适用于有机电子器件的非水性组合物制造技术

本文描述了一种非水性油墨组合物，其包含磺化的共轭聚合物、聚合酸、任选的基质化合物和胺化合物。本发明专利技术还涉及所述非水性油墨组合物在例如有机电子器件中的应用。

Non aqueous compositions suitable for organic electronic devices

This paper describes a nonaqueous ink composition containing sulfonated conjugated polymers, polymeric acids, optional matrix compounds and amine compounds. The invention also relates to the application of the non water ink composition in the organic electronic device, for example.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适用于有机电子器件的非水性组合物相关申请的交叉引用本申请要求2015年4月22日提交的美国临时申请号62/151,260的优先权，该申请的全部内容通过引用明确地并入本文。专利
本专利技术涉及一种非水性油墨组合物，其包含磺化的共轭聚合物、聚合酸、任选的基质化合物和胺化合物。本专利技术还涉及所述非水性油墨组合物在例如有机电子器件中的应用。
技术介绍
尽管在节能器件(例如基于有机物的有机发光二极管(OLED)、聚合物发光二极管(PLED)、磷光有机发光二极管(PHOLED)和有机光伏器件(OPV))中正在取得有利的进步，但是仍然需要进一步的改进以提供用于商业化的更好的材料处理和器件性能。例如，一种在有机电子器件中使用的具有前景的材料为导电聚合物，包括例如聚噻吩。然而，在聚合物的纯度、可加工性和它们在中性和/或导电状态下的不稳定性方面可能存在问题。而且，重要的是要对各种器件构造的交替层中使用的聚合物的溶解性(例如特定器件构造中相邻层之间的正交或交替溶解性能)有非常好的控制。考虑到竞争要求和对极薄但高质量的膜的需求，这些层(例如也称为空穴注入层(HIL)和空穴传输层(HTL))可能存在着难题。仍然需要好的平台系统，以控制空穴注入和传输层的性质，例如溶解性、热/化学稳定性和电子能级，例如HOMO和LUMO，从而化合物能够适合于不同的应用并与诸如发光层、光敏层和电极的不同化合物共同作用。好的溶解性、惰性(intractability)和热稳定性很重要。同样重要的是调整HIL电阻率和HIL层厚度，同时保持高透明度和低工作电压的能力。形成用于特定应用的系统以及提供所述性质之间所需要的平衡的能力也很重要。专利技术概述第一方面，本专利技术涉及一种非水性油墨组合物，其包含：(a)磺化的共轭聚合物；(b)聚合酸，其包含一个或多个重复单元，所述一个或多个重复单元包含至少一个被至少一个氟原子和至少一个磺酸(-SO3H)部分取代的烷基或烷氧基，其中所述烷基或烷氧基任选地被至少一个醚键(-O-)基团中断；和(c)任选的基质化合物；(d)胺化合物；和(e)包含有机溶剂的液体载体。第二方面，本专利技术涉及一种用于制备本文所述的非水性油墨组合物的方法。第三方面，本专利技术涉及一种用于形成空穴载流膜(hole-carryingfilm)的方法，该方法包括：1)用本文所述的非水性油墨组合物来涂覆基材；和2)使基材上的涂层退火，从而形成空穴载流膜。第四方面，本专利技术涉及一种器件，其包含根据本文所述的方法制备的膜，其中所述器件是OLED、OPV、晶体管、电容器、传感器、换能器、药物释放器件、电致变色器件或电池器件。本专利技术的一个目的是提供具有改善的稳定性和提高的保质期的非水性油墨组合物。本专利技术的另一个目的是通过使用本文所述的组合物来改善膜形成和增强膜性质，包括但不限于减少膜中的颗粒和降低粗糙度。本专利技术的还一个目的是在包含本文所述的组合物的器件中提供调节HIL的电性质如电阻率的能力。本专利技术的还一个目的是在包含本文所述的组合物的器件中提供调节膜厚度并在可见光谱内保持高透明度或低吸光度(透光率>90％T)的能力。附图简要说明图1示出了由非本专利技术的非水性油墨形成的膜。图2示出了由根据本专利技术的非水性油墨形成的膜。图3示出了由根据本专利技术的非水性油墨形成的膜在100倍放大率下的图像。图4示出了由根据本专利技术的非水性油墨形成的膜在500倍放大率下的图像。图5示出了包含由本专利技术的非水性油墨(NQ油墨6)制成的HIL的OLED器件和包含由非本专利技术的油墨(对比油墨3)制成的HIL的OLED器件的电流密度随电压的变化的比较。图6示出了包含由本专利技术的非水性油墨(NQ油墨6)制成的HIL的OLED器件和包含由非本专利技术的油墨(对比油墨3)制成的HIL的OLED器件的外部量子效率(EQE)随发光的变化的比较。图7示出了包含由本专利技术的非水性油墨(NQ油墨6)制成的HIL的OLED器件和包含由非本专利技术的油墨(对比油墨3)制成的HIL的OLED器件的％发光随时间的变化的图。图8示出了包含由本专利技术的非水性油墨(NQ油墨6)制成的HIL的OLED器件和包含由非本专利技术的油墨(对比油墨3)制成的HIL的OLED器件的电压变化随时间的变化的图。专利技术详述除非另有说明，否则本文所用的术语“一个(a、an)”或“该(the)”是指“一个或多个”或“至少一个”。本文所用的术语“包括(comprises)”包括“基本上由……组成(consistsessentiallyof)”和“由……组成(consistsof)”。术语“包括(comprising)”包括“基本上由……组成(consistingessentiallyof)”和“由……组成(consistingof)”。短语“不含(freeof)”意味着没有外部添加由该短语修饰的物质，并且没有可通过本领域技术人员已知的分析技术(例如气相或液相色谱、分光光度法、光学显微镜等)观察到可检测量的该物质。在本公开的全部内容中，可以通过引用将各种出版物并入。如果通过引用并入的这些出版物中的任何语言的含义与本专利技术的语言的含义相冲突，除非另有说明，否则本专利技术的语言的含义应优先。本文中在提及有机基团时所用的术语“(Cx-Cy)”，其中x和y各自为整数，表示该基团每个基团可以含有x个碳原子至y个碳原子。本文所用的术语“烷基”是指一价直链或支链饱和烃基，更通常地是指一价直链或支链饱和(C1-C40)烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、三十二烷基和四十八烷基。本文所用的术语“氟代烷基”是指被一个或多个氟原子取代的如本文所定义的烷基，更通常地是(C1-C40)烷基。氟代烷基的实例包括例如二氟甲基、三氟甲基、全氟烷基、1H,1H,2H,2H-全氟辛基、全氟乙基和-CH2CF3。本文所用的术语“烷氧基”是指表示为-O-烷基的一价基团，其中烷基如本文所定义。烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基。本文所用的烷基和/或烷氧基的烷基部分可以任选地被一个或多个醚键(-O-)基团中断。本文所用的术语“芳基”是指含有一个或多个六元碳环的一价不饱和烃基，其中不饱和性可以由三个共轭双键表示。芳基包括单环芳基和多环芳基。多环芳基是指含有多于一个六元碳环的一价不饱和烃基，其中不饱和性可以由三个共轭双键表示，其中相邻的环可以通过一个或多个键或二价桥连基团彼此连接，或者稠合在一起。芳基的实例包括但不限于苯基、蒽基、萘基、菲基、芴基和芘基。本文所述的任何取代基可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个相同或不同的如本文所述的取代基取代。例如，烷基可以进一步被芳基或另一个烷基取代。本文所述的任何取代基可以任选地在一个或多个碳原子上被一个或多个选自卤素，例如F、Cl、Br和I；硝基(NO2)；氰基(CN)和羟基(OH)的取代基取代。本文中与化合物或材料例如膜相关地使用的术语“空穴载流”或“空穴载流子”是指该化合物或材料能够在例如电子器件中促进空穴(即正电荷载体)的移动和/或阻止电子移动。空穴载流化合物或材料包括可用于电子器件(通常为有机电子器件，例如有机发光器件)的层例如空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非水性油墨组合物，其包含：(a)磺化的共轭聚合物；(b)聚合酸，其包含一个或多个重复单元，所述一个或多个重复单元包含至少一个被至少一个氟原子和至少一个磺酸(‑SO3H)部分取代的烷基或烷氧基，其中所述烷基或烷氧基任选地被至少一个醚键(‑O‑)基团中断；和(c)任选的基质化合物；(d)胺化合物；和(e)包含有机溶剂的液体载体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.22 US 62/151,2601.一种非水性油墨组合物，其包含：(a)磺化的共轭聚合物；(b)聚合酸，其包含一个或多个重复单元，所述一个或多个重复单元包含至少一个被至少一个氟原子和至少一个磺酸(-SO3H)部分取代的烷基或烷氧基，其中所述烷基或烷氧基任选地被至少一个醚键(-O-)基团中断；和(c)任选的基质化合物；(d)胺化合物；和(e)包含有机溶剂的液体载体。2.根据权利要求1所述的非水性油墨组合物，其中所述磺化的共轭聚合物是磺化的聚噻吩。3.根据权利要求2所述的非水性油墨组合物，其中所述磺化的聚噻吩通过使包含式(I)的重复单元的聚噻吩磺化而获得：其中R1和R2各自独立地为H、烷基、氟代烷基、聚醚或烷氧基。4.根据权利要求3所述的非水性油墨组合物，其中R1和R2各自独立地为H、氟代烷基、-O[C(RaRb)-C(RcRd)-O]p-Re、-ORf；其中在每次出现时，Ra、Rb、Rc和Rd各自独立地为H、烷基、氟代烷基或芳基；Re为H、烷基、氟代烷基或芳基；p为1、2或3；且Rf为烷基、氟代烷基或芳基。5.根据权利要求4所述的非水性油墨组合物，其中R1为H且R2不为H。6.根据权利要求5所述的非水性油墨组合物，其中R1是H且R2是-O[C(RaRb)-C(RcRd)-O]p-Re或-ORf。7.根据权利要求6所述的非水性油墨组合物，其中R1是H且R2是-O[C(RaRb)-C(RcRd)-O]p-Re。8.根据权利要求2至7中任一项所述的非水性油墨组合物，其中所述磺化的聚噻吩通过使包含以下重复单元的聚噻吩磺化而获得：9.根据权利要求2至8中任一项所述的非水性油墨组合物，其中所述磺化的聚噻吩是磺化的聚(3-MEET)。10.根据权利要求2至9中任一项所述的非水性油墨组合物，其中所述磺化的聚噻吩通过使包含式(I)的重复单元的聚噻吩磺化而获得，所述式(I)的重复单元的量基于重复单元的总重量为大于70重量％，通常大于80重量％，更通常大于90％重量，甚至更通常大于95重量％。11.根据权利要求1至10中任一项所述的非水性油墨组合物，其中所述聚合酸包含式(II)的重复单元和式(III)的重复单元：其中在每次出现时，R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11各自独立地为H、卤素、氟代烷基或全氟代烷基；并且X是–[OC(RhRi)-C(RjRk)]q-O-[CRlRm]z-SO3H，其中在每次出现时，Rh、Ri、Rj、Rk、Rl和Rm各自独立地为H、卤素、氟代烷基或全氟代烷基；q为0至10；且z为1至5。12.根据权利要求11所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，R5、R6、R7和R8独立地为Cl或F。13.根据权利要求12所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，R5、R7和R8为F且R6为Cl。14.根据权利要求12所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，R5、R6、R7和R8为F。15.根据权利要求11至14中任一项所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，R9、R10和R11为F。16.根据权利要求11至15中任一项所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，Rh、Ri、Rj、Rk、Rl和Rm独立地为F、(C1-C8)氟代烷基或(C1-C8)全氟代烷基。17.根据权利要求11至16中任一项所述的非水性油墨组合物，其中在每次出现时，Rl和Rm为F；q为0；且z为2。18.根据权利要求11至17中任一项所述的非水性油墨组合物，其中n:m比为9:1。19.根据权利要求11至17中任一项所述的非水性油墨组合物，其中n:m比为8:2。20.根据权利要求1至19中任一项所述的非水性油墨组合物，其中基于磺化的共轭聚合物与聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·德坎波，R·斯威舍，埃琳娜·舍伊娜，王菁，C·斯基尔曼，
申请(专利权)人：日产化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP