專利名稱：能夠被用作空穴注入層和空穴傳輸層材料的化合物及使用該化合物的有機發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種能夠被用作與有機發(fā)光二極管(OLEDs)或電子元件的電極有關(guān)的、能夠用作空穴注入層或空穴傳輸層材料的化合物。本發(fā)明所述化合物通過使用高分子離子液體合成為導(dǎo)電高分子，且所述導(dǎo)電高分子能夠被用作有機發(fā)光二極管的空穴層材料。使用本發(fā)明的化合物形成的有機發(fā)光二極管的空穴注入層和使用已知化合物形成的空穴注入層相比，在維持性能和壽命上具有更加卓越的效果。
背景技術(shù)：
自運用電子槍的影像設(shè)備-陰極射線管(CRTs)被運用液晶取向的液晶顯示器 (LCDs)取代后，液晶顯示器的發(fā)展已有諸多進步。這些液晶顯示器是通過從外部施加電壓對液晶進行取向來輸送光的技術(shù)制成，近來大部分的影像設(shè)備都利用該技術(shù)來制作。然而，為了運用液晶取向，必須施加電壓以形成電場，當液晶未瞬間即時取向時會有后像殘留，或是由于影像訊號需要穿過液晶，因此須在填充有液晶的玻璃基板上下兩側(cè)都設(shè)置各種不同的設(shè)備，例如輸送光的設(shè)備和產(chǎn)生光的設(shè)備等等。例如，需要產(chǎn)生光的導(dǎo)光板、使光均勻擴散到整個面( )的擴散膜、能將光發(fā)射到全方位( "^)的棱鏡膜和偏光膜，并在背面也設(shè)置有這些膜時，影像才能被看見。因此，會有一些問題產(chǎn)生，如顯示面板的厚度不易縮減至預(yù)定的厚度或更薄、由光源至使用者眼睛的光損失過大等。有機發(fā)光二極管(OLED)是為能夠克服上述問題的顯示裝置，它是把數(shù)種材料層疊層，制成厚度為數(shù)十納米的薄片來而形成。在此狀況下，當施加電壓至有機發(fā)光二極管， 光會由有機發(fā)光二極管的材料層發(fā)射出來，因此不需要額外的光源。所以，有機發(fā)光二極管的優(yōu)點在于它不需要使用用于液晶取向技術(shù)的影像設(shè)備中的數(shù)種功能性膜。圖1示出上述的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)。該有機發(fā)光二極管包括透明電極層，該透明電極層由摻雜銦(In)的氧化銦錫(ITO)制成，且電壓施加于此；空穴注入層，該空穴注入層形成于ITO層上且厚度為數(shù)十納米；空穴傳輸層，該空穴傳輸層由N， N' - 二苯基-N，N' -二(1-萘基)_(1，1'-聯(lián)苯)-4，4' -二胺(N，N' -diphenyl-N, N' -bis(l-naphthyl)-(l, 1' -biphenyl)-4,4‘ -diamine，NPB)等制成，且形成于空穴注入層上；發(fā)光層，由三(8-羥基喹啉)鋁{aluminum tris (8-hydroxyquinoline), Alq3I 等制成且形成于空穴傳輸層上；電子注入層，該電子注入層由LiF等制成，且形成于發(fā)光層上；以及金屬電極層，該金屬電極層由鋁(Al)等制成且形成于電子注入層上，電壓施加于金屬電極層。在此，當正電壓施加于透明電極層，且負電壓施加于金屬電極層時，預(yù)定波長范圍的光會由發(fā)光層產(chǎn)生，所述光會穿過透明電極層而發(fā)射到外面。因此，有機發(fā)光二極管像LCD不需要額外的光源，并且，不需要中間膜來輸送光。不過，雖然關(guān)于使用有機發(fā)光二極管的影像設(shè)備的研究和開發(fā)不斷進行，但是由于有機發(fā)光二極管的壽命較短，因此使用有機發(fā)光二極管來制造影像設(shè)備仍不容易。先前
5曾經(jīng)報導(dǎo)過將德國H. C. Marck公司的一種導(dǎo)電高分子-聚(3，4_乙撐二氧噻吩)聚苯乙烯磺酸(polystyrenesulfonate)(此后簡稱為 PEDOT :PSS，由 H. C. Starck Corp.制造，等級名稱為“AI4083”)作為空穴注入層的材料，在氧化銦錫(indium tin oxide, IT0)層上形成薄膜而提高有機發(fā)光二極管的效率。然而，要明顯增加使用PEDOT =PSS的有機發(fā)光二極管的壽命是不可能的。亦即，當使用PEDOT =PSS作為空穴注入層的材料時，所述PEDOT =PSS 被鍍在作為透明電極層的ITO層上然后使用時，由于PEDOT =PSS的高酸度會把銦從ITO層中萃取出來，因此有機發(fā)光二極管的壽命會隨著時間流逝而縮短。為克服上述問題，目前運用的技術(shù)為使用銅苯二甲藍(copper phthalocyanine, CuPc)經(jīng)沉積法(exposition)來形成空穴注入層，而銅苯二甲藍是低分子量材料。該技術(shù)不像PEDOT :PSS從透明電極中將銦萃取出來，因此比PEDOT :PSS壽命長很多。但是，該技術(shù)是將空穴注入層材料通過沉積法而形成，雖能夠?qū)崿F(xiàn)小尺寸影像設(shè)備，但不易用于實現(xiàn)大尺寸影像設(shè)備。因此，仍然需要發(fā)展一種即能夠作為用來實現(xiàn)噴墨印刷ankjet Printing)或旋轉(zhuǎn)涂布(spin coating)等大面積顯示器的、以溶液為基質(zhì)(普嗎7彳處)的高分子型空穴注入層或空穴傳輸層的材料，同時相較于使用PEDOT =PSS時能增加有機發(fā)光二極管的壽命的新材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種能夠被用作形成空穴注入層或空穴傳輸層的有機材料， 并且能夠增加有機發(fā)光二極管壽命的新化合物。本發(fā)明的另一目的為提供使用上述化合物的新的有機發(fā)光二極管。本發(fā)明的目的不限于上述目的，其他目的通過以下敘述能夠為本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚地理解。為達到上述目的，本發(fā)明提供一種由以下化學式⑴表示的化合物，該化合物能通過被分散在有機溶劑中而中和酸度，以解決使用現(xiàn)有的聚苯乙烯磺酸 (polystyrenesulfonate)而出現(xiàn)的高酸度和水分散性的問題?；瘜W式(1)
6R4 Rs其中，R1和民彼此相同或不同，各自獨立地表示氫或碳原子數(shù)1至12的烴基， 并選擇性地含有一個以上的雜原子；R2為碳原子數(shù)0至16的基團，并選擇性地含有一個以上的雜原子；Y—表示咪唑鐺型高分子離子液體(imidazolium-based polymer-ionic liquid)的陰離子；R4和&各自獨立地選自氫、鹵素和碳原子數(shù)1至15的烴基，并選擇性地含有一個以上的雜原子，或者，R4和&各自獨立地選自亞烷基、亞烯基(alkenylene)、 烯氧基(alkenyloxy)、烯二氧基(alkenyldioxy)、炔氧基(alkynyloxy)和炔二 氧基 (alkynyldioxy)，并選擇性地含有一個以上的雜原子，且R4和&構(gòu)成3至8個原子的芳香族環(huán)化物或脂肪族環(huán)化物；而X是選自NH、NR、S、0、Se和1Te中的一種。上述化學式(1)表示的化合物能被用作有機發(fā)光二極管等元件的空穴注入層或空穴傳輸層的形成材料。本發(fā)明的化合物的優(yōu)點在于使用咪唑鐺型高分子離子液體，使導(dǎo)電高分子分散于有機溶劑中，且酸度非常低?，F(xiàn)有的導(dǎo)電高分子被用作有機發(fā)光二極管的空穴注入層的材料時，由于分散在水中且具有非常高的酸度，因此所述有機發(fā)光二極管的壽命會快速縮短。相反，本發(fā)明的化合物被用作有機發(fā)光二極管的空穴注入層的材料時，有機發(fā)光二極管的壽命能夠顯著的增加。本發(fā)明的化合物作為空穴層的材料時，可通過噴墨印刷或旋轉(zhuǎn)涂布法輕易地形成大面積的空穴層。


圖1是使用本發(fā)明化合物的有機發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)截面圖。
具體實施例方式以下，將說明依據(jù)本發(fā)明的化合物(由化學式(1)表示)的制備方法。首先，將導(dǎo)電高分子合成用單體、氧化劑以及咪唑鐺型高分子離子液體混合，以合
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N丨R成導(dǎo)電高分子，其中，所述咪唑鐺型高分子離子液體可溶于有機溶劑中。以水或水性溶劑清洗所合成的導(dǎo)電高分子，接著加以干燥而獲得微粒狀的導(dǎo)電高分子。或者，以有機溶劑清洗所合成的導(dǎo)電高分子，而獲得導(dǎo)電高分子分散于有機溶劑中的導(dǎo)電高分子溶液。在本發(fā)明中，咪唑鐺型高分子離子液體是由以下化學式( 表示的一種高分子形態(tài)的化合物，由咪唑基的有機陽離子與有機或無機陰離子構(gòu)成?；瘜W式O)
權(quán)利要求
1.種化合物，其特征在于，該化合物由以下化學式(1)表示化學式(1)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，其中，該化合物是通過下列方法制備得到的將化學式(2)表示的咪唑鐺型高分子離子液體和化學式(3)表示的單體混合并進行聚合反應(yīng)，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物，其中，所述咪唑鐺型高分子離子液體是高分子形態(tài)的離子化合物，由含有咪唑基的有機陽離子與有機或無機陰離子構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的化合物，其中，所述單體為含有雜原子且具有環(huán)狀共軛雙鍵的有機物質(zhì)；且所述單體是通過聚合反應(yīng)以形成高分子，其中所述高分子顯示出導(dǎo)電性并能使空穴易于被注入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其中，所述單體是選自3，4_乙撐二氧噻吩單體、吡咯單體和噻吩單體中的任意一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項所述的化合物，其中，所述咪唑鐺型高分子離子液體的陽離子是選自聚(1-乙烯基-3-烷基咪唑鐺)、聚(1-烯丙基-3-烷基咪唑鐺)、聚(1-(甲基)丙烯酰氧-3-烷基咪唑鐺)；且所述咪唑鐺型高分子離子液體的陰離子是選自CH3C00_、 CF3C00\ CH3S03\ CF3SOf、(CF3SO2) 2N\ (CF3SO2) 3C\ (CF3CF2SO2) 2N\ C4F9SOf、C3F7COCT 及 (CF3SO2) (CF3CO)N^
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化合物，其中，所述咪唑鐺型高分子離子液體的陽離子是選自聚(1-乙烯基-3-烷基咪唑鐺)、聚(1-烯丙基-3-烷基咪唑鐺)、聚(1-(甲基)丙烯酰氧-3-烷基咪唑鐺)；且所述咪唑鐺型高分子離子液體的陰離子是選自CH3C00_、CF3C00_、CH3SOpCF3SOp (CF3SO2) 2N\ (CF3SO2) 3C\ (CF3CF2SO2) 、C4F9SO3^C3F7COCT及(CF3SO2) (CF3CO)『。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任意一項所述的化合物，其中，所述化合物分散在有機溶劑中。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的化合物，其中，所述有機溶劑是非質(zhì)子極性溶劑。
10.一種有機發(fā)光二極管的空穴注入層材料，其特征在于，該空穴注入層材料是由權(quán)利要求8所述的化合物制備的。
11.一種有機發(fā)光二極管，其特征在于，該有機發(fā)光二極管包括由權(quán)利要求10所述的空穴注入層材料所形成的空穴注入層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的有機發(fā)光二極管，其中，所述有機發(fā)光二極管包括 陰極；空穴注入層，該空穴注入層由所述空穴注入層材料形成，并形成于所述陰極上； 空穴傳輸層，該空穴傳輸層形成于所述空穴注入層上； 發(fā)光層，該發(fā)光層形成于所述空穴傳輸層上； 電子注入層，該電子注入層形成于所述發(fā)光層上；及陽極層，該陽極層形成于所述電子注入層上。
13.權(quán)利要求1-7中任意一項所述的化合物的制備方法，其特征在于，該制備方法包括將由化學式(2)表示的咪唑鐺型高分子離子液體、由化學式(3)表示的單體以及氧化劑溶解在有機溶劑中，然后經(jīng)聚合反應(yīng)得到其中導(dǎo)電高分子分散在有機溶劑中的導(dǎo)電高分子溶液；或者將水溶性的咪唑鐺型高分子離子液體、由化學式C3)表示的單體以及氧化劑在水中混合，然后經(jīng)聚合反應(yīng)形成導(dǎo)電高分子水溶液，接著，將該導(dǎo)電高分子水溶液中的陰離子由可溶于有機溶劑的陰離子Γ取代，以使所述導(dǎo)電高分子分散在所述有機溶劑中。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種能夠被用作有機發(fā)光二極管(OLEDs)或電子元件的空穴注入層或空穴傳輸材料的化合物。所述化合物為使用高分子離子液體合成的導(dǎo)電高分子，所述導(dǎo)電高分子能夠被用作有機發(fā)光二極管的空穴注入層或空穴傳輸層的形成材料。本發(fā)明的化合物的優(yōu)點在于，使用所述化合物和己知化合物相比，在維持性能和壽命上具有更加卓越的效果。
文檔編號C07D403/14GK102348705SQ201080011216
公開日2012年2月8日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日
發(fā)明者徐光錫, 徐民源, 李太熙, 金太永, 金鐘銀 申請人:徐光錫