[发明专利]掺杂的共轭聚合物和装置

说明书

相关申请

本申请要求2010年5月11日提交的美国临时申请61/333,657的优先权，在此针对所有用途将其以引用的方式全文并入。本申请还要求2011年2月25日提交的美国临时申请61/446,974的优先权，在此也针对所有用途将其以引用的方式全文并入。

背景

虽然正在对节能装置例如有机基有机发光二极管（OLED）、聚合物发光二极管（PLED）、磷光性有机发光二极管（PHOLED）和有机光伏装置（OPV）进行有用的改进，但还需要进一步改善以提供用于商业的更佳处理和性能。例如，一种有前途的材料类型是导电聚合物，其包括例如聚噻吩。然而，可能因掺杂、纯度、溶解性、处理和不稳定性而产生问题。此外，重要的是对聚合物的交替层的溶解度有极好的控制（例如，相邻层之间的正交或交替溶解性质（orthogonal or alternating solubility properties））。具体来说，例如，鉴于对极薄但高质量的薄膜的竞争性需求和需要，空穴注入层和空穴传输层可能存在难题。

需要一种良好的平台体系来控制空穴注入和传输层的性质，例如溶解性、热稳定性和电子能级（如HOMO和LUMO），使得材料可以适合于不同应用并且与不同材料（如发光层、光敏层和电极）一起发挥作用。具体来说，良好的溶解性、难处理性和热稳定性是很重要的。配制用于具体应用的体系并且提供需要的性质平衡的能力也是很重要的。

概述

本文所述的实施方案包括例如：组合物，制备组合物的方法，和使用组合物（包括在装置和制品中的使用）的方法。组合物包括例如聚合物、单体、掺合物、薄膜、分散液、溶液、粉末和油墨制剂。其它实施方案包括制备和使用装置的方法。

例如，一个实施方案提供一种组合物，其包含以下各者的反应产物：

(i)至少一种共轭聚合物，其中所述共轭聚合物包含至少一种在3-位或4-位或这两个位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩；和

(ii)至少一种用于聚合物(i)的掺杂物，其包含离子化合物，其中所述离子化合物的阳离子是V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt或Au；并且所述离子化合物的阴离子由以下结构中的至少一个表示：

其中R₁至R₁₀中的每一个独立地为H、烷基、全氟烷基（C1–C10）、聚醚、F、Cl、Br、I、CN、任选地取代的苯基或任选地取代的萘基；A为硼、镓、磷、锑、SO₃或CO₂；X为F、Cl、Br、I或CN；n为0至6；并且m≤6–n；其中所述组合物还任选地包含与(i)不同的至少一种基质材料。在一个实施方案中，n可以为1至6。在一个实施方案中，存在基质材料。

另一个实施方案提供一种组合物，其包含以下各者的反应产物：(i)至少一种空穴传输材料，和(ii)至少一种四(卤代芳基)硼酸银掺杂物。在一个实施方案中，也存在基质材料。

另一个实施方案提供一种包含至少一种固体粉末的组合物，其中所述固体粉末包含以下各者的反应产物：(i)至少一种共轭聚合物，其中所述共轭聚合物包含至少一种在3-位或4-位或这两个位置上含有烷氧基取代基的聚噻吩；和(ii)至少一种用于聚合物(i)的掺杂物，其包含离子化合物，其中所述离子化合物的阳离子是V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt或Au；并且所述离子化合物的阴离子由以下结构中的至少一个表示：

其中R₁至R₁₀中的每一个独立地为H、烷基、全氟烷基（C1–C10）、聚醚、F、Cl、Br、I、CN、任选地取代的苯基或任选地取代的萘基；A为硼、镓、磷、锑、SO₃或CO₂；X为F、Cl、Br、I或CN；n为0至6；并且m≤6–n；其中所述组合物还任选地包含与(i)不同的至少一种基质材料。在一个实施方案中，n为0至6。在一个实施方案中，也存在基质材料。

另一个实施方案提供一种包含至少一种固体粉末的组合物，其中所述固体粉末包含以下各者的反应产物：(i)至少一种空穴传输材料，和(ii)至少一种四(卤代芳基)硼酸银掺杂物。在一个实施方案中，也存在基质材料。