CN1864443A - 疏水性直链或二维多环芳族化合物层作为阻挡层或封装的用途及由此类层构成的包含有机聚合物的电学组件 - Google Patents

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Abstract

对于由有机层构成的电学组件而言，将具有3至12个环状结构的疏水性直链或二维多环芳族化合物的层(HIL 1)用作阻挡层或封装，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有作为残基的－H和/或－F、烷基、芳基和/或氟代烃的酞菁。因此，由SM层和聚合物层组成的混合结构尤其是可能的。此外，可省略后续的组件封装过程。

Description

疏水性直链或二维多环芳族化合物层作为阻挡层或封装的用途 及由此类层构成的包含有机聚合物的电学组件
技术领域
本发明涉及疏水性直链型或二维多环芳族化合物的层作为阻挡层或封装的用途，及由此类层构成的含有有机聚合物的电学组件。
背景技术
因为与常用的半导体组件相比，由有机材料构成的电学组件具有优势，所以对其可能用途的研究越来越多。例如已知某些有机材料可被电压激发而发光。因此，许多OLED(有机发光二极管)的结构是已知的。在此情况下，光学活性层针对性地由更多层组成，其中至少一层特别用于形成空穴(空穴注入层，HIL)和/或用于传导空穴(空穴传导层，HTL)，及其他层特别是用于释放电子(电子注入层，EIL)、传导电子(电子传导层，ETL)和光发射(发射层，EML)。
此类OLED的已知结构为玻璃基材，在该基材上形成由诸如铟锡氧化物的透明导电氧化物(TCO)构成的透明阳极。在该排列上相临的例如是HIL、HTL、EML、ETL和EIL以及最后的金属阴极。在该结构中，“向下”发射光线，即穿过该基材。
对于材料的选择，已知类型的OLED仅由不同小分子层组成(SM-OLED，小分子OLED)或仅由不同聚合物组成(PM-OLED)。通过真空升华将小分子涂覆到该基材上作为薄层。相反地，由溶液(水或有机溶剂)加工聚合物。因为聚合物层显示出良好的空穴传导性能，所以它们特别具有作为HIL和HTL的优势。已知的适合作为HIL的分子例如是蒽、并四苯和并五苯(参见EP 0 278 758 B1)。
因为可以毫无问题地涂覆小有机分子的层，而聚合物层用于传导空穴是有优势的，所以尝试将这些层加以组合。若在潮湿的情况下将与空穴传导相关的聚合物层HIL和HTL涂覆到阳极(由ITO构成)上并随后实施干燥和真空脱气，则在传统OLED结构的情况下该组合是可行的。然后可没有任何问题地通过真空升华涂覆小分子。
为实施直接光发射，越来越多地尝试实现OLED的反结构，其中由此将金属阴极涂覆到任意的基材上，然后在涂覆空穴传导层之前首先涂覆电子传导层，最后形成透明的阳极。对于该结构而言，混合技术是不可能的，因为在空穴传导层HTL和HIL的潮湿结构的情况下，电子传导层的小分子被溶剂或分散剂(例如水)侵蚀，由这些溶剂或分散剂涂覆HTL和/或HIL的聚合物，并且在电学质量方面变得不能使用，该金属阴极对湿度敏感，并且会通过与水相接触而被破坏。
此外，已知OLED层对潮湿非常敏感，所以在涂覆第二电极之后，将该OLED加以封装，使得仅能与电极相连。
有机材料对潮湿的敏感性也成为其它电学组件中的问题。
上述“小分子”和聚合物之间的差异在本技术领域中是被接受的，并且是常见的。因此，“小分子”是指不会通过聚合作用形成链或网络的有机分子。
发明内容
因此，本发明的目的在于消除或至少降低由于湿度敏感性和扩散现象而产生的对有机物质电学组件的限制。
该目的惊人地通过使用具有3至12个环状结构的疏水性直链或二维多环芳族化合物的层作为由有机层构成的电学组件中的阻挡层或作为该电学组件的封装而得以实现，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁。
本发明基于以下事实：所述的层，特别地且优选由并五苯组成，不仅可为有机电学组件结构中的功能层，而且可出人意料地具有阻挡层的特性，这些特性可将对应的层用作防止潮湿的阻挡层以保护位于其下的层和金属阴极。
根据本发明使用的层优选由选自以下组中的带有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的材料构成：蒽、菲、并四苯、 并五苯、并六苯、苝、苯并[9，10]菲、晕苯、m-萘并双蒽、m-蒽并二并四苯、m-并四苯并二并五苯、芘、苯并芘、卵苯、紫蒽以及上述物质的衍生物。
选择性地，该层可由具有以下通式的含有金属的酞菁构成：
Figure A20048002912600082
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。选择性地，该层可由具有以下通式的不含金属的酞菁构成：
Figure A20048002912600091
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。
在所有情况下，该芳族化合物的环结构数优选为5至10，更优选为4至10，特别优选为5至8。
由于详细记述的层可用作阻挡层或封装，所以可构成有机电学组件，其中该层满足电学功能并且形成了阻挡层或原位封装。
因此，本发明涉及有机发光二极管，其具有基材、涂覆在该基材上的第一电极、至少一个电子注入和传导区域、至少一个空穴注入和传导区域以及第二电极，其特征在于，该空穴注入和传导区域包括具有3至12个环状结构的直链或二维交联的多环芳族化合物的层，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁，其中该层是以封装层的形式构成。
根据本发明，由所述的层不仅构成功能性层，而且实施原位封装。为此，该层结构使该层覆盖所有预先形成的对潮湿敏感的层。
此外，本发明还涉及有机发光二极管，其具有基材、涂覆在该基材上的阴极、至少一个电子注入和传导区域、至少一个空穴注入和传导区域以及光透明的阳极，其中该电子注入和传导区域由小分子构成，并且该区域通过具有3至12个环状结构的直链或二维交联的多环芳族化合物的层与阳极相连，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁。
因此，本发明还涉及以混合结构构成的有机发光二极管(OLED)，其中“向上”发射，即与基材一侧分离。因此，本发明涉及向上发射的OLED的最优化结构，这是因为所述层作为有效的阻挡层，该阻挡层防止水扩散到位于其下的层中。因此，优选在所述层上以水溶液的形式向阳极涂覆例如由PDOT:PSS构成的含水聚合物膜，作为额外的空穴注入层，以降低OLED所需的工作电压。
根据本发明可由这些物质构成用作阻挡层或封装的层，这些物质的实例是：
蒽
菲
Figure A20048002912600111
并四苯
Figure A20048002912600114
并五苯
Figure A20048002912600115
并六苯
Figure A20048002912600116
苝
Figure A20048002912600121
苯并[9，10]菲
Figure A20048002912600122
晕苯
Figure A20048002912600123
m-萘并双蒽
Figure A20048002912600131
m-蒽并二并四苯
m-并四苯并二并五苯
芘
苯并芘
卵苯
Figure A20048002912600142
紫蒽
其中，R代表-H和/或-F和/或烷基、芳基和/或氟代烃；
含有金属的酞菁
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O；
Figure A20048002912600151
不含金属的酞菁
其中，R代表-H和/或-F和/或烷基、芳基和/或氟代烃。
为表述清楚，应指出所有列出的该层的分子，即使具有最多12个环状结构，均为本发明意义上的“小分子”，这是因为其不会发生聚合作用。
附图说明
下面参考附图中所示的具体实施方案详细阐述本发明。
图1所示为具有作为封装层的HIL层的“向上”发射OLED结构的示意图，其中所有层均为SM层。
图2所示为具有混合结构的OLED结构的示意图，该混合结构由SM层和聚合物层组成。
具体实施方式
图1和2中所示的OLED向上发射。它们由基材1构成，在该基材1上涂覆作为阴极2的金属层。合适的金属层是镁或LiF/Al合金。
阴极2与电子注入层EIL相连，该电子注入层EIL以已知的方式提供自由电子。它们与来自下文中详细描述的发射层EML中的其余层的空穴复合，在该发射层EML中该复合作用产生电致发光，即发射光线。
发射层EML上可任选设置更多的空穴传导层HTL。它们被空穴注入层HIL 1覆盖，在所示的具体实施例中该空穴注入层HIL 1可由并五苯构成。该层用作封装层，其在真实的结构中覆盖所有位于其下的层。HIL 1与透明的阳极3相连，该阳极3优选由铟锡氧化物构成。EIL、EML、HTL和HIL 1层以已知的方式形成薄层，并在阳极3相对于阴极2施加足够大的正电压时发射光线。向上发射的情况在图1中由箭头所示。
通过使用HIL 1层作为封装层，从而省略了其他必需的后续OLED(外部)的封装过程。因此，将图1所示的根据本发明的OLED实施原位封装，由于它们对水蒸气的渗透性的要求降低，使得随后的封装过程能以基本上更简单的方式进行。
图2中所示的OLED具有基本上相同的结构，其中EIL、EML、HTL和HIL 1层均由小分子构成(如SM层)。在根据本发明用作阻挡层的HIL 1层和阳极3之间，还涂覆了由诸如PDOT的聚合物层构成的HIL 2层。该HIL 2聚合物层是在潮湿的状态下涂覆的，但因为HIL 1的阻挡层的作用，并不会损坏位于其下的对潮湿敏感的HTL、EML和EIL层。
该HIL 2层使阳极3与阴极2之间的工作电压降低，和/或提高发射的效率，在图2中的具体实施例中也是向上发射的。
因为HIL 2聚合物层是对潮湿不敏感的，所以在该具体实施例中HIL1层也作为封装层，即覆盖了位于其下的HTL、EML和EIL层。

Claims (10)

1、具有3至12个环状结构的疏水性直链或二维多环芳族化合物的层(HIL1)的用途，其是作为由有机层构成的电学组件中的阻挡层或作为该电学组件的封装，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁。
2、如权利要求1所述的用途，其中所述层由选自以下组中的带有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的材料构成：蒽、菲、并四苯、
Figure A2004800291260002C1
、并五苯、并六苯、苝、苯并[9，10]菲、晕苯、m-萘并双蒽、m-蒽并二并四苯、m-并四苯并二并五苯、芘、苯并芘、卵苯、紫蒽以及上述物质的衍生物。
3、如权利要求1所述的用途，其中所述层由具有以下通式的含有金属的酞菁构成：
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。
4、如权利要求1所述的用途，其中所述层由具有以下通式的不含金属的酞菁构成：
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。
5、有机发光二极管，其具有基材(1)、涂覆在该基材(1)上的第一电极(2)、至少一个电子注入和传导区域(EIL)、至少一个空穴注入和传导区域(HTL、HIL)以及第二电极(3)，其特征在于，该空穴注入和传导区域包括具有3至12个环状结构的直链或二维交联的多环芳族化合物的层(HIL1)，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁，其中该层(HIL1)是以封装层的形式构成。
6、有机发光二极管，其具有基材(1)、涂覆在该基材(1)上的阴极(2)、至少一个电子注入和传导区域(EIL)、至少一个空穴注入和传导区域(HTL、HIL)以及光透明的阳极(3)，其特征在于，该电子注入和传导区域(EIL)由小分子构成，并且该区域通过具有3至12个环状结构的直链或二维交联的多环芳族化合物的层与阳极(3)相连，该环状结构包括含有金属或不含金属的、具有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的酞菁。
7、根据权利要求5或6所述的有机发光二极管，其中所述层的材料选自以下组中带有-H和/或-F、烷基、芳基和/或氟代烃基团的材料形成的：蒽、菲、并四苯、 、并五苯、并六苯、苝、苯并[9，10]菲、晕苯、m-萘并双蒽、m-蒽并二并四苯、m-并四苯并二并五苯、芘、苯并芘、卵苯、紫蒽以及上述物质的衍生物。
8、根据权利要求5或6所述的有机发光二极管，其中所述层由具有以下通式的含有金属的酞菁构成：
Figure A2004800291260004C2
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。
9、根据权利要求5或6所述的有机发光二极管，其中所述层由具有以下通式的不含金属的酞菁构成：
Figure A2004800291260005C1
其中M代表Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、V＝O、Ti＝O，而每个R可为-H和/或-F和/或烷基和/或芳基和/或氟代烃。
10、根据权利要求5至9之一所述的有机发光二极管，其特征在于，在所述层(HIL1)和所述第二电极(3)之间施加由水溶液涂覆的空穴注入和传导聚合物层(HIL2)。
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