专利名称：光敏组合物和用所述组合物制得的电子装置的制作方法
技术领域：
一般来讲，本公开涉及可用于有机电子装置中的光敏组合物。
_4] 相关领域说明在诸如构成OLED显示器的有机发光二极管(“0LED”)的有机光敏电子装置中，有机活性层夹置在两个电接触层之间。在OLED中，当在整个电接触层上施加电流时，有机活性层透过所述透光的电接触层发射光。已知在发光二极管中将有机电致发光化合物用作活性组分。简单有机分子、共轭聚合物、以及有机金属配合物已经得到应用。米用光敏材料的装置通常包括一层或多层电荷传输层，所述电荷传输层位于光敏层与接触层之间。装置可包含两个或更多个接触层。空穴传输层可位于光敏层与空穴注入接触层之间。空穴注入接触层也可称为阳极。电子传输层可位于光敏层与电子注入接触层之间。电子注入接触层也可称为阴极。电荷传输材料也可与光敏材料组合用作基质。持续需要用于电子装置的新型材料。
发明内容
本发明提供了光敏组合物，其包含:(a)基于所述光敏组合物的总重量计50-99重量％的至少一种具有HOMO能级的基质材料；(b)基于所述光敏组合物的总重量计1-10重量％的发光掺杂剂；和(c)基于所述光敏组合物的总重量计0.1至10重量％的非发光掺杂剂，其中所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于基质的HOMO能级。还提供了有机电子装置，所述装置包括阳极、空穴传输层、光敏层、电子传输层和阴极，其中所述光敏层包含上述光敏组合物。还提供了用于制备有机发光装置的方法，包括:提供其上具有图案化阳极的基底；通过使液体组合物沉积形成空穴传输层，所述液体组合物包含空穴传输材料的第一液体介质；通过使液体组合物沉积以形成光敏层，所述液体组合物包含:(a)基于所述电活性层的总重量计50-99重量％的至少一种具有HOMO能级的基质材料；(b)基于所述电活性层的总重量计1-10重量％的发光掺杂剂；和(c)基于所述电活性层的总重量计0.1至10重量％的非发光掺杂剂，其中所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于基质的HOMO能级；形成电子传输层；以及形成整个阴极。以上综述和以下发明详述仅出于示例性和说明性目的而不是对本发明进行限制，本发明受所附权利要求的限定。
附图中示出了实施方案，以增进对本文所述概念的理解。图1A包括HOMO和LUMO能级图。图1B包括两种不同材料的HOMO和LUMO能级图。图2包括示例性有机装置的图示。图3包括另一个示例性有机装置的图示。技术人员理解，附图中的物体是以简洁明了的方式示出的并且不一定按比例绘制。例如，图中一些物体的尺寸相对于其它物体可能有所放大，以便于更好地理解实施方案。
具体实施例方式上文已描述了许多方面和实施方案，并且仅是示例性的而非限制性的。在阅读完本说明书后，技术人员应认识到，在不脱离本发明范围的情况下，其它方面和实施方案也是可能的。根据以下发明详述和权利要求，任何一个或多个实施方案的其它特征和有益效果将显而易见。发明详述首先定义和阐明术语，接着描述光敏组合物、电子装置，并且最后描述实施例。1.术语的定义和说明在提出下述实施方案详情之前，先定义或阐明一些术语。术语“烷基”旨在表示衍生自脂族烃的基团。在一些实施方案中，烷基具有1-20个碳原子。术语“芳基”旨在表示衍生自芳族烃的基团。术语“芳族化合物”旨在表示包含至少一个具有离域η电子的不饱和环状基团的有机化合物。术语旨在包括仅具有碳和氢原子的芳族化合物，以及其中环状基团中的一个或多个碳原子已被另一个原子如氮、氧、硫等取代的杂芳族化合物。在一些实施方案中，芳基具有4-30个碳原子。当术语“电荷传输”涉及层、材料、构件、或结构时旨在表示此类层、材料、构件、或结构促进所述电荷以相对高的效率和小的电荷损失穿过所述层、材料、构件、或结构的厚度进行迁移。空穴传输材料有利于正电荷；电子传输材料有利于负电荷。虽然发光和光接收材料也可具有某些电荷传输特性，但术语“电荷传输层、材料、构件、或结构”并不旨在包括其主要功能为发光或光接收的层、材料、构件、或结构。
术语“发光掺杂剂”旨在表示包含基质材料的层内的材料，与缺乏此类材料时所述层辐射发射、接收或过滤的一种或多种电特性或一个或多个波长相比，所述发光掺杂剂改变了所述层辐射发射、接收或过滤的一种或多种电特性或一个或多个指标波长。术语“稠合芳基”是指具有两个或更多个稠合芳族环的芳基。术语“HOMO”是指最高分子占据轨道。如图1A中所示，HOMO能级是相对于真空能级测定的。按照惯例，HOMO作为负值被提供，即真空度被设定为零，并且束缚电子能级比这更深。“更深”是指能级更远离真空能级。“更浅”是指能级更接近真空能级。这示于图1B中，其中HOMO B浅于HOMO A。相反，HOMO A深于HOMO B。术语“基质材料”旨在表示通常为层形式的材料，可向所述基质材料中加入或不加入掺杂剂。基质材料可具有或可不具有发射、接收或过滤辐射的电子特性或能力。术语“层”与术语“膜”可互换使用，并且是指覆盖所需区域的涂层。该术语不受尺寸的限制。所述区域可大如整个装置，也可小如例如实际可视显示器的特定功能区，或者小如单个子像素。层和膜可由任何常规的沉积技术形成，包括气相沉积、液相沉积(连续和不连续技术)、以及热转移。连续沉积技术包括但不限于旋涂、凹版涂布、帘式涂布、浸涂、槽模涂布、喷涂、以及连续喷涂。不连续沉积技术包括但不限于喷墨印刷、凹版印刷、以及丝网印刷。术语“LUM0”是指最低分子空轨道。如图1A中所示，LUMO能级是相对于真空能级测定的，以eV为单位。按照惯例，LUMO为负值，即真空度被设定为零，并且束缚电子能级比这更深。“越深”的能级距离真空能级越远。这示于图1B中，其中LUMO B深于LUMO A。术语“有机电子装置”或有时仅“电子装置”旨在表示包含一个或多个有机半导体层或材料的装置。当涉及金属配合物时，术语“有机金属”是指所述配合物具有金属-碳键。术语“光敏”旨在表示被施加的电压激活时发光(如在发光二极管或化学电池中)，或者对辐射能响应并且在或不在所施加的偏压下产生信号(如在光电探测器中)的材料或层。术语“甲硅烷基”是指基团-SiR3，其中R在每次出现时是相同的或不同的并且选
自烷基和芳基。术语“Tg”是指材料的玻璃化转变温度。术语“三重态能量”是指材料的最低激发三重态，以eV为单位。三重态能量作为正数报告，并且表示三重态能量高于基态，所述基态通常为单重态。除非另外指明，所有基团可以是未取代的或取代的。除非另外指明，所有基团在可能的情况下可以是直链的、支化的或环状的。在一些实施方案中，所述取代基选自烷基、烷氧基、芳基和甲娃烧基。在本说明书中，除非在使用情形下另外明确指明或相反指明，其中本发明主题的实施方案被论述或描述为包含、包括、含有、具有、涵盖或包容一些特征或要素，除了明确论述或描述的那些以外的一种或多种特征或要素也可存在于实施方案中。所公开的本发明主题的一个可供选择的实施方案被描述为基本上由某些特征或要素组成，则其中将会显著地改变操作原理或实施方案显著特性的实施方案特征或要素不存在于其中。本文主题描述的另一个可供选择的实施方案被描述为由某些特征或元件所组成，在此实施例或其非实质变型中，仅存在明确指出或描述的特证或元件。此外，除非另外明确地相反表示，“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一种情况均满足条件A或B:A是真实的(或存在的)且B是虚假的(或不存在的)，A是虚假的(或不存在的)且B是真实的(或存在的)，以及A和B都是真实的(或存在的)。同样，使用“一个”或“一种”来描述本文所描述的要素和组分。这样做仅仅是为了方便并且对本发明的范围提供一般性的意义。该描述应理解为包括一个或至少一个，并且除非明显地另有所指，单数也包括复数。对应于元素周期表内列的族序号的使用参见“CRC Handbook of Chemistry andPhysics”，第81版(2000-2001)中所述的“新命名法”公约。除非另外定义，本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。尽管与本文所述的那些方法和材料的类似者或等同者均可用于本发明实施方案的实践或检验，但合适的方法和材料是如下文所述的那些。本文提及的所有出版物、专利申请、专利以及其它参考文献均全文以引用方式并入本文，除非引用具体的段落。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。此外，材料、方法和实施例仅是例证性的，并且不旨在进行限制。本文未描述的有关特定材料、加工方法和电路的许多细节均是常规的，并且可以在有机发光二极管显示器、光电探测器、光伏和半导体构件领域的教科书和其它来源中找到。2.光敏纟目合物在OLED中，电子和空穴被注入光敏层中，其中它们再结合而产生光。平衡电子和空穴是高效率的关键。一般来讲，OLED趋于具有比电子更多的空穴，流过所述光敏层。一般来讲，有机材料传输空穴的速度比传输电子快。因此，当空穴缺乏足够的电子与之再结合并且产生光而浪费时，效率降低。当过多的空穴流入电子传输层时，装置的寿命通常也会缩短。具有强电子移动性的材料如菲咯啉衍生物已被用于电子传输层中以增加电子流。电性掺杂的电子传输层也被用于增加电子传导性。然而，掺杂方法通常需要进行材料共蒸发，这增加了制程的复杂性。此外，供体-受体对中的电荷转移物质可能弓I起电子空穴对的淬灭。在电子流方面，任一种所述方法均是无法调整的。过度供应的电子还可能导致效率降低以及装置寿命缩短。本文所述光敏组合物包含非发光掺杂剂，其可作为空穴捕捉材料以改善装置寿命和效率。本文所述光敏组合物包含:(a)基于所述光敏组合物的总重量计50-99重量％的至少一种具有HOMO能级的基质材料；(b)基于所述光敏组合物的总重量计1-10重量％的发光掺杂剂；和(c)基于所述光敏组合物的总重量计0.1至10重量％的非发光掺杂剂，其中所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于基质的HOMO能级。在一些实施方案中，光敏组合物还包含:(d)基于所述光敏组合物的总重量计1-49重量％的第二基质材料，所述第二基质材料具有HOMO能级，所述HOMO能级深于非发光掺杂剂的HOMO能级。在一些实施方案中，第一和任选的第二基质材料在甲苯中各自具有至少0.6重量％的溶解度。在一些实施方案中，溶解度为至少I重量％。在一些实施方案中，第一基质材料与第二基质材料的重量比在19:1至2:1范围内；在一些实施方案中在9:1至2.3:1的范围内。在一些实施方案中，总基质材料(第一基质+任选的第二基质)与发光掺杂剂的重量比在5:1至25:1的范围内；在一些实施方案中在10:1至20:1的范围内。在一些实施方案中，光敏组合物基本上由基质材料、发光掺杂剂和非发光掺杂剂组成，其定义和百分比示于上文中。在一些实施方案中,光敏组合物基本上由基质材料、发光掺杂剂、非发光掺杂剂和第二基质材料组成，其定义和百分比示于上文中。在一些实施方案中，光敏组合物中有至少一种组分是氘代的。术语“氘代”旨在表示至少一个H被D取代。氘以自然丰度含量的至少100倍存在。化合物X的“氘代衍生物”具有与化合物X相同的结构，但是有至少一种D替代H。术语“氘代％”和“氘化％”是指氘核与质子和氘核的总和的比率，以百分比表示。因此，对于化合物C6H4D2，氘代％为:2/ (4+2) X 100=33% 氘代。在一些实施方案中，基质材料是氘代的。在一些实施方案中，氘代基质是至少10%氘代的；在一些实施方案中是至少20%氘代的；在一些实施方案中是至少30%氘代的；在一些实施方案中是至少40%氘代的；在一些实施方案中是至少50%氘代的；在一些实施方案中是至少60%氘代的；在一些实施方案中是至少70%氘代的；在一些实施方案中是至少80%氘代的；在一些实施方案中是至少90%氘代的；在一些实施方案中是100%氘代的。在一些实施方案中，发光掺杂剂是氣代的。在一些实施方案中，氣代发光掺杂剂是至少10%氘代的；在一些实施方案中是至少20%氘代的；在一些实施方案中是至少30%氘代的；在一些实施方案中是至少40%氘代的；在一些实施方案中是至少50%氘代的；在一些实施方案中是至少60%氘代的；在一些实施方案中是至少70%氘代的；在一些实施方案中是至少80%氘代的；在一些实施方案中是至少90%氘代的；在一些实施方案中是100%氘代的。在一些实施方案中，非发光掺杂剂是氘代的。在一些实施方案中，氘代的非发光掺杂剂是至少10%氘代的；在一些实施方案中是至少20%氘代的；在一些实施方案中是至少30%氘代的；在一些实施方案中是至少40%氘代的；在一些实施方案中是至少50%氘代的；在一些实施方案中是至少60%氘代的；在一些实施方案中是至少70%氘代的；在一些实施方案中是至少80%氘代的；在一些实施方案中是至少90%氘代的；在一些实施方案中是100%氘代的。在一些实施方案中，两种或更多种基质、任选的第二基质、发光掺杂剂和非发光掺杂剂是氘代的。在一些实施方案中，光敏组合物中的所有材料均是氘代的。所述组合物可用作OLED装置的溶液可处理的光敏组合物。所得装置可具有高效率和长寿命。在一些实施方案中，所述材料可用于任何印刷电子装置应用中，包括光电应用和 TFT0a.基质材料
基质材料具有比非发光掺杂剂的HOMO能级更深的HOMO能级。测定HOMO能级的方法是熟知并且充分理解的。在一些实施方案中，由紫外光电子能谱(“UPS”)测定能级。在一些实施方案中，HOMO比-5.0eV更深。在一些实施方案中，基质材料具有大于95°C的Tg。高Tg允许形成光滑并且牢固的膜。有两个主要方法可常规测定Tg:差示扫描量热法(“DSC”)和热力学分析法(“TMA”)。在一些实施方案中，由DSC测定Tg。在一些实施方案中，所述Tg介于100和150°C之间。在一些实施方案中，基质材料具有大于2.0eV的三重态能级。当掺杂剂为磷光材料时，为了防止发光淬灭，这是尤其有用的。三重态能量可由演绎法计算出来，或可采用脉冲射解或低温发光光谱来测定。在一些实施方案中，基质材料具有式1:
权利要求
1.光敏组合物，包含: (a)基于所述光敏组合物的总重量计50-99重量％的至少一种具有HOMO能级的第一基质材料； (b)基于所述光敏组合物的总重量计1-10重量％的发光掺杂剂；和 (c)基于所述光敏组合物的总重量计0.1至10重量％的非发光掺杂剂，其中所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于所述基质的HOMO能级。
2.根据权利要求1所述的组合物，还包含: (d)基于所述光敏组合物的总重量计1-49重量％的第二基质材料，所述第二基质材料具有HOMO能级，所述HOMO能级深于所述非发光掺杂剂的HOMO能级。
3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一基质材料与所述第二基质材料的重量比在19:1至2:1的范围内。
4.根据权利要求1所述的组合物，其中至少一种材料是氘代的。
5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一基质材料具有深于-5.0eV的HOMO能级。
6.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一基质材料具有大于95°C的玻璃化转变温度。
7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述第一基质材料选自菲咯啉、喹喔啉、苯基吡啶、苯并二呋喃和金属喹啉配合物。
8.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第一基质材料具有式I
9.根据权利要求2所述的组合物，其中所述第二基质为菲咯啉、喹喔啉、苯基吡啶、苯并二呋喃、或金属喹啉配合物。
10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述发光掺杂剂为铱的有机金属配合物。
11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非发光掺杂剂具有式IrL3或IrL2Y，其中L为通过碳原子和氮原子配位的单阴离子二齿环金属化配体，并且Y为单阴离子二齿配体。
12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述非发光掺杂剂为Cl至C14中的一种: Cl:
13.电子装置，包括: 阳极； 空穴传输层； 光敏层； 电子传输层，和 阴极； 其中所述光敏层包含: (a)基于所述光敏组合物的总重量计50-99重量％的至少一种具有HOMO能级的第一基质材料； (b)基于所述光敏组合物的总重量计1-10重量％的发光掺杂剂；和 (c)基于所述光敏组合物的总重量计0.1至10重量％的非发光掺杂剂，其中所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于所述基质的HOMO能级。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述第一基质材料为具有至少一个二芳基氨基取代基的窟衍生物。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述光敏组合物还包含: (d)基于所述光敏组合物的总重量计1-49重量％的第二基质材料，所述第二基质材料具有HOMO能级，所述HOMO能级深于所述非发光掺杂剂的HOMO能级。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述第二基质材料为菲咯啉衍生物。
17.根据权利要求13所述的装置，其中所述发光掺杂剂为铱的有机金属配合物。
18.根据权利要求13所述的装置，其中所述光敏组合物包含第一基质材料、第二基质材料、发光掺杂剂和非发光掺杂剂，所述第一基质材料为具有至少一个二芳基氨基取代基的蘭衍生物，所述第二基质材料为菲咯啉衍生物，所述发光掺杂剂为具有红光发射的有机金属铱配合物，所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于所述两种基质材料的HOMO能级。
全文摘要
本发明提供了光敏组合物，其包含(a)基于所述光敏组合物的总重量计50-99重量%的至少一种基质材料，所述基质材料具有HOMO能级；(b)基于所述光敏组合物的总重量计1-10重量%的发光掺杂剂；和(c)基于所述光敏组合物的总重量计0.1至10重量%的非发光掺杂剂。所述非发光掺杂剂为具有HOMO能级的有机金属铱配合物，所述HOMO能级浅于所述基质的HOMO能级。
文档编号C09K11/06GK103081153SQ201180040831
公开日2013年5月1日 申请日期2011年8月24日 优先权日2010年8月24日
发明者高卫英, N·海隆 申请人:E·I·内穆尔杜邦公司