专利名称：可交联共轭聚合物材料在倒装有机光电器件中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及共轭聚合物及其在有机光电领域的应用，特别涉及可交联共轭聚合物材料在倒装有机光电器件中的应用。
背景技术：
有机电致发光器件(OrganicLight-emitting diodes, OLED, [US 4539507]、 [WO 90/13148]、[WO 99/219 ])和有机太阳电池器件(Organic Solar Cells，0SC，[WO 94/05045-A]、[US 5331183-A]、[W0 2002/101838-A])由于材料设计灵活多变，可以使用大规模、低成本溶液加工工艺制备器件而具有广泛的应用前景。传统的有机发光以及太阳电池器件结构按加工顺序从下到上分别是透明电极、空穴注入/传输层、发光层或活性层、电子注入/传输层和阴极。由于阴极需要使用在空气中不稳定的低功函数材料，传统器件结构将阴极暴露在最上面与空气接触对于器件的使用寿命有不利影响，即使使用包封技术也无法彻底解决这一问题。近年来越来越受到关注的倒装器件结构设计([US 2008/0280162 Al])可以有效解决有机光电器件的寿命问题。倒装器件结构按加工顺序从下到上分别是透明电极、电子注入/传输层、发光层或活性层、空穴注入/传输层和阳极。由于改为稳定的高功函数阳极材料暴露在最上面，使得器件不需要封装也可以在空气中有很长的使用寿命。倒装结构的有机光电器件需结合溶液加工工艺才能完全发挥其相比于无机半导体光电器件的低成本的优势，但是倒装有机光电器件的溶液加工方法有不足之处，特别是电子注入/传输层的设计。目前的倒装有机发光器件以及太阳电池器件使用氧化锌或氧化钛作为电子注入/传输层材料，通过溶胶/凝胶法实现溶液加工，需要200° C 300 ° C加热才能将前驱体部分转化为金属氧化物，如此高温加热与大规模溶液加工工艺不兼容。另外， 金属氧化物与有机活性层界面的电荷传输仍不够理想，有相关专利用有机物在金属氧化物上形成自组装单分子层改善其电子注入/传输性能([US 2009/0188558-A1])，但是这样无疑增加了工艺的复杂程度。可溶液加工的有机材料与氧化锌和氧化钛相比有加工简单的优势，但是目前没有作为单独的电子传输/注入层在倒装结构器件使用，其原因是它们成膜后仍能溶解于常用有机溶剂，导致下一层加工时会被溶剂侵蚀甚至完全洗脱，无法发挥应有的功能。
发明内容
为解决现有相关技术的不足和缺陷，本发明提供可交联共轭聚合物材料在倒装有机光电器件中的应用。这类聚合物材料为含有光交联或热交联基团的水醇溶型共轭聚合物，其结构通式如下
权利要求
1.可交联共轭聚合物材料在倒装有机光电器件中的应用，其特征在于在光照或加热条件下，将所述可交联共轭聚合物材料用强极性溶剂加工成不溶不熔的互穿网络聚合物，作为透明电极的电子注入层或电子传输层应用在倒装有机电子器件中，所述可交联共轭聚合物结构式如下其中，η为1 10000的自然数，A为含有乙烯基的交联基团或含有环状烷氧基的交联基团，B为具有水醇溶性的强极性基团，Cl和C2为相同或者不同的苯环衍生物或者含有碳碳双键、碳碳三键、碳氮键的共轭单元，R1^ R2分别为A与C” B与C2之间的连接单元，R1, R2 为相同或者不同的Cl C20的烷基链，或者Rn R2为相同或者不同的Cl C20的烷基，其中烷基上一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基或酯基中的一种以上官能团取代， 氢原子被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或上述官能团取代。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述烷基链为直链烷基链、支链烷基链或者环状烷基链。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述Cl和C2为相同或者不同的苯环衍生物。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于所述苯环衍生物为苯环、芴、咔唑或硅芴衍生物的一种以上。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述含有环状烷氧基的交联基团为含有三元环烷氧基或者四元环烷氧基的交联基团。
6.根据权利要求1至5之一所述的应用，其特征在于所述可交联共轭聚合物材料作为电子注入层制备倒装有机电致发光器件的步骤如下在透明衬底上形成高功函数透明电极；再在透明电极上用可交联共轭聚合物材料加工形成电子注入层；在电子注入层上用共轭聚合物加工形成发光层；在发光层上形成高功函数的空穴注入层；最后再在空穴注入层上形成金属阳极电极。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述透明衬底为玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯或有机玻璃；所述透明电极为氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、石墨烯或碳纳米管；所述空穴注入层的材料为三氧化钼，三氧化钨，五氧化二钒、聚(3，4_ 二氧乙烯噻吩)、聚(苯乙烯磺酸) 或聚苯胺；所述金属阳极电极的材料为金、铝、铜、银、铟、镍、铅、钡、钙、镁和锡中的一种以上。
8.根据权利要求1至5之一所述的应用，其特征在于所述可交联共轭聚合物材料作为电子传输层制备倒装有机太阳电池器件的步骤如下在透明衬底上形成高功函数透明电极；再在透明电极上用可交联共轭聚合物材料加工形成电子传输层；在电子传输层上用共轭聚合物加工形成活性层；在活性层上形成高功函
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于所述透明衬底为玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯或有机玻璃；所述透明电极为氧化铟锡、氟掺杂氧化锡、石墨烯或碳纳米管；所述空穴传输层为三氧化钼、三氧化钨、五氧化二钒、聚(3，4_ 二氧乙烯噻吩)、聚(苯乙烯磺酸)或聚苯胺；所述金属阳极电极的材料为金、铝、铜、银、铟、镍、铅、钡、钙、镁和锡中的一种以上。
全文摘要
本发明提供可交联共轭聚合物材料在倒装有机光电器件中的应用。所述共轭聚合物材料具有共轭的主链及功能化的侧链基团，其中功能化的侧链基团包括可交联的取代基团及具有水醇溶性的强极性基团。在光照或者加热的条件下，该共轭聚合物材料可用强极性溶剂加工成不溶不熔的互穿网络聚合物，在构筑多层器件时，可以克服层与层之间的界面混溶现象，作为电子注入层或电子传输层材料制备倒装有机电致发光器件或倒装有机太阳电池器件，实现直接从高功函数透明电极注入或抽取电子。本发明可以简化倒装有机电致发光器件和倒装有机太阳电池器件的加工，实现用低成本工艺制备高效率有机光电器件的目标。
文档编号H01L51/52GK102263205SQ20111020832
公开日2011年11月30日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者仲成美, 刘升建, 曹镛, 黄飞 申请人:华南理工大学