用于有机电子器件的具有改变功函数的稳定电极以及方法技术

技术编号:7139865 阅读:247 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一个实施方案是一种方法,包括:在一个电极上沉积一种分子,其中该电极具有一个表面并且该分子具有结合至该表面的一种结合基团(例如,一个锚定基团),由此提供在环境条件下稳定至少100小时的功函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引用本申请要求2008年7月18日提交的U. S.临时申请号61/081808的优先权,其全部内 容都通过引用结合在此。背景有机电子器件典型地包括有机电子材料以及用于空穴注入或收集的阳极以及用于电 子注入或收集的阴极。改善一个电极的功函数以移向或远离有机电子材料的能级可以改进 器件性能。改变一个电极的构成可能导致不希望的效果例如更大的反应性以及更小的电极 稳定性。例如用空气等离子体处理来改性一个电极的表面导致一个不稳定功函数,该功函 数随着时间的推移变化并且接近未处理的电极的功函数。可以用能形成薄层(例如单层)的 分子或聚合物对电极进行处理以改变一个电极的功函数,但这些薄层不能提供理想的耐化 学性。为了减小粘合(减小湿润性)通过使用氟烷基化合物来增加一个表面的耐化学性在本 领域是已知的,并且可能不利地影响器件性能的一些参数。概述一个实施方案是一种方法,包括在一个电极上沉积一种分子,其中该电极具有一个表 面并且该分子具有结合至该表面的结合基团(例如,一个锚定基团),由此提供在环境状态 下(在实验室内在空气中)稳定至少100小时的功函数。在另一个实施方案中,具有结合的 分子的电极的功函数与可以通过其他表面改性手段所获得的功函数是相同或相似的;但是 具有结合的分子的电极的功函数比通过其他表面改性手段所获得的功函数更稳定。在一些 实施方案中,其他表面改性手段是空气等离子体处理。在其他实施方案中,该电极包括一种 氧化物并且该分子是一种膦酸(例如,一种烷基膦酸、一种杂烷基膦酸、一种芳基膦酸、或一 种杂芳基膦酸)。不同的其他实施方案包括多种有机电子器件,这些有机电子器件包括至少 一个电极,该电极具有一个表面以及带有结合至该表面的结合基团的一个分子,其中该器 件在一段长时间内是稳定的。另一个实施方案是一种器件,该器件包括a) —个电极,该电极具有一个表面;b) 一种分子,该分子通过一个结合基团结合至该表面上;以及c)与该电极处于电接触的一 种有机电子材料,其中该分子包括至少一个氟化的芳基有机基团。这些氟化的芳基基团提 供了优越的耐化学性以及长期稳定性而不会不利地影响该电极的粘合特性。另一个实施方案是一种有机电子器件,该有机电子器件包括a)具有一个表面的 透明的导电金属氧化物电极以及b)结合至该表面的一种氟化的芳基膦酸。在一些实施方 案中,该氟化的芳基膦酸包括在该表面上的一个单层。另一个实施方案是一种方法,包括a)在一个电极上沉积一种分子,该电极具有 一个表面,并且该分子包括一个结合以及一个氟化的芳基基团,由此该结合基团结合在该 表面上,以及b)在接近于该电极处沉积一种有机电子材料这样使该电极与该有机电子材 料是处于电接触的。该分子可以进一步包括在该结合基团和该氟化的芳基基团之间的连接基团。附图简要说明附图说明图1展示了一个有机电子器件部件的截面。图2示出了一些氟化的芳基膦酸。图3示出了与用空气等离子体所处理的ITO相比具有表面结合膦酸的ITO的功函 数的稳定性。图4示出了与具有用空气等离子体所处理的ITO的器件相比对于具有表面结合膦 酸的ITO的器件的(a)电流-电压(I-V)图,以及(b)亮度/外量子效率(EQE)图。图5示出了与具有用空气等离子体所处理的ITO的器件相比具有表面结合膦酸的 ITO的器件的稳定性。图6示出了与具有用空气等离子体所处理的ITO的器件相比用具有表面结合膦酸 的ITO制造的OLED器件的(a)电流-电压(I_V)图,以及(b)亮度/外量子效率(EQE) 图。图7示出了单层二极管结构以及与具有用空气等离子体所处理的ITO的器件相比 对于用具有表面结合膦酸的ITO制造的二极管的电流-电压(IV)图。图8示出了一些膦酸。图9示出了结合至一种金属氧化物表面的一些膦酸的表面能。图10示出了与具有IT0-PED0T:PSS的器件相比对于用具有表面结合膦酸的ITO 制造的OLED器件的(a)电流-电压(I-V)图,以及(b)亮度/外量子效率(EQE)图。图11示出了与具有IT0-PED0T:PSS的器件相比对于用具有表面结合膦酸的ITO 制造的OLED器件的电致发光(EL)光谱。图12示出了有机发光器件(OPV)的结构以及与具有用空气等离子体所处理的ITO 的OPV器件相比对于用具有表面结合膦酸的ITO制造的OPV器件的电流-电压(IV)图。图13示出了一些其他膦酸以及合成方法。图14示出了含噻吩的膦酸。图15示出了含一些官能团的膦酸。图16示出了将聚合物接枝到包括含有官能团的膦酸的一个表面上的方法。图17概述了包括一个三芳基胺基团的膦酸的合成。图18概述了一种磷酸的合成。图19概述了一种磷酸的合成。图20概述了一种磷酸的合成。详细说明不同的实施方案控制了在有机电子材料和一种金属氧化物电极之间的界面(例如控制 电子特性、表面能、湿润性、粘合特性、机械性能、化学性质、或它们的任何组合)。一个实施 方案是一种方法,包括在一个电极上沉积一种分子,其中该电极具有一个表面并且该分子 具有结合至该表面的一种结合基团,由此提供稳定至少100小时的功函数。总体上,“稳定 的”指的是在环境状态下的稳定性或在惰性操作条件下的稳定性。在许多实施方案中,稳 定的功函数不同于在沉积该分子之前的电极的功函数。在另一个实施方案中,具有结合了 分子的电极的功函数与可以通过其他表面改性手段(例如,空气等离子体处理)所获得的功 函数是相同或相似的;但具有结合了分子的电极的功函数比通过其他表面改性手段所获得的功函数更稳定。在其他实施方案中,具有结合了分子的电极的功函数将其所测量的功函 数维持在士0. 03 eV内长达大于M小时,然而用其他表面处理所获得功函数迅速地下降 至在其他表面处理之前的电极值。典型地,该分子包括在该电极表面上的一个单层。该结 合基团可以是(例如)本领域已知的那些的任何一种例如像,一种硅烷、一种羧酸、一种磺 酸、一种硼酸、或一种膦酸。该分子可以包括(例如)一个结合基团(也可以叫做一个锚定基 团)、一个连接基团、以及取代基团。将该结合基团(例如,-P(O)OH2)结合至该连接基团(例 如,-CH2-)并且将该取代基团(例如,-C6F5)结合至该连接基团。该结合基团可以是共价地 或非共价地结合至该表面。在许多实施方案中,该电极包括一种氧化物(例如,铟锡氧化物、 铟锌氧化物、氧化锌、镓铝锌氧化物、锑锡氧化物、氟锡氧化物、氧化镉、或锡酸镉等等)。在 一个实施方案中,该功函数是4. 5 eV - 5.6 eV。在其他实施方案中,该电极包括一种氧化 物并且该分子是一种膦酸(例如,一种烷基膦酸、一种杂烷基膦酸、一种芳基膦酸、或一种杂 芳基膦酸)。将膦酸结合至氧化物表面在本领域是已知的,例如参见S. H. Lee, et al., J. Kor. Phys. Soc. 49(5),2034-2039 (2006)以及 S. Koh, et al., Langmuir, 22, 6249-6255 (2006)等。可以通过本领域已知的方法制备各种各样具有不同的取代基的烷 基、杂烷基、芳基、或杂芳基的膦酸,包括例如,通过氟化的芳基卤与亚磷酸三烷基酯的米凯 利斯-阿尔布佐夫反应,跟随有水解(参见Miattachary本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种器件,包括a) 电极,该电极具有表面;b) 分子,该分子通过结合基团结合至该电极的该表面上;以及c) 与该电极处于电接触的有机电子材料,其中该分子包括至少一个氟化的芳基基团。

【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:A沙尔马
申请(专利权)人:乔治亚州技术研究公司
类型:发明
国别省市:US

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