电荷转移盐、电子器件及其形成方法技术

由聚合物掺杂的有机半导体形成的电荷转移盐，所述聚合物包含第一重复单元，所述第一重复单元取代有包含至少一种n‑掺杂剂的至少一个基团。该n‑掺杂剂可以自发地n‑掺杂所述有机半导体或者可以在激活时n‑掺杂所述有机半导体。有机发光器件的电子注入层可以包含该n‑掺杂的半导体。

Charge transfer salts, electronic devices and their formation methods

A charge transfer salt formed by a polymer doped organic semiconductor, the polymer comprising a first repeating unit, and the first repeating unit is replaced by at least one group containing at least one n dopant dopant. The N doped dopant can spontaneously adulterate the organic semiconductor or n n doped with the organic semiconductor. The electron injection layer of the organic light emitting device can contain the N doped semiconductor.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电荷转移盐、电子器件及其形成方法专利
本专利技术涉及n-掺杂的有机半导体，形成n-掺杂的半导体的方法以及含n-掺杂的有机半导体的电子器件。专利技术背景对于在器件例如有机发光二极管(OLED)、有机光响应器件(特别是有机光伏器件和有机光传感器)、有机晶体管和存储器阵列器件中的应用，含有活性有机材料的电子器件正引起越来越多的关注。含有活性有机材料的器件提供诸如低重量、低功率消耗和柔性的益处。此外，可溶有机材料的使用允许在器件制造中利用溶液加工，例如喷墨印刷或者旋涂。有机发光器件具有携带阳极的基底、阴极以及介于阳极和阴极之间的有机发光层，所述有机发光层含有发光材料。在操作中，空穴通过阳极被注入器件而电子通过阴极被注入器件。发光材料的最高已占分子轨道(HOMO)中的空穴和最低未占分子轨道(LUMO)中的电子结合从而形成激子，所述激子以光的形式释放其能量。阴极包括金属单层例如铝，如WO98/10621中所公开的钙和铝的双层；以及如下文献中公开的碱金属或碱土金属化合物层与铝层的双层：L.S.Hung,C.W.Tang,和M.G.Mason,Appl.Phys.Lett.70,152(1997)。可以在阴极和发光层之间提供电子传输层或电子注入层。Bao等人的“Useofa1H-BenzoimidazoleDerivativeasann-TypeDopantandToEnableAir-StableSolution-Processedn-ChannelOrganicThin-FilmTransistors”J.Am.Chem.Soc.2010,132,8852–8853公开了通过如下方式掺杂[6,6]-苯基C61丁酸甲酯(PCBM)：将(4-(1,3-二甲基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-2-基)苯基)二甲基胺(N-DMBI)与PCBM混合并通过加热以激活N-DMBI。US2014/070178公开了一种OLED，其具有设置在基底上的阴极和通过热处理电子输送材料和N-DMBI形成的电子传输层。公开了在N-DMBI的热处理时形成的自由基可以是n-掺杂剂。US8920944公开了用于掺杂有机半导体材料的n-掺杂剂前体。Naab等人，“MechanisticStudyontheSolution-Phasen-Dopingof1,3-Dimethyl-2-aryl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazoleDerivatives”,J.Am.Chem.Soc.2013,135,15018-15025公开了可以通过氢化物转移途径或电子转移途径发生n掺杂。本专利技术的目的是提供包含具有改进性能的n-掺杂层的有机电子器件。专利技术概述在第一方面，本专利技术提供由聚合物掺杂的有机半导体形成的电荷转移盐，所述聚合物包含第一重复单元，该第一重复单元取代有包含至少一种n-掺杂剂的至少一个基团。在第二方面，本专利技术提供了形成根据第一方面的电荷转移盐的方法，所述方法包括使n-掺杂剂掺杂所述有机半导体的激活步骤。在第三方面，本专利技术提供了一种有机电子器件，其包含含有根据任一前述权利要求的电荷转移盐的层。在第四方面，本专利技术提供一种形成根据第三方面的有机电子器件的方法，其中通过形成如下层并且激活该层以使n-掺杂剂掺杂有机半导体来形成包含电荷转移盐的层：该层包含所述有机半导体和所述聚合物的混合物或由该混合物组成；或者该层包含聚合物或者由该聚合物组成，该聚合物包含在聚合物主链中的第一重复单元和在聚合物主链中的有机半导体重复单元，所述第一重复单元取代有包含至少一种n-掺杂剂的至少一个基团。在第五方面，本专利技术提供了包含式(I)的重复单元的聚合物：其中：BG是主链基团；Sp是间隔基团；ND是n-掺杂剂；R1是取代基；x是0或1；y是至少1；和z是0或正整数；和n是至少1。在第六方面，本专利技术提供了形成根据第五方面的聚合物的方法，所述方法包括使包含式(Ir)的反应性重复单元的前体聚合物与式ND-Y的化合物反应的步骤其中X是反应性基团或其中Sp-X包含反应性基团；且Y是反应性基团。附图说明现在将参考附图更详细地描述本专利技术，其中：图1示意性说明了根据本专利技术实施方案的OLED；图2是根据本专利技术实施方案的包含电荷转移盐的唯电子器件和比较器件的电流密度相对于电压的坐标图。专利技术详述未按任何比例绘制的图1说明了根据本专利技术实施方案的OLED100，其支承在基底101上，例如玻璃或塑料基底。OLED100包含阳极103、发光层105、电子注入层107以及阴极109。阳极103可以是单层导电材料或者可以由两个或更多个导电层形成。阳极103可以是透明阳极，例如铟锡氧化物的层。可以使用透明阳极103和透明基底101，使得透过基底发射光。阳极可以是不透明的，在该情形中基底101可以是不透明的或透明的，并且可以透过透明阴极109发射光。发光层105包含至少一种发光材料。发光材料105可以由单一发光化合物组成，或者可以是多于一种化合物的混合物，任选地具有用一种或多种发光掺杂剂掺杂的主体。发光层105可以包含至少一种在器件操作时发射磷光的发光材料，或者至少一种在器件操作时发射荧光的发光材料。发光层105可以包含至少一种磷光发光材料和至少一种荧光发光材料。电子注入层107包含电荷转移络合物或者由电荷转移络合物组成，所述电荷转移络合物由聚合物掺杂的有机半导体形成，所述聚合物包括含第一重复单元的主链，所述第一重复单元取代有包含n-掺杂剂的一个或多个基团。所述电荷转移络合物可以由聚合物材料和单独的有机半导体材料的混合物形成，或者所述聚合物可以包含第一重复单元和主链重复单元，所述第一重复单元取代有含n-掺杂剂的一个或多个基团，所述主链重复单元能够接受来自n-掺杂物的氢化物基团或电子。阴极109由至少一层、任选地两层或更多层形成，用于将电子注入器件中。优选地，电子注入层107与有机发光层105接触。优选地，在有机发光层105上直接形成有机半导体和用n-掺杂剂取代的聚合物的膜。优选地，有机半导体的LUMO比发光层的材料的LUMO深不超过约1eV(任选地小于0.5eV或0.2eV)，如果发光层包含主体材料和发光材料的混合物则其可以是该发光材料的LUMO或者该主体材料的LUMO。任选地，掺杂的有机半导体具有与发光层的材料的LUMO大致相同的功函数。任选地，有机半导体的LUMO小于3.0eV，任选为约2.1-2.8eV。优选地，阴极109与电子注入层107接触。优选地，阴极直接形成在有机半导体与包含n掺杂取代基的聚合物的膜上。OLED100可以是显示器，任选为全色显示器，其中发光层105包括含红色、绿色和蓝色子像素的像素。OLED100可以是发白光的OLED。本文所述的发白光OLED可以具有与黑体在2500-9000K范围内的温度下发射的光相当的CIEx坐标以及在所述黑体发射光的CIEy坐标的0.05或0.025之内的CIEy坐标，任选地具有与黑体在2700-6000K范围内的温度下发射光的相当的CIEx坐标。发白光的OLED可以包含多种发光材料，优选红色发光材料、绿色发光材料和蓝色发光材料，更优选红色、绿色和蓝色的磷光发光材料，它们组合产生白光。发光材料可以全部被提供在发光层105中，或者可以提供一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电荷转移盐，其由被聚合物n‑掺杂的有机半导体形成，所述聚合物包含第一重复单元，该第一重复单元取代有包含至少一种n‑掺杂剂的至少一个基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 GB 1520826.71.一种电荷转移盐，其由被聚合物n-掺杂的有机半导体形成，所述聚合物包含第一重复单元，该第一重复单元取代有包含至少一种n-掺杂剂的至少一个基团。2.根据权利要求1所述的电荷转移盐，其中所述n-掺杂剂是2,3-二氢-苯并咪唑基团。3.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述n-掺杂剂是(4-(1,3-二甲基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-2-基)苯基)二甲基胺。4.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述聚合物包含式(I)的重复单元：其中：BG是主链基团；Sp是间隔基团；ND是n-掺杂剂；R1是取代基；x是0或1；y是至少1；和z是0或正整数；和n是至少1。5.根据权利要求4所述的电荷转移盐，其中BG是C6-20亚芳基。6.根据权利要求5所述的电荷转移盐，其中BG是芴。7.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述聚合物在聚合物主链中包含一种或多种其它重复单元。8.根据权利要求7所述的电荷转移盐，其中所述一种或多种其它重复单元包含选自如下的一种或多种重复单元或者由选自如下的一种或多种重复单元组成：C6-20亚芳基重复单元，该C6-20亚芳基重复单元可以是未取代的或者取代有一个或多个取代基。9.根据权利要求7或8所述的电荷转移盐，其中所述第一重复单元形成所述聚合物的重复单元的0.1-50摩尔％。10.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述有机半导体包含选自C＝N基团、腈基团、C＝O基团和C＝S基团的键。11.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述有机半导体的最低未占分子轨道能级距真空能级不超过3.2eV。12.根据任一前述权利要求所述的电荷转移盐，其中所述有机半导体与包含第一重复单元的所述聚合物混合。13.根据权利要求12所述的电荷转移盐，其中所述有机半导体:n-掺杂剂的重量比在99:1-50:50的范围内。14.根据权利要求12或13所述的电荷转移盐，其中所述有机半导体是聚合物。15.根据权利要求14所述的电荷转移盐，其中所述聚合物是共轭聚合物。16.根据权利要求1-11任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·祖贝里，T·库格勒，F·鲍塞特，
申请(专利权)人：剑桥显示技术有限公司，住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：英国,GB