含有螺二芴单元和氟单元的共轭聚合物及其应用制造技术

技术编号:3697728 阅读:342 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及含有化学式(I)和化学式(II)的螺二芴单元和氟单元的新聚合物。其中还可以含有其它附加的具有电荷转移特征,穴转移特征和/或电子转移特征的结构元件。这种类型的材料在电子元件中表现出明显改良的特性,尤其是当使用在PLED,特别是作为电致发光材料时,使用才有机集成电路(O-ICs),有机场效晶体管(OFETs),有机薄膜晶体管(OTFTs),有机太阳能电池(O-SCs)或使用在有机激光二极管(O-激光)。(*该技术在2022年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】
基于高分子(有机)发光二极管(PLEDs)的显示器和光学元件商品化的广泛研究已经进行了大约10年。其研究由公开于EP423 283(WO90/13148)的基本研究所引发。相比于已进入市场的低分子量的有机发光二极管(OLEDs),例如,来自先锋(Pioneer)的具有“有机显示器”的市售汽车收放音机,PLED尚未商品化。目前仍然需要显著的改进以使这些显示器能够真正的与目前垄断市场的液晶显示器(LCDS)竞争或者超过它们。EP-A-0 423 283,EP-A-0 443 861,WO 98/27136,EP-A-1 025 183和WO 99/24526公开了聚芳撑-亚乙烯基衍生物作为共轭聚合物发光体。EP-A-0 842 208,WO 99/54385,WO 00/22027,WO 00/22026和WO 00/46321公开了聚芴衍生物作为共轭聚合物发光体。EP-A-0 707 020和EP-A-0 894 107公开了聚螺二芴衍生物作为共轭聚合物发光体。为了本专利技术的目的,共轭聚合物为在主链主要含有sp2-杂化碳原子的聚合物,其也可被合适的杂原子置换。这就相当于在主链中交替出现单键或双键。应该提示的是,自然发生缺陷导致共轭中断的不适合术语“共轭聚合物”。但是,含有相对大量随机插入的非共轭片段的聚合物不包括在这个限制内。此外,为了本专利技术申请的目的在主链含有例如芳基胺单元和/或特殊杂环(即,通过N-,O-,或S-原子共轭)和/或有机金属配合物(即,通过金属原子共轭)的聚合物也同样被认为共轭。另外,诸如简单的(硫代)醚桥,酯连接和酰胺或二酰亚胺连接的单元被清楚的定义为非共轭片断。PLEDs的通常结构描述在上述提及的专利申请和专利中,下面将进行更详细的解释。其它的确切表达(例如被动矩阵驱动,主动矩阵驱动)也同样已知,但是对于本专利技术的专利申请的进一步描述并不重要。目前正在检验基于PLEDs的单色和全彩显示器的商品化。虽然单色显示器可以通过简单涂布技术(例如,刮胶板涂布,旋转涂布)制造,多彩或者全彩显示器元件可能非常需要使用印刷的方法(例如,喷墨印刷,平板印刷,凹板印刷)。但是所有这些过程都需要可溶性聚合物。上述提及的专利申请中描述的一些共轭聚合物确实表现出所提及用途的良好特征。重要的特征包括下述用于PLEDs时的高发光和能量效率。用于PLEDs时的长使用寿命。低操作电压。用于PLED时和用于相应设备之前良好的储藏稳定性。在有机溶剂中的良好溶解性,从而进行合适的涂布过程。明显的实用性以使其有效用于大量生产的产品成为可能。获得不同颜色的能力使制造全彩显示器成为可能。目前,令人惊奇的发现,一种新类型的共轭聚合物具有非常良好的性能,常常优于上述现有技术。这些聚合物和它们在PLEDs中的应用是本专利技术的主体。本专利技术提供了含有化学式(I) 的单元和化学式(II) 的单元的共轭聚合物,前提条件是化学式(I)连同化学式(II)的重复单元的比例占了聚合物所有重复单元的至少20%,优选至少30%,尤其优选至少50%,而且化学式(I)重复单体和化学式(II)重复单体的比例范围是从1∶10到10∶1,优选从1∶5到5∶1,尤其优选从1∶2到2∶1,且符号和参数具有如下的含义X每次出现时相同或者不同,为CH,CR1或N,Z每次出现时相同或者不同,为单独的化学键,CR3R4基,CR3R4-CR3R4-基,CR3=CR4基,O,S,N-R5,C=O,C=CR3R4或者SiR3R4;R1每次出现时相同或不同,为带有1到22个碳原子的直链、支链或环状的烷基烷氧基链,其中一个或多个碳原子可被N-R5、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子和其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和可被一个或多个非芳族基团R1取代的芳基或芳氧基,或是Cl、F、CN、N(R5)2,其中两个或多个R1基团也可形成环系;R2每次出现时相同或者不同,为带有1到22个碳原子的直链、支链或者环烷基或烷氧基链,其中一个或多个不相邻的碳原子可被N-R5、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换的其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子且其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和可被一个或多个非芳族基团R1取代的芳基或者芳氧基,或者是CN;R3,R4每次出现时相同或者不同,为H,带有1到22个碳原子的直链、支链或者环烷基链,其中一个或多个不相邻的碳原子可被N-R5、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子且其中一个或者多个碳原子可被O、S或N取代和也可被一个或多个非芳族基团R1取代的芳基,或是CN;两个基团R3和R4也可以连接形成环,但是不形成化学式(I)的结构;R5每次出现时相同或者不同,为H,直链、支链或者环烷基链,带有1到22个碳原子且其中一个或多个不相邻的碳原子可被O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子且其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和也可被一个或多个非芳族基团R1取代的芳基;n每次出现时相同或者不同,为0,1,2,3或4,优选0,1或2,尤其优选1或2;m每次出现时相同或者不同,为0,1,2,或3,优选0,1或2,尤其优选0或1;o每次出现时相同或者不同,为0,1,2,或3,优选0,1或2,尤其优选0或1,前提条件是,在至少有一个式(I)单元时,至少一个参数n和/或m不为0。即使在说明书中已经显示,也应该清楚的注意到化学式(I)的单元和化学式(II)的单元的结构均可不对称取代,即在一个单元上可以存在不同的取代基R1和/或R2,或者这些可以位于两侧的不同位置。相应单体的合成已经广泛描述于例如上述专利申请和专利。因此,例如,在聚合物中形成式(I)的结构的单体可以如同EP 676.461,EP 707.020,EP 894.107和其引用的文献的方式进行合成。此外,在聚合物中形成化学式(II)的结构的单体可以如同EP-A-0 842 208,WO 99/54385,WO 00/22026和其引用的文献的方式进行合成。相比于上述提及的聚螺二芴(其含有化学式(I)而非化学式(II)的单元)和聚芴(其只含有化学式(II)而非化学式(I)的单元),本专利技术的聚合物具有如下的优点(1)令人惊奇的发现本专利技术的聚合物(具有与其相同或者类似的结构)在应用中表现出较高的发光效率(例如参见根据本专利技术聚合物P3的数据相比于那些可比较的聚合物C1和C6;P8和C2的相似性比较;参见B部分中的表)。这一点非常重要,因为或者只需消耗较低的能量就能获得相同的亮度,尤其在移动设备中(掌上电脑,寻呼机,PDAs等的显示器)更加重要,或者消耗相同的能量能获得更大的亮度,其可被用于,例如,发光设备。(2)此外再次直接比较还令人惊奇的发现,本专利技术的聚合物表现较长的使用寿命(参见如上本专利技术的聚合物P3的数据和那些可比较的聚合物C1和C6,P8和C2的数据的相似性比较;参见B部分中的表)。(3)对于可溶性行为而言(例如,一定浓度下的胶凝温度,一定浓度下的粘度),本专利技术的聚合物相当于或者好于已知的聚合物(比较,例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
含有化学式(Ⅰ)的重复单元和化学式(Ⅱ)的重复单元的共轭聚合物,    ***  化学式(Ⅰ)     ***  化学式(Ⅱ)    其中化学式(Ⅰ)连同化学式(Ⅱ)重复单元的比例至少为20%,化学式(Ⅰ)重复单元和化学式(Ⅱ)重复单元的比例范围是从1∶10到10∶1,    且符号和参数具有如下的含义:    X每次出现时相同或者不同,为CH,CR↑[1]或N,    Z每次出现时相同或者不同,为单独的化学键,CR↑[3]R↑[4]基,CR↑[3]R↑[4]-CR↑[3]R↑[4]-基,CR↑[3]=CR↑[4]基,O,S,N-R↑[5],C=O,C=CR↑[3]R↑[4]或者SiR↑[3]R↑[4];    R↑[1]每次出现时相同或者不同,为直链、支链或者环烷基或烷氧基链,其带有1到22个碳原子以及其中一个或多个不相邻的碳原子可被N-R↑[5]、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换,其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子的芳基或者芳氧基,其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和可被一个或多个非芳族基团R↑[1]取代,或是Cl,F,CN,N(R↑[5])↓[2],其中两个或者多个基团R↑[1]可以连接形成环系;    R↑[2]每次出现时相同或者不同,为带有1到22个碳原子的直链、支链或者环烷基或烷氧链,其中一个或多个不相邻的碳原子可被N-R↑[5]、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子且其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和也可被一个或多个非芳族基团R↑[1]取代的芳基或者芳氧基,或者是CN;    R↑[3],R↑[4]每次出现时相同或者不同,为H,带有1到22个碳原子的直链、支链或者环烷基或烷氧链,其中一个或多个不相邻的碳原子可被N-R↑[5]、O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,带有5到40个碳原子且其中一个或者多个碳原子可被O、S或N置换和也可被一个或多个非芳族基团R↑[1]取代的芳基,或者CN;两个R↑[3]和R↑[4]也可以连接形成环,但是不形成化学式(Ⅰ)的结构;    R↑[5]每次出现时相同或者不同,为H,直链、支链或者环烷基或烷氧链,带有1到22个碳原子且其中一个或多个不相邻的碳原子可被O、S、-CO-O-、O-CO-O置换和其中一个或者多个H原子也可被氟取代,...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:凯文特雷彻海因里希贝克尔菲利普施托赛尔胡伯特斯普雷策奥雷利法尔寇阿米尔帕哈姆阿尔内比辛
申请(专利权)人:科文有机半导体有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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