[发明专利]空穴注入层

说明书

发明领域

本发明提供用于制造空穴注入层（HIL）的溶液基方法，该空穴注入层是基于电子器件中在阳极接触部和半导体空穴传输层（HTL）之间的掺杂过渡金属氧化物（例如三氧化钼）的界面，所述电子器件是包含共轭分子或聚合物的电子器件，例如有机发光二极管(OLED)、有机薄膜晶体管(OTFT)和有机光伏电池（OPV）。

由于它们的强电子接受性能，合适的过渡金属氧化物例如三氧化钼使得能够形成欧姆接触和有效的空穴注入，即使是在具有高电离电势（即，深HOMO能级）的HTL的情形中，这是具有深蓝发射体的有机发光二极管（OLED）像素所需要的。

发明背景

多年以来发光有机材料例如共轭聚合物一直受到极大关注。发光聚合物具有沿聚合物主链的离域π电子体系。该离域π电子体系向聚合物赋予半导体特性，并且赋予其支持正电荷和负电荷载流子沿聚合物链具有高迁移率的能力。

这些共轭聚合物的薄膜可用于光学器件例如发光器件的制备。这些器件相比使用传统半导体材料制备的器件具备很多优点，包括宽广区域显示器的可能性、低直流工作电压以及生产简单。这种类型的器件描述于例如WO-A-90/13148、US5,512,654和WO-A-95/06400中。

为了实现全色、全塑的屏幕，已经付出了极大努力。达到该目标的主要挑战是：（1）获得发射红、绿和蓝三基色的光的共轭聚合物；以及（2）该共轭聚合物必须易于处理和制造成全色显示器结构。OLED在满足第一个要求方面有效，因为可以通过改变有机发射化合物的化学结构而实现发射颜色的操控。

然而，虽然发射层的化学性质的调制在实验室规模上经常是相对容易且廉价的，但是它在工业规模上可能是昂贵且复杂的工艺。容易处理和构成全色矩阵器件的第二个需求提出了如下问题：如何将精细的多色像素微图案化以及如何获得全色发射。喷墨印刷、混合喷墨印刷技术和旋涂法是能够用于以期望图案施加聚合物溶液的合适技术的例子。

最基本的，有机电致发光器件通常包含有机发光材料，该有机发光材料位于空穴注入电极和电子注入电极之间。空穴注入电极（阳极）典型是透明的锡掺杂氧化铟（ITO）涂覆的玻璃基底。通常用于电子注入电极（阴极）的材料是低功函金属例如钙或者铝。

通常用于有机发光层的材料包括共轭聚合物如聚亚苯基乙烯撑（PPV）及其衍生物（例如参见WO-A-90/13148），聚芴衍生物（例如参见A.W.Grice,D.D.C.Bradley,M.T.Bernius,M.Inbasekaran,W.W.Wu和E.P.Woo,Appl.Phys.Lett.1998,73,629,WO-A-00/55927以及Bernius等人,Adv.Materials,2000,12,No.23,1737),聚萘衍生物和聚菲衍生物；以及小的有机分子例如铝的羟基喹啉络合物(Alq3络合物，例如参见US-A-4,539,507)和喹吖啶酮、红荧烯和苯乙烯基染料（例如参见JP-A-264692/1988）。有机发光层可包含两种或更多种不同发光有机材料的混合物或分立层。

典型的器件结构公开于例如WO-A-90/13148;US-A5,512,654;WO-A-95/06400;R.F.Service,Science1998,279,1135;Wudl等人,Appl.Phys.Lett.1998,73,2561;J.Bharathan,Y.Yang,Appl.Phys.Lett.1998,72,2660;T.R.Hebner,C.C.Wu,D.Marcy,M.L.Lu,J.Sturm,Appl.Phys.Lett.1998,72,519）;以及WO99/48160。

来自空穴注入层的空穴的注入（例如ITO到有机发射层中）受如下控制：由发射材料的空穴注入层功函与最高已占分子轨道(HOMO)之间的能量差，以及在空穴注入层与发射材料之间的界面处的化学相互作用。在空穴注入层上沉积高功函的有机材料，例如掺杂聚（苯乙烯磺酸酯）的聚（3,4-乙烯二氧噻吩）（PEDOT/PSS）、N,N'-二苯基-N,N'-（2-萘基）-(1,1'-苯基)-4,4'-二胺(NBP)和N,N'-二(3-甲基苯基)-1,1'-联苯基-4,4'-二胺(TPD)，提供了空穴传输层（HTL）,其促进向发光层中的空穴注入、从空穴注入电极稳定地传输空穴以及阻挡电子。这些层在增加引入发光层中的空穴数目方面是有效的。然而，ITO的表面不是明确限定的，并且在与这些常规空穴传输材料的界面处的化学成分（chemistry）难以控制。