专利名称：聚合硼化合物及其在有机发光二极管中的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)，其具有改善的寿命和改善的负载荷子迁移。
基于半导体材料的OLED是公知的，所述材料例如具有由聚芳-乙烯(Polyarylenvinylen)或聚对苯撑(Polyparaphenylen)(尤其是聚芴Polyfluoren和/或聚螺旋芴Poly-spiro-fluoren)组成的基架，其中除了这些组分外还聚合了或以混合物形式置入了一部分其它的发色团和/或三芳胺衍生物。发色团通常产生强烈的长波长，也即主要是所产生的电致发光谱中的绿或红色的发射谱带。三芳胺单元通常对有机发光二极管的发射谱带具有微小的影响，并主要用于通过配对的聚合物链传输正电荷，和/或用于有机半导体材料的氧化稳定性。
利用OLED的有源层的上述有机半导体材料，目前可以覆盖可能的CIE色坐标的大部分区域，并可以实现较高的、对商业应用较为重要的发光密度和效率。但迄今聚合物OLED的工作寿命还太短而不能被市场接受。这尤其适合于短波的、也即发蓝光和白光的发光二极管和/或诸如所谓无源矩阵显示器的显示器。
聚合物OLED的工作寿命中的主要问题是半导体有机材料的还原稳定性。因此这是决定性的，因为在有机半导体材料中，电荷迁移是通过单个的氧化和还原来实现的，其中参与电荷迁移的子单元在器件的工作寿命期间通常必须被氧化或还原几十亿次。在该过程中的不可逆的化学降解导致电荷迁移性能变坏，同时导致发光密度降低。
因此本发明的任务在于创造一种有机发光二极管，其半导体有机材料具有提高的氧化还原稳定性，使得其具有延长的工作寿命。
本发明的主题是一种有机发光二极管或发光显示器，其有源层具有有机半导体材料，在该材料中至少部分地聚合了和/或以混合物形式作为聚合物组分混合了三芳基取代的刘易斯酸单元。另外，本发明的主题是所述的有机发光二极管被用于照明目的和/或用于单色、多色或全色的有机发光显示器以及用于无源矩阵显示器的应用，其中所述有机发光显示器是基于滤色器或结构化的RGB像素化的发光层。
有机发光二极管包括至少一个基底、一个透明的下电极层、至少一个有源层和一个上电极层。优选地，所述有机发光二极管被封装以防止不理想的外界影响。
“聚合了和/或以混合物形式作为聚合物组分混合了”在此应被理解为三芳基取代的刘易斯酸单元要么以共聚物形式与象聚芳-乙烯或聚对苯撑(尤其是聚芴和/或聚螺旋芴)等其它单元进行共聚，要么以一种混合物存在，在该混合物中已经混合了三芳基取代的刘易斯酸单元作为聚合物与至少一种其它聚合有机半导体材料相混合。这两种选择方案也可以一起同时地出现，使得一方面存在由多种聚合物、还有包括三芳基取代的聚合刘易斯酸单元的材料所组成的混合物，另一方面还存在具有包括三芳基取代的聚合刘易斯酸的重复单元的共聚物。
三芳基刘易斯酸单元改善了负载荷子的迁移，并提高了聚合物在电化学还原方面的稳定性，这种还原在负载荷子的迁移中肯定会出现。
刘易斯酸是一种电子对受体，也即一种具有不完全电子配置的分子或离子，其可以接收电子对、也即负电荷。三芳基刘易斯酸单元尤其适合于被用作共聚的有机半导体材料的迁移电子的成分，因为该成分不仅能接收负电荷，而且也因芳基而稳定。
合适的刘易斯酸例如是具有硼或铝原子作为中心原子的刘易斯酸，其中所考虑的铝刘易斯酸由于稳定性原因而还必须具有与该芳香族系统的复杂的反连接。尤其适用的是具有硼作为中心原子的三芳基刘易斯酸，因为硼烷阴离子是还原稳定的。与配对的碳氢化合物系统的高反应性的基团负碳离子相反，这里不应希望不可逆的二次反应。该方案例如通过对三均三甲苯基硼烷(Trimesitylborane)进行循环伏安法(Cyclovoltammetrie)测量来确认，其中这种测量显示出三芳基硼烷单元的完全可逆的还原。
类似于已经公知的将三芳胺衍生物用作正电荷的稳定空穴迁移单元，采用三芳基刘易斯酸单元作为负电荷的稳定的电子迁移单元。尽管负载荷子或正载荷子稳定在刘易斯酸中心原子或氮原子处，但经过碳框架的配对向下一个稳定的子单元进行电荷迁移是可能的。这对于三芳胺衍生物长期以来是公知的，而且通过首先的结果利用纯三芳基硼烷聚合物作为负电荷的迁移材料而通过两个尚未公开的申请DE10320713.9和102004001865.0来确认。
优选地，三芳基化的刘易斯酸单元是硼烷单元。
芳基取代基是相同或不相同的。芳基取代基被理解为(同)芳香或异芳香的化合物。通常，三种芳基取代基中的至少两种是聚合物主链的一部分，使得有机半导体材料的至少一个聚合成分的聚合物主链具有成分-Ar-B(Ar)-Ar-。
根据一种实施方案，OLED的至少一个有源层的有机半导体材料包括芳-乙烯单元和/或对苯撑衍生物单元的50％的重复单元以及三芳基取代的刘易斯酸单元的1~50％的重复单元，优选1~30％，尤其优选1～20％。这里尤其优选的还有，采用芴衍生物单元和/或聚螺旋芴作为对苯撑衍生物单元。
根据另一种实施方案，OLED的至少一个有源层的有机半导体材料另外还包括三芳胺衍生物单元的1～49％的重复单元，尤其是三芳胺单元的1～30％的重复单元，更优选是1～20％。
根据一种实施方案，在有机半导体材料中的三芳基化的刘易斯单元显示出发蓝光，或者其对发射光谱没有明显影响(偏移小于30nm)。
根据本发明的一种实施方案，所述三芳基化的刘易斯酸单元被电子施主取代，使得产生一种发色团中心，并将发色团偏移至长波。
在本发明的一种非常有利的实施方案中，至少一个有源层的有机半导体材料中组合了三芳胺单元和三芳基硼烷单元，使得效率和工作寿命根据某些驱动器条件被优化，例如在给定的多路复用速率、脉冲频率和/或亮度的情况下针对无源矩阵控制器进行优化。
根据本发明，可以通过采用三芳基硼烷-电子迁移-单元来优化总电流上的负载荷子的份额，并由此优化有机发光二极管的效率和层内的复合区域的位置。
在本发明的一种非常有利的实施方案中，三芳基刘易斯酸(例如三芳基硼烷)单元基本不影响半导体共聚物的电致发光，使得尽管有这些附加的迁移电子的组分，聚芳-乙烯或聚对苯撑基架的发光以及可能还存在的发色团成分的发光也支配着光谱。这在简单的诸如苯基或均三甲苯基等三芳基取代基的情况下是所希望的，因为该被隔离的单元本身的电致发光位于蓝光区域。
另一方面，在刘易斯酸中心原子处三芳基配合体然而也可以是电子施主替代的，于是该单元可以变成一个具有长波偏移发射的发色团中心。从而具有这种结构的OLED在宽带地变化的发射内发光。
有机发光二极管或发光显示器可以被用于单色、多色或全色的具有有源或无源矩阵控制器的有机电致发光显示器。
根据一种有利的实施方式，可以用于基于白发光器或滤色器的或基于结构化的RGB像素化的发光层的全色有机电致发光显示器。
最后，可以如此地使用本发明的OLED，使得刘易斯酸单元的份额根据无源矩阵显示器中的脉冲式驱动器条件被调节。
本发明首次提供了一种有机发光二极管，其在有源层的有机半导体材料中具有三芳基刘易斯酸组分作为电子迁移单元，其中配对的碳氢聚合物的不足的还原稳定性的问题被克服。通过过芳基化的刘易斯酸单元，导致了有源层的整个有机半导体材料的长时间可逆的可还原性，并由此导致发光二极管在工作中的长寿命。此外，通过有目的地改变例如作为三芳基刘易斯酸单元的三芳基硼烷单元的份额，可以改善效率，和/或控制由有机半导体材料组成的有源层内的发光区域的位置。
本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)，其具有改善的寿命和改善的负载荷子迁移。有机发光二极管基于有机半导体材料，其中负载荷子的迁移以及还原方面的稳定性由三芳基化的刘易斯酸单元决定、尤其由过芳基化的硼烷单元决定。这导致了发光层的改善的寿命，使得一方面提高了器件的寿命，另一方面避免了工作期间的亮度的再调节。另外，本发明还涉及这样的有机发光二极管，其中通过诸如过芳基化的硼烷单元等三芳基化的刘易斯酸可以有目的地影响发光层中发光区域的位置和发光的颜色。
权利要求
1.有机发光二极管或发光显示器，其有源层具有有机半导体材料，在该材料中至少部分地聚合了和/或以混合物形式作为聚合物组分混合了三芳基取代的刘易斯酸单元。
2.如权利要求1所述的有机发光二极管，其中所述刘易斯酸单元是硼烷单元。
3.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中芳基取代基是相同或不相同的，且设有至少一种多核芳基取代基。
4.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中所述有机半导体材料包括芳-乙烯和/或对苯撑衍生物单元的至少50％的重复单元以及三芳基取代的刘易斯酸单元的1~50％的重复单元。
5.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中所述对苯撑衍生物单元至少部分地是芴衍生物单元和/或聚螺旋芴。
6.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中所述有机半导体材料包括三芳胺衍生物单元的1％～49％的重复单元。
7.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中在有机半导体材料中的三芳基化的刘易斯单元显示出发蓝光。
8.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中在有机半导体材料中的三芳基化的刘易斯单元以小于30nm的偏移的数量级对有机半导体材料的发射光谱施加影响。
9.如上述权利要求之一所述的有机发光二极管，其中在有机半导体材料中的三芳基化的刘易斯单元完全或部分地作用为发色团，方式是其在有机半导体材料的发射光谱中引起附加的、长波偏移的发射谱带。
10.上述权利要求之一所述的有机发光二极管被用于产生宽带白光的应用。
11.上述权利要求之一所述的有机发光二极管被用于照明目的的应用。
12.上述权利要求之一所述的有机发光二极管被用于单色、多色或全色的具有有源或无源矩阵控制器的有机电致发光显示器的应用。
13.如权利要求12所述的应用，用于基于白发光器或滤色器的或基于结构化的RGB像素化的发光层的全色有机电致发光显示器。
14.上述权利要求之一所述的OLED的应用，其中刘易斯酸单元的含量根据无源矩阵显示器中的脉冲式驱动器条件被调节。
全文摘要
本发明涉及一种有机发光二极管(OLED)，其具有改善的寿命和改善的负载荷子迁移。有机发光二极管基于有机半导体材料，其中负载荷子的迁移以及还原方面的稳定性由三芳基化的刘易斯酸单元决定、尤其由过芳基化的硼烷单元决定。这导致了发光层的改善的寿命，使得一方面提高了器件的寿命，另一方面避免了工作期间的亮度的再调节。另外，本发明还涉及这些有机发光二极管，其中通过诸如过芳基化的硼烷单元等三芳基化的刘易斯酸可以有目的地影响发光层中发光区域的位置和发光的颜色。
文档编号H01L51/50GK1938877SQ200580010795
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月23日 优先权日2004年3月31日
发明者K·霍伊泽尔, A·洪策, A·卡尼茨, W·罗格勒, D·亨泽勒尔 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司