CN105720210A - 掺磷共轭低分子电解质及利用其的有机电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供掺磷共轭低分子电解质及将其作为空穴传输物质的有机电子器件，上述掺磷共轭低分子电解质包含由以下化学式1表示的化合物。化学式1：[Ar2-Ar1-Ar2]+在上述化学式1中，Ar1为选自以下第1化合物组中的一种，Ar2为选自第2a化合物组中的一种或选自以下第2b化合物组中的一种，大括号的上标+表示低分子主链中氧化的部分。根据本发明，可减少对于溶剂的溶解度不同的批次间(batch-to-batch)问题，并通过多样化导入p型共轭低分子的官能团的种类、氧化剂的种类来调节电子密度，从而调节掺杂强度，最终微细调节功函数变化来制备具有高效率的太阳能电池及高性能的发光特性的有机电致发光器件(OLED)。
Description
技术领域
本发明涉及掺磷共轭低分子电解质及利用其的有机电子器件。
背景技术
有机电致发光器件(OLED，organiclightemittingdevice)及有机太阳能电池(OSC，organicsolarcell)为薄膜型，因具有结构简单，重量轻而方便携带，能够以低费用的工序来制作，且可弯曲的特性等优点，最近研究进行的很活跃。但是，由于有机物电子器件的结构特性，需要调节金属电极和有机物之间的能级。至今，为此而在金属电极和有机物质之间导入了各种“界面层(InterfacialLayer)”。这种界面层有效地调节电极的功函数(WorkFunction)来在金属电极和有机物质之间实现欧姆接触(OhmicContact)。由于至今开发的多种界面物质只通过复杂的蒸镀工序来表示特性，因而实际上不适合需要印刷技术的有机物电子器件。只是，用作代表性的空穴传输物质的PEDOT:PSS高分子虽然可进行溶液工序，但据报告，其在与活性层的界面严重发生激子(exciton)的淬火(quenching)，并且，存在因具有强酸性而使负极(anode)氧化，从而有可能对器件的寿命及效率产生坏影响的问题。并且，至今，用于提高金属正极(cathode)和有机物质之间的电子注入有效性的共轭高分子电解质(CPEs，ConjugatedPolyelectrolytes)和非共轭高分子电解质(non-CPEs，Non-conjugatedPolyelectrolytes)、用于提高负极(anode)和有机物质之间的空穴注入有效性的掺磷共轭高分子电解质(p-CPEs，P-dopedConjugatedPolyelectrolytes)均可进行印刷工序，但因由高分子形成而存在物质合成的再现性降低，对于溶剂的溶解度不同的批次间(batch-to-batch)问题。即使高分子电解质有效调节功函数，这种问题也成为难以实现实质性的商业化的因素。克服如上所述的现有的缺点，并提出基于由作为非高分子的低分子形成的电解质的空穴传输层物质，且未曾有这种空穴传输层物质的报告。
发明内容
本发明的一实施方式提出掺磷共轭低分子电解质(CSEs，ConjugatedSmallMolecularElectrolytes)，因具有水溶性及中性性质而可进行溶液工序，且没有使负极氧化的担忧，因而可用作有机电子器件的空穴传输材料，由于无批次间(batch-to-batch)问题，因而在研究合成及器件特性方面具有完整的再现性。
本发明的另一实施方式提出有机电子器件，上述有机电子器件利用上述掺磷共轭低分子电解质作为空穴传输材料，来提高寿命及效率，并具有再现性。
但是，本发明所要解决的问题并不局限于以上所提及的问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下记载内容中明确地理解未提及的其他问题。
为了达成上述目的，本发明的一实施方式提供掺磷共轭低分子电解质，上述掺磷共轭低分子电解质包含由以下化学式1表示的化合物。
化学式1
[Ar2-Ar1-Ar2]+
在上述化学式1中，Ar1为选自以下第1化合物组中的一种，Ar2为选自第2a化合物组中的一种或选自以下第2b化合物组中的一种，大括号的上标+表示低分子主链中氧化的部分。
第1化合物组
相对于选自上述第1化合物组中的各化合物，至少一个Y独立为-CnH2n-P-(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种)，其余的Y为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)。
第2a化合物组
相对于选自上述第2a化合物组中的各化合物，所有Y独立为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)，或者，至少一个Y为-CnH2n-P-(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种)，其余的Y为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)。
第2b化合物组
在上述第2b化合物组中，A为分别独立地选自-H、-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，B为分别独立地选自-H、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，Z为分别独立地选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，W为分别独立地选自-H及-R中的一种，R、R1及R2为独立的H或C1～C20的烷基。
本发明的另一实施方式提供有机电子器件，上述有机电子器件包括：第一电极；包含上述掺磷共轭低分子电解质的层，位于上述第一电极上；有机活性层，位于上述包含权利要求1及2中任一项所述的掺磷共轭低分子电解质的层上；以及第二电极，位于上述有机活性层上。
根据本发明，可减少对于溶剂的溶解度不同的批次间(batch-to-batch)问题，并通过多样化导入p型共轭低分子的官能团的种类、氧化剂的种类来调节电子密度，从而调节掺杂强度，最终微细调节功函数变化来制备具有高效率的太阳能电池及高性能的发光特性的有机电致发光器件(OLED)。
附图说明
图1为表示本发明一实施例的有机电子器件的简图。
图2为比较本发明一实施例的氧化铟锡(ITO)电极、采用掺磷共轭高分子电解质(p-PFP或p-CPE)作为空穴传输层的情况及采用掺磷共轭低分子电解质(p-DPF或p-CSE)作为空穴传输层的情况的功函数的图表。
图3为在硅基材上旋涂掺磷共轭高分子电解质(p-PFP或p-CPE)及掺磷共轭低分子电解质(p-DPF或p-CSE)来观察的原子力显微镜(AFM)图像。
图4为示意化在硅基材上旋涂掺磷共轭高分子电解质(p-PFP或p-CPE)及掺磷共轭低分子电解质(p-DPF或p-CSE)时的表面的多个电解质分子的整列形态的图。
图5为本发明一实施例的太阳能电池的器件结构及能量图。
图6为采用本发明一实施例的P型共轭低分子(p-CSE)、P型共轭高分子(p-CPE)及PEDOT:PSS作为空穴传输层的太阳能电池的电流密度-电压曲线。
图7为采用本发明一实施例的P型共轭低分子(p-CSE)、P型共轭高分子(p-CPE)及PEDOT:PSS作为空穴传输层的太阳能电池的外量子效率(EQE)频谱。
图8为本发明一实施例的有机电致发光器件的器件结构及能量图。
图9为采用本发明一实施例的P型共轭低分子(p-CSE)、P型共轭高分子(p-CPE)及PEDOT:PSS作为空穴传输层的有机电致发光器件的发光效率-亮度曲线。
图10为采用本发明一实施例的P型共轭低分子(p-CSE)、P型共轭高分子(p-CPE)及PEDOT:PSS作为空穴传输层的有机电致发光器件的电力效率-电压曲线。
图11为采用本发明一实施例的P型共轭低分子(p-CSE)、P型共轭高分子(p-CPE)及PEDOT:PSS作为空穴传输层的有机电致发光器件的电流效率-电压曲线。
图12为本发明一实施例的掺磷共轭低分子电解质(p-DPF)及未进行氧化处理的DPF(n-DPF)的电子自旋共振(ESR，ElectronSpinResonance)分析结果。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例，可使本发明所属技术领域的普通技术人员容易实施发明。但是，本发明不局限于在此说明的实施例，能够以多种不同的方式实现。并且，为了明确说明本发明，在图中，省略了与说明无关的部分，并在说明书全文中，对于类似的部分，标注类似的附图标记。
在本发明说明书全文中，若一个部件位于另一部件“上”，则其不仅包括一个部件与另一部件相接触的情况，还包括在两个部件之间存在有其他部件的情况。
在本发明说明书全文中，若一个部分“包括”一个结构要素，则只要没有特别相反的记载内容，就指不将其他结构要素排除在外，而是还可包括其他结构要素。在本发明说明书全文中使用的程度的术语“～(的)步骤”或“～的步骤”不指“用于～的步骤”。
在本说明书中使用的术语“掺磷共轭高分子电解质(CPEs，ConjugatedPolyelectrolytes)”可指分子量为10000至1000000的化合物，术语“掺磷共轭低分子电解质(CSEs，ConjugatedSmallMolecularElectrolytes)”作为合成上述CPEs时利用的低分子化合物可指分子量为10至10000的化合物，但上述分子量为相对概念，并不是绝对值，可有所变动。
本发明涉及掺磷共轭高分子电解质及利用其的有机电子器件。
本发明的研究人为了利用不必担心电极的腐蚀的中性物质简单调节合成难以用作空穴传输层的现有的共轭高分子时利用的低分子，来调节功函数，从而用作新的空穴传输物质而研究创造出本发明。
尤其，近来仅用作电子传输层(ETL，ElectronTransportLayer)的在化学式3中例示的n型共轭高分子电解质(CPEs，ConjugatedPolyelectrolytes)具有减少金属的功函数，因而只用作正极(cathode)界面层。
化学式3：
但是，确认到用氧化剂对合成这种n型共轭高分子电解质时利用的低分子进行处理，从而可利用为以空穴传输层(HTL，HoleTransportLayer)工作的P型共轭低分子电解质。如此形成的P型共轭低分子电解质形成与n型相反方向的偶极子，在电子器件中不仅将金属电极的功函数(workfunction)“增加”或“减少”1eV以上，并且，由于这种功函数的变化可根据掺杂程度来进行微细调节，因而在有机物电子器件中，负极(Anode)与有机物质有效地进行欧姆接触(OhmicContact)。由低分子结构构成的P型共轭低分子电解质表示中性的特性，从而可减少金属负极的腐蚀，并不存在高分子合成时有可能发生的批次间(batch-to-batch)问题，因而在研究合成及器件特性方面可表示完整的再现性。
本发明的掺磷共轭低分子电解质包含由以下化学式1表示的化合物。
化学式1：
[Ar2-Ar1-Ar2]+
在上述化学式1中，Ar1为选自以下第1化合物组中的一种，Ar2为选自第2a化合物组中的一种或选自以下第2b化合物组中的一种，大括号的上标+表示低分子主链中氧化的部分。
第1化合物组
相对于选自上述第1化合物组中的各化合物，至少一个Y独立为-CnH2n-P-(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种)，其余的Y为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)。
第2a化合物组
相对于选自上述第2a化合物组中的各化合物，所有Y独立为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)，或者，至少一个Y为-CnH2n-P-(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种)，其余的Y为-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)。
第2b化合物组
在上述第2b化合物组中，A为分别独立地选自-H、-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，B为分别独立地选自-H、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，Z为分别独立地选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，W为分别独立地选自-H及-R中的一种，R、R1及R2为独立的H或C1～C20的烷基。
上述掺磷共轭低分子电解质中，主链有氧化的部分，侧链可带电荷，可带与侧链的电荷相反的电荷作为反荷离子。具体地，至少一个侧链具有选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种阴离子，上述掺磷共轭低分子电解质还可具有额外的侧链。额外的侧链可具有选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种阴离子及选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种阳离子作为反荷离子。并且，其中，R1、R2、R3及R4可以为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种。
并且，上述掺磷共轭低分子电解质可包括供电子基团(electrondonatinggroup)。“供电子基团”是指可取代或未取代的C1-C24烷基、烷氧基、硫代烷氧基、胺基、亚胺基、羧基、磷酸基、硫酸基或它们的组合，相对化学物种“取代的”是指被不受到优选生成物或方法的影响的基取代，例如，取代基可以为烷基、烷氧基等。
具体地，上述供电子基团可举例选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CH2及-CH＝CR2中的一种，但不局限于此。这些供电子基团向上述共轭高分子的主链提供电子，从而可期待使电子密度丰富的作用。
并且，上述掺磷共轭低分子电解质可包括吸电子基团(electronwithdrawinggroup)。上述吸电子基团可有芳基、苯基、卤素基(F、Cl、Br、I)、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2(R、R1及R2为独立的H或C1～C20的烷基)等，但不局限于此。这些吸电子基团从上述共轭低分子的主链接收电子，从而可期待减少主链的电子密度的作用。
适当组合包含这些供电子基团和吸电子基团中所包含的官能团来调节上述掺磷共轭低分子电解质的掺杂程度，从而可微细调节功函数的变化。
像这样，本发明的掺磷共轭低分子电解质呈主链上缺少一个电子的掺杂的形态，并具有与阴离子官能团静电结合的结构。这种掺磷共轭低分子电解质可容易通过包含由化学式4表示的化合物的共轭低分子电解质的氧化反应来制备。
化学式4：
Ar4-Ar3-Ar4
在上述化学式4中，Ar3为选自以下第3化合物组中的一种，Ar4为选自以下第4化合物组中的一种或选自以下第2b化合物组的一种。
第3化合物组：
在上述第3化合物组中，X为分别独立的-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数)，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种。
第4化合物组
相对于选自上述第4化合物组中的各化合物，X为分别独立的-CnH2n-P-Q+(n为1至20的整数)，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种。
第2b化合物组
在上述第2b化合物组中，A为分别独立的选自-H、-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，B为分别独立的选自-H、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，Z为分别独立的选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，W为分别独立的选自-H及-R中的一种，R、R1及R2为独立的H或C1～C20的烷基。
由上述化学式4表示的共轭低分子电解质的氧化反应不受特别的限制，例如，在共轭高分子电解质中添加酸或氧化剂来诱导氧化，或涂敷共轭高分子电解质来形成高分子电解质膜后，可利用循环伏安法(CV，cyclovoltammetry)来诱导高分子电解质的氧化。
若利用作为氧化剂的过硫酸盐处理作为n型共轭低分子电解质(n-CSEs)的一种的DPF-R(二苯基芴(diphenylfluorene))，则得到掺磷共轭低分子电解质(p-CSEs)，其反应可由以下反应式1a表示。
反应式1a：
在上述反应式1a中，SO3 -X+中的X可以为Li、K、NH4或Na。并且，在上述反应式1a中，过硫酸盐可以为XHSO5(其中，X＝K)、X2S2O8(其中，X＝Na、K、Li、Rb、Cs或NH4)、XS2O8(其中，X＝Ba、Zn、Ca、Be、Mg、Sr、Ti或Fe)、X2(S2O8)3(其中，X＝Sb、Al或V)、X(S2O8)2(其中，X＝Ti)、X2(S2O8)5(其中，X＝V)等，但不局限于此。并且，在上述反应式1a中，R分别可以为独立的-F、-Cl、-Br、-I等的卤素基或-OMe等的供电子基团，但不局限于此。为了方便，在上述反应式1a的右侧生成的掺磷共轭低分子电解质为R＝-H的情况下，可由p-DPF表示，在上述反应式1a的右侧生成的掺磷共轭低分子电解质为R＝-F的情况下，可由p-DPF-F表示、在R＝-OMe(甲氧基)的情况下，由p-DPF-O表示。
它们的结构如以下化学式5所示。
化学式5：
作为优选实施例，上述掺磷共轭高分子电解质可以为由以下化学式2a表示的化合物。
化学式2a：
在上述化学式2a中，X为Li、Na、K、Rb、Cs及NH4中的一种，Z为选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，标在苯环的上标+表示低分子主链中氧化的部分。
共轭低分子电解质主链氧化而形成自由基阳离子，并与硫酸阴离子静电结合，这种结合可在“分子内”或“分子间”实现。由于这种结构特性，形成与n型的共轭低分子电解质相反的偶极子。最终，在金属电极和有机物质之间有效地执行作为空穴传输层的功能。
另一方面，为了与本发明的CSEs比较其性能，若用作为氧化剂的过硫酸盐处理作为n型共轭高分子电解质(n-CPEs)的一种的聚(9，9-双(4’-磺酸基丁基)氟-alt-co-1，4-亚苯基(PFP，poly(9，9-bis(4’-sulfonatobutyl)(fluorine-alt-co-1，4-phenylene)，则得到掺磷共轭高分子电解质(p-CPEs)，其反应可由以下反应式1b表示。
反应式1b：
在上述反应式1b中，SO3 -X+中的X可以为Li、K、NH4或Na。并且，在上述反应式1b中，过硫酸盐可以为XHSO5(其中，X＝K)、X2S2O8(其中，X＝Na、K、Li、Rb、Cs或NH4)、XS2O8(其中，X＝Ba、Zn、Ca、Be、Mg、Sr、Ti或Fe)、X2(S2O8)3(其中，X＝Sb、Al或V)、X(S2O8)2(其中，X＝Ti)、X2(S2O8)5(其中，X＝V)等，但不局限于此。并且，在上述反应式1b中，R1及R2分别可以为独立的-F、-Cl、-Br、-I等的卤素基或-OMe等的供电子基团，但不局限于此。为了方便，在上述反应式1b的右侧生成的掺磷共轭高分子电解质为R1＝-H及R2＝-H的情况下，可由p-PFP表示，在上述反应式1b的右侧生成的掺磷共轭高分子电解质为R1＝-H及R2＝-F的情况下，由p-PFP-F表示，在上述反应式1b的右侧生成的掺磷共轭高分子电解质为R1＝-H及R2＝-OMe(甲氧基)的情况下，由p-PFP-OMe表示，在上述反应式1b的右侧生成的掺磷共轭高分子电解质为R1＝-OMe及R2＝-OMe的情况下，由p-PFP-O表示。
作为优选实施例，上述掺磷共轭高分子电解质可以为由以下化学式2b表示的化合物。
化学式2b：
在上述化学式2b中，X为Li、Na、K、Rb、Cs及NH4中的一种，大括号的上标+表示高分子主链中氧化的部分，m为1至1000000的整数。
图1为表示本发明一实施例的有机电子器件100的简图。
参照图1，在基板110可依次形成有第一电极120、包含掺磷共轭低分子电解质的电解质层130、有机活性层140、电子传输层150及第二电极160。其中，可省略上述电子传输层150。
上述基板110用于支撑有机电子器件，可以为选自玻璃、石英、Al2O3及SiC等的透光性无机物基板或选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneterephthalate)、聚醚砜(PES，polyethersulfone)、聚苯乙烯(PS，polystyrene)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、聚酰亚胺(PI，polyimide)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN，polyethylenenaphthalate)及聚芳酯(PAR，polyarylate)等的透光性塑料基板。
上述第一电极120可以为透光性电极。这种第一电极120可以为氧化铟锡(ITO，IndiumTinOxide)膜、含氟氧化锡(FTO，FluorinatedTinOxide)膜、氧化铟锌(IZO，IndiumZincOxide)膜、掺铝氧化锌(AZO，Al-dopedZincOxide)膜、氧化锌(ZnO，ZincOxide)或氧化铟锌锡(IZTO，IndiumZincTinOxide)膜。
上述掺磷共轭低分子电解质层130中，主链有氧化的部分，侧链带电荷，并带与侧链的电荷相反的电荷作为反荷离子，从而具有共轭低分子，进而表示电解质的特性。
具体地，侧链可具有选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种阴离子，且可具有选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种阳离子作为反荷离子(其中，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种)。
上述掺磷共轭低分子电解质层130可执行从上述第一电极120向上述有机活性层140容易传输通过外部电路供给的空穴(有机电致发光器件的情况)，或向上述第一电极120容易传输在上述有机活性层140中产生的空穴(有机太阳能电池的情况)的空穴传输层的作用。此外，上述掺磷共轭低分子电解质层130可执行缓冲上述第一电极120的表面粗糙度的缓冲层的作用。并且，由于上述掺磷共轭低分子电解质层130的最低未占有分子轨道(LUMO，LowestUnoccupiedMolecularOrbital)能级高于有机活性层140的最低未占有分子轨道能级，从而还可执行防止电子从有机活性层140流入第一电极120的电子阻挡层的作用。
这种掺磷共轭低分子电解质层130可包含由上述化学式1表示的化合物。
并且，作为优选实施例，上述掺磷共轭低分子电解质层130可包含由上述化学式2a表示的化合物。
上述有机活性层140可以为发光层(lightemittinglayer)或光电转换层(photoelectricconversionlayer)。其中，发光层是指通过从外部供给到的电子和空穴的结合来生成光的层，光电转换层是指通过从外部供给到的光来生成电子空穴对(激子(exciton))，并分离为各电荷的层。在将上述有机活性层140由发光层或光电转换层构成的情况下，上述有机电子器件100分别可制备有机电致发光器件(organiclightemittingdevice)或有机太阳能电池(organicsolarcell)。
上述发光层及上述光电转换层的材料不受特别限制，可使用各种高分子或低分子类有机物。
例如，上述发光层的材料可选自聚苯胺(polyaniline)类、聚吡咯(polypyrrole)类、聚乙炔(polyacetylene)类、聚乙烯二氧噻吩(PEDOT，poly(3，4-ethylenedioxythiophene))类、聚苯撑乙烯(PPV，polyphenylenevinylene)类、聚芴(polyfluorene)类、聚对苯撑(PPP，polyparaphenylene)类、聚烷基噻吩(polyalkylthiophene)类、多吡啶(PPy，polypyridine)类、聚乙烯咔唑(polyvinylcarbazole)类或它们的共聚物中，或选自适当的主体/掺杂剂类物质中。
例如，上述光电转换层的供电子物质的材料可以为聚噻吩(polythiophene)类、聚芴(polyfluorene)类、聚苯胺(polyaniline)类、聚咔唑(polycarbazole)类、聚乙烯咔唑(polyvinylcarbazole)类、聚苯撑(polyphenylene)类、聚对苯撑乙炔(polyphenylvinylene)类、聚硅烷(polysilane)类、聚异硫茚(polyisothianaphthanene)类、聚噻唑(polythiazole)类、聚苯并噻唑(polybenzothiazole)类、聚噻吩氧化物(polythiopheneoxide)类或它们的共聚物。作为一例，上述供电子物质可为作为上述聚噻吩类的一种的聚(3-己基噻吩)(P3HT，poly(3-hexylthiophene))或作为上述高分子的共聚物的PCPDTBT(poly[2，6-(4，4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2，1-b；3，4-b’]dithiophene)-alt-4，7-(2，1，3-benzothiadiazole)]、PCDTBT(poly[N-9”-heptadecanyl-2，7-carbazolealt-5，5-(4’，7’-di-2-thienyl-2’，1’，3’-benzothiadiazole)])或PFDTBT(poly(2，7-(9-(2’-ethylhexyl)-9-hexyl-fluorene)-alt-5，5-(4’，7’-di-2-thienyl-2’，1’，3’-benzothiadiazole)))。并且，例如，上述光电转换层的吸电子物质可以为C60至C84的富勒烯(fullerene)或其衍生物、二萘嵌苯(perylene)、高分子或量子点(quantumdot)。上述富勒烯衍生物为PCBM，作为一例，可以为PCBM(C60)([6，6]-phenyl-C61-butyricacidmethylester)或PCBM(C70)([6，6]-phenyl-C71-butyricacidmethylester)。
上述电子传输层150可执行用于从上述第二电极160容易向上述有机活性层140传输通过外部电路供给的电子(有机电致发光器件的情况)，或向上述第二电极160容易传输在上述有机活性层140中产生的电子(有机太阳能电池的情况)的作用。此外，上述电子传输层150还可执行防止在上述有机活性层140中产生的空穴流入上述第二电极160的空穴阻挡层的作用。作为一例，这种电子传输层150可以为钛氧化物层。上述钛氧化物层可防止因氧或水蒸气等渗入上述有机活性层140而使器件劣化(degradation)的情况，还可执行作为用于增大导入上述有机活性层140的光量的光学间隔层(opticalspacer)的作用，并执行延长有机电子器件的寿命的寿命延长层的作用。上述钛氧化物层可通过溶胶-凝胶方法而成。
上述第二电极160作为功函数小于上述第一电极120的电极，可以为金属或导电性高分子电极。作为一例，上述第二电极160可以为选自Li、Mg、Ca、Ba、Al、Cu、Ag、Au、W、Ni、Zn、Ti、Zr、Hf、Cd、Pd、Cs及它们的合金中的一种金属电极。在上述第二电极160为金属电极的情况下，可通过热气相蒸镀法、电子束蒸镀法、溅射法或化学蒸镀来形成，或涂敷包括金属的电极形成用糊剂后，进行热处理来形成。但不局限于此。
以下，通过实施例详细说明本发明。只是，以下实施例只用于更详细说明本发明，而不限制本发明的发明要求保护范围。
实施例
合成例1：共轭低分子电解质(CSEs，ConjugatedSmallMolecularElectrolytes)
的合成
反应式2：
合成例1-1：中间产物的合成
使2，7-二溴-9H-芴(2，7-dibromo-9H-fluorene)(2.0g，15.4mmol)和少量的苄基三乙基氯化铵(triethylbenzylammoniumchloride)溶解于30ml的二甲基亚砜(DMSO)后，添加了NaOH水溶液(H2O(4mL)+NaOH(2.0g，50.0mmol))。搅拌30分钟后，在反应混合物中添加了1，4-丁烷磺酸内酯(1，4-butanesultone)(2.1g，15.4mmol)。在氩(Ar)气条件下且100℃温度中激烈地搅拌12小时后，冷却至常温，并与100mL的丙酮进行了混合。通过过滤沉淀物，并利用丙酮清洗，来取得了作为薄的黄色固体(收率为80～90％)的钠4-(2，7-二溴-9(4-磺酸基丁基)-9H-芴-9基)硫酸二丁酯(Sodium4-(2，7-dibromo-9(4-sulfonatobutyl)-9H-fluoren-9yl)butylsulfate)单体。
所得到的单体的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6,δppm):7.73-7.71(d,2H,J＝8.00Hz),7.66-7.65(d,2H,J＝1.70Hz),7.47-7.44(dd,2H,J＝8.00Hz,J＝1.70Hz),2.10-2.05(m,4H),2.00-1.95(m,4H),1.31-1.23(m,4H),0.40-0.30(m,4H)。
合成例1-2：n型CSEs的合成
对于使上述单体(1.28g，2.0mmol)和硼酸酯衍生物苯硼酸(phenylboronicacid)或(2，5-二甲氧基苯基)硼酸((2，5-dimethoxyphenyl)boronicacid)(2.0mmol)溶解于54mL的二甲基甲酰胺(DMF)/0.2M的NaCO3(aq)(4/5，v/v)而得的溶液，利用氩除去氧15分钟。接着，在氩条件下，在上述溶液中添加了Pd(OAc)2(22.5mg，0.05mol％)。在100℃温度下加热反应混合物，并搅拌12小时。混合粘性溶液和300mL的丙酮。在甲醇展开溶剂条件下，利用柱色谱法来提纯了沉淀物。透析后，使用低温干燥法来去除了水。作为水溶性的DPFs，分别以70-80％的收率取得了浅黄色的DPF和浅橙色的DPF-O的固体。
各物质的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
DPF.1HNMR(300MHz；CD3OD,δppm):7.83(d,2H),7.72-7.67(m,6H),7.64(d,2H),7.45(t,4H),7.34(t,2H),2.54(m,4H),2.20(m,4H),1.60(m,4H),0.78(m,4H)。
DPF-O.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):7.77(d,2H),7.51(s,2H),7.47(d,2H),7.03(d,2H),6.95(d,2H),6.88(d,2H),3.80(s,6H),3.75(s,6H),2.57(m,4H),2.12(m,4H),1.62(m,4H),0.82(m,4H)。
合成例1-3：P型CSEs的合成
在使0.005g的、取得的上述CPEs(DPF或DPF-O)溶解于1.0mL的水中而得的水溶液中混合3.0mol的氧化剂(NH4)2S2O8和1.0mL的水的混合溶液后，在室温条件下搅拌了12小时。聚合浅粉色(p-DPF)和浅棕色(p-DPF-O)沉淀物来进行真空过滤，并用100mL的凉的去离子水进行了清洗。在罩中干燥一宿，从而以90-100％的收率取得了掺磷的CPEs(p-DPF或p-DPF-O)。
各物质的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
p-DPF.1HNMR(300MHz；CD3OD,δppm):7.83(d,2H),7.70-7.67(m,6H),7.63(d,2H),7.46(t,4H),7.33(t,2H),2.55(m,4H),2.20(m,4H),1.59(m,4H),0.76(m,4H)。
p-DPF-O.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):7.778(d,2H),7.56(s,2H),7.47(d,2H),7.03(d,2H),6.95(d,2H),6.90(d,2H),3.81(s,6H),3.75(s,6H),2.55(m,4H),2.08(m,4H),1.58(m,4H),0.80(m,4H)。
合成例2：共轭高分子电解质(CPEs，ConjugatedPolyelectrolytes)的合成
反应式3
合成例2-1：中间产物(单体)的合成
使2，7-二溴-9H-芴(2，7-dibromo-9H-fluorene)(2.0g，15.4mmol)和少量的苄基三乙基氯化铵(triethylbenzylammoniumchloride)溶解于30ml的二甲基亚砜(DMSO)后，添加了NaOH水溶液(H2O(4mL)+NaOH(2.0g，50.0mmol))。搅拌30分钟后，在反应混合物中添加了1，4-丁烷磺酸内酯(1，4-butanesultone)(2.1g，15.4mmol)。在氩(Ar)气条件下且100℃温度中激烈地搅拌12小时后，冷却至常温，并与100mL的丙酮进行了混合。通过过滤沉淀物，并利用丙酮清洗，来取得了作为薄的黄色固体(收率为80～90％)的钠4-(2，7-二溴-9(4-磺酸基丁基)-9H-芴-9基)硫酸二丁酯(Sodium4-(2，7-dibromo-9(4-sulfonatobutyl)-9H-fluoren-9yl)butylsulfate)单体。
所得到的单体的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6,δppm):7.73-7.71(d,2H,J＝8.00Hz),7.66-7.65(d,2H,J＝1.70Hz),7.47-7.44(dd,2H,J＝8.00Hz,J＝1.70Hz),2.10-2.05(m,4H),2.00-1.95(m,4H),1.31-1.23(m,4H),0.40-0.30(m,4H)。
合成例2-2：通过单体的聚合的n型CPEs的合成
对于使上述单体(1.28g，2.0mmol)和硼酸酯衍生物(1，4-双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂戊硼烷-2-基)苯(1，4-bis(4，4，5，5-tetramethyl-1，3，2-dioxaborolan-2-yl)benzene)、2，2’-(2-氟-1，4-亚苯基)双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂戊硼烷)(2，2’-(2-fluoro-1，4-phenylene)bis(4，4，5，5-tetramethyl-1，3，2-dioxaborolane)或2，2’-(2，5-二甲氧基-1，4-亚苯基)双(4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧杂戊硼烷)(2，2’-(2，5-dimethoxy-1，4-phenylene)bis(4，4，5，5-tetramethyl-1，3，2-dioxaborolane))(2.0mmol)溶解于54mL的DMF/0.2M的NaCO3(aq)(4/5，v/v)而得的溶液，利用氩去除氧15分钟。接着，在氩条件下，在上述溶液中添加了Pd(OAc)2(22.5mg，0.05mol％)。在100℃温度下加热反应混合物，并搅拌12小时。混合粘性溶液和300mL的丙酮。使沉淀物溶解于水中，并使用12kD截留分子量再生纤维素膜，通过透析来进行提纯。透析后，使用低温干燥法来去除了水。作为水溶性的CPEs，分别以40％的收率取得了浅黄色(PFP)、浅橙色(PFP-F)及浅粉色(PFP-O)的固体。
各物质的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
PFP.1HNMR(400MHz；DMSO-d6,δppm):7.97-7.36(m,10H),2.33-2.08(m,8H),1.42(br,4H),0.69(br,4H)。
PFP-F.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.30-7.19(m,9H),2.28(br,4H),2.13(br,4H),1.43(br,4H),0.69(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):163.7,160.6,158.9,151.5,150.9,143.0,141.8,140.1,139.9,137.8,134.0,131.3,128.0,127.2,125.9,125.0,123.4,121.2,116.1,116.0,114.3,114.2,55.2,55.0,54.8,51.4,34.5,25.5,23.2。
PFP-O.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.28-6.90(m,8H),2.30(br,4H),2.02(br,4H),1.43(br,4H),0.76(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):153.5,151.1,150.5,150.4,150.1,150.0,149.8,139.1,139.0,136.9,136.7,131.2,129.9,128.0,127.0,124.2,124.1,119.5,119.4,116.0,115.8,114.8,113.4,113.3,56.4,56.2,55.5,55.4,54.4,51.3,51.2,34.3,25.3,23.2。
合成例2-3：P型CPEs的合成
在使0.005g的、获取的上述CPEs(PFP、PFP-F或PFP-O)溶解于1.0mL的水中而得的水溶液中混合氧化剂X2S2O8(X＝K、Na)或3.0mol的NH4和1.0mL的水的混合溶液后，在室温条件下搅拌了2小时。聚合橙色沉淀物来进行真空过滤，并用100mL的凉的去离子水来进行了清洗。在罩中干燥一宿，从而以90-100％的收率取得了稍呈黄色的掺磷的CPEs(p-PFP、p-PFP-F、p-PFP-O)。
各物质的NMR化学位移(chemicalshift)如下。
贴在各物质末端的-WD是指“弱掺杂(weaklydoped)”、-MD指“适度掺杂(moderatelydoped)”、-HD指“高掺杂(highlydoped)”，并表示相对掺杂程度。在本说明书中，有关省略如上所述的表示掺杂程度的部分的情况，只要不特别提及，可指适度掺杂(-MD，moderatelydoped)。
p-PFP-WD.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.10-7.38(m,10H),2.20(br,8H),1.39(br,4H),0.66(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):151.5,139.7,139.4,138.9,129.1,127.5,127.0,125.8,121.2,120.6,55.0,51.4,25.5,23.3。
p-PFP-MD(或p-PFP).1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.10-7.48(m,10H),2.27(br,8H),1.44(br,4H)0.71(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):151.5,139.4,138.9,129.1,127.5,127.2,127.0,125.8,121.3,120.7,51.4,25.4,23.2。
p-PFP-HD.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.20-7.40(m,10H),2.21(br,8H),1.40(br,4H),0.56(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):174.6,173.4,168.7,163.4,130.2,129.7,129.5,128.8,127.2,124.4,72.2,69.9,51.2,51.0,50.5,34.6,32.8,29.2,20.8。
p-PFP-F.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):7.99-7.64(m,9H),2.27(br,4H),2.09(br,4H),1.42(br,4H)0.68(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):162.3,160.4,158.8,157.6,151.6,150.9,148.2,146.3,141.4,131.4,127.0,125.9,123.6,123.4,121.5,120.4,114.4,113.5,51.2,35.8,25.5,23.2。
p-PFP-O.1HNMR(600MHz,DMSO-d6,δppm):8.14-7.57(m,8H),2.29(br,4H),2.04(br,4H),1.43(br,4H)0.70(br,4H)；13CNMR(150MHz,DMSO-d6,δppm):186.9,162.4,150.5,150.1,124.3,120.2,114.8,79.2,79.0,56.5,56.3,55.5,54.7,54.4,51.3,35.8,34.4,30.8,25.3,24.9,23.1。
分析例1：CSEs的特性分析
图12为电子自旋共振(ESR，ElectronSpinResonance)的分析结果。在未进行氧化处理的DPF中未发现任何信号，但在使用过硫酸盐(NH4)2S2O8进行处理而掺杂磷的DPF中观察到了信号。使用N-tertiary-butylnitrone(PBN)作为自旋捕捉剂(spintrappingreagent)。这是因为在p-DPF主链生成阳离子自由基(radicalcation)来增加ESR信号强度。生成在氧化的DPF主链的自由基阳离子有效地生成极化子-感应偶极子。磺酸盐阴离子作为反荷离子，使带阳电(氧化)的主链稳定化，并相互作用于分子内或分子之间，从而可生成凝聚体。
测定在未采用空穴传输层的氧化铟锡(ITO)电极、作为掺磷共轭高分子电解质(p-CPE)将p-PFP使用为空穴传输层的情况以及作为掺磷共轭低分子电解质(p-CSE)将p-DPF使用为空穴传输层的情况的功函数，并示于表1及图2中。
表1
| 样品 | WF(eV) | △WF(eV) |
| 氧化铟锡(ITO)(ref.) | 4.80±0.03 | — |
| p-CPE | 5.10±0.04 | 0.30 |
| p-CSE | 5.33±0.03 | 0.53 |
p-CPE与氧化铟锡(ITO)相比，功函数增加0.30eV，p-CSE与氧化铟锡(ITO)相比，功函数增加0.53eV。若构成高分子的多个单位分子带相同的电荷，则产生反抗力，因而即使高分子氧化而带+电荷，只有构成上述高分子的单位分子的一部分以掺杂的状态存在的可能性大。相反，在低分子的情况下，即使各个低分子均带+电荷，与高分子相比，反抗力相对弱，因而各个低分子以掺杂的状态存在的可能性大。最终，低分子掺磷的情况与高分子掺磷的情况相比，生成更多的阳离子，从而有效地生成偶极子，导致功函数的增加现象。
另一方面，在图3中示出旋涂由空穴传输层物质开发的掺磷共轭高分子电解质(p-PFP或p-CPE)及掺磷共轭低分子电解质(p-DFP或p-CSE)来观察AFM图像的结果。并且，在图4中示意化表面的电解质分子的整列形态。在高分子电解质的情况下，因各高分子之间的自掺杂(self-doping)和长链结构，表面凝聚或复杂缠绕。相反，在低分子电解质的情况下，因由单分子形成，与高分子相比，表面未凝聚而整列。如此整列的分子结构与高分子相比，诱导更大的偶极子，最终，在金属负极和有机物质之间更有效地传输空穴。
制备例1：太阳能电池的制备
实施例1
为了确认掺磷的CSEs，即，采用p-DFP作为空穴传输层(HTL)的金属电极的功函数变化，制备了ITO/HTL/PTB7(或PTB7-Th):PC71BM/ETL/Al结构的BHJ(BulkHeteroJunction)太阳能电池。其中，光电转换层的PC71BM作为高分子指[6，6]-苯基C71丁酸甲酯([6，6]-phenylC71-butyricacidmethylester)，上述光电转换层包含两种给体高分子PTB7或PTB7-Th(图10)。使用了基于溶胶-凝胶的钛氧化物(TiOx)或PFN作为电子传输层(ETL)。
通过旋铸法在氧化铟锡(ITO)/玻璃基板涂敷p-DFP的甲醇溶液(0.02重量百分比)，来形成了厚度为2nm的薄膜。
在氯苯/1，8-二碘辛烷(97:3体积比)混合溶液中添加给体PTB7或PTB7-Th(1-Material，Inc.)和受体PC71BM(SolenneB.V.)的混合物(1:1.5的重量比)，来使总浓度成为25mg/ml，并旋铸在p-DFP薄膜上，从而形成了光电转换层。在空气中，将TiOx的甲醇溶液(TiOx:甲醇＝1:300体积比)或PFN甲醇溶液(包含0.1重量百分比的PFN和少量的乙酸)旋铸于上述光电转换层上，并在80℃温度的空气中烘烤10分钟。最后，在高真空(5×10-7Torr)条件下，通过热蒸镀法蒸镀了Al(100nm)。
通过图5可确认器件的结构。
比较例1
为了进行比较，分别针对以下情况(1)、情况(2)及情况(3)，除了制备HTL的部分之外，分别以与实施例1相同的条件制备了太阳能电池，具体如下：情况(1)，未采用HTL；情况(2)，代替p-DFP，通过旋铸法将PEDOT:PSS(CleviosAI4083)水溶液涂敷在氧化铟锡(ITO)/玻璃基板，并在150℃温度的空气中烘烤10分钟来制备了PEDOT:PSS薄膜；情况(3)，代替p-DFP，使用作为p-CPEs的p-PFP。
分析例2：太阳能电池的特性分析
在下列表2中概要示出表示相对于在上述制备例1中制备的各种太阳能电池的有效功函数和太阳能电池性能的参数，并在图6及图7中示出性能评价结果。
表2
| HTL | WF(eV) | Voc(V) | Jsc(mA/cm2) | FF | PCE(％) |
| — | 4.8 | 0.67 | 14.1 | 53 | 4.7 |
| PEDOT:PSS | 5.1 | 0.78 | 15.5 | 72 | 8.7 |
| p-CPEs | 5.2 | 0.78 | 15.8 | 71 | 8.8 |
| p-CSEs | 5.3 | 0.78 | 16.5 | 70 | 9.0 |
如通过上述数据可确认，使用PEDOT:PSS或掺磷共轭高分子电解质作为空穴传输层的光电转换效率(PCE)低于使用掺磷共轭低分子电解质作为空穴传输层的光电转换效率。
制备例2：有机电致发光器件(OLED)的制备
实施例2
为了评价采用掺磷的CSEs作为空穴传输层(HTL)的有机电致发光器件的性能，制备了ITO/p-DPF/SuperYellow/Ca/Al结构的有机电致发光器件。其中，使用聚(对苯撑乙烯)衍生物(poly(p-phenylenevinylene)derivative))(SY，SuperYellow)作为发光层。
通过旋铸法在氧化铟锡(ITO)/玻璃基板中涂敷p-DPF的甲醇溶液(0.5重量百分比)来形成了薄膜。
在p-DFP薄膜上旋铸芳基取代聚(对苯撑乙烯)衍生物(aryl-substitutedpoly(p-phenylenevinylene)derivative)(SuperYellow，Merck，Inc.)甲苯溶液(0.5重量百分比)，来形成了发光层。接着，在手套箱内，以80℃温度烘烤了10分钟。最后，在高真空(5×10-7Torr)条件下，通过热蒸镀来蒸镀了Al(100nm)-cappedCa(20nm)电极。
比较例2
为了进行比较，代替p-DPF，通过旋铸法将PEDOT:PSS(CleviosAI4083)水溶液或p-PFP水溶液涂敷于氧化铟锡(ITO)/玻璃基板，并使PEDOT:PSS薄膜在150℃温度的空气中，而使p-PFP薄膜在160℃温度的空气中干燥10分钟后，向手套箱移动来形成发光层，除此之外，以与实施例2相同的条件制备了有机电致发光器件。
分析例3：有机电致发光器件的特性分析
在下列表3中概要示出表示相对于在上述制备例2中制备的各种有机电致发光器件的参数，并在图8及图11中示出性能评价结果。
表3
| HTL | Vop(V) | Lmax(Cd/m2) | CEmax(Cd/A) | PEmax(Im/W) |
| PEDOT:PSS | 2.5 | 46,100 | 5.2 | 4.6 |
| p-CPEs | 2.5 | 40,650 | 6.9 | 5.1 |
| p-CSEs | 3.0 | 49,800 | 6.9 | 5.7 |
将掺磷的CSEs适用于有机电致发光器件作为空穴传输层，结果表示，有效使阳电荷流动顺利。
如图8所示，将基于聚(对苯撑)(poly(p-phenylene))衍生物的超级黄(SuperYellow)使用为发光层。如从图9至图11中可确认，在使用掺磷共轭低分子电解质的情况下，与最有代表性的空穴传输层物质(PEDOT:PSS或p-CPEs)相比，以类似或更有效地进行驱动，并表示最高的发光有效性。
综上所述，“空穴”及“电子”传输层为基于金属/有机物质的各种电子器件的必要因素。就至今主要用作空穴传输层的PEDOT:PSS而言，物质本身的酸度(acidity)被指出是关键的缺点，共轭高分子电解质因批次间(batch-to-batch)问题而在实际商业化方面受限制。但是，作为新开发的新原材料的共轭低分子电解质具有中性的特性，且比以往利用的用作空穴传输层的任何物质，在各种方面具有优点，从而视为非常划时代的物质。并且，因由可进行溶液工序的有机物质构成而当考虑经济性、技术可能性时，期待非常高的产业应用性。
Claims (6)
1.一种掺磷共轭低分子电解质，其特征在于，包含由以下化学式1表示的化合物，
化学式1：
[Ar2-Ar1-Ar2]+
在上述化学式1中，Ar1为选自以下第1化合物组中的一种，
Ar2为选自第2a化合物组中的一种或选自以下第2b化合物组中的一种，
大括号的上标+表示低分子主链中氧化的部分，
第1化合物组
相对于选自上述第1化合物组中的各化合物，至少一个Y独立为-CnH2n-P-，其中n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，而其余的Y为-CnH2n-P-Q+，其中n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种，
第2a化合物组
相对于选自上述第2a化合物组中的各化合物，所有Y独立为-CnH2n-P-Q+，其中n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种，或者
至少一个Y为-CnH2n-P-，其中n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及-CO2 -中的一种，而其余的Y为-CnH2n-P-Q+，其中n为1至20的整数，P-为选自SO3 -、PO3 2-及CO2 -中的一种，Q+为选自H+、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、N+H4及N+R1R2R3R4中的一种，R1、R2、R3及R4为互相无关地选自C1～C11的烷基中的一种，
第2b化合物组
在上述第2b化合物组中，A为分别独立地选自-H、-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，B为分别独立地选自-H、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br及I中的一种，Z为分别独立地选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，W为分别独立地选自-H及-R中的一种，R、R1及R2为独立的H或C1～C20的烷基。
2.根据权利要求1所述的掺磷共轭低分子电解质，其特征在于，上述掺磷共轭低分子电解质为由以下化学式2a表示的化合物，
化学式2a：
在上述化学式2a中，X为Li、Na、K、Rb、Cs及NH4中的一种，Z为选自-NR2、-NH2、-OH、-OR、-NHC(＝O)R、-OC(＝O)R、-R、-CH＝CR2、F、Cl、Br、I、-C(＝O)R、-C(＝O)OR、-C(＝O)NR1R2中的一种，标在苯环中的上标+表示低分子主链中氧化的部分。
3.一种有机电子器件，其特征在于，包括：
第一电极；
包含权利要求1及2中任一项所述的掺磷共轭低分子电解质的层，位于上述第一电极上；
有机活性层，位于上述包含权利要求1及2中任一项所述的掺磷共轭低分子电解质的层上；以及
第二电极，位于上述有机活性层上。
4.根据权利要求3所述的有机电子器件，其特征在于，上述有机活性层为发光层或光电转换层。
5.根据权利要求3所述的有机电子器件，其特征在于，还包括电子传输层，上述电子传输层位于上述有机活性层和第二电极之间。
6.根据权利要求3所述的有机电子器件，其特征在于，上述电子传输层为钛氧化物层。
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