电光器件及其用图
【专利说明】电光器件及其用途
[0001] 本发明设及用于有机电光器件、尤其是用于电致发光元件的新型设计原理，并且 设及其在显示器和基于其的照明手段中的用途。
[0002] 在最广义上可归于电子工业的许多不同种类的应用中，有机半导体作为功能材料 的用途已经有段时间是事实或在不久的将来期望如此。 阳00引例如，光敏有机材料（例如，献菁）和有机电荷传输材料（例如，立芳基胺系空穴 传输材料）已经在影印机中使用了若干年。
[0004] 一些特定的半导体有机化合物现在已经被用在可商购的器件中，例如用在有机电 致发光器件中，所述半导体有机化合物中的一些还能够在可见光谱区中发光。
[0005] 其单独的组件，有机发光二级管（OLED)，具有非常光谱的应用。例如，OL邸已例如 用作：
[0006] -单色或多色显示元件（例如在便携式计算器、移动电话和其它便携式应用中）的 白色或彩色背光，
[0007]-大面积显示器（例如交通标志或海报），
[0008] -多种多样的不同颜色和形式的照明元件，
[0009] -便携式应用（例如移动电话、PDA和摄录像机）的单色或全色无源矩阵显示器，
[0010] -多种多样的不同应用（例如移动电话、PDA、笔记本电脑和电视）的全色大面积 和高分辨率的有源矩阵显示器。
[0011] 运些应用中的一些的发展已经非常先进。然而对于技术改进仍有很大的需求。
[0012] 现在对作为用于称为PL邸的聚合OL邸的有前途的材料的共辆聚合物有着深入细 致的研究。相对于称为小分子器件（"SM0LED")的由小分子制成的气相沉积的布置，其处 理的容易性允许更加廉价地制造有机发光二极管。如例如在WO04/084260中所描述的，中 间层在层结构中的使用明显地增加了PLED的寿命和效率。在阳极和发光聚合物的层之间 施加运些中间层。它们作用为促进或实际上实现空穴即正电荷载流子向发光聚合物中的注 入和传输，并且在中间层和发光聚合物的层之间的界面处阻挡电子。运些中间层由具有高 比例的通过共辆骨架结合的空穴传输单元的聚合物构成。另外，运些聚合物同时阻挡电子 的传输。
[0013] 虽然相比于缺少运种中间层的布置，使用运种中间层构造的电光器件显示关于寿 命和效率的明显优点，但是两种特性还远不能满足在大面积显示器中的应用将需要的需 求。由此该类型的已知体系在寿命方面具有特别的不足。此外，运些体系在操作期间显示 不可忍受的电压升高。
[0014] 令人惊讶地，现在已经发现，当将与电子导体共聚的聚合物用作中间层时，光电器 件显示了长得多的寿命。其超越现有技术至重要的程度，因为在此不再存在任何电子阻挡 作用，而电子阻挡作用曾被认为是中间层的必要功能。
[0015] 从该现有技术出发，本发明的目的是提供如下的电光器件，所述电光器件可W通 过简单的施加方法从溶液制造，所述电光器件具有与已知器件相比更长的寿命。
[0016] 因此本发明提供一种电光器件，所述电光器件包含：
[0017]a)阳极， 阳01引 b)阴极，
[0019] C)至少一个发光体层，其置于所述阳极和所述阴极之间，包含至少一种半导体有 机材料，W及
[0020] d)至少一个中间层，其置于所述至少一个发光体层和所述阳极之间，并且包含具 有空穴传导结构单元的聚合物，
[0021] 其特征在于，所述具有空穴传导结构单元的聚合物另外具有有电子传导性质的结 构单元。
[0022] 本发明的器件的特征在于使用一个或多个由所选的聚合材料组成的中间层。
[0023] 形成中间层的共聚物必须同时具有空穴传导性质和电子传导性质。可W通过选择 形成共聚物的合适结构单元来创建该性质的属性。
[0024] 选择具有电子传导性质的结构单元，使得其LUMO("最低未占分子轨道"）低于在发 光体层中的半导体有机材料的LUM0。当具有电子传导性质的结构单元的LUMO小于-2. 3eV 时，在常规使用的发光体材料中情况如此。优选地，在中间层中的电子传导结构单元的LUMO 小于-2. 4eV，优选小于-2. 5eV，尤其小于-2. 6eV。
[0025] 优选地，在中间层中的电子传导结构单元的LUMO比发光体层中的至少一种半导 体有机材料的LUMO低超过0.leV，更优选超过0. 15eV，尤其超过0. 2eV。
[0026] 在化合物具有的各种能级中，HOMO("最高占有分子轨道"）和LUMO("最低未占分 子轨道"）特别地发挥主要作用。
[0027]可W通过光电发射例如XPS("X射线光电子能谱"）和UPS("紫外光电子能谱")， 或通过用于氧化和还原的循环伏安法（"CV")，确定运些能级。
[0028] 有一段时间，已经可W通过量子化学计算方法例如借助于密度泛函理论（"DFT")， 确定分子轨道特别是占有分子轨道的能级。在WO2012/171609可W发现运种量子化学计 算的详细描述。
[0029] 原则上，本领域技术人员已知的任意电子传输材料巧TM)都可W在根据本发明的 中间层中用作聚合物中的重复单元。合适的ETM选自咪挫、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、=芳基棚烧及 其异构体和衍生物。
[0030] 另外的合适的ETM材料为8-径基哇嘟的金属馨合物（例如，Liq、Alq3、Gaq3、Mg^、 化化、1叫3、2巧4)，Balq，4-氮杂菲-5-醇/Be络合物扣S5529853A;例如式7)，下二締衍 生物扣S4356429)，杂环光学增白剂扣S4539507)，吗I噪，例如1，3,5-S(2-N-苯基苯并 咪挫基）苯灯口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，树枝状大 分子，并四苯如红巧締衍生物，1,10-菲咯嘟衍生物（JP2003/115387、JP2004/311184、JP 2001/267080 和WO2002/043449)，娃杂环戊二締衍生物巧P1480280、EP1478032 和EP 1469533)，化晚衍生物（JP2004/200162Kodak)，菲咯嘟，例如BCP和红菲绕嘟度地en)，W 及许多通过联苯或其它芳族基团键合的菲咯嘟扣S2007/0252517Al)或蔥-键合的菲咯 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 基棚烧，苯并咪挫衍生物和其它N-杂环化合物扣S2007/0273272Al),棚烧衍生物，Ga-喔 星类（oxinoid)络合物。
[0031] 如在例如WO2004/093207A2和WO2004/013080Al中所公开的，优选的ETM结 构单元选自式（1)的具有C=X基团的单元，其中X= 0、S或Se,优选0。
[0032]
[0033] 更优选地，式（1)的结构单元为选自式（la)、（化）和（Ic)的巧酬、螺二巧酬或巧 并巧酬
[00对其中，R和Ri~RS各自独立地为氨原子，在环中具有6~50个碳原子的取代或 未取代的芳族环状控基基团，具有5~50个环原子的取代或未取代的芳族杂环基团，具有 1~50个碳原子的取代或未取代的烷基基团，在环中具有3~50个碳原子的取代或未取代 的环烷基基团，具有1~50个碳原子的取代或未取代的烷氧基基团，在环中具有6~50个 碳原子的取代或未取代的芳烷基基团，在环中具有5~50个碳原子的取代或未取代的芳氧 基基团，在环中具有5~50个碳原子的取代或未取代的芳硫基基团，具有1~50个碳原子 的取代或未取代的烧氧幾基基团，具有1~50个碳原子的取代或未取代的甲娃烷基基团， 簇基基团，面素原子，氯基基团，硝基基团或径基基团。Ri和R2、r3和R4、r5和R6、r7和RS对 中的一对或多对任选地形成环系，并且r为0、1、2、3或4。
[0036] 如在例如US2007/0104977A1中所公开的，另外优选的ETM结构单元选自式（2) 的咪挫衍生物和苯并咪挫衍生物，
[0037]
W測其中
[0039] R为氨原子，C6-C60芳基基团，化晚基基团，哇嘟基基团，C1-20烷基基团，或C1-20 烷氧基基团；其中运些基团可W是未取代的或被一个或多个R2基团取代；
[0040] m为0至4的整数；
[0041] Ri为C6-C60芳基基团，化晚基基团，哇嘟基基团，C1-20烷基基团，或C1-20烧氧 基基团；其中运些基团可W是未取代的或被一个或多个R2基团取代；
[0042]R2为氨原子，C6-60芳基基团，化晚基基团，哇嘟基基团，C1-20烷基基团，或C1-20 烷氧基基团；
[0043] L为C6-60亚芳基基团，亚化晚基基团，亚哇嘟基基团，或亚巧基基团，其中运些基 团可W是未取代的或被一个或多个R2基团取代，并且
[0044] Ari为C6-60芳基基团，化晚基基团，或哇嘟基基团，其中运些基团可W是未取代的 或被一个或多个R2基团取代。 W45] 还优选2, 9, 10取代的蔥（被1-或2-糞基和4-或3-联苯取代）或如在例如US2008/0193796Al中所公开的含有两个蔥单元的分子。
[0046] 在另一种优选的实施方式中，ETM材料选自下式（3)~做的杂芳族环系：
[0047]
[0048]如在例如US6878469B2、US2006/147747A和EP1551206Al中所公开的，特别 优选式巧）~（11)的蔥苯并咪挫衍生物：
[0050] 含有ETM结构单元的聚合物的实例及相应的合成法如在US2003/0170490Al中 WS嗦作为ETM单元所公开的。
[0051] 优选用于中间层的共聚物含有具有电子传导性质的结构单元，所述结构单元衍生 自可W任选地被取代的二苯甲酬、=嗦、咪挫、苯并咪挫或巧单元。运些的实例为二苯甲酬、 芳基=嗦、苯并咪挫和二芳基巧单元。
[0052] 特别优选使用含有具有电子传导性质的结构单元的共聚物，所述结构单元选自下 式（I)~（IV)的结构单元：
[0054] 其中Ri~R4可W采取与在式（Ia)中的Ri~R4相同的定义。
[0055] 在用在中间层中的空穴传导聚合物中，具有电子传导性质的结构单元的比例优选 在0.01摩尔％~30摩尔％的范围，更优选在1摩尔％~15摩尔％的范围，尤其在从1摩 尔％~4摩尔％的范围。
[0056] 同样地通过选择合适的结构单元来实现用在中间层中的共聚物的空穴传导性质。 空穴传输中间层含有至少一种选自空穴传输材料（HTM)的重复单元，W及任选和优选至少 一种形成聚合物骨架的重复单元。
[0057] 原则上，可W使用本领域技术人员已知的任何HTM作为本发明聚合物中的重复单 元。运种HTM优选地选自胺、=芳基胺、嚷吩、巧挫、献菁、化嘟及其异构体和衍生物。HTM更 优选地选自胺、=芳基胺、嚷吩、巧挫、献菁和化嘟。
[0058] 合适的HTM单元为苯二胺衍生物扣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)，多环芳族化合 物巧P1009041)，多芳基烧衍生物扣S3615402)，巧酬衍生物（JPA54-110837)，腺衍生 物扣S3717462)，巧衍生物（JPA61-210363)，娃氮烧衍生物扣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)，芳族二亚甲基类化合物，巧挫化合物，例如CDBP、 CBP、mCP，芳族叔胺和苯乙締胺化合物扣S4