[发明专利]适用于有机电子的包含准金属纳米颗粒的非水性油墨组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年7月17日提交的美国临时申请号62/194,000的优先权，该申请的全部内容通过这种引用的方式明确地并入本文。

发明领域

本发明涉及包含聚噻吩聚合物和准金属纳米颗粒的非水性油墨组合物，以及其在例如有机电子器件中的应用。

背景技术

尽管在节能器件(举例来说，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))方面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加工和/或器件性能。例如，在有机电子中使用的一种具有前景的材料类型为导电聚合物，包括例如聚噻吩。然而，在聚合物的纯度、可加工性和它们的中性和/或导电状态的不稳定性方面可能出现问题。而且，重要的是对各种器件结构的交替层中使用的聚合物的溶解性(例如特定器件结构中相邻层的正交或交替溶解性能)有非常良好的控制。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。

在典型的OLED器件堆叠中，大多数p-掺杂的聚合物HIL(如包含PEDOT:PSS的HIL)的折射率为约1.5，而发射材料通常具有显著更高的折射率(1.7或更高)。结果，在EML/HIL(或HTL/HIL)和HIL/ITO界面处发生额外的全内反射，导致光提取效率降低。

对于控制空穴注入和传输层的性能，如溶解性、热/化学稳定性和电子能级(如HOMO和LUMO)，从而使化合物能够适应于不同的应用并与诸如发光层、光活性层和电极的不同化合物一起发挥作用的良好的平台系统具有持续的未得到解决的需求。良好的溶解性、难处理性(intractability)和热稳定性性能很重要。同样重要的是除了其他性能之外，调整HIL电阻率和HIL层厚度，同时保持高透明度、低吸收率、低内反射和低工作电压和延长的寿命。配制用于特定应用的系统以及提供此类性能之间所需要的平衡的能力也很重要。

发明概述

在第一方面，本发明涉及一种非水性油墨组合物，其包含：

(a)包含符合式(I)的重复单元的聚噻吩，

其中R₁和R₂各自独立地为H、烷基、氟代烷基、烷氧基、芳氧基或-O-[Z-O]_p-R_e；

其中

Z是任选卤代的亚烃基，

p为等于或大于1，并且

R_e是H、烷基、氟代烷基或芳基；

(b)一种或多种准金属纳米颗粒；和

(c)包含一种或多种有机溶剂的液体载体。

在第二方面，本发明涉及一种用于形成空穴携带膜(hole-carrying film)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布基板；和

2)使基板上的涂层退火，从而形成空穴携带膜。

在第三方面，本发明涉及通过本文所述的方法形成的空穴携带膜。

在第四方面，本发明涉及一种器件，其包括本文所述的空穴携带膜，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。

本发明的一个目的是在包含本文所述的组合物的器件中提供调整HIL的电学性能、热稳定性和操作稳定性以能够提高寿命的能力。

本发明的另一个目的是提供在包含本文所述的组合物的器件中调整膜厚度并保持在可见光谱(透射率>90％T)内的高透明度或低吸光度的能力。

附图简要说明

图1示出了由不含SiO2纳米颗粒的基础油墨制成的膜的电阻率随退火温度的变化曲线。

图2示出了由本发明的NQ油墨6-8制成的膜的电阻率随退火温度的变化曲线。

图3示出了由本发明的NQ油墨6-8制成的膜的厚度随退火温度的变化曲线。

图4示出了由NQ油墨1(基于DMSO且具有SiO₂)相对于由基础油墨(无SiO₂的基于DMSO的油墨)制成的HIL的热稳定性的改善。

图5示出了由NQ油墨11制成的HIL相对于由NQ油墨12制成的HIL的电压(空穴注入)的改善。

图6示出了由NQ油墨10制成的HIL相对于由NQ油墨9制成的HIL的板对板结果变化性的改善。

发明详述