專利名稱：摻雜的共軛聚合物和裝置的制作方法
摻雜的共軛聚合物和裝置相關(guān)申請本申請要求2010年5月11日提交的美國臨時申請61/333，657的優(yōu)先權(quán)，在此針對所有用途將其以引用的方式全文并入。本申請還要求2011年2月25日提交的美國臨時申請61/446，974的優(yōu)先權(quán)，在此也針對所有用途將其以引用的方式全文并入。背景雖然正在對節(jié)能裝置例如有機基有機發(fā)光二極管(0LED)、聚合物發(fā)光二極管(PLED)、磷光性有機發(fā)光二極管(PHOLED)和有機光伏裝置(OPV)進行有用的改進，但還需要進一步改善以提供用于商業(yè)的更佳處理和性能。例如，一種有前途的材料類型是導(dǎo)電聚合物，其包括例如聚噻吩。然而，可能因摻雜、純度、溶解性、處理和不穩(wěn)定性而產(chǎn)生問題。此夕卜，重要的是對聚合物的交替層的溶解度有極好的控制(例如，相鄰層之間的正交或交替溶 解性質(zhì)(orthogonal or alternating solubility properties))。具體來說，例如，鑒于對極薄但高質(zhì)量的薄膜的競爭性需求和需要，空穴注入層和空穴傳輸層可能存在難題。需要一種良好的平臺體系來控制空穴注入和傳輸層的性質(zhì)，例如溶解性、熱穩(wěn)定性和電子能級(如Η0Μ0和LUM0)，使得材料可以適合于不同應(yīng)用并且與不同材料(如發(fā)光層、光敏層和電極)一起發(fā)揮作用。具體來說，良好的溶解性、難處理性和熱穩(wěn)定性是很重要的。配制用于具體應(yīng)用的體系并且提供需要的性質(zhì)平衡的能力也是很重要的。概述本文所述的實施方案包括例如組合物，制備組合物的方法，和使用組合物(包括在裝置和制品中的使用)的方法。組合物包括例如聚合物、單體、摻合物、薄膜、分散液、溶液、粉末和油墨制劑。其它實施方案包括制備和使用裝置的方法。例如，一個實施方案提供一種組合物，其包含以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物(i)至少一種共軛聚合物，其中所述共軛聚合物包含至少一種在3-位或4-位或這兩個位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩；和(ii)至少一種用于聚合物(i)的摻雜物，其包含離子化合物，其中所述離子化合物的陽離子是 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt 或
Au ;并且所述離子化合物的陰離子由以下結(jié)構(gòu)中的至少一個表示
權(quán)利要求
1. (i)至少一種共軛聚合物，其中所述共軛聚合物包含至少一種在3-位或4-位或這兩個位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩；和 ( )至少一種用于聚合物Q)的摻雜物，其包含離子化合物，其中所述離子化合物的陽離子是 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt 或 Au ;并且所述離子化合物的陰離子由以下結(jié)構(gòu)中的至少一個表示
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述陰離子由以下結(jié)構(gòu)中的至少一個表示
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中A為硼、鎵、磷或銻。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中A為硼。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中R1至Rltl是氟。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述陰離子是四(鹵代苯基)硼酸根。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述陽離子是Au、Mo、Re、Fe或Ag。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述陽離子是銀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述摻雜物是四(五氟苯基)硼酸銀。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述烷氧基取代基在3-位。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述烷氧基取代基在4-位。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述烷氧基取代基在3-位和4-位。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述共軛聚合物是區(qū)域規(guī)則性聚噻吩。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述烷氧基基團包含一個、兩個、三個、四個或五個氧原子。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中存在所述基質(zhì)材料。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中存在所述基質(zhì)材料并且所述基質(zhì)材料包含至少一種合成有機聚合物。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述反應(yīng)產(chǎn)物是約40重量％至75重量％的共軛聚合物與約25重量％至55重量％的摻雜物的產(chǎn)物。
18.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述組合物呈固體粉末形式或者溶解或分散于油墨溶劑載體中。
19.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述組合物基本上不含零價金屬。
20.根據(jù)權(quán)利要求I所述的組合物，其中所述組合物溶解或分散于油墨溶劑載體中而無需誘發(fā)反應(yīng)的熱處理或光處理。
21.一種組合物，其包含以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物(i)至少一種空穴傳輸材料，和(ii)至少一種四(鹵代芳基)硼酸銀摻雜物。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述四(鹵代芳基)硼酸銀摻雜物是四(五氟苯基)硼酸銀摻雜物。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是聚合物。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是聚合物，其中所述聚合物是共軛聚合物或芳基胺聚合物，或其中所述聚合物是主鏈或側(cè)鏈空穴傳輸聚合物。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是共軛聚合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是聚噻吩。
27.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是區(qū)域規(guī)則性聚噻吩。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是共軛聚合物，其包含至少一種在3-位或4-位或這兩個位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩。
29.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物還包含基質(zhì)材料。
30.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物還包含至少一種合成有機聚合物作為基質(zhì)材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物還包含至少一種合成有機聚合物作為基質(zhì)材料，其中所述聚合物是絕緣的或半導(dǎo)電的聚合物。
32.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述反應(yīng)產(chǎn)物是約40重量％至75重量％的空穴傳輸材料與約25重量％至55重量％的摻雜物的產(chǎn)物。
33.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述反應(yīng)產(chǎn)物是約50重量％至65重量％的空穴傳輸材料與約35重量％至50重量％的摻雜物的產(chǎn)物。
34.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物呈固體粉末形式或者溶解或分散于油墨溶劑載體中。
35.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物是固體粉末。
36.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物溶解或分散于油墨溶劑載體中而無需誘發(fā)反應(yīng)的熱處理或光處理。
37.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物溶解或分散于油墨溶劑載體中，所述油墨溶劑載體包含以下至少一種甲苯、二甲苯、1，2_ 二氫萘、均三甲苯、苯乙醚、4-甲基苯甲醚、苯甲醚、四氫吡喃、3-甲氧基丙腈、3-乙氧基丙腈、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯、1，2-二甲氧基乙烷、二乙二醇二乙醚以及它們的各種組合。
38.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物溶解或分散于油墨溶劑載體中，所述油墨溶劑載體包括THP、苯甲醚、二甲氧基乙烷、苯甲酸乙酯。
39.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物具有O.5wt. %或更少的零價金屬含量。
40.根據(jù)權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述組合物基本上不含零價金屬。
41.一種組合物，其包含至少一種固體粉末，其中所述固體粉末包含以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物 (i)至少一種共軛聚合物，其中所述共軛聚合物包含至少一種在3-位或4-位或這兩個位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩；和 ( )至少一種用于聚合物Q)的摻雜物，其包含離子化合物，其中所述離子化合物的陽離子是 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt 或 Au ;并且所述離子化合物的陰離子由以下結(jié)構(gòu)中的至少一個表示
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的組合物，其中A為硼。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的組合物,其中所述陽離子是Au、Mo、Re、Fe或Ag。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的組合物，其中所述陽離子是銀。
45.根據(jù)權(quán)利要求41所述的組合物，其中所述組合物基本上不含零價金屬。
46.一種組合物，其包含至少一種固體粉末，其中所述固體粉末包含以下各者的反應(yīng)產(chǎn)物(i)至少一種空穴傳輸材料和(ii)至少一種四(鹵代芳基)硼酸銀摻雜物。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是共軛聚合物。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的組合物，其中所述空穴傳輸材料是聚噻吩。
49.根據(jù)權(quán)利要求46所述的組合物，其中所述四(鹵代芳基)硼酸銀摻雜物是四(五氟苯基)硼酸銀摻雜物。
50.根據(jù)權(quán)利要求46所述的組合物，其中所述組合物基本上不含零價金屬。
51.一種裝置，其包含至少一個陰極、至少一個陽極、設(shè)置于所述陰極和與陽極之間的至少一個發(fā)光層、在所述發(fā)光層和所述陽極或陰極之間的至少一個空穴注入層，其中所述空穴注入層包含權(quán)利要求I或21所述的組合物。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述裝置是OLED或OPV裝置。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述裝置是OLED裝置。
54.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述裝置還包含空穴傳輸層。
55.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層具有約5nm至約500nm的厚度。
56.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層具有約5nm至約150nm的厚度。
57.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層具有約20nm至約IOOnm的厚度。
58.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層被熱退火。
59.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層在約25°C至約250°C的溫度下熱退火。
60.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層在約25°C至約250°C的溫度以及10_6至760托的減壓下熱退火。
61.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層在約90°C至約170°C的溫度下熱退火約5至約15分鐘。
62.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層被加熱以去除溶劑。
63.根據(jù)權(quán)利要求51所述的裝置，其中所述HIL層不包含碘鎗鹽。
64.一種裝置，其包含權(quán)利要求I或21所述的組合物，其中所述裝置為0LED、0PV、晶體管、傳感器、電容器或電池裝置。
65.一種油墨組合物，其包含權(quán)利要求I或21所述的組合物以及溶劑載體。
全文摘要
本發(fā)明涉及組合物，其包含至少一種空穴傳輸材料(如共軛聚合物)以及至少一種摻雜物，其提供改善的熱穩(wěn)定性。組合物可以被涂覆于基材和用于HIL層和HTL層和有機電子裝置(如發(fā)光裝置，如OLED或OPV)中。所述共軛聚合物可以為聚噻吩，其包括3,4-取代的聚噻吩或區(qū)域規(guī)則性聚噻吩。所述摻雜物可以為銀鹽，例如四(五氟苯基)硼酸銀。提供了改進了的制備摻雜物的方法。
文檔編號C08K5/56GK102884102SQ201180022550
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者文卡塔拉曼南·塞沙德里, 馬克·A·鮑爾, 克里斯托弗·T·布朗 申請人:普萊克斯托尼克斯公司