CN101553939B - 光电器件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种光电器件，它包括注入第一极性的电荷载流子的第一电极；注入第二极性的电荷载流子的第二电极；和置于第一和第二电极之间的有机材料层，该有机材料层包括第一电荷传输和/或光发射聚合物和第二电荷传输和/或光发射聚合物的共混物，其中至少第一聚合物被交联，从而提供第二聚合物置于其内的第一交联基体。

Description

光电器件及其制造方法
技术领域
本发明涉及光电器件及其制造方法。
背景技术
一类光电器件是使用有机材料的用于光发射或检测的光电器件。这些器件的基本结构是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光发射有机层，例如聚(对亚苯基亚乙烯基)(“PPV”)或聚芴膜。电子和空穴在有机层内结合，生成光子。在WO90/13148中，有机发光材料是聚合物。在US4539507中，有机发光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，以允许光子逸出器件。
在用透明阳极，例如氧化铟锡(“ITO”)涂布的玻璃或塑料衬底上制造典型的有机发光器件(“OLED”)。至少一种电致发光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，例如铝的单层，或者多层，例如钙和铝的多层。
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而发光。
这些器件具有巨大的潜力用于显示器。然而，存在数个严重的问题。一个问题是使器件有效，这尤其通过其外部功率效率和其外部量子效率来测量。另一问题是优化(例如降低)获得峰值效率时的电压。另一问题是随着时间的流逝，稳定器件的电压特征。另一问题是增加器件的寿命。
为此，对以上所述的基本器件结构进行了许多改性，以便解决这些问题中的一个或更多个。可在电极和有机光发射层之间提供进一步的层以便辅助电荷注入和传输。尤其优选在阳极和光发射层之间使用空穴注入层和/或空穴传输层。空穴注入层可包括传导聚合物，例如PEDOT:PSS。空穴传输层可包括半导聚合物，例如芴和三芳胺重复单元的共聚物。有机光发射层可包括小分子、枝状体或聚合物，且可包括磷光部分和/或荧光部分。
申请人的早期公布的申请，WO99/48160公开了光发射层，它包括含光发射部分、电子传输部分和空穴传输部分的材料共混物。可在单一分子内或者在单独的分子上提供这些。
在单一层内使用材料的共混物而不是提供电荷传输和发射材料的独立层的优点是，可一次沉积材料，从而简化器件的制备工艺。此外，提供具有多种功能的单一层原则上可导致较好的电荷传输、电荷转移和发射性能。也可使器件变得更薄，这是因为层数下降，层数的下降可降低驱动器件所要求的电压。此外，降低器件内各层之间的界面数量可以是有利的，因为界面可提供在器件内结构缺陷源，且还可能是有害的电学和光学效果的来源，例如妨碍电荷流经器件、光散射和内反射。
尽管提出了在光电器件内使用共混物相对于提供材料的多层具有某些优点，但已发现，在光电器件中使用共混物存在数个问题。可能难以控制共混物的结构和性能。例如，可能难以控制在共混物内掺混材料，且可能不稳定，这是因为在共混物内化学物种移动，尤其当器件被驱动时。在单一分子内提供不同物种可辅助防止器件的驱动过程中物种的差别移动。然而，可能更加难以制备多种组分的聚合物。此外，即使在同一分子内提供该物种，仍然可出现物种的部分相分离，如果在驱动过程中，分子改变校准(alignment)的话，以致物种部分相分离且聚合物的类似部分在一层内形成区域。共混物结构的这一变化可导致在器件寿命过程中共混物的功能性能变化。因为目的是随着时间流逝，稳定光电器件的电压特征，这一效果可能是有害的。
鉴于使用材料共混物的问题，这一领域的许多研究者着眼于返回到其中在单独层内提供电荷传输和光发射组分的多层器件结构和考虑可如何改进这一布局。
关于这一点，申请人的早期专利申请公布WO2006/043087公开了在光电器件内聚合物的交联，以便在没有掺混的情况下，允许在彼此之上沉积多层。这一文献公开了可交联的空穴传输单体，该单体可被聚合、沉积，然后交联，在没有溶解空穴传输层的情况下，形成发射层可沉积在其上的空穴传输层。还公开了可交联的空穴传输单体可与光发射单体混合，聚合，形成兼有空穴传输单体和光发射单体在其内的聚合物，沉积、然后交联，在没有溶解光发射层的情况下，形成电传输层可沉积在其上的光发射层。
前述布局给出了非常坚固的器件结构，并在没有掺混的情况下，允许多层沉积。然而，它没有充分地利用以上针对WO99/48160中所述的具有不同官能度的共混材料的效益。
WO2005/049689公开了在电致发光器件中使用的可交联的芴化合物。
Bozano等人，J.Appl.Phys.2003，94(5)，3061-3068公开了用于有机发光器件的交联的双组分共混物。
正因为如此，发明人意识到，希望提供其中存在使用共混物的有益特征，但避免了有害特征的布局。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种光电器件，它包括注入第一极性的电荷载流子的第一电极；注入第二极性的电荷载流子的第二电极；和置于第一和第二电极之间的有机材料层，该有机材料层包括第一电荷传输和/或光发射聚合物和第二电荷传输和/或光发射聚合物的共混物，其中至少第一聚合物交联，从而提供第二聚合物置于其内的第一交联基体。
第一和第二聚合物是不同的。
根据本发明的一个实施方案，可通过使用官能团，在有机膜内在聚合物之间交联，即实现在共混物内含两种或更多种聚合物的单一的交联基体，从而实现稳定的形貌(morphology)。然而，这可能是相当粗的方法，和所使用的化学常常是非常不具有选择性的，从而导致不确定的结构。化学的不加选择性质还可能意味着人们对该工艺具有很小的控制。
鉴于上述情况，有利的是选择交联一种或这两种聚合物。根据一个实施方案，若仅仅聚合物之一交联，则另一聚合物例如是简单的线型非官能聚合物，其中与相分离的聚集体相反，所述另一聚合物通过交联基体以连续相形式布置，形成半互穿的网络。在两种聚合物之间很少或者没有交联。
或者，其他的电荷传输聚合物和光发射聚合物也交联，从而提供第二交联基体，所述第二交联基体通过第一交联基体以连续相形式布置，于是第一交联基体和第二交联基体提供互穿网络。再者，这两种聚合物之间很少或者没有交联。
互穿和半互穿网络特征均导致具有稳定的无定形形貌的紧密混合物。互穿网络或半互穿网络在光电器件内提供具有稳定形貌的有机层，甚至当在长时间段内驱动时。
互穿网络提供“锁定(lock-in)”形貌的精巧(elegant)设置，从而产生具有明显确定结构的稳定薄膜。它们还提供的优点是，能提供共混物，同时还能提供稳定的形貌。
尽管使用在例如WO2006/043087中公开的交联的空穴传输层与独立的光发射层提供稳定的界面，但本发明的实施方案可提供稳定梯度的界面。第一和第二聚合物的浓度横跨有机材料层发生变化。例如，有机材料层可包括第一聚合物的第一区域，第二聚合物的第二区域，以及位于第一和第二区域之间的界面区域，其中界面区域包括该共混物。
另外，在WO2006/043087中公开的布局牵涉单独沉积两层：空穴传输层和光发射层，以便提供稳定的体系。相反，根据本发明的实施方案，在仅仅一次沉积有机材料时，两种可交联体系的共混物，或者一种可交联和一种不可交联体系的共混物提供稳定的共混物形貌。
第一聚合物可以是空穴传输聚合物。第二聚合物可以是光发射聚合物和/或电子传输聚合物。在一种布局中，第二聚合物是电子传输聚合物且包括位于其内的光发射部分，例如磷光部分。光发射部分可以以单独的组分形式提供或者化学键合到电子传输聚合物上。
或者，第一和第二聚合物均可以是电荷传输聚合物，即它们均可以是空穴传输聚合物；它们均可以是电子传输聚合物；或者一种可以是空穴传输聚合物和另一种可以是电子传输聚合物。例如，在其中第一和第二聚合物是空穴传输聚合物的情况下，可在含第一和第二聚合物的交联层上提供发射层。两种不同的第一和第二空穴传输聚合物可提供从阳极(或空穴注入层，若存在的话)到发射层内的“阶跃(stepped)”空穴传输。两种不同的空穴传输聚合物在类型、布局和/或聚合物内空穴传输单元数量方面可以不同。特别地，两种不同的聚合物可拥有不同的HOMO能级，以便提供阶跃空穴传输。
或者，第一和第二聚合物可以是能发射不同波长光的光发射聚合物，其中结合所述光，提供白色发射器件。关于这一点，有机材料层可进一步包括能发射波长不同于第一和第二聚合物的将与第一和第二聚合物发射的光结合的光的第三聚合物，提供白色发射器件。白色发射优选落在相当于黑体在2500-9000K下发射的CIE x坐标和CIE y坐标为在黑体发射的所述光的CIE y坐标在0.05以内定义的区域内。更优选在相当于黑体在4000-8000K下发射的CIE x坐标和CIE y坐标为在黑体发射的所述光的CIE y坐标在0.025以内定义的区域内。
电荷注入材料，例如空穴注入材料的层可布置在有机材料层和第一电极之间，以辅助电荷注入到有机材料层内。电荷注入材料可包括传导聚合物，例如掺杂的PEDOT，优选PEDOT:PSS。
第一和第二聚合物优选是半导共轭聚合物。
根据本发明的一个实施方案，第一聚合物的发射最大值和第二聚合物的吸收最大值的波长差大于30nm。
根据本发明的另一实施方案，第一聚合物是光发射聚合物，和第二聚合物是电荷传输聚合物，其中光发射聚合物接受来自电荷传输聚合物的第一极性的电荷载流子，和光发射聚合物接受来自第一或第二电极的第二极性的电荷载流子。
根据本发明的另一方面，提供制备光电器件的方法，该方法包括：在含注入第一极性的电荷载流子的第一电极的衬底上沉积第一和第二聚合物在溶剂内的混合物；交联第一聚合物，形成第二聚合物布置在其内的第一交联的基体；和沉积注入第二极性的电荷载流子的第二电极。
该方法可进一步包括交联第二聚合物，形成第二交联基体，于是第一交联基体和第二交联基体形成互穿网络。或者，若仅仅聚合物之一被交联，则另一聚合物例如是简单的线型非官能化聚合物，形成半互穿网络。
在一种布局中，通过加热到第一温度，交联第一聚合物，和通过加热到比第一温度高的第二温度，交联第二聚合物。
在沉积之后和在交联之前，第一和第二聚合物可部分相分离。因此，例如，可形成在其间含互穿或半互穿网络的梯度界面的电荷传输和光发射聚合物材料的单独区域。
根据本发明的另一方面，提供制备光电器件的方法，该方法包括：在含注入第一极性的电荷载流子的第一电极的衬底上沉积在第一溶剂内的第一聚合物；在第一聚合物材料上沉积在第二溶剂内的第二聚合物；等待一段时间，以允许第一和第二聚合物材料至少部分互混；交联第一和/或第二聚合物，形成互穿或半互穿网络；和沉积注入第二极性的电荷载流子的第二电极。
根据本发明的另一方面，提供一种光电器件，它包括：注入第一极性的电荷载流子的第一电极；注入第二极性的电荷载流子的第二电极；置于第一和第二电极之间的有机材料层，该有机材料层包括第一电荷传输和/或光发射聚合物和第二电荷传输和/或光发射聚合物的共混物，其中至少第一聚合物被交联，提供第二聚合物分布在其内的第一交联基体；和在有机材料层上形成的发射层。
根据本发明的另一方面，提供制备光电器件的方法，该方法包括下述步骤：
-在含注入第一极性的电荷载流子的第一电极的衬底上沉积第一电荷传输和/或光发射聚合物；
-部分交联所述第一聚合物；
-在所述部分交联的第一聚合物上沉积电荷传输和/或光发射材料；
-进一步交联所述第一聚合物；和
-沉积注入第二极性的电荷载流子的第二电极。
部分交联的第一聚合物提供对溶解稳定的表面，且在通过进一步的交联步骤“锁定”之前，仍提供电荷传输和/或光发射材料至少部分吸收在其内的侧面多孔结构。
本领域的技术人员会意识到实现第一聚合物部分交联的合适条件。例如，在热交联聚合物的情况下，可选择热处理的时间和/或温度，以提供部分交联的聚合物。
根据本发明的另一方面，提供一种光电器件，它包括：注入第一极性的电荷载流子的第一电极；注入第二极性的电荷载流子的第二电极；和置于第一和第二电极之间的有机材料层，该有机材料层包括第一电荷传输材料和第二电荷传输材料的共混物，其中第一和第二电荷传输材料中的至少一种包括交联聚合物。
优选地，光电器件是含有机光发射层的有机发光器件。优选地，第一和第二电荷传输材料是空穴传输材料。可在含第一和第二电荷传输材料的有机材料层上从溶液中沉积有机光发射层。
除了以上所述的交联层的优点以外，这些层拥有的进一步的优点是不溶。因此，可从溶液中沉积聚合物，和随后交联，形成之后对从溶液中沉积材料稳定的层。其效益是可从溶液中沉积多层活性层。
优选地，根据本发明前述任何方面的第一电极是阳极和第二电极是阴极。
可直接在第一电极上沉积以上所述的可交联聚合物。然而，在其中第一电极是阳极的情况下，优选在阳极和可交联聚合物之间提供空穴注入材料层。
附图说明
参考附图，仅仅通过实施例描述本发明的实施方案，其中：
图1示出了根据本发明的实施方案的有机光发射器件。
具体实施方式
一般器件结构
参考图1，根据本发明实施方案的电致发光器件的结构包括透明玻璃或塑料衬底1，氧化铟锡的阳极2和阴极4。在阳极2和阴极4之间提供光发射层3。
电荷传输层
进一步的层，例如电荷传输、电荷注入或电荷阻挡层可位于阳极2和阴极2之间。
特别地，可希望提供位于阳极2和光发射层3之间由掺杂的有机材料形成的传导空穴注入层，以辅助空穴从阳极注入到一层或多层半导聚合物内。掺杂的有机空穴注入材料的实例包括掺杂的聚(亚乙基二氧基噻吩)(PEDOT)，尤其在EP0901176和EP0947123中公开的用聚苯乙烯磺酸盐(PSS)掺杂的PEDOT或者在US5723873和US5798170中公开的聚苯胺。也可使用含无机材料的空穴注入层，例如过渡金属氧化物，例如氧化钼。
可提供一层或更多层位于阳极2和光发射层3之间的半传导空穴传输层。若存在的话，优选地，空穴传输层的HOMO能级小于或等于5.5eV，更优选为约4.8-5.5eV。可和以上所述的空穴注入层一起提供空穴传输层，且该空穴传输层位于空穴注入层和电致发光层3之间。多层空穴传输层可提供从阳极(或空穴注入层，若存在的话)到光发射层3的阶跃空穴传输。
若存在的话，电子传输层可位于光发射层3和阴极4之间，优选LUMO能级为约3-3.5eV。
光发射层
光发射层3包括与电荷传输聚合物共混的光发射聚合物，电荷传输聚合物和光发射聚合物中的至少一种被交联，提供电荷传输聚合物和光发射聚合物中的另一种分布在其内的第一交联基体。可在光发射层3上沉积进一步的光发射层，以提供器件，其中来自该器件的发射例如从光发射层3和进一步的光发射层两者中产生，以便产生白光。
在另一实施方案中(未例举)，在阳极和光发射层之间提供含两种空穴传输聚合物的空穴传输层，至少一种空穴传输聚合物被交联，提供另一种空穴传输聚合物分配在其内的交联基体。若仅仅空穴传输聚合物之一交联，则空穴传输层的表面可以是可渗透的，和光发射层可以至少部分吸附到空穴传输层上，从而在空穴传输层和发射层之间提供梯度界面。
在另一实施方案中(未例举)，在阳极和光发射层之间提供含两种光发射聚合物的光发射层，至少一种光发射聚合物被交联，提供另一种光发射聚合物分配在其内的交联基体。可在交联的发射层上沉积电子传输材料。若光发射聚合物之一没有交联，则电子传输层可至少部分吸附在发射层内。
共轭聚合物(荧光和/或电荷传输)
在层3中使用的合适的光发射聚合物包括聚(亚芳基亚乙烯基)，例如聚(对亚苯基亚乙烯基)，和聚亚芳基，例如聚芴，尤其2，7-连接的9，9-二烷基聚芴或2，7-连接的9，9-二芳基聚芴；聚螺芴，尤其2，7-连接的聚-9，9-螺芴；聚茚并芴，尤其2，7-连接的聚-茚并芴；聚亚苯基，尤其烷基或烷氧基取代的聚-1，4-亚苯基。在例如Adv.Mater.2000 12(23)1737-1750和其内的参考文献中公开了这种聚合物。
聚合物可包括选自亚芳基重复单元，尤其在J.Appl.Phys.1996，79，934中公开的1，4-亚苯基重复单元，在EP0842208中公开的芴重复单元；在例如Macromolecules2000，33(6)，2016-2020中公开的茚并芴重复单元；和在例如EP0707020中公开的螺芴重复单元中的第一重复单元。这些重复单元中的每一种可被任选取代。取代基的实例包括增溶基团，例如C1-20烷基或烷氧基；吸电子基团，例如氟、硝基或氰基；和增加聚合物玻璃化转变温度(Tg)的取代基。
尤其优选的聚合物包括任选取代的2，7-连接的芴，最优选下式的重复单元：
Figure G2007800422919D00101
其中R1和R2独立地选自氢或任选取代的烷基、烷氧基、芳基、芳烷基、杂芳基和杂芳基烷基。更优选，R1和R2中的至少一个包括任选取代的C4-C20烷基或芳基。
含第一重复单元的聚合物可提供空穴传输、电子传输和发射中的一种或更多种功能，这取决于它在器件的哪一层上使用和共重复单元的性质。
特别地：
-第一重复单元的均聚物，例如9，9-二烷基芴-2，7-二基的均聚物可用于提供电子传输。
-含第一重复单元和三芳胺重复单元，尤其选自式1-6的重复单元的共聚物可用于提供空穴传输和/或发射：
Figure G2007800422919D00111
其中X、Y、A、B、C和D独立地选自H或取代基。更优选，X、Y、A、B、C和D中的一个或更多个独立地选自任选取代的，支化或线型烷基、芳基、全氟烷基、硫代烷基、氰基、烷氧基、杂芳基、烷芳基和芳烷基。最优选X、Y、A和B是C1-10烷基。
尤其优选的这类空穴传输聚合物是第一重复单元和三芳胺重复单元的AB共聚物。
-含第一重复单元和亚杂芳基重复单元的共聚物可用于电荷传输或发射。优选的亚杂芳基重复单元选自式7-21：
Figure G2007800422919D00112
其中R6和R7相同或不同且各自独立地为氢或取代基，优选烷基、芳基、全氟烷基、硫代烷基、氰基、烷氧基、杂芳基、烷芳基或芳烷基。为了容易制备，R6和R7优选相同。更优选它们相同且各自为苯基。
Figure G2007800422919D00121
Figure G2007800422919D00131
电致发光共聚物可包括电致发光区域，和空穴传输区域和电子传输区域中的至少一种，正如例如在WO00/55927和US6353083中所公开的。若仅仅提供空穴传输区域和电子传输区域之一，则电致发光区域还可提供空穴传输和电子传输功能中的另一种功能。
根据US6353083，沿着聚合物主链可提供在这一聚合物内的不同区域，或者根据WO01/62869，作为侧挂于聚合物主链上的基团，可提供在这一聚合物内的不同区域。
若光发射聚合物被交联，以提供电荷传输聚合物分配在其内的交联基体，则光发射聚合物必须用合适的交联基，例如BCB或乙烯基官能化。
若电荷传输聚合物被交联，以提供其中光发射聚合物分配在其内的交联基体，则电荷传输聚合物必须用合适的交联基，例如BCB或乙烯基官能化。
若电荷传输聚合物和光发射聚合物二者均被交联，从而提供第一交联基体和第二交联基体，于是第一交联基体和第二交联基体提供互穿网络，则电荷传输聚合物和光发射聚合物二者必须用合适的交联基，例如BCB或乙烯基官能化。
用于磷光发射体的主体(host)
本发明的实施方案可提供交联的电荷传输聚合物基体作为发射聚合物分配在其内的主体。发射聚合物可包括磷光部分。
在现有技术中描述了许多主体，其中包括均聚物，例如在Appl.Phys.Lett.2000，77(15)，2280中公开的聚(乙烯基咔唑)；Synth.Met.2001，116，379，Phys.Rev.B2001，63，235206和Appl.Phys.Lett.2003，82(7)，1006中的聚芴；在Adv.Mater.1999，11(4)，285中的聚[4-(N-4-乙烯基苄氧基乙基，N-甲基氨基)-N-(2，5-二叔丁基苯基萘二甲酰亚胺)]；和在J.Mater.Chem.2003，13，50-55中的聚(对亚苯基)。还已知共聚物作为主体。
前述聚合物主体材料可用可交联的基团官能化，以便提供交联的电荷传输聚合物基体作为发射聚合物分配在其内的主体材料。
金属络合物(主要磷光，但最终包括荧光)
优选的金属络合物包括式(V)的任选取代的络合物：
ML1 qL2 rL3 s    (V)
其中M是金属；L1、L2和L3中的每一种是配位基团；q是整数；r和s各自独立地为0或整数；以及(a.q)+(b.r)+(c.s)之和等于M上可获得的配位位点的数量，其中a是在L1上的配位位点数量，b是在L2上的配位位点数量，和c是在L3上的配位位点数量。
重元素M诱导强的自旋-轨道耦合，以允许快速的体系之间交叉和来自三线态的发射(磷光)。合适的重金属M包括：
-镧系金属，例如铈、钐、铕、铽、镝、钍、铒和钕；和
-d区金属，尤其第2和3行的那些，即元素39-48和72-80，尤其钌、铑、钯、铼、锇、铱、铂和金。
f区金属的合适的配位基团包括氧或氮供体体系，例如羧酸、1，3-二酮化物、羟基羧酸、希夫碱，其中包括酰基苯酚和亚胺基酰基。正如已知的，发光的镧系金属络合物要求敏化基团，所述敏化基团具有比金属离子的第一激发态高的三重激发能级。发射来自金属的f-f跃迁，因此发射的颜色通过金属的选择来决定。尖锐的发射通常窄，从而导致可用于显示器应用的纯色发射。
d区金属与碳或氮供体，例如卟啉或式(VI)的双齿配体形成有机金属络合物：
Figure G2007800422919D00151
其中Ar4和Ar5可以相同或不同，且独立地选自任选取代的芳基或杂芳基；X1和Y1可以相同或不同且独立地选自碳或氮；以及Ar4和Ar5可以一起稠合。尤其优选其中X1是碳和Y1是氮的配体。
双齿配体的实例如下所述：
Figure G2007800422919D00161
每一个Ar4和Ar5可携带一个或更多个取代基。尤其优选的取代基包括在WO02/45466、WO02/44189、US2002-117662和US2002-182441中公开的氟或三氟甲基，可使用它们蓝移络合物的发射；在JP2002-324679中公开的烷基或烷氧基；在WO02/81448中公开的咔唑，当咔唑用作发射材料时，可使用它来辅助空穴传输到络合物上；在WO02/68435和EP1245659中公开的溴、氯或碘，可使用它们官能化配体以供连接进一步的基团；和在WO02/66552中公开的树突(dendron)，可使用它们来获得或提高金属络合物的溶液加工性。
适合于与d区元素一起使用的其他配体包括二酮化物，尤其乙酰丙酮化物(acac)；三芳基膦和吡啶，它们各自可被取代。
主族金属络合物显示出配体基发射或电荷传输发射。对于这些络合物来说，发射颜色通过选择配体以及金属来决定。
主体材料和金属络合物可以以物理共混物形式结合。或者，金属络合物可化学键合到主体材料上。在聚合物主体的情况下，金属络合物可作为与聚合物主链相连的取代基化学键合，作为聚合物主链内的重复单元引入，或者作为聚合物的端基提供，正如例如EP1245659、WO02/31896、WO03/18653和WO03/22908中公开的。
宽泛范围的荧光低分子量金属络合物是已知的且在有机发光器件中得到证明[参见，例如Macromol.Sym.125(1997)1-48，US-A5150006、US-A6083634和US-A5432014]，尤其三-(8-羟基喹啉)铝。二价或三价金属的合适配体包括：8-羟基喹啉型(oxinoid)，例如具有氧-氮或氧-氧供体原子，通常具有取代基氧原子的环氮原子，或者具有取代基氧原子的取代基氮原子或氧原子的8-羟基喹啉型(oxinoid)，例如8-羟基醌醇化物(8-hydroxyquinolate)和羟基喹喔啉醇-10-羟基苯并(h)喹啉酸根合(II)，氮茚(III)，希夫碱，偶氮吲哚，色酮衍生物，3-羟基黄酮，和羧酸类，例如水杨酸氨基羧酸盐和酯羧酸酯。任选的取代基包括在(杂)芳环上的卤素、烷基、烷氧基、卤代烷基、氰基、氨基、酰胺基、磺酰基、羰基、芳基或杂芳基，这些取代基可改性发射的颜色。
聚合方法
制备聚合物的优选方法是例如在WO00/53656中所述的铃木(Suzuki)聚合方法和例如T.Yamamoto，“Electrically ConductingAnd Thermally Stable π-Conjugated Poly(arylene)s Prepared byOrganometallic Processes(通过有机金属方法制备的导电和热稳定的π-共轭聚(亚芳基))”，Progress in Polymer Science 1993，17，1153-1205中所述的山本(Yamamoto)聚合方法。这些聚合技术均借助“金属插入”操作，其中金属络合物催化剂中的金属原子在单体的芳基和离去基之间插入。在山本(Yamamoto)聚合的情况下，使用镍络合物催化剂；在铃木(Suzuki)聚合的情况下，使用钯络合物催化剂。
例如，在通过山本(Yamamoto)聚合合成线型聚合物中，使用具有两个反应性卤素基团的单体。类似地，根据铃木(Suzuki)聚合方法，至少一个反应性基团是硼衍生基团，例如硼酸或硼酸酯，和其他反应性基团是卤素。优选的卤素是氯、溴和碘，最优选溴。
因此，要理解，如在整个申请当中所例举的，含芳基的重复单元和端基可衍生于携带合适离去基的单体。
可使用铃木(Suzuki)聚合，制备区域规则、嵌段和无规共聚物。特别地，当一个反应性基团是卤素和其他反应性基团是硼衍生基团时，可制备均聚物或无规共聚物。或者，当第一单体中的两个反应性基团均为硼和第二单体中的两个反应性基团均是卤素时，可制备嵌段或区域规则的共聚物，尤其AB共聚物。
作为卤化物的替代方案，能参与金属插入的其他离去基包括具有甲苯磺酸盐、甲磺酸盐和三氟甲磺酸盐基团在内的基团。
溶液加工
可从溶液中沉积单一聚合物或多种聚合物，形成层5。用于聚亚芳基，尤其聚芴的合适溶剂包括单-或多-烷基苯，例如甲苯和二甲苯。尤其优选的溶液沉积技术是旋涂和喷墨印刷。
旋涂尤其适合于其中不需要构图电致发光材料的器件，例如照明应用或简单的单色分段显示器。
喷墨印刷尤其适合于高信息含量的显示器，尤其全色显示器。在例如EP0880303中公开了OLED的喷墨印刷。
交联
可通过任何合适的方法，例如热处理或暴露于UV、IR或微波辐射下，从而实现交联。热处理是实现交联的一种简单的低成本方法。然而，在一些情况下，可能希望避免热处理，以便避免对器件的敏感层的损坏。而且，辐射方法也可提供比较快速的交联，和因此比较快速的总制备时间。可在普通的溶剂内溶解本发明的聚合物，沉积，然后交联，形成互穿或半互穿网络。若提供互穿网络，则在聚合物之一上的交联基应当相对于在另一聚合物上的交联基可选择性交联。例如，在光发射聚合物上的交联基可以在与电荷传输聚合物不同的温度下可交联。或者，在聚合物之一上的交联基可以是可热交联的，和在另一聚合物上的交联基可以通过UV可交联。再者，在聚合物上的交联基可以化学不同，以便相对于在其上具有类似交联基的聚合物，它们优先交联。
为了形成梯度界面，可在溶剂内沉积聚合物之一，然后在其上沉积在相同的溶剂内的另一种聚合物。可允许发生在界面处的掺混进行预定的时间，然后聚合物之一或二者可被交联，以“冷冻(freeze)”界面处的形貌，从而形成稳定梯度的界面。
例如，可沉积空穴传输聚合物，然后在其上沉积光发射材料，所述光发射材料包括在其内分配的具有磷光部分的聚合物主体。可允许发生在界面处的掺混进行预定的时间，然后空穴传输聚合物和主体聚合物之一或二者可被交联，以“冷冻”界面处的形貌，从而形成稳定梯度的界面。
作为替代方案，若聚合物之一对底层具有较高的亲和力，则可在普通的溶剂内沉积聚合物，形成梯度界面。若保持聚合物预定长度的时间，则对底层具有较高亲和力的聚合物优先朝底层扩散，从而形成浓度梯度。聚合物之一或二者然后可交联，以“冷冻”该形貌，从而形成稳定梯度的界面。例如，含胺重复单元的聚合物可对底层酸性层，例如用酸，如PSS掺杂的PEDOT的空穴注入层显示出亲和力。在不希望束缚于理论的情况下，这可能是由于酸性空穴传输层和碱性胺之间的酸-碱相互作用所致。或者，可提供具有极性端基和/或取代基的空穴传输聚合物，以便空穴传输聚合物被吸引到底部的极性空穴注入层，例如PEDOT/PSS上。影响相分离的另一因素可以是聚合物的分子量。特别地，低分子量聚合物可能更加活泼，和因此与相应较高分子量的材料相比，可在较大的程度上与其他聚合物隔离(segregate)。
阴极
阴极4选自其功函允许电子注入到光发射层内的材料。其他因素影响阴极的选择，例如阴极和光发射材料之间可能的负面相互作用。阴极可由单一材料，例如铝层组成。或者，它可包括多种金属，例如WO98/10621中所述的钙和铝的双层，在WO98/57381，Appl.Phys.Lett.2002，81(4)，634和WO02/84759中公开的元素钡，或者金属化合物的薄层，以辅助电子注入，例如氟化物，如在WO00/48258中公开的氟化锂等，或在Appl.Phys.Lett.2001，79(5)，2001中公开的氟化钡，或氧化物，例如氧化钡。为了提供电子有效地注入到器件内，阴极的功函优选小于3.5eV，更优选小于3.2eV，最优选小于3eV。
封装
光学器件倾向于对湿气和氧气敏感。因此，衬底优选具有良好的阻挡性能以防止湿气和氧气进入到器件内。衬底通常是玻璃，然而，可使用替代衬底，尤其其中希望器件挠性的情况。例如，衬底可包括US6268695中的塑料，该专利公开了交替的塑料和阻挡层的衬底，或者薄玻璃和塑料的层压体，正如在EP0949850中所公开的。
优选用封装剂(未示出)封装该器件，以防止湿气和氧气进入。合适的封装剂包括玻璃片，具有合适的阻挡性能的膜，例如WO01/81649中公开的聚合物和电介质的交替层叠体，或者例如WO01/19142中公开的气密容器。可在衬底和封装剂之间布置吸收可渗透衬底或封装剂的任何大气湿气和/或氧气的吸气剂材料。
其他
在实际的器件中，至少一个电极半透明，以便光可吸收(在磷光器件的情况下)或发射(在OLED情况下)。在其中阳极透明的情况下，它典型地包括氧化铟锡。在例如GB2348316中公开了透明阴极的实例。
图1的实施方案阐述了一种器件，其中通过首先在衬底上形成阳极，接着沉积电致发光/光发射层和阴极，从而形成器件，然而，要理解，也可通过首先在衬底上形成阴极，接着沉积电致发光层和阳极，从而形成本发明的器件。
显示器
可通过包含相同着色的电致发光材料的象素阵列，提供单色显示器。或者，可提供具有红、绿和蓝子象素的全色显示器。“红色电致发光材料”是指通过电致发光，发射波长范围为600-750nm，优选600-700nm，更优选610-650nm，和最优选发射峰为约650-660nm的辐射线的有机材料。“绿色电致发光材料”是指通过电致发光发射波长范围为510-580nm，优选510-570nm的辐射线的有机材料。“蓝色电致发光材料”是指通过电致发光发射波长范围为400-500nm，更优选430-500nm的辐射线的有机材料。
显示器可以是有源基体或者无源基体类型。这些类型显示器的细节是本领域的技术人员已知的且此处没有任何更详细的描述。
实施例
在互穿网络的情况下，简单的实例是两种不同官能化的聚合物。聚合物A可以是含例如芴类单体单元、三芳胺单元(例如TFB)和乙烯基官能化单体单元的电荷传输聚合物。聚合物B可以是例如也基于芴的发射聚合物或不同的电荷传输聚合物。一些单体单元可用BCB单元官能化。
实例结构如下所示：
Figure G2007800422919D00211
可使用有机碱，通过在甲苯内Pd催化的铃木(Suzuki)耦合，合成该聚合物。
Figure G2007800422919D00212
以下单体可用于第一空穴传输聚合物层：
Figure G2007800422919D00213
二酯                胺二溴化物            交联剂二溴化物
R可以是烷基，C8H17。
这一聚合物的典型化学式是X＝0.5，Y＝0.425，Z＝0.075。
可使用相同的方法，由下述单体制备第二发射聚合物：
Figure G2007800422919D00214
二酯                BCBF二溴化物(R＝BCB)        BT＝溴化物
R＝烷基，如C8H17    [交联单元]
在此可能的化学式是：X＝0.5，Y＝0.4，Z＝0.1。
这两种材料可溶解在普通的溶剂内，然后在衬底上(旋涂或喷墨印刷)沉积。然后，可在合适的温度下加热如此形成的有机层，引发乙烯基交联(这始于在70℃以上的温度下发生和主要在150℃下完成)。然后可进一步加热有机层到其他官能度的交联温度(在这一情况下，BCB单元，～200℃)。这导致形成互穿网络(尽管BCB单元在其反应性方面的区分度较小)。

Claims (3)

1.制备光电器件的方法，该方法包括：
在含注入第一极性的电荷载流子的第一电极的衬底上沉积第一和第二聚合物在溶剂内的混合物；
交联第一聚合物，形成第二聚合物布置在其内的第一交联基体；和
沉积注入第二极性的电荷载流子的第二电极，其中在沉积之后且在交联之前，第一和第二聚合物部分相分离。
2.权利要求1的方法，进一步包括交联第二聚合物，形成第二交联基体，其中第一交联基体和第二交联基体形成互穿网络。
3.权利要求2的方法，其中通过加热到第一温度，交联第一聚合物，和通过加热到比第一温度高的第二温度，交联第二聚合物。
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