[发明专利]高带隙亚芳基聚合物

说明书

优先权信息

本申请要求于2005年2月22日提交的美国临时申请序列号60/655,678的优先权，该文献整体在此引入作为参考。

发明背景

[0001]有机发光二极管(OLED)可用于电子显示器，建筑发光体、信号牌和其它其中需要有效、轻质、薄形数光源的应用。通过将荧光或磷光性有机薄膜夹在两个电极(其中至少一个是透明的)之间而形成了OLED。来自阳极的空穴和来自阴极的电子在有机薄膜中重组并产生光。如果该有机薄膜是聚合物膜，则该装置是聚合物-OLED或p-OLED。通过将各种其它层包括在夹层结构中而如何改进OLED和p-OLED的效率是本领域中已知的，这些其它层包括但不限于空穴注入层、空穴传递层、缓冲层、电子注入层、电子传递层、空穴阻挡层、电子阻挡层、激发子阻挡层、提高光提取效率的光学层等。本领域中还已知的是，必须小心地设计有机薄膜、或发射层的性能以1)允许空穴的传递，2)允许电子的传递，3)阻止激发态的非辐射衰变，和4)保证在装置操作过程中不发生不可逆化学反应。要求1-3与装置效率有关，要求4与装置寿命有关。发射层将常常由数种物质或构件组成，包括一种或多种载荷子，荧光或磷光性材料和近乎惰性的基体。

[0002]虽然理论暗示OLED和p-OLED可能具有高的效率，但是商业装置仍然具有比常规荧光灯泡低的效率。在实践中，装置的效率取决于颜色并且与人眼的敏感性有关，以致绿色装置本省比红或蓝色发射装置更有效率，然而，所有颜色的效率方面的改进是希望的。低效率的一个原因是从受激发射化合物(不论它是荧光性或磷光性的小分子或聚合物)向具有较低能量激发态的材料的能量转移。具有较低能量激发态的原料可以是，例如，杂质、缺陷或激发物。经常发生的是，基体具有第一三重激发态和第一单重激发态，该三重激发态在能量方面比发射性材料的激发态低或仅稍微高出，该单重激发态高于该发射性材料的激发态。可能令人希望的是减少或消除能量从所需激发态向其它较低能量激发态的转移和消除能量从所需激发态向基体材料的三重态的转移。

[0003]随着时间OLED和p-OLED的降低的亮度是工业应用的主要障碍。许多因数影响寿命。一个重要因素好象是发射层的氧化还原稳定性(也就是说，发射层中原料的还原状态和氧化状态的稳定性)。不希望受到理论的束缚，应该相信当空穴传播穿过发射层时，它们采取阳离子或基团阳离子的形式。基团是具有奇数个电子的分子并且可以是带电的(阴离子或阳离子)或中性的(自由基)。基团一般比具有偶数个电子的分子更具反应性。当电子传播穿过发射层时，它们采取阴离子或基团阴离子的形式。基团阳离子可以分离成阳离子和自由基，而基团阴离子可以分离成阴离子和自由基，阳离子、基团阳离子、阴离子、基团阴离子和自由基都是反应性物质并且可以彼此或与邻近的中性分子进行不需要的化学反应。此类化学反应改变发射层的电子性能并且可能导致亮度、效率降低和(最终)装置失效。由于这个缘故，令人希望的是减少或消除OLED和p-OLED中这些活性物质的化学反应。

[0004]即使最有前途的p-OLED原料也受短寿命限制。例如，亚甲基桥联的聚亚苯基(还称作聚芴)和其它亚芳基单元Q(如4，4＇-三苯胺，3，6-苯并噻唑、2，5(1，4-二烷氧基亚苯基)，或第二桥联的联苯单元)的共聚物常常用于p-OLED应用。虽然基于此类聚芴共聚物的发绿光的p-OLED已经报导具有超过10,000小时的寿命，但是基于这些体系的发红光和蓝光的p-OLED是较短寿命的。寿命通常测量为以100cd/m²开始在一组电流密度下到达半亮度的时间。事实上，最佳聚芴蓝色磷光体的寿命不适合于工业p-OLED应用。因此，令人希望的是改进发射性材料，尤其在蓝色范围中发光的那些。

聚亚苯基(上部，一般性结构1)和亚甲基桥联的聚亚苯基(下部，一般性结构2)的一般性结构1和2。

[0005]在聚亚芳基型发绿光和红光的聚合物(包括聚芴作为聚亚芳基的子类)中，发射中心通常是特殊重复单元，所述重复单元经由选择具有合适能量的第一单重激发态以发射绿光或红光。在聚亚芳基型发蓝光聚合物(包括聚芴)中，发射中心通常是一个或多个邻接的亚苯基(或桥联联亚苯基)重复单元。在这种情况下，亚苯基(或桥联联亚苯基)骨架在所有重复单元或其它存在的材料当中具有最低的单重激发态。也就是说，大多数重复单元是发射体。这意味着激发态将它们的大部分时间花费在大多数重复单元上。因为激发态比基态更具反应性，所以大多数重复单元有进行不希望的反应的倾向。

发明概述