[发明专利]电荷转移盐、电子器件以及形成它们的方法

说明书

一种电荷转移盐，其由包含式(I)重复单元的材料和n‑掺杂剂形成：其中BG是重复单元的主链基团；R¹是包含至少一个阳离子或阴离子基团的离子取代基；n是至少1；R²是非离子取代基；并且m是0或正整数；该材料进一步包含平衡所述阳离子或阴离子基团的电荷的抗衡离子。

发明领域

本发明涉及n-掺杂的材料，特别是n-掺杂的聚合物，形成所述n-掺杂的材料的方法以及含所述n-掺杂的材料的电子器件。

发明背景

对于在器件例如有机发光二极管(OLED)、有机光响应器件(特别是有机光伏器件和有机光传感器)、有机晶体管和存储器阵列器件中的应用，含有活性有机材料的电子器件正引起越来越多的关注。含有活性有机材料的器件提供诸如低重量、低功率消耗和柔性的益处。此外，可溶有机材料的使用允许在器件制造中利用溶液加工，例如喷墨印刷或者旋涂。

有机发光器件具有携带阳极的基底、阴极以及介于阳极和阴极之间的有机发光层，所述有机发光层含有发光材料。

在操作中，空穴通过阳极被注入器件而电子通过阴极被注入器件。发光材料的最高已占分子轨道(HOMO)中的空穴和最低未占分子轨道(LUMO)中的电子结合从而形成激子，所述激子以光的形式释放其能量。

阴极包括金属单层例如铝，如WO 98/10621中所公开的钙和铝的双层；以及如下文献中公开的碱金属或碱土金属化合物层与铝层的双层：L.S.Hung,C.W.Tang,和M.G.Mason,Appl.Phys.Lett.70,152(1997)。

可以在阴极和发光层之间提供电子传输层或电子注入层。

WO2012/133229公开了包含电荷注入层或电荷传输层的OLED，所述电荷注入层或电荷传输层含有具有含羧酸盐取代基的结构单元的聚合物。

Bao等人的“Use of a 1H-Benzoimidazole Derivative as an n-Type Dopantand To Enable Air-Stable Solution-Processed n-Channel Organic Thin-FilmTransistors”J.Am.Chem.Soc.2010,132,8852–8853公开了通过如下方式掺杂[6,6]-苯基C₆₁丁酸甲酯(PCBM)：将(4-(1,3-二甲基-2,3-二氢-1H-苯并咪唑-2-基)苯基)二甲基胺(N-DMBI)与PCBM混合并通过加热以激活N-DMBI。

US2014/070178公开了一种OLED，其具有设置在基底上的阴极和通过热处理电子传输材料和N-DMBI形成的电子传输层。公开了在N-DMBI的热处理时形成的自由基可以是n-掺杂剂。

US8920944公开了用于掺杂有机半导体材料的n-掺杂剂前体。

Naab等人，“Mechanistic Study on the Solution-Phase n-Doping of 1,3-Dimethyl-2-aryl-2,3-dihydro-1H-benzoimidazole Derivatives”,J.Am.Chem.Soc.2013,135,15018-15025公开了可以通过氢化物转移途径或电子转移途径发生n掺杂。

本发明的目的是提供包含溶液加工的n-掺杂层的有机电子器件。

发明概述

在第一方面，本发明提供由包含式(I)重复单元的材料和n-掺杂剂形成的电荷转移盐：

其中BG是重复单元的主链基团；R¹是包含至少一个阳离子或阴离子基团的离子取代基；n是至少1；R²是非离子取代基；并且m是0或正整数；该材料进一步包含平衡所述阳离子或阴离子基团的电荷的抗衡离子。