專利名稱：光敏組合物和用所述組合物制得的電子裝置的制作方法
技術領域：
一般來講，本公開涉及可用于有機電子裝置中的光敏組合物。
_4] 相關領域說明在諸如構成OLED顯示器的有機發(fā)光二極管(“0LED”)的有機光敏電子裝置中，有機活性層夾置在兩個電接觸層之間。在OLED中，當在整個電接觸層上施加電流時，有機活性層透過所述透光的電接觸層發(fā)射光。已知在發(fā)光二極管中將有機電致發(fā)光化合物用作活性組分。簡單有機分子、共軛聚合物、以及有機金屬配合物已經得到應用。米用光敏材料的裝置通常包括一層或多層電荷傳輸層，所述電荷傳輸層位于光敏層與接觸層之間。裝置可包含兩個或更多個接觸層。空穴傳輸層可位于光敏層與空穴注入接觸層之間?？昭ㄗ⑷虢佑|層也可稱為陽極。電子傳輸層可位于光敏層與電子注入接觸層之間。電子注入接觸層也可稱為陰極。電荷傳輸材料也可與光敏材料組合用作基質。持續(xù)需要用于電子裝置的新型材料。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了光敏組合物，其包含:(a)基于所述光敏組合物的總重量計50-99重量％的至少一種具有HOMO能級的基質材料；(b)基于所述光敏組合物的總重量計1-10重量％的發(fā)光摻雜劑；和(c)基于所述光敏組合物的總重量計0.1至10重量％的非發(fā)光摻雜劑，其中所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于基質的HOMO能級。還提供了有機電子裝置，所述裝置包括陽極、空穴傳輸層、光敏層、電子傳輸層和陰極，其中所述光敏層包含上述光敏組合物。還提供了用于制備有機發(fā)光裝置的方法，包括:提供其上具有圖案化陽極的基底；通過使液體組合物沉積形成空穴傳輸層，所述液體組合物包含空穴傳輸材料的第一液體介質；通過使液體組合物沉積以形成光敏層，所述液體組合物包含:(a)基于所述電活性層的總重量計50-99重量％的至少一種具有HOMO能級的基質材料；(b)基于所述電活性層的總重量計1-10重量％的發(fā)光摻雜劑；和(c)基于所述電活性層的總重量計0.1至10重量％的非發(fā)光摻雜劑，其中所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于基質的HOMO能級；形成電子傳輸層；以及形成整個陰極。以上綜述和以下發(fā)明詳述僅出于示例性和說明性目的而不是對本發(fā)明進行限制，本發(fā)明受所附權利要求的限定。


附圖中示出了實施方案，以增進對本文所述概念的理解。圖1A包括HOMO和LUMO能級圖。圖1B包括兩種不同材料的HOMO和LUMO能級圖。圖2包括示例性有機裝置的圖示。圖3包括另一個示例性有機裝置的圖示。技術人員理解，附圖中的物體是以簡潔明了的方式示出的并且不一定按比例繪制。例如，圖中一些物體的尺寸相對于其它物體可能有所放大，以便于更好地理解實施方案。
具體實施例方式上文已描述了許多方面和實施方案，并且僅是示例性的而非限制性的。在閱讀完本說明書后，技術人員應認識到，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，其它方面和實施方案也是可能的。根據以下發(fā)明詳述和權利要求，任何一個或多個實施方案的其它特征和有益效果將顯而易見。發(fā)明詳述首先定義和闡明術語，接著描述光敏組合物、電子裝置，并且最后描述實施例。1.術語的定義和說明在提出下述實施方案詳情之前，先定義或闡明一些術語。術語“烷基”旨在表示衍生自脂族烴的基團。在一些實施方案中，烷基具有1-20個碳原子。術語“芳基”旨在表示衍生自芳族烴的基團。術語“芳族化合物”旨在表示包含至少一個具有離域η電子的不飽和環(huán)狀基團的有機化合物。術語旨在包括僅具有碳和氫原子的芳族化合物，以及其中環(huán)狀基團中的一個或多個碳原子已被另一個原子如氮、氧、硫等取代的雜芳族化合物。在一些實施方案中，芳基具有4-30個碳原子。當術語“電荷傳輸”涉及層、材料、構件、或結構時旨在表示此類層、材料、構件、或結構促進所述電荷以相對高的效率和小的電荷損失穿過所述層、材料、構件、或結構的厚度進行遷移?？昭▊鬏敳牧嫌欣谡姾?；電子傳輸材料有利于負電荷。雖然發(fā)光和光接收材料也可具有某些電荷傳輸特性，但術語“電荷傳輸層、材料、構件、或結構”并不旨在包括其主要功能為發(fā)光或光接收的層、材料、構件、或結構。
術語“發(fā)光摻雜劑”旨在表示包含基質材料的層內的材料，與缺乏此類材料時所述層輻射發(fā)射、接收或過濾的一種或多種電特性或一個或多個波長相比，所述發(fā)光摻雜劑改變了所述層輻射發(fā)射、接收或過濾的一種或多種電特性或一個或多個指標波長。術語“稠合芳基”是指具有兩個或更多個稠合芳族環(huán)的芳基。術語“HOMO”是指最高分子占據軌道。如圖1A中所示，HOMO能級是相對于真空能級測定的。按照慣例，HOMO作為負值被提供，即真空度被設定為零，并且束縛電子能級比這更深?！案睢笔侵改芗壐h離真空能級?！案鼫\”是指能級更接近真空能級。這示于圖1B中，其中HOMO B淺于HOMO A。相反，HOMO A深于HOMO B。術語“基質材料”旨在表示通常為層形式的材料，可向所述基質材料中加入或不加入摻雜劑?；|材料可具有或可不具有發(fā)射、接收或過濾輻射的電子特性或能力。術語“層”與術語“膜”可互換使用，并且是指覆蓋所需區(qū)域的涂層。該術語不受尺寸的限制。所述區(qū)域可大如整個裝置，也可小如例如實際可視顯示器的特定功能區(qū)，或者小如單個子像素。層和膜可由任何常規(guī)的沉積技術形成，包括氣相沉積、液相沉積(連續(xù)和不連續(xù)技術)、以及熱轉移。連續(xù)沉積技術包括但不限于旋涂、凹版涂布、簾式涂布、浸涂、槽模涂布、噴涂、以及連續(xù)噴涂。不連續(xù)沉積技術包括但不限于噴墨印刷、凹版印刷、以及絲網印刷。術語“LUM0”是指最低分子空軌道。如圖1A中所示，LUMO能級是相對于真空能級測定的，以eV為單位。按照慣例，LUMO為負值，即真空度被設定為零，并且束縛電子能級比這更深。“越深”的能級距離真空能級越遠。這示于圖1B中，其中LUMO B深于LUMO A。術語“有機電子裝置”或有時僅“電子裝置”旨在表示包含一個或多個有機半導體層或材料的裝置。當涉及金屬配合物時，術語“有機金屬”是指所述配合物具有金屬-碳鍵。術語“光敏”旨在表示被施加的電壓激活時發(fā)光(如在發(fā)光二極管或化學電池中)，或者對輻射能響應并且在或不在所施加的偏壓下產生信號(如在光電探測器中)的材料或層。術語“甲硅烷基”是指基團-SiR3，其中R在每次出現(xiàn)時是相同的或不同的并且選
自烷基和芳基。術語“Tg”是指材料的玻璃化轉變溫度。術語“三重態(tài)能量”是指材料的最低激發(fā)三重態(tài)，以eV為單位。三重態(tài)能量作為正數(shù)報告，并且表示三重態(tài)能量高于基態(tài)，所述基態(tài)通常為單重態(tài)。除非另外指明，所有基團可以是未取代的或取代的。除非另外指明，所有基團在可能的情況下可以是直鏈的、支化的或環(huán)狀的。在一些實施方案中，所述取代基選自烷基、烷氧基、芳基和甲娃燒基。在本說明書中，除非在使用情形下另外明確指明或相反指明，其中本發(fā)明主題的實施方案被論述或描述為包含、包括、含有、具有、涵蓋或包容一些特征或要素，除了明確論述或描述的那些以外的一種或多種特征或要素也可存在于實施方案中。所公開的本發(fā)明主題的一個可供選擇的實施方案被描述為基本上由某些特征或要素組成，則其中將會顯著地改變操作原理或實施方案顯著特性的實施方案特征或要素不存在于其中。本文主題描述的另一個可供選擇的實施方案被描述為由某些特征或元件所組成，在此實施例或其非實質變型中，僅存在明確指出或描述的特證或元件。此外，除非另外明確地相反表示，“或”是指包含性的或，而不是指排他性的或。例如，以下任何一種情況均滿足條件A或B:A是真實的(或存在的)且B是虛假的(或不存在的)，A是虛假的(或不存在的)且B是真實的(或存在的)，以及A和B都是真實的(或存在的)。同樣，使用“一個”或“一種”來描述本文所描述的要素和組分。這樣做僅僅是為了方便并且對本發(fā)明的范圍提供一般性的意義。該描述應理解為包括一個或至少一個，并且除非明顯地另有所指，單數(shù)也包括復數(shù)。對應于元素周期表內列的族序號的使用參見“CRC Handbook of Chemistry andPhysics”，第81版(2000-2001)中所述的“新命名法”公約。除非另外定義，本文所用的所有技術和科學術語的含義均與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常理解的一樣。盡管與本文所述的那些方法和材料的類似者或等同者均可用于本發(fā)明實施方案的實踐或檢驗，但合適的方法和材料是如下文所述的那些。本文提及的所有出版物、專利申請、專利以及其它參考文獻均全文以引用方式并入本文，除非引用具體的段落。如發(fā)生矛盾，以本說明書及其所包括的定義為準。此外，材料、方法和實施例僅是例證性的，并且不旨在進行限制。本文未描述的有關特定材料、加工方法和電路的許多細節(jié)均是常規(guī)的，并且可以在有機發(fā)光二極管顯示器、光電探測器、光伏和半導體構件領域的教科書和其它來源中找到。2.光敏纟目合物在OLED中，電子和空穴被注入光敏層中，其中它們再結合而產生光。平衡電子和空穴是高效率的關鍵。一般來講，OLED趨于具有比電子更多的空穴，流過所述光敏層。一般來講，有機材料傳輸空穴的速度比傳輸電子快。因此，當空穴缺乏足夠的電子與之再結合并且產生光而浪費時，效率降低。當過多的空穴流入電子傳輸層時，裝置的壽命通常也會縮短。具有強電子移動性的材料如菲咯啉衍生物已被用于電子傳輸層中以增加電子流。電性摻雜的電子傳輸層也被用于增加電子傳導性。然而，摻雜方法通常需要進行材料共蒸發(fā)，這增加了制程的復雜性。此外，供體-受體對中的電荷轉移物質可能弓I起電子空穴對的淬滅。在電子流方面，任一種所述方法均是無法調整的。過度供應的電子還可能導致效率降低以及裝置壽命縮短。本文所述光敏組合物包含非發(fā)光摻雜劑，其可作為空穴捕捉材料以改善裝置壽命和效率。本文所述光敏組合物包含:(a)基于所述光敏組合物的總重量計50-99重量％的至少一種具有HOMO能級的基質材料；(b)基于所述光敏組合物的總重量計1-10重量％的發(fā)光摻雜劑；和(c)基于所述光敏組合物的總重量計0.1至10重量％的非發(fā)光摻雜劑，其中所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于基質的HOMO能級。在一些實施方案中，光敏組合物還包含:(d)基于所述光敏組合物的總重量計1-49重量％的第二基質材料，所述第二基質材料具有HOMO能級，所述HOMO能級深于非發(fā)光摻雜劑的HOMO能級。在一些實施方案中，第一和任選的第二基質材料在甲苯中各自具有至少0.6重量％的溶解度。在一些實施方案中，溶解度為至少I重量％。在一些實施方案中，第一基質材料與第二基質材料的重量比在19:1至2:1范圍內；在一些實施方案中在9:1至2.3:1的范圍內。在一些實施方案中，總基質材料(第一基質+任選的第二基質)與發(fā)光摻雜劑的重量比在5:1至25:1的范圍內；在一些實施方案中在10:1至20:1的范圍內。在一些實施方案中，光敏組合物基本上由基質材料、發(fā)光摻雜劑和非發(fā)光摻雜劑組成，其定義和百分比示于上文中。在一些實施方案中,光敏組合物基本上由基質材料、發(fā)光摻雜劑、非發(fā)光摻雜劑和第二基質材料組成，其定義和百分比示于上文中。在一些實施方案中，光敏組合物中有至少一種組分是氘代的。術語“氘代”旨在表示至少一個H被D取代。氘以自然豐度含量的至少100倍存在?；衔颴的“氘代衍生物”具有與化合物X相同的結構，但是有至少一種D替代H。術語“氘代％”和“氘化％”是指氘核與質子和氘核的總和的比率，以百分比表示。因此，對于化合物C6H4D2，氘代％為:2/ (4+2) X 100=33% 氘代。在一些實施方案中，基質材料是氘代的。在一些實施方案中，氘代基質是至少10%氘代的；在一些實施方案中是至少20%氘代的；在一些實施方案中是至少30%氘代的；在一些實施方案中是至少40%氘代的；在一些實施方案中是至少50%氘代的；在一些實施方案中是至少60%氘代的；在一些實施方案中是至少70%氘代的；在一些實施方案中是至少80%氘代的；在一些實施方案中是至少90%氘代的；在一些實施方案中是100%氘代的。在一些實施方案中，發(fā)光摻雜劑是氣代的。在一些實施方案中，氣代發(fā)光摻雜劑是至少10%氘代的；在一些實施方案中是至少20%氘代的；在一些實施方案中是至少30%氘代的；在一些實施方案中是至少40%氘代的；在一些實施方案中是至少50%氘代的；在一些實施方案中是至少60%氘代的；在一些實施方案中是至少70%氘代的；在一些實施方案中是至少80%氘代的；在一些實施方案中是至少90%氘代的；在一些實施方案中是100%氘代的。在一些實施方案中，非發(fā)光摻雜劑是氘代的。在一些實施方案中，氘代的非發(fā)光摻雜劑是至少10%氘代的；在一些實施方案中是至少20%氘代的；在一些實施方案中是至少30%氘代的；在一些實施方案中是至少40%氘代的；在一些實施方案中是至少50%氘代的；在一些實施方案中是至少60%氘代的；在一些實施方案中是至少70%氘代的；在一些實施方案中是至少80%氘代的；在一些實施方案中是至少90%氘代的；在一些實施方案中是100%氘代的。在一些實施方案中，兩種或更多種基質、任選的第二基質、發(fā)光摻雜劑和非發(fā)光摻雜劑是氘代的。在一些實施方案中，光敏組合物中的所有材料均是氘代的。所述組合物可用作OLED裝置的溶液可處理的光敏組合物。所得裝置可具有高效率和長壽命。在一些實施方案中，所述材料可用于任何印刷電子裝置應用中，包括光電應用和 TFT0a.基質材料
基質材料具有比非發(fā)光摻雜劑的HOMO能級更深的HOMO能級。測定HOMO能級的方法是熟知并且充分理解的。在一些實施方案中，由紫外光電子能譜(“UPS”)測定能級。在一些實施方案中，HOMO比-5.0eV更深。在一些實施方案中，基質材料具有大于95°C的Tg。高Tg允許形成光滑并且牢固的膜。有兩個主要方法可常規(guī)測定Tg:差示掃描量熱法(“DSC”)和熱力學分析法(“TMA”)。在一些實施方案中，由DSC測定Tg。在一些實施方案中，所述Tg介于100和150°C之間。在一些實施方案中，基質材料具有大于2.0eV的三重態(tài)能級。當摻雜劑為磷光材料時，為了防止發(fā)光淬滅，這是尤其有用的。三重態(tài)能量可由演繹法計算出來，或可采用脈沖射解或低溫發(fā)光光譜來測定。在一些實施方案中，基質材料具有式1:
權利要求
1.光敏組合物，包含: (a)基于所述光敏組合物的總重量計50-99重量％的至少一種具有HOMO能級的第一基質材料； (b)基于所述光敏組合物的總重量計1-10重量％的發(fā)光摻雜劑；和 (c)基于所述光敏組合物的總重量計0.1至10重量％的非發(fā)光摻雜劑，其中所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于所述基質的HOMO能級。
2.根據權利要求1所述的組合物，還包含: (d)基于所述光敏組合物的總重量計1-49重量％的第二基質材料，所述第二基質材料具有HOMO能級，所述HOMO能級深于所述非發(fā)光摻雜劑的HOMO能級。
3.根據權利要求2所述的組合物，其中所述第一基質材料與所述第二基質材料的重量比在19:1至2:1的范圍內。
4.根據權利要求1所述的組合物，其中至少一種材料是氘代的。
5.根據權利要求1所述的組合物，其中所述第一基質材料具有深于-5.0eV的HOMO能級。
6.根據權利要求1所述的組合物，其中所述第一基質材料具有大于95°C的玻璃化轉變溫度。
7.根據權利要求1所述的組合物，其中所述第一基質材料選自菲咯啉、喹喔啉、苯基吡啶、苯并二呋喃和金屬喹啉配合物。
8.根據權利要求2所述的組合物，其中所述第一基質材料具有式I
9.根據權利要求2所述的組合物，其中所述第二基質為菲咯啉、喹喔啉、苯基吡啶、苯并二呋喃、或金屬喹啉配合物。
10.根據權利要求1所述的組合物，其中所述發(fā)光摻雜劑為銥的有機金屬配合物。
11.根據權利要求1所述的組合物，其中所述非發(fā)光摻雜劑具有式IrL3或IrL2Y，其中L為通過碳原子和氮原子配位的單陰離子二齒環(huán)金屬化配體，并且Y為單陰離子二齒配體。
12.根據權利要求1所述的組合物，其中所述非發(fā)光摻雜劑為Cl至C14中的一種: Cl:
13.電子裝置，包括: 陽極； 空穴傳輸層； 光敏層； 電子傳輸層，和 陰極； 其中所述光敏層包含: (a)基于所述光敏組合物的總重量計50-99重量％的至少一種具有HOMO能級的第一基質材料； (b)基于所述光敏組合物的總重量計1-10重量％的發(fā)光摻雜劑；和 (c)基于所述光敏組合物的總重量計0.1至10重量％的非發(fā)光摻雜劑，其中所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于所述基質的HOMO能級。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中所述第一基質材料為具有至少一個二芳基氨基取代基的窟衍生物。
15.根據權利要求13所述的裝置，其中所述光敏組合物還包含: (d)基于所述光敏組合物的總重量計1-49重量％的第二基質材料，所述第二基質材料具有HOMO能級，所述HOMO能級深于所述非發(fā)光摻雜劑的HOMO能級。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中所述第二基質材料為菲咯啉衍生物。
17.根據權利要求13所述的裝置，其中所述發(fā)光摻雜劑為銥的有機金屬配合物。
18.根據權利要求13所述的裝置，其中所述光敏組合物包含第一基質材料、第二基質材料、發(fā)光摻雜劑和非發(fā)光摻雜劑，所述第一基質材料為具有至少一個二芳基氨基取代基的蘭衍生物，所述第二基質材料為菲咯啉衍生物，所述發(fā)光摻雜劑為具有紅光發(fā)射的有機金屬銥配合物，所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于所述兩種基質材料的HOMO能級。
全文摘要
本發(fā)明提供了光敏組合物，其包含(a)基于所述光敏組合物的總重量計50-99重量%的至少一種基質材料，所述基質材料具有HOMO能級；(b)基于所述光敏組合物的總重量計1-10重量%的發(fā)光摻雜劑；和(c)基于所述光敏組合物的總重量計0.1至10重量%的非發(fā)光摻雜劑。所述非發(fā)光摻雜劑為具有HOMO能級的有機金屬銥配合物，所述HOMO能級淺于所述基質的HOMO能級。
文檔編號C09K11/06GK103081153SQ201180040831
公開日2013年5月1日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權日2010年8月24日
發(fā)明者高衛(wèi)英, N·海隆 申請人:E·I·內穆爾杜邦公司