在光电器件中的传导聚合物组合物制造技术

传导聚合物组合物，它包括：ＨＯＭＯ能级大于或等于－５．７ｅＶ的聚合物，和ＬＵＭＯ能级小于－４．３ｅＶ的掺杂剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及传导聚合物组合物和含该传导聚合物组合物的光电器件。
技术介绍
一组光电器件是使用光发射或检测用的有机材料的光电器件。这 些器件的基本结构是光发射有机层，例如夹在注入负电荷载流子(电 子)到有机层内的阴极和注入正电荷载流子(空穴)到有机层内的阳极之间的聚(对亚苯基亚乙烯基)("ppv")或聚芴膜。电子和空穴在有机层内重组，从而生成光子。在W090/13148中，有机光发射材料是聚合 物。在US4539507中，有机光发射材料是称为小分子材料的一组，例 如(8-羟基喹啉)铝("Alq3，，)。在实际的器件中，电极之一透明，以 允许光子逃逸离开器件。在用透明阳极，例如氧化铟锡("ITO")涂布的玻璃或塑料基底上 制备典型的有机光发射器件("OLED")。至少一种电致发光的有机材 料的薄膜层覆盖第一电极。最后，阴极覆盖电致发光有机材料层。阴 极典型地为金属或合金且可包括单层，例如铝，或者多层，例如钙和 铝。在操作中，空穴通过阳极注入到器件内，和电子通过阴极注入到 器件内。空穴和电子在有机电致发光层内结合，形成激子，激子然后 经历辐射衰变，发出光。这些器件具有大的电势以供显示。然而，存在数个严重的问题。 一个是要使器件有效，这尤其通过其外部功率效率和其外部量子效率 来测量。另一问题是要优化(例如，降低)获得峰值效率时的电压。又 一问题是要随着时间流逝，稳定器件的电压特征。再一问题是要增加 器件的寿命。为此，对以上所述的基本器件结构作出了许多改性，以便解决一 个或更多个这些问题。一种这样的改性是在光发射有机层和电极之一之间提供传导聚合 物层。已发现，提供这种传导聚合物层可改进接通电压，低压时器件 的亮度，器件的效率、寿命和稳定性。为了实现这些优势，这些传导聚合物层典型地可具有小于106 Q/square的薄膜电阻，其中通过掺 杂聚合物层可控制传导率。在一些器件的布局中，有利的是不具有太 高的传导率。例如，若在器件内提供多个电极，但仅仅一层传导聚合 物的连续层在所有电极上延伸，则太高的传导率可导致侧面传导和电 极之间短路。也可选择传导聚合物层具有合适的功函，以便辅助空穴或电子注 入和/或阻挡空穴或电子。因此，存在两个关鍵的电学特征聚合物组 合物的总传导率；和聚合物组合物的功函。组合物的稳定性和与器件 中其他组分的反应性在提供实际器件可接受的寿命中也是关键的。组 合物的可加工性对于制造的便利性是关键的。在阳极和光发射有机层之间用作空穴注入层的合适的传导聚合物 的 一个实例是聚苯乙烯磺酸掺杂的聚亚乙基二氧基噻吩("PED0T-PS S，，)，参见EP0686662。这一组合物提供略高于4. 8eV的中间电离电 势(介于阳极的电离电势和发射体的电离电势之间的中间值)，这将辅 助空穴从阳极注入，以达到在光电器件内相邻层中材料，例如有机光 发射材料或空穴传输材料的HOMO能级。PEDOT-PSS也可含有环氧-硅 烷以产生交联，以便提供更坚固的层。典型地，在器件内，PED0T/PS S层的厚度为约50nm。该层的传导率取决于层厚。PED0T:PSS是水溶性的，因此可溶液加工。在IT0阳极和发射层 之间提供PBD0T: PSS会增加空穴从IT0注入到发射层，极化IT0阳极 表面，从而防止局部短路电流并有效地制造能差以供横跨阳极表面的 电荷在其中注入。在实践中，已发现，使用过量的PSS可改进器件性能，尤其可增 加寿命。此外，过量的PSS导致组合物更加容易喷墨印刷。"过量PSS"是指比需要的还要多的PSS,以防止PEDOT从溶液中出来。因此， 显而易见的是，有利地提供过量PSS，以便于器件制备，并且便于生 产具有较好性能和寿命的器件。然而，总是希望进一步改进器件的性 能与寿命，并使得制造工艺更加容易和便宜。因此，寻求具有过量PS S的PEDOT-PSS体系的替代方案。在没有束缚于理论的情况下，使用前述PEDOT-PSS体系时，对器 件寿命的一种可能的限制是提供这样大过量的PSS会导致非常酸性的 组合物。这可引起数个问题。例如，提供与ITO接触的高浓度强酸可 引起IT0蚀刻，并释放铟、锡和氧组分到PED0T内，这会劣化上层的发光聚合物。此外，酸可与发光聚合物相互作用，从而导致电荷分离， 这有害于器件性能。PED0T-PSS体系的额外的问题是，它是含水体系。有利的是，可 开发有机溶剂体系，以便可从有机溶剂中沉积器件的所有有机层。数篇现有技术的文献公开了共蒸发小分子空穴传输剂与四氰基醌 二甲烷(tetracyanoquinodimethane) (TCNQ)或四氟四氰基醌二曱烷 (F4TCNQ)的可能性，以便形成传导空穴传输层。参见，例如Appl. Ph ys. Lett. ， vol. 82， no. 26， p4815; Appl. Phys. Lett. ， vol. 79， no. 24，p4040; Appl. Phys. Lett. ， vol. 73, no. 22，p3202; Organic El ectronics, 3 (2002)，p53; Organic Electronics, 2 (2001)，p97; J. Ap pi. Phys. ， vol. 94， no 1， p359; J. Appl. Phys. ， vol. 87， no 9，p434 0;和J. Org. Chem. 2002， 67，p8114。然而，通过蒸发沉积材料耗时 且昂贵，尤其当要求大面积时。此外，这一技术要求进一步的步骤， 例如光刻法，以便产生构图层，这会增加制备工艺的进一步的时间和 花费。US6835803公开了生产含半导聚合物的组合物的可能性，所述半 导聚合物用掺杂剂部分衍生化。J. Appl. Phys. 97， 103705 (2005)公开了通过溶液方法，用四氟四 氰基醌二甲烷电掺杂聚(9， 9-二辛基芴-2， 7-二基)。鉴于上述问题，希望提供前述体系的替代方案，优选导致较好器件性能、寿命和容易制备的体系D本专利技术的目的是解决以上列出的一个或更多个问题。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供传导聚合物组合物，它包括HOMO 能级大于或等于-5. 7eV的聚合物和LUM0能级小于-4. 3eV的掺杂剂。为了避免针对这些负值的任何误解，范围"大于或等于-5. 7eV，， 包括-5. 6eV和不包括-5. 8eV,而范围"小于-4. 3eV，，包括-4. 4eV，不 包括-4. 2eV。优选地，聚合物的HOMO能级大于或等于-5. 5eV、 -5. 3eV或-5. 0eV。已发现，与现有技术的组合物相比，HOMO能级大于或等于-5. 7eV 的聚合物和LUMO能级小于-4. 3eV的掺杂剂的结合物导致具有优良的 空穴传输和注入性能的传导组合物。尽管没有束缚于理论，但认为H0 M0能级大于或等于-5. 7eV的聚合物提供优良的空穴传输和注入性能， 而掺杂剂必须具有小于-4. 3eV的LUMO能级，以便容易从这种聚合物 中接受电子，在聚合物内产生游离的空穴。因此，要求HOMO能级大于 或等于-5. 7eV的聚合物和LUMO能级小于-4. 3eV的掺杂剂的结合物， 以便实现良好的空穴传输与注入。这与例如J本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传导聚合物组合物，它包括：ＨＯＭＯ能级大于或等于－５．７ｅＶ的聚合物，和ＬＵＭＯ能级小于－４．３ｅＶ的掺杂剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KH殷，J伯勒斯，JS金，
申请(专利权)人：剑桥显示技术有限公司，剑桥企业有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]