專利名稱:電致發光材料和光學器件的制作方法
技術領域:
本發明涉及用于光學器件的有機電致發光材料、它們的物理性能的控制以及包含 它們的光學器件。
背景技術:
參見
圖1,根據本發明的電致發光器件的結構包括透明玻璃或塑料基片1、氧化銦 錫陽極2和陰極4。在陽極2和陰極4之間提供電致發光層3。在實際器件中,電極的至少之一是半透明的,以使得光可以被吸收(在光響應器 件的情況下)或者發射(在OLED的情況下)。在陽極透明的情況下,它通常包含氧化銦錫。其它層可以位于陽極2和陰極3之間,例如電荷傳輸層、電荷注入層或電荷阻擋層。特別地,希望提供導電空穴注入層,該導電空穴注入層由設置在陽極2和電致發 光層3之間的摻雜的有機材料形成,以幫助從陽極向一個或多個半導體聚合物層的空穴注 入。摻雜的有機空穴注入材料的例子包括聚(亞乙基二氧噻吩)(PEDT),US 5723873和US 5798170中公開的聚苯胺,和聚(噻吩并噻吩)。示例的酸包括氟化磺酸、聚丙烯酸或EP 0901176和EP 0947123中公開的聚苯乙烯磺酸鹽(PSS)摻雜的PEDT,例如Naf ion 。如果存在,位于陽極2和電致發光層3之間的空穴傳輸層優選地具有小于或等于 5. 5eV的HOMO能級,更優選大約4. 8-5. 5eV0如果存在,位于電致發光層3和陰極4之間的電子傳輸層優選地具有大約3-3. 5eV 的LUMO能級。電致發光層3可以單獨由電致發光材料組成,或者可以包含電致發光材料與一種 或多種其它材料的組合。特別是,電致發光材料可以與空穴和/或電子傳輸材料混合,如例 如WO 99/48160中所公開,或者可以在半導體主體基質中包含發光摻雜劑。或者,電致發光 材料可以與電荷傳輸材料和/或主體材料共價鍵合。電致發光層3可以是圖案化或非圖案化的。包含非圖案化層的器件可以用作例如 照明光源。包含圖案化層的器件可以為例如有源矩陣顯示器或者無源矩陣顯示器。在有源 矩陣顯示器的情況下,圖案化電致發光層通常與圖案化陽極層和非圖案化陰極組合使用。 在無源矩陣顯示器的情況下,陽極層由陽極材料的平行條形成,電致發光材料和陰極材料 的平行條與陽極材料垂直布置,其中電致發光材料和陰極材料的條通常由光刻形成的絕緣 材料的條分隔(“陰極隔離物”)。用于層3中的合適的電致發光樹枝狀化合物包括帶有樹枝狀基團的電致發光金 屬配合物,例如WO 02/066552中所公開的。陰極4選自具有使電子可以注入電致發光層的功函數的材料。其它因素也影響 陰極的選擇,例如陰極和電致發光材料之間的不利相互作用的可能性。陰極可以由單一材 料例如鋁層組成。或者,它可以包含多種金屬,例如低功函數材料和高功函數材料的雙層, 例如 WO 98/10621 中公開的鈣和鋁;WO 98/57381、Appl. Phys. Lett. 2002,81 (4),634 和 WO02/84759中公開的單質鋇;或者金屬化合物的薄層,特別是堿金屬或堿土金屬的氧化物或 氟化物,以幫助電子注入,例如WO 00/48258中公開的氟化鋰或者Appl. Phys. Lett. 2001, 79(5),2001中公開的氟化鋇。為了提供電子向器件中的有效注入,陰極優選具有小于 3. MV、更優選小于3. 、最優選小于!BeV的功函數。陰極可以是不透明的或透明的。透明陰極對于有源矩陣器件特別有利,因為在 這種器件中通過透明陽極的發光至少部分地被位于發光像素之下的驅動電路阻擋。透明 陰極將包含電子注入材料層,該層足夠薄以至于透明。通常,該層的橫向傳導率(lateral conductivity)將由于它薄而變得低。在這種情況下,電子注入材料層與透明導電材料例如 氧化銦錫的較厚的層組合使用。將會理解,透明陰極器件不需要具有透明陽極(當然,除非希望得到完全透明的 器件),因此用于底部發光器件的透明陽極可以用反射材料層例如鋁層代替或補充。透明陰 極器件的實例公開于例如GB 2348316中。光學器件往往對水分和氧氣敏感。因此,基片優選具有良好的阻隔性能以防止水 分和氧氣進入器件中。基片通常是玻璃,然而可以使用替代的基片,特別是在需要器件的柔 性的情況下。例如,基片可以包含塑料,例如在US 6^8695中,其中公開了塑料與阻隔層交 替的基片,或者包含EP0949850中公開的薄玻璃和塑料的疊層。器件優選用密封物(未示出)封裝以防止水分和氧氣進入。合適的密封物包括玻 璃片,具有合適的阻隔性能的膜例如WO 01/81649中公開的聚合物和電介質的交替疊層, 或者例如WO 01/19142中公開的密封容器。可以在基片和密封物之間設置吸氣材料,該材 料用于吸收可滲透過基片或密封物的任何大氣水分和/或氧氣。圖1的實施方案說明了通過首先在基片上形成陽極然后沉積電致發光層和陰極 而形成的器件,然而將會理解,本發明的器件也可以通過首先在基片上形成陰極然后沉積 電致發光層和陽極而形成。合適的電致發光和/或電荷傳輸聚合物包括聚(亞芳基亞乙烯基)類,例如聚(對 亞苯基亞乙烯基)和聚亞芳基。聚合物優選包含選自亞芳基重復單元的第一重復單元,所述亞芳基重復單元如例 如Adv. Mater. 200012 Q3) 1737-1750及其中的參考文獻所公開。示例性的第一重復單元包 括J. Appl. Phys. 1996,79,934中公開的1,4-亞苯基重復單元;EP 0842208中公開的芴重 復單元;公開于例如Macromolecules 2000,33 (6),2016-2020中的茚并芴重復單元;以及 公開于例如EP 0707020中的螺芴重復單元。這些重復單元中的每個任選地被取代。取代 基的實例包括增溶基團例如C1,烷基或烷氧基;吸電子基團例如氟、硝基或氰基;以及用于 提高聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)的取代基。特別優選的聚合物包括任選取代的2,7-聯芴,最優選式VIII的重復單元 其中R1和R2獨立地選自氫或任選取代的烷基、烷氧基、芳基、芳基烷基、雜芳基和雜芳基烷基。更優選地,R1和R2至少之一包含任選取代的C4-C2tl烷基或芳基。根據聚合物用于器件的哪一層中以及共重復單元(co-r印eat units)的性質,包 含第一重復單元的聚合物可以提供空穴傳輸功能、電子傳輸功能和發光功能中的一種或多 種。特別是-該第一重復單元的均聚物,例如9,9_二烷基芴-2,7-二基的均聚物,可以用于提 供電子傳輸。-包含第一重復單元和三芳基胺重復單元的共聚物,特別是包含式(IX)的重復單 元其中Ar1和Ar2是任選取代的芳基或雜芳基,η大于或等于1,優選1或2,并且R 是H或取代基,優選取代基。R優選是烷基或芳基或雜芳基,最優選芳基或雜芳基。式1的 單元中的任何芳基或雜芳基可以是取代的。優選的取代基包括烷基和烷氧基。式1的重復 單元中的任何芳基或雜芳基可以通過直接鍵連接或者通過二價連接原子或基團連接。優選 的二價連接原子和基團包括0、S ;取代的N ;以及取代的C。滿足式(IX)的特別優選的單元包括式1至3的單元 其中Ar1和Ar2如上定義;并且Ar3是任選取代的芳基或雜芳基。如果存在,Ar3的 優選取代基包括烷基和烷氧基。-包含第一重復單元和亞雜芳基重復單元的共聚物可以用于電荷傳輸或發光。優
選的亞雜芳基重復單元選自式7-21
權利要求
1.包含以下重復單元的電致發光聚合物其中 X 選自 NR、0、S、SO、SO2, CR2, PR、POR、BR、SiR2 ; 其中R是取代基并且Ar1和Ar2包含芳香環;并且 其中Ar1或Ar2稠合到進一步的芳基體系Ar3。
2.根據權利要求1的電致發光聚合物,其中Ar1和Ar2中的另一個稠合到第二個進一 步的任選取代的芳基體系Ar4。
3.根據權利要求1或2的電致發光聚合物,其中Ar1和/或Ar2包含苯基基團。
4.根據權利要求1、2或3任一項的電致發光聚合物,其中R選自氫、烷基、烷氧基或芳基。
5.根據權利要求2至4任一項的電致發光聚合物,其中Ar3和Ar4包含相同的芳基體系。
6.根據權利要求1至5任一項的電致發光聚合物,其中該重復單元不具有對稱性。
7.根據以上權利要求任一項的電致發光聚合物,其中Ar3和/或Ar4,如果存在,包含以其中 Y 選自 NR、0、S、SO、SO2, CR2, PR、POR、BR、Si&。
8.根據權利要求1至6任一項的電致發光聚合物,其中Ar3和/或Ar4,如果存在,包含 以下結構其中 Y 選自 NR、0、S、SO、SO2, CR2, PR、POR、BR、Si&。
9.根據權利要求1至7任一項的電致發光聚合物,其中Ar3和/或Ar4,如果存在,包含 以下結構
10.根據以上權利要求任一項的電致發光聚合物,其中Ar3和/或Ar4,如果存在,包含 以下結構下結構
11.根據以上權利要求任一項的電致發光聚合物,其中Ar3或者存在時的Ar4可以稠合 并進一步共軛到第三個進一步的任選取代的芳基體系Ar5。
12.根據權利要求11的電致發光聚合物,其中Ar3和Ar4中的另一個可以稠合并共軛 到第四個進一步的任選取代的芳基體系Ar6。
13.根據權利要求11或12之一的電致發光聚合物,其中Ar5和/或Ar6,如果存在,包 含以下結構
14.根據權利要求13、14或15任一項的電致發光聚合物,其中Ar5和/或Ar6,如果存 在,包含以下結構
15.根據權利要求1至3任一項的電致發光聚合物,其中Ar3包含以下結構
16.根據權利要求1至3任一項的電致發光聚合物,其中Ar3包含以下結構
17.以上權利要求任一項中所述的聚合物,其中該聚合物是共軛聚合物。
18.用于制備以上權利要求任一項中所述聚合物的單體,其包含具有以下結構的化合物
19.根據權利要求18的單體,其中反應性基團之一或者全部包含鹵化物、硼酸酯或者硼酸基團。
20.電致發光聚合物,其包含根據權利要求18或19的單體與具有以下結構的第二單體
21.電致發光聚合物,其包含少于20mOl%的所述第二單體。
22.光學器件,該器件包含用于注入正載荷子的第一電極,用于注入負載荷子的第二電 極,以及位于第一和第二電極之間并包含根據權利要求1至16、20或21任一項的電致發光 化合物的層。
23.包含以下結構的電致發光化合物的發光波長的調整方法
24.用于發光器件的電致發光材料,該材料包含下列任選取代的結構1至13之一的共聚物
全文摘要
包含以下結構單元(1)的電致發光材料其中X選自NR、O、S、SO、SO2、CR2、PR、POR、BR、SiR2;其中R是取代基并且Ar1和Ar2包含芳香環;并且其中Ar1或Ar2稠合到進一步的芳基體系Ar3。光學器件包含用于注入正載荷子的第一電極,用于注入負載荷子的第二電極,以及位于第一和第二電極之間并包含該電致發光材料的層。
文檔編號H05B33/14GK102131892SQ200980132736
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月23日 優先權日2008年7月25日
發明者A·施托伊德爾, T·龐茲 申請人:劍橋顯示技術有限公司, 薩美甚株式會社