧酬或巧 并巧酬
[00對其中，R和Ri~RS各自獨立地為氨原子，在環中具有6~50個碳原子的取代或 未取代的芳族環狀控基基團，具有5~50個環原子的取代或未取代的芳族雜環基團，具有 1~50個碳原子的取代或未取代的烷基基團，在環中具有3~50個碳原子的取代或未取代 的環烷基基團，具有1~50個碳原子的取代或未取代的烷氧基基團，在環中具有6~50個 碳原子的取代或未取代的芳烷基基團，在環中具有5~50個碳原子的取代或未取代的芳氧 基基團，在環中具有5~50個碳原子的取代或未取代的芳硫基基團，具有1~50個碳原子 的取代或未取代的燒氧幾基基團，具有1~50個碳原子的取代或未取代的甲娃烷基基團， 簇基基團，面素原子，氯基基團，硝基基團或徑基基團。Ri和R2、r3和R4、r5和R6、r7和RS對 中的一對或多對任選地形成環系，并且r為0、1、2、3或4。
[0036] 如在例如US2007/0104977A1中所公開的，另外優選的ETM結構單元選自式（2) 的咪挫衍生物和苯并咪挫衍生物，
[0037]
W測其中
[0039] R為氨原子，C6-C60芳基基團，化晚基基團，哇嘟基基團，C1-20烷基基團，或C1-20 烷氧基基團；其中運些基團可W是未取代的或被一個或多個R2基團取代；
[0040] m為0至4的整數；
[0041] Ri為C6-C60芳基基團，化晚基基團，哇嘟基基團，C1-20烷基基團，或C1-20燒氧 基基團；其中運些基團可W是未取代的或被一個或多個R2基團取代；
[0042]R2為氨原子，C6-60芳基基團，化晚基基團，哇嘟基基團，C1-20烷基基團，或C1-20 烷氧基基團；
[0043] L為C6-60亞芳基基團，亞化晚基基團，亞哇嘟基基團，或亞巧基基團，其中運些基 團可W是未取代的或被一個或多個R2基團取代，并且
[0044] Ari為C6-60芳基基團，化晚基基團，或哇嘟基基團，其中運些基團可W是未取代的 或被一個或多個R2基團取代。 W45] 還優選2, 9, 10取代的蔥（被1-或2-糞基和4-或3-聯苯取代）或如在例如US2008/0193796Al中所公開的含有兩個蔥單元的分子。
[0046] 在另一種優選的實施方式中，ETM材料選自下式（3)~做的雜芳族環系：
[0047]
[0048]如在例如US6878469B2、US2006/147747A和EP1551206Al中所公開的，特別 優選式巧）~（11)的蔥苯并咪挫衍生物：
[0050] 含有ETM結構單元的聚合物的實例及相應的合成法如在US2003/0170490Al中 WS嗦作為ETM單元所公開的。
[0051] 優選用于中間層的共聚物含有具有電子傳導性質的結構單元，所述結構單元衍生 自可W任選地被取代的二苯甲酬、=嗦、咪挫、苯并咪挫或巧單元。運些的實例為二苯甲酬、 芳基=嗦、苯并咪挫和二芳基巧單元。
[0052] 特別優選使用含有具有電子傳導性質的結構單元的共聚物，所述結構單元選自下 式（I)~（IV)的結構單元：
[0054] 其中Ri~R4可W采取與在式（Ia)中的Ri~R4相同的定義。
[0055] 在用在中間層中的空穴傳導聚合物中，具有電子傳導性質的結構單元的比例優選 在0.01摩爾％~30摩爾％的范圍，更優選在1摩爾％~15摩爾％的范圍，尤其在從1摩 爾％~4摩爾％的范圍。
[0056] 同樣地通過選擇合適的結構單元來實現用在中間層中的共聚物的空穴傳導性質。 空穴傳輸中間層含有至少一種選自空穴傳輸材料（HTM)的重復單元，W及任選和優選至少 一種形成聚合物骨架的重復單元。
[0057] 原則上，可W使用本領域技術人員已知的任何HTM作為本發明聚合物中的重復單 元。運種HTM優選地選自胺、=芳基胺、嚷吩、巧挫、獻菁、化嘟及其異構體和衍生物。HTM更 優選地選自胺、=芳基胺、嚷吩、巧挫、獻菁和化嘟。
[0058] 合適的HTM單元為苯二胺衍生物扣S3615404)，芳基胺衍生物扣S3567450)，氨 基取代的查耳酬衍生物扣S3526501)，苯乙締基蔥衍生物（JPA56-46234)，多環芳族化合 物巧P1009041)，多芳基燒衍生物扣S3615402)，巧酬衍生物（JPA54-110837)，腺衍生 物扣S3717462)，巧衍生物（JPA61-210363)，娃氮燒衍生物扣S4950950)，聚硅烷（JPA 2-204996)，苯胺共聚物（JPA2-282263)，嚷吩低聚物，聚嚷吩，PVK，聚化咯，聚苯胺和其它 共聚物，化嘟化合物（JPA63-2956965)，芳族二亞甲基類化合物，巧挫化合物，例如CDBP、 CBP、mCP，芳族叔胺和苯乙締胺化合物扣S4