DE102008045664A1 - Optoelectronic device, useful e.g. as organic or polymer light-emitting diode, organic field-effect-transistor, organic constituent, organic field-quench element, comprises a layer comprising a polymer with fluorine-containing group - Google Patents
Optoelectronic device, useful e.g. as organic or polymer light-emitting diode, organic field-effect-transistor, organic constituent, organic field-quench element, comprises a layer comprising a polymer with fluorine-containing group Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung umfassend eine Schicht, enthaltend ein Polymer mit fluorhaltigen Gruppen, wobei zumindest zwischen einem Teil der fluorhaltigen Gruppen der Schicht eine adhäsive Fluor-Fluor-Wechselwirkung besteht. Die Erfindung ist ferner auf die Verwendung der optoelektronischen Vorrichtung sowie auf ein Verfahren zu dessen Herstellung gerichtet.The The present invention relates to an optoelectronic device comprising a layer containing a polymer containing fluorine Groups, wherein at least between a part of the fluorine-containing groups of Layer consists of an adhesive fluorine-fluorine interaction. The invention further relates to the use of the optoelectronic Device and directed to a method for its preparation.
Elektronische Vorrichtungen, welche organische, metallorganische und/oder polymere Halbleiter enthalten, werden immer häufiger in kommerziellen Produkten verwendet oder stehen kurz vor der Markteinführung. Als Beispiele seien hier Ladungstransportmaterialien auf organischer Basis (beispielsweise Lochtransporter auf Triarylamin-Basis) in Kopiergeräten und organische oder polymere Leuchtdioden (OLEDs oder PLEDs) in Anzeige- und Displayvorrichtungen oder organische Photorezeptoren in Kopierern genannt. Organische Solarzellen (O-SC), organische Feldeffekt-Transistoren (O-FET), organische Dünnfilm-Transistoren (O-TFT), organische Schaltelemente (O-IC), organische optische Verstärker und organische Laserdioden (O-Laser) sind in einem fortgeschrittenem Entwicklungsstand und können in der Zukunft große Bedeutung erlangen.electronic Devices which are organic, organometallic and / or polymeric Semiconductors are becoming more common in commercial Products are used or are about to be launched. As examples, here are charge transport materials on organic Base (for example, triarylamine-based hole transporters) in Photocopiers and organic or polymeric light-emitting diodes (OLEDs or PLEDs) in display and display devices or organic Called photoreceptors in copiers. Organic solar cells (O-SC), organic field-effect transistors (O-FET), organic thin-film transistors (O-TFT), organic switching elements (O-IC), organic optical amplifiers and organic laser diodes (O-lasers) are in an advanced state Level of development and can be great in the future Gain meaning.
Viele dieser elektronischen bzw. opto-elektronischen Vorrichtungen weisen unabhängig von dem jeweiligen Verwendungszweck folgenden allgemeinen Schichtaufbau auf, der für die jeweilige Anwendung angepasst werden kann:
- (1) Substrat,
- (2) Elektrode, die häufig metallisch oder anorganisch, aber auch aus organischen bzw. polymeren leitfähigen Materialien aufgebaut sein kann,
- (3) gegebenenfalls eine oder mehrere Ladungsinjektionsschicht bzw. Zwischenschicht zum Ausgleich von Unebenheiten der Elektrode („planarisation layer”), die häufig aus einem oder mehreren leitfähigen, dotierten Polymer/en ausgebildet ist/sind,
- (4) mindestens eine Schicht eines organischen Halbleiters,
- (5) gegebenenfalls eine oder mehrere weitere Ladungstransport- bzw. Ladungsinjektions- bzw. Ladungsblockierschicht/en,
- (6) Gegenelektrode, bei der die unter (2) genannten Materialien eingesetzt werden,
- (7) Verkapselung.
- (1) substrate,
- (2) electrode, which can often be metallic or inorganic, but also composed of organic or polymeric conductive materials,
- (3) optionally one or more charge injection layer (s) to compensate for unevenness of the planarization layer, often formed of one or more conductive doped polymer (s),
- (4) at least one layer of an organic semiconductor,
- (5) optionally one or more further charge-transport or charge-blocking layer (s),
- (6) counterelectrode, in which the materials mentioned under (2) are used,
- (7) Encapsulation.
Die
vorliegende Erfindung ist insbesondere, aber nicht ausschließlich,
auf organische Leuchtdioden (OLED = Organic Light Emitting Diode)
gerichtet, die bei Verwendung von polymeren Materialien oft auch
als polymere Leuchtdioden (PLEDs) bezeichnet werden. Die obige Anordnung
stellt den allgemeinen Aufbau einer optoelektronischen Vorrichtung
dar, wobei verschiedene Schichten zusammengefasst werden können,
so dass im einfachsten Fall eine Anordnung aus zwei Elektroden,
zwischen denen sich eine organische Schicht befindet, besteht. Die
organische Schicht erfüllt in diesem Fall alle Funktionen,
einschließlich der Emission von Licht. Ein derartiges System
ist beispielsweise in der
Ein Problem, das sich in einem derartigen „Dreischichtsystem” ergibt, ist jedoch die fehlende Steuerung der Ladungstrennung oder die fehlende Möglichkeit, die einzelnen Bestandteile in unterschiedliche Schichten bezüglich ihrer Eigenschaften zu optimieren, wie es beispielsweise bei SMOLEDs („small-molecule OLEDs”) durch einen mehrschichtigen Aufbau einfach gelöst ist. Eine „small molecule OLED” besteht beispielsweise aus einer oder mehreren organischen Lochinjektionsschichten, Lochtransportschichten, Emissionsschichten, Elektronentransportschichten und Elektroneninjektionsschichten sowie einer Anode und einer Kathode, wobei sich das ganze System gewöhnlich auf einem Glassubstrat befindet. Ein Vorteil einer solchen Mehrlagenstruktur besteht darin, dass verschiedene Funktionen der Ladungsinjektion, des Ladungstransports und der Emission in die verschiedenen Schichten aufgeteilt und somit die Eigenschaften der jeweiligen Schichten separat modifiziert werden können.One Problem that arises in such a "three-layer system", however, is the lack of control of charge separation or the lack of control Possibility to separate the individual components into different layers to optimize their properties, as for example in SMOLEDs ("small-molecule OLEDs") by a multilayered structure is simply solved. A "small For example, "molecule OLED" consists of one or more organic hole injection layers, hole transport layers, emission layers, Electron transport layers and electron injection layers as well an anode and a cathode, the whole system usually being located on a glass substrate. An advantage of such a multilayer structure is that different functions of charge injection, of charge transport and emission into the different layers divided and thus the properties of the respective layers can be modified separately.
Typische Lochtransportmaterialien in SMOLEDs sind beispielsweise Di- und Triarylamine, Thiophene, Furane oder Carbazole, wie sie auch in Photoleiteranwendungen untersucht und verwendet werden.typical Hole transport materials in SMOLEDs are, for example, di- and Triarylamines, thiophenes, furans or carbazoles, as well as in Photoconductor applications are studied and used.
Metallchelate, konjugierte aromatische Kohlenwasserstoffe, Oxadiazole, Imidazole, Triazine, Pyrimidine, Pyrazine, Pyridazine, Phenanthroline, Ketone oder Phosphinoxide werden gewöhnlich für die Emissions- und Elektronentransport-Schichten in SMOLEDs verwendet.metal chelates, conjugated aromatic hydrocarbons, oxadiazoles, imidazoles, Triazines, pyrimidines, pyrazines, pyridazines, phenanthrolines, ketones or phosphine oxides are usually used for the emission and Electron transport layers used in SMOLEDs.
Die Verbindungen, welche in einer SMOLED verwendet werden, können häufig durch Sublimationen gereinigt werden und stehen somit in Reinheiten größer als 99 Prozent zur Verfügung.The compounds used in a SMOLED can often be made by sublimations be cleaned and are therefore available in purities greater than 99 percent available.
Das Aufbringen der Schichten in SMOLED-Vorrichtungen erfolgt gewöhnlich durch Aufdampfen in einer Vakuumkammer. Dieses Verfahren ist jedoch aufwändig und somit teuer und insbesondere für große Moleküle, wie beispielsweise Polymere, ungeeignet.The Application of the layers in SMOLED devices is usually done by vapor deposition in a vacuum chamber. This procedure is however consuming and therefore expensive and especially for large molecules, such as polymers, unsuitable.
Polymere OLED-Materialien werden deshalb meist durch Beschichtung aus Lösung aufgetragen. Die Herstellung einer mehrschichtigen organischen Struktur durch Beschichtung aus Lösung erfordert jedoch, dass das Lösungsmittel mit der jeweils vorhergehenden Schicht inkompatibel ist, um diese nicht wieder anzulösen, zu quellen oder gar zu zerstören. Die Wahl des Lösungsmittels erweist sich jedoch als schwierig, da die eingesetzten organischen Verbindungen gewöhnlich ähnliche Eigenschaften, insbesondere ähnliche Lösungseigenschaften, besitzen. Eine Aufbringung weiterer Schichten aus Lösung wird dadurch nahezu unmöglich oder zumindest wesentlich erschwert.polymers OLED materials are therefore usually by coating from solution applied. The production of a multilayer organic structure however, by coating from solution requires that Solvent incompatible with the previous layer is not to redeem them, to swell them or even to destroy. The choice of solvent proves However, it is difficult because of the organic compounds used usually similar properties, especially similar Solution properties, own. An application of more This makes layers of solution almost impossible or impossible at least considerably more difficult.
Entsprechend sind polymere OLEDs nach dem Stand der Technik gewöhnlich nur aus einer einschichtigen oder höchstens zweischichtigen organischen Struktur aufgebaut, wobei beispielsweise eine der Schichten für die Lochinjektion und den Lochtransport verwendet wird und die zweite Schicht für die Injektion und den Transport von Elektronen sowie für die Emission verwendet wird.Corresponding are conventional prior art polymeric OLEDs only from a single-layer or at most two-layered organic structure constructed, for example, one of the layers is used for hole injection and hole transport and the second layer for injection and transportation of electrons as well as for the emission is used.
Insbesondere bei der Herstellung von weißlichtemittierenden PLEDs besteht häufig das Problem, dass es schwierig oder unmöglich ist, ein einzelnes Chromophor zu finden, das Licht im gesamten sichtbaren Bereich emittiert. Deshalb werden im Stand der Technik meist unterschiedliche Chromophore copolymerisiert, wobei es hier allerdings häufig zu Farbverschiebungen oder Quencheffekten kommt.Especially in the production of white light emitting PLEDs often the problem that it is difficult or impossible is to find a single chromophore, the light in the entire visible Area emitted. Therefore, in the prior art are usually different Chromophores copolymerized, although it is common here to color shifts or quench effects comes.
Aus
diesem Grund werden im Stand der Technik Blends eingesetzt, beispielsweise
Blends (Mischungen) aus einem blau emittierenden Polymer und einem
geringen Anteil einer gelb bis rot emittierenden polymeren oder
niedermolekularen Verbindung (z. B.
Weißlichtemittierende PLEDs wären insbesondere vorteilhaft, um vollfarbige Displays herzustellen und dabei aufwändige Drucktechniken zu vereinfachen oder zu umgehen. Dazu könnte man ein weiß emittierendes Polymer entweder großflächig oder strukturiert auftragen und die einzelnen Farben daraus durch einen Farbfilter erzeugen, wie es bereits bei Flüssigkristallanzeigen (LCD) Stand der Technik ist.Weißlichtemittierende PLEDs would be particularly beneficial to full-color displays and thereby to simplify complex printing techniques or to get around. This could be a white emitting Polymer either large or structured Apply and the individual colors from it through a color filter as already done with liquid crystal displays (LCD) Prior art is.
Weiß emittierende Polymere können weiterhin Verwendung finden für monochrom weiße Displays.White emitting Polymers can still be used for monochrome white displays.
Des Weiteren ist die Verwendung weiß emittierender Polymere in Flüssigkristallanzeigen als Backlight möglich, sowohl für monochrome wie auch für mehrfarbige Displays.Of Another is the use of white emitting polymers possible in liquid crystal displays as backlight, for both monochrome and multi-colored Displays.
In der breitest möglichen Anwendung ist die weiße Emission für allgemeine Beleuchtungszwecke (Illumination) einzusetzen, da Weiß dem Sonnenlicht am ähnlichsten ist.In the widest possible application is the white one Emission for general lighting purposes (illumination) because white is most similar to sunlight is.
Aus dem oben beschriebenen Stand der Technik ist offensichtlich, dass weißlichtemittierende PLEDs sinnvoll wären, es jedoch bislang noch keine Lösung gibt, wie hochwertige, weiß emittierende PLEDs erhalten werden können.Out In the above-described prior art it is obvious that white light emitting PLEDs would be useful, it but so far there is no solution, such as high quality, white emitting PLEDs can be obtained.
Vorteilhaft bei den polymeren OLEDs wäre offensichtlich auch eine Mehrschichtstruktur wie bei den SMOLEDs, wobei im Stand der Technik verschiedene Ansätze versucht wurden.Advantageous In the case of the polymeric OLEDs, obviously a multilayer structure would also be apparent as with the SMOLEDs, with different approaches in the prior art were tried.
So
offenbart beispielsweise die
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand somit in der Bereitstellung einer optoelektronischen Vorrichtung, bei der eine polymere Schicht ohne Anwendung energiereicher Strahlung fixiert ist.The Object of the present invention was therefore in the provision an optoelectronic device in which a polymeric layer is fixed without application of high-energy radiation.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine optoelektronische Vorrichtung umfassend eine Schicht, enthaltend ein Polymer mit fluorhaltigen Gruppen, wobei zumindest zwischen einem Teil der fluorhaltigen Gruppen der Schicht eine adhäsive Fluor-Fluor-Wechselwirkung besteht.The The object is achieved by an optoelectronic device comprising a layer containing a polymer containing fluorine Groups, wherein at least between a part of the fluorine-containing groups the layer consists of an adhesive fluorine-fluorine interaction.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Schicht ein Polymer mit Lochinjektions- und/oder Lochtransportfunktion.In a preferred embodiment of the invention the layer is a polymer with hole injection and / or hole transport function.
Ebenso bevorzugt ist, dass die Schicht ein Polymer mit Emitterfunktion umfasst. Weiterhin bevorzugt ist, wenn die Schicht ein Polymer mit Lochinjektions- und/oder Lochtransportfunktion und/oder Emitterfunktion umfasst.As well it is preferred that the layer is a polymer with emitter function includes. It is further preferred if the layer is a polymer with Hole injection and / or hole transport function and / or emitter function.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Polymer ein Blend aus zwei oder mehr Polymeren ist. Besonders bevorzugt weist zumindest eines der Polymere, ganz besonders bevorzugt alle Polymere, fluorhaltige Gruppen auf.In a further embodiment of the invention it is preferred the polymer is a blend of two or more polymers. Especially preferably has at least one of the polymers, most preferably all polymers, fluorine-containing groups.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner wenigstens eine weitere Schicht.The The device according to the invention further comprises at least another layer.
Im Sinne dieser Erfindung ist ebenfalls bevorzugt, dass die weitere Schicht ein Polymer mit Lochinjektionsfunktion, Lochtransportfunktion, Lochblockierfunktion, Emitterfunktion, Elektroneninjektionsfunktion, Elektronenblockierfunktion und/oder Elektronentransportfunktion umfasst.in the It is also preferred in this invention that the others Layer a polymer with hole injection function, hole transport function, Hole blocking function, emitter function, electron injection function, Electron blocking function and / or electron transport function includes.
Die weitere Schicht enthält bevorzugt ein Polymer mit fluorhaltigen Gruppen. Anstelle des Polymers der weiteren Schicht kann auch ein fluoriertes Oligomer oder ein fluoriertes kleines Molekül eingesetzt werden. Unter einem Oligomer im Sinne dieser Erfindung wird ein Molekül verstanden, dass mehr als 2 Wiederholungseinheiten, bevorzugt 3 bis 9, aufweist. Ein Polymer weist bevorzugt 10 oder mehr Wiederholungseinheiten auf.The another layer preferably contains a polymer with fluorine-containing Groups. Instead of the polymer of the further layer may also be fluorinated oligomer or a fluorinated small molecule be used. Under an oligomer in the context of this invention is a molecule understood that more than 2 repeat units, preferably 3 to 9, comprising. A polymer preferably has 10 or more repeat units.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es bevorzugt, dass das Polymer der weiteren Schicht eine Emitterfunktion aufweist. Insbesondere soll das Polymer mit Emitterfunktion Licht verschiedener Wellenlängen emittieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass in der Schicht unterschiedliche Emitter in einem oder in mehreren Polymeren oder einem Blend vorliegen.In a further preferred embodiment of the invention it is preferred that the polymer of the further layer has an emitter function having. In particular, the polymer should emitter light emit different wavelengths. This can be done be achieved that in the layer different emitters in one or more polymers or a blend.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung mehrere Schichten von Polymeren mit Emitterfunktion umfasst. Besonders bevorzugt ist dabei, dass die mehreren Schichten der Polymere mit Emitterfunktion jeweils Licht verschiedener Wellenlängen emittieren.About that In addition, it is preferable that the device has multiple layers of polymers with emitter function. Particularly preferred doing that the multiple layers of polymers with emitter function each emit light of different wavelengths.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist es ferner bevorzugt, dass sich die verschiedenen Wellenlängen zur Farbe Weiß addieren.In a particularly preferred embodiment is further preferred that the different wavelengths for Add color white.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung umfasst beispielsweise eine Mehrschichtanordnung für einen Weißlichtemitter, umfassend eine Zwischenschicht und eine blaue Polymerschicht, welche beide über F-F-Wechselwirkungen adhärieren, und einen gelben Triplett-Emitter, der gegebenenfalls ebenfalls über F-F-Wechselwirkungen adhärieren kann. Der gelbe Triplett-Emitter kann ein echter gelber Emitter sein oder ein Emitter, welcher sich aus einem roten und grünen Emitter zusammensetzt. Durch den Einsatz von stabilen Triplett-Emittern mit hohen Effizienzen kann ein Weißlicht emittierendes System mit hoher Effizienz und hoher Lebensdauer erhalten werden. Dieses System zeichnet sich zudem durch eine einfache Herstellungsmethode (keine Vakuumaufdampfung erforderlich) und somit geringere Kosten aus.A preferred embodiment of the invention includes, for example a multilayer arrangement for a white light emitter, comprising an intermediate layer and a blue polymer layer which both adhere via F-F interactions, and a yellow triplet emitter, possibly also via F-F interactions can adhere. The yellow triplet emitter can be a real be a yellow emitter or an emitter, which is made of a red and green emitter. Through the use of stable triplet emitters with high efficiencies can be a white light emitting system with high efficiency and long life become. This system is also characterized by a simple manufacturing method (no Vacuum evaporation required) and thus lower costs.
In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung mehrere Schichten von Polymeren mit Lochleiterfunktion umfassen, wobei die Lochleiter energetisch unterschiedliche höchste besetzte Molekülorbitale (HOMO) aufweisen.In a still further embodiment of the invention can the device has several layers of polymers with hole conductor function include, wherein the hole conductors energetically different highest occupied molecular orbitals (HOMO).
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass die zuletzt aufgebrachte Polymerschicht mit Lochleiterfunktion ein energetisch hohes niedrigstes unbesetztes Molekülorbital (LUMO) aufweist. Auf diese Weise ist die zuletzt aufgebrachte Polymerschicht eine Elektronenblockierschicht.there it is particularly preferred that the last applied polymer layer with hole conductor function an energetically high lowest unoccupied Molecular orbital (LUMO) has. That way is the last one applied polymer layer an electron blocking layer.
In einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Vorrichtung mehrere Schichten von Polymeren mit Elektronenleiterfunktion umfassen, wobei die Elektronenleiter energetisch unterschiedliche höchste besetzte Molekülorbitale (HOMO) aufweisen.In a still further embodiment of the invention can the device has multiple layers of polymers with electron conductor function include, wherein the electron conductor energetically different highest occupied molecular orbitals (HOMO).
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass die zuerst aufgebrachte Polymerschicht mit Elektronenleiterfunktion ein energetisch niedriges niedrigstes unbesetztes Molekülorbital (LUMO) aufweist. Auf diese Weise ist die zuerst aufgebrachte Polymerschicht eine Lochblockierschicht.there it is particularly preferred that the polymer layer applied first with electron conductor function an energetically low lowest Unoccupied molecular orbital (LUMO). That way is the first-applied polymer layer has a hole-blocking layer.
Eine bevorzugte Ausführungsform umfasst somit eine Mehrschichtanordnung, umfassend mehrere (teil-)fluorierte polymere Lochleiter und/oder Elektronenleiter (Interlayer) mit unterschiedlichem HOMO („highest occupied molecular orbital”) und entsprechender Elektronen- bzw. Lochblockierfunktion. Dadurch kann eine verbesserte Loch- bzw Elektroneninjektion aufgrund von abgestuften Barrierestufen erreicht werden.A preferred embodiment thus comprises a multilayer arrangement, comprising a plurality of (partially) fluorinated polymeric hole conductors and / or Electron conductor (Interlayer) with different HOMO ("highest occupied molecular orbital ") and corresponding electron or hole blocking function. As a result, an improved hole or Electron injection due to graded barrier steps achieved become.
Erfindungsgemäß kann es ferner von Vorteil sein, dass die Vorrichtung eine Schicht (oder mehrere Schichten) mit kleinen Molekülen oder Oligomeren umfasst. Diese wird bevorzugt als letzte Schicht (vor einer Kathode) aufgebracht. Die Aufbringung der Schicht kann durch Beschichten aus Lösung, durch Druckverfahren durch Aufdampfen oder sonstige im Stand der Technik bekannte Methoden erfolgen.According to the invention it is further advantageous that the device has a layer (or several layers) with small molecules or oligomers includes. This is preferred as the last layer (in front of a cathode) applied. The application of the layer may be by coating from solution, by printing by vapor deposition or other methods known in the art take place.
Im Sinne dieser Erfindung ist es bevorzugt, dass zwischen einem Teil der fluorhaltigen Gruppen der ersten Schicht und der jeweiligen weiteren Schicht/en eine adhäsive Fluor-Fluor-Wechselwirkung besteht. Dies bedeutet, dass sowohl innerhalb der Schicht, als auch zwischen benachbarten Schichten eine adhäsive F-F-Wechselwirkung besteht.in the According to this invention, it is preferable that between a part the fluorine-containing groups of the first layer and the respective ones further layer / s an adhesive fluorine-fluorine interaction consists. This means that both within the layer, as well between adjacent layers an adhesive F-F interaction consists.
„Ein Teil” der fluorhaltigen Gruppen bedeutet dabei, dass etwa 1 bis 100%, bevorzugt 5 bis 90% und besonders bevorzugt 10 bis 80% der fluorhaltigen Gruppen in Wechselwirkung treten. Dabei kann beispielsweise der Abstand der Fluoratome, um miteinander in Wechselwirkung zu treten, in etwa dem Van-der-Waals Radius entsprechen. Zumindest ist der Abstand der Fluoratome zueinander so, dass eine attraktive F-F-Wechselwirkung eintritt, vergleichbar mit der Wechselwirkung bei Wasserstoffbrückenbindungen. Bevorzugt umfasst ein Polymer in einer erfindungsgemäßen Schicht 0,5 bis 100%, besonders bevorzugt 1 bis 50% und insbesondere 1 bis 25% fluorhaltige Gruppen, bezogen auf die Wiederholungseinheiten des Polymers. 100% bedeutet somit, dass jede Wiederholungseinheit des Polymers fluorhaltige Gruppen aufweist."One Part "of the fluorine-containing groups means that about 1 to 100%, preferably 5 to 90% and particularly preferably 10 to 80% the fluorine-containing groups interact. It can, for example the distance of the fluorine atoms to interact with each other approximately equal to the van der Waals radius. At least is the distance of the fluorine atoms to each other so that an attractive F-F interaction occurs, comparable to the interaction at hydrogen bonds. Preferably comprises Polymer in a layer according to the invention 0.5 up to 100%, more preferably 1 to 50% and especially 1 to 25% fluorine - containing groups, related to the repeating units of the Polymer. 100% means that each repeat unit of the Polymers having fluorine-containing groups.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst ferner eine Elektrode (Anode), wobei die Elektrode (Anode) bevorzugt eine Indium-Zinnoxid-Schicht (ITO), eine Indium-Zinkoxid-Schicht (IZO) oder ein leitfähiges Polymer ist. Das leitfähige Polymer ist bevorzugt ausgewählt aus PEDOT oder PANI. Weitere bevorzugte (intrinsisch) leitfähige Polymere sind, Polythiophen (PTh), Poly(3,4-ethylendioxythiphene) (PEDT), Polydiacetylen, Polyacetylen (PAc), Polypyrrol (PPy), Polyisothianaphthen (PITN), Polyheteroarylenvinylen (PArV), wobei die Heteroarylen-Gruppe z. B. Thiophen, Furan oder Pyrrol sein kann, Poly-p-phenylen (PpP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyperinaphthalin (PPN), Polyphthalocyanin (PPc) u. a., sowie deren Derivate (die z. B. aus mit Seitenketten oder -gruppen substituierten Monomeren gebildet werden), deren Copolymere und deren physikalische Mischungen.The The device according to the invention further comprises a Electrode (anode), wherein the electrode (anode) preferably an indium tin oxide layer (ITO), an indium-zinc oxide (IZO) or a conductive layer Polymer is. The conductive polymer is preferably selected from PEDOT or PANI. Other preferred (intrinsic) conductive Polymers are, polythiophene (PTh), poly (3,4-ethylenedioxythiphene) (PEDT), polydiacetylene, polyacetylene (PAc), polypyrrole (PPy), polyisothianaphthene (PITN), polyheteroarylenevinylene (PArV), wherein the heteroarylene group z. Example, thiophene, furan or pyrrole, poly-p-phenylene (PpP), Polyphenylene sulfide (PPS), polyperinaphthalene (PPN), polyphthalocyanine (PPc) u. a., And their derivatives (eg those with side chains or groups of substituted monomers are formed), their copolymers and their physical mixtures.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung umfasst darüber hinaus bevorzugt eine Kathode und vorteilhaft auch eine Verkapselung.The Optoelectronic device according to the invention moreover preferably comprises a cathode and advantageous also an encapsulation.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann als organische oder polymere Leuchtdiode, als organische Solarzelle, als organischer Feldeffekt-Transistor, als organisches Schaltelement, als organisches Feld-Quench-Element, als organischer optischer Verstärker, als organische Laserdiode, als organischer Photorezeptor und als organische Photodiode verwendet werden.The Optoelectronic device according to the invention can be used as organic or polymeric light-emitting diode, as organic solar cell, as an organic field-effect transistor, as an organic switching element, as an organic field quench element, as an organic optical amplifier, as organic laser diode, as organic photoreceptor and as organic photodiode can be used.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann als OLED in einem Display, in einem farbigen, mehrfarbigen oder vollfarbigen Display, als Beleuchtungselement oder als Backlight in einem Flüssigkristall-Display (LCD) verwendet werden. Bevorzugt kann die optoelektronische Vorrichtung als Weißlicht emittierende OLED verwendet werden.The optoelectronic device according to the invention can be used as an OLED in a display, in a colored, multicolour or full-color display, as a lighting element or as a backlight in a liquid crystal tall display (LCD). Preferably, the optoelectronic device can be used as a white light emitting OLED.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann in einem weiß emittierenden Display verwendet werden.The Optoelectronic device according to the invention can be used in a white emitting display.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann in einem farbigen, mehrfarbigen oder vollfarbigen Display verwendet werden, wobei die Farbe durch Verwendung eines Farbfilters auf einer weiß emittierenden PLED erzeugt wird.The Optoelectronic device according to the invention Can be used in a color, multicolor or full color display be the color by using a color filter on a white emitting PLED is generated.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann als Beleuchtungselement verwendet werden.The Optoelectronic device according to the invention can be used as a lighting element.
Die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung kann in einem Flüssigkristall-Display (LCD), enthaltend als Backlight eine weiß emittierende PLED, verwendet werden.The Optoelectronic device according to the invention can in a liquid crystal display (LCD), containing as backlight a white emitting PLED, can be used.
Im Sinne dieser Erfindung besitzen die fluorhaltigen Gruppen Rf bevorzugt die allgemeine Formel CxHyFz, wobei x ≥ 0, y ≥ 0 und z ≥ 1 sind und keine, eine oder mehrere CH2-Gruppen, die auch benachbart sein können, durch O, S, Se, Te, Si(R1)2, Ge(R1)2, NR1, PR1, CO, P(R1)O ersetzt sein können, wobei R1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkenyl-, Arylalkinyl-, Heteroaryl- oder Heteroalkylgruppe ist, wobei auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome der nicht aromatischen Anteile durch O, S, CO, COO oder OCO ersetzt sein können, mit der Maßgabe, dass zwei Reste R1 auch miteinander Ringsysteme bilden können. Bevorzugte Gruppen umfassen beispielsweise F, CF3, C2F5, CF3(CH2)aS, CF3CF2S oder (CF3-(CH2)a)2N, wobei a bevorzugt eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellt.For the purposes of this invention, the fluorine-containing groups R f preferably have the general formula C x H y F z , where x ≥ 0, y ≥ 0 and z ≥ 1 and none, one or more CH 2 groups, which may also be adjacent may be replaced by O, S, Se, Te, Si (R 1 ) 2 , Ge (R 1 ) 2 , NR 1 , PR 1 , CO, P (R 1 ) O, where R 1 is the same or different on each occurrence unlike a straight chain, branched or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, arylalkynyl, heteroaryl or heteroalkyl group, wherein also one or more non-adjacent carbon atoms of the nonaromatic moieties are represented by O , S, CO, COO or OCO can be replaced, with the proviso that two radicals R 1 can also form ring systems with one another. Preferred groups include, for example, F, CF 3 , C 2 F 5 , CF 3 (CH 2 ) a S, CF 3 CF 2 S or (CF 3 - (CH 2 ) a ) 2 N, where a is preferably an integer of 0 to 5 represents.
Überraschenderweise konnte gefunden werden, dass nach dem Aufbringen eines fluorierten Polymers oder eines Polymers mit fluorierten oder perfluorierten Seitengruppen aus Lösung nach dem Entfernen des Lösungsmittels das Polymer sich nicht mehr lösen oder abwaschen lässt und auch nicht quillt. Die Schicht konnte also ohne Anwendung von hohen Temperaturen und ohne Anwendung energiereicher Strahlung fixiert werden. Somit kann problemlos eine weitere Schicht aus Lösung aufgebracht werden ohne die Struktur der vorhergehenden Schicht zu schädigen. Überraschenderweise wurde zudem gefunden, dass bei Aufbringung mehrerer fluorierter Polymere (oder fluorierter Oligomere oder fluorierter kleiner Moleküle) durch die Fluor-Fluor-Wechselwirkung der Schichten eine Adhäsion untereinander verursacht wird. Die einzelnen Schichten werden durch Aufbringung weiterer Schichten aus Lösung nicht wieder angelöst und quellen auch nicht. Auf diese Weise können polymere, mehrschichtige Vorrichtungen bereitgestellt werden, wie sie von den „small molecule OLEDs” bekannt sind.Surprisingly could be found that after applying a fluorinated Polymer or a polymer with fluorinated or perfluorinated Side groups from solution after removal of the solvent the polymer can no longer dissolve or wash off and does not swell. The layer could therefore without application of high temperatures and fixed without application of high-energy radiation become. Thus, easily another layer of solution be applied without the structure of the previous layer to harm. Surprisingly, it was also found that upon application of several fluorinated polymers (or fluorinated oligomers or fluorinated small molecules) adhesion due to fluorine-fluorine interaction of the layers caused among each other. The individual layers are applied by application further layers of solution not redissolved and do not swell either. In this way, polymeric, multilayer devices are provided as they are the "small molecule OLEDs" are known.
Die erste Schicht befindet sich vorzugsweise auf einem Substrat, auf welchem sich gewöhnlich eine Elektrode befindet. Bevorzugte Materialien für das Substrat sind z. B. Gläser und Folien, die eine ausreichende mechanische Stabilität und eine Barrierewirkung gewährleisten. Das Substrat kann beispielsweise elektrisch leitfähig beschichtet sein oder es kann eine Indium-Zinnoxid (ITO) oder Indium-Zinkoxid (IZO) aufgebracht sein, was gewöhnlich durch Aufdampfen geschieht. Im Anschluss kann auch die Elektrode fluoriert werden, beispielsweise durch eine CF4-Plasmabeschichtung. Dadurch kann bereits die erste Schicht sehr gut auf der Elektrode fixiert werden, da F-F-Wechselwirkungen zwischen den Schichten stattfinden.The first layer is preferably on a substrate on which there is usually an electrode. Preferred materials for the substrate are e.g. As glasses and films that ensure sufficient mechanical stability and a barrier effect. The substrate may, for example, be coated in an electrically conductive manner or an indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO) may be applied, which is usually done by vapor deposition. Subsequently, the electrode can also be fluorinated, for example by a CF 4 plasma coating. As a result, the first layer can already be fixed very well on the electrode since FF interactions take place between the layers.
Ebenso kann ein leitfähiges Polymer auf das Substrat aufgebracht sein, beispielsweise durch Beschichtung aus Lösung, und als Elektrode dienen. Das leitfähige Polymer ist vorzugsweise ausgewählt aus PEDOT und PANI. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das leitfähige Polymer ein Polymer, das vorzugsweise fluorhaltige Gruppen trägt, beispielsweise fluoriertes PEDOT oder PANI. Bevorzugt ist das Polymer dotiert und kann somit als Ladungsinjektionsschicht fungieren. Bevorzugt ist das Polymer ein Polythiophenderivat, besonders bevorzugt Poly(3,4-ethylendioxy-2,5-thiophen) (PEDOT) oder Polyanilin (PANI). Bevorzugt werden die Polymere mit Polystyrolsulfonsäure oder anderen Polymer gebundenen Brönsted-Säuren dotiert und so in einen leitfähigen Zustand gebracht. Erfindungsgemäß weist das leitfähige Polymer bevorzugt fluorhaltige Gruppen Rf (beispielsweise wie oben definiert) auf.Likewise, a conductive polymer can be applied to the substrate, for example by coating from solution, and serve as an electrode. The conductive polymer is preferably selected from PEDOT and PANI. In a particularly preferred embodiment, the conductive polymer is a polymer which preferably carries fluorine-containing groups, for example fluorinated PEDOT or PANI. The polymer is preferably doped and can thus function as a charge injection layer. Preferably, the polymer is a polythiophene derivative, more preferably poly (3,4-ethylenedioxy-2,5-thiophene) (PEDOT) or polyaniline (PANI). The polymers are preferably doped with polystyrene sulfonic acid or other polymer-bound Brönsted acids and thus brought into a conductive state. According to the invention, the conductive polymer preferably contains fluorine-containing groups R f (for example as defined above).
PEDOT ist kommerziell erhältlich, beispielsweise von H. C. Stark. Meist liegt es mit Polystyrolsulfonsäure dotiert als PEDOT:PSS vor. PEDOT ist ein konjugiertes Polymer und kann positive Ladungen tragen. So wie PANI ist es ein transparentes Polymer und eignet sich deshalb hervorragend als Baustein in einer optoelektronischen Vorrichtung. Das Einbringen von fluorhaltigen Gruppen in PEDOT erfolgt vorteilhaft bei der Herstellung des Polymers, wobei fluorierte Monomere eingesetzt und entsprechend copolymerisiert werden können. Ebenso ist es möglich, wie auch bei PANI, eine aufgebrachte Polymerschicht beispielsweise durch CF4-Plasmabehandlung zu fluorieren.PEDOT is commercially available, for example from HC Stark. It is usually doped with polystyrenesulfonic acid as PEDOT: PSS. PEDOT is a conjugated polymer and can carry positive charges. Like PANI, it is a transparent polymer and is therefore excellently suited as a building block in an optoelectronic device. The introduction of fluorine-containing groups in PEDOT is advantageously carried out in the Her position of the polymer, wherein fluorinated monomers can be used and copolymerized accordingly. It is also possible, as with PANI, to fluorinate an applied polymer layer, for example by means of CF 4 plasma treatment.
Polyanilin ist ein konjugiertes Polymer welches aus oxidativ und säurekatalysiert miteinander gekuppelten Anilin-Monomeren besteht. Polyanilin liegt direkt nach der Synthese dotiert vor (Emeraldine Salz, ES). Bei der säurekatalysierten Polymerisation ist das Dotiermittel das Säure-Anion, im basischen Milieu liegt die Basenform vor (Emeraldine Base, EB). Nicht dotiertes PANI erscheint blau, dotiertes PANI grün und die reduzierten Formen gelblich. Durch Dotieren mittels Einfügen oder Entfernen von Anionen mit unterschiedlichen chemisch-physikalischen Eigenschaften lassen sich gezielt Modifikationen einstellen.polyaniline is a conjugated polymer which is oxidative and acid catalyzed mutually coupled aniline monomers. Polyaniline lies directly after the synthesis doped before (Emeraldine salt, ES). at the acid-catalyzed polymerization is the dopant the acid anion, in the basic environment is the base form (Emeraldine Base, EB). Undoped PANI appears blue, doped PANI green and the reduced forms yellowish. By doping by inserting or removing anions with different chemical-physical properties to set specific modifications.
Um ein erfindungsgemäß gewünschtes, fluorhaltige Gruppen aufweisendes Polyanilin zu erhalten, kann Anilin zusammen mit Anilin-Derivaten copolymerisiert werden, z. B. indem Anilinmonomere mit Substituenten mit fluorhaltigen Resten Rf (beispielsweise wie oben definiert), z. B. 2-Trifluormethyl-Anilin oder ähnlichen Verbindungen, eingesetzt werden.In order to obtain a polyaniline having fluorine-containing groups according to the present invention, aniline may be copolymerized together with aniline derivatives, e.g. B. by Anilinmonomere having substituents with fluorine-containing radicals R f (for example, as defined above), z. For example, 2-trifluoromethyl-aniline or similar compounds.
Es ist ferner bevorzugt, dass die erste Schicht eine Lochinjektionsfunktion und/oder eine Lochtransportfunktion umfasst. Beide Funktionen können beispielsweise durch dotierte Polythiophenderivate oder Polyaniline bereitgestellt werden.It it is further preferred that the first layer has a hole injection function and / or a hole transport function. Both functions can for example by doped polythiophene derivatives or polyanilines to be provided.
Ebenso bevorzugt im Sinne dieser Erfindung kann die erste Schicht eine Emitterfunktion umfassen. Dies kann beispielsweise durch Copolymerisation von Emitterverbindungen oder photolumineszierenden Verbindungen mit den Monomeren des entsprechenden Polymers erfolgen. Die Emitterverbindungen oder photolumineszierenden oder elektrolumineszierenden Verbindungen können sich in der Hauptkette oder der Seitenkette des Polymers befinden oder können beispielsweise an geeigneten Stellen aufgepfropft werden. Ebenso können monomere oder polymere Emitterverbindungen eingesetzt werden, welche ebenfalls fluorhaltige Gruppen aufweisen können.As well For the purposes of this invention, the first layer may be a preferred one Emitter function include. This can be done, for example, by copolymerization of emitter compounds or photoluminescent compounds with the monomers of the corresponding polymer. The emitter compounds or photoluminescent or electroluminescent compounds may be in the main chain or the side chain of the Polymers are or may, for example, at appropriate Jobs are grafted on. Likewise, monomeric or polymeric emitter compounds are used, which also may contain fluorine-containing groups.
Vorzugsweise umfasst die erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung eine zweite Schicht. Ebenso bevorzugt ist, dass neben der zweiten Schicht noch weitere zusätzliche Schichten in der Vorrichtung vorhanden sind. Im Sinne dieser Erfindung ist es bevorzugt, dass die zusätzliche Schicht (oder die zusätzlichen Schichten) Verbindungen mit fluorhaltigen Gruppen, vorzugsweise wie oben definiert, umfassen. Somit kann auch die zusätzliche Schicht ein teilweise fluoriertes Polymer oder ein Polymer mit fluorierten oder perfluorierten Seitengruppen, aber auch ein Oligomer mit fluorierten Gruppen oder ein fluoriertes Molekül (kleines Molekül) sein.Preferably comprises the optoelectronic invention Device a second layer. Equally preferred is that in addition the second layer still further additional layers are present in the device. For the purposes of this invention it prefers that the additional layer (or layers) Compounds containing fluorine-containing groups, preferably as defined above, include. Thus, the additional layer can partially fluorinated polymer or a fluorinated or perfluorinated polymer Side groups, but also an oligomer with fluorinated groups or be a fluorinated molecule (small molecule).
Erfindungsgemäß zeichnet sich die optoelektronische Vorrichtung dadurch aus, dass sich ein Teil der fluorhaltigen Gruppen der zusätzlichen Schicht und der jeweiligen vorhergehenden Schicht in so einem Abstand voneinander befinden, dass eine adhäsive Fluor-Fluor-Wechselwirkung besteht. Im Sinne dieser Erfindung kann die zusätzliche Schicht eine Ladungsinjektionsschicht (Loch- oder Elektroneninjektionsschicht), eine Ladungstransportschicht (Loch- oder Elektronentransportschicht), eine Emitterschicht, eine Loch- oder Elektronenblockierschicht und/oder eine Kombination der genannten sein. Das heißt wiederum, dass die zusätzliche Schicht mehrere Funktionen in einer Schicht vereinen kann, bzw. dass mehrere zusätzliche Schichten die entsprechenden Funktionen übernehmen.Draws according to the invention The optoelectronic device characterized by the fact that a Part of the fluorine-containing groups of the additional layer and the respective preceding layer at such a distance from each other Find that an adhesive fluorine-fluorine interaction consists. For the purposes of this invention, the additional Layer a charge injection layer (hole or electron injection layer), a Charge transport layer (hole or electron transport layer), an emitter layer, a hole or electron blocking layer and / or a combination of the said. That means again that the extra layer has multiple functions in one Layer can combine, or that several additional layers take over the corresponding functions.
Dadurch ist erfindungsgemäß ein klassischer Aufbau aus Substrat, Elektrode, Multifunktionsschicht und Kathode oder ein Aufbau wie bei einem „small molecule OLED” möglich, nämlich ein Aufbau aus
- 1) Substrat,
- 2) Elektrode bzw. Anode,
- 3) Lochinjektionsschicht/en,
- 4) Lochtransportschicht/en,
- 5) Emissionsschichten
- 6) Elektronentransportschicht/en
- 7) Elektroneninjektionsschicht/en und
- 8) Gegenelektrode bzw. Kathode.
- 1) substrate,
- 2) electrode or anode,
- 3) hole injection layer (s),
- 4) hole transport layer (s),
- 5) emission layers
- 6) Electron transport layer (s)
- 7) electron injection layer (s) and
- 8) counter electrode or cathode.
Erfindungsgemäß können eine oder mehrere der Schichten miteinander kombiniert werden oder es kann der Aufbau aus polymeren Schichten mit Schichten, wie sie aus einem SMOLED bekannt sind, kombiniert werden. Beispielsweise können Komponenten aufgedampft oder aufgedruckt werden, falls dies gewünscht ist, oder es können Komponenten aus Lösung aufgebracht werden, wobei die Komponenten bevorzugt fluorhaltige Gruppen aufweisen.According to the invention, one or more of the layers may be combined with each other, or the construction of polymeric layers may be combined with layers as known from a SMOLED. For example, components can be vapor-deposited or printed, if desired, or components can be applied from solution, with the components preferably containing fluorine ge groups have.
Auf diese Weise können Vorrichtungen mit dickeren Schichten bereitgestellt werden, wobei diese Schichten beispielsweise als Lochinjektionsschichten oder Elektronen-Sperrschichten fungieren können. Derartige Schichten können einfach bezüglich deren Farbe und Effektivität optimiert werden. Darüber hinaus ist die Lebensdauer einer derartigen Schicht durch eine verbesserte Elektronensperrfunktion erhöht (weniger Tunneleffekte in die darunter liegende Schicht, insbesondere bei PEDOT der Fall).On This way you can make devices with thicker layers be provided, these layers, for example, as Hole injection layers or electron barrier layers function can. Such layers can be easily related their color and effectiveness are optimized. About that In addition, the life of such a layer is improved Electron blocking feature increases (less tunneling effects in the underlying layer, especially in PEDOT).
Die
optoelektronische Vorrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung
eignet sich als organische oder polymere Leuchtdiode, als organische Solarzelle
(O-SC, z. B.
Für die Verwendung in O-FETs sind vor allem Materialien mit hoher Ladungsträgermobilität von Interesse. Dies sind beispielsweise Oligo- oder Poly(triarylamine), Oligo- oder Poly(thiophene) und Copolymere, die einen hohen Anteil dieser Einheiten enthalten.For The use in O-FETs are mainly materials with high charge carrier mobility of interest. These are, for example, oligo- or poly (triarylamines), Oligo- or poly (thiophene) and copolymers containing a high proportion contain these units.
Die Vorrichtung wird entsprechend (je nach Anwendung) strukturiert, kontaktiert und schließlich hermetisch versiegelt, da sich die Lebensdauer derartiger Vorrichtungen bei Anwesenheit von Wasser und/oder Luft drastisch verkürzt. Dabei kann es auch bevorzugt sein, als Elektrodenmaterial für eine oder beide der Elektroden ein leitfähiges, dotiertes Polymer zu verwenden und keine Zwischenschicht aus leitfähigem, dotiertem Polymer einzubringen.The Device is structured accordingly (depending on the application), contacted and finally hermetically sealed, since itself the life of such devices in the presence of water and / or air drastically shortened. It may also be preferred be as electrode material for one or both of the electrodes to use a conductive, doped polymer and none Intermediate layer of conductive, doped polymer to bring.
Für Anwendungen in O-FETs und O-TFTs ist es außerdem erforderlich, dass der Aufbau außer Elektrode und Gegenelektrode (source und drain) noch eine weitere Elektrode (gate) enthält, die durch eine Isolatorschicht mit einer in der Regel hohen (oder selten niedrigen) Dielektrizitätskonstante vom organischen Halbleiter abgetrennt ist. Außerdem kann es sinnvoll sein, in die Vorrichtung noch weitere Schichten einzubringen.For Applications in O-FETs and O-TFTs also require that the structure except electrode and counter electrode (source and drain) contains yet another electrode (gate), which by an insulator layer with a generally high (or rarely low) dielectric constant of the organic Semiconductor is separated. Besides, it may make sense to bring in the device even more layers.
Die Elektroden werden im Sinne dieser Erfindung so gewählt, dass ihr Potential möglichst gut mit dem Potential der angrenzenden organischen Schicht übereinstimmt, um eine möglichst effiziente Elektronen- bzw. Lochinjektion zu gewährleisten.The Electrodes are chosen in the sense of this invention that their potential as well as possible with the potential of adjacent organic layer matches to a the most efficient electron or hole injection possible guarantee.
Als Kathode sind Metalle mit geringer Austrittsarbeit, Metalllegierungen oder mehrlagige Strukturen aus verschiedenen Metallen bevorzugt, wie beispielsweise Erdalkalimetalle, Alkalimetalle, Hauptgruppenmetalle oder Lathanoide (z. B. Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm, etc.). Bei mehrlagigen Strukturen können auch zusätzlich zu den genannten Metallen weitere Metalle verwendet werden, die eine relativ hohe Austrittsarbeit aufweisen, wie z. B. Ag, wobei dann in der Regel Kombinationen der Metalle, wie beispielsweise Ca/Ag oder Ba/Ag verwendet werden. Es kann auch bevorzugt sein, zwischen einer metallischen Kathode und dem organischen Halbleiter eine dünne Zwischenschicht eines Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstante einzubringen. Hierfür kommen beispielsweise Alkalimetall- oder Erdalkalimetallfluoride, aber auch die entsprechenden Oxide in Frage (z. B. LiF, Li2O, BaF2, MgO, NaF, etc.). Die Schichtdicke dieser Schicht beträgt bevorzugt zwischen 1 und 10 nm.As the cathode, low work function metals, metal alloys or multilayer structures of various metals are preferable, such as alkaline earth metals, alkali metals, main group metals or lathanoids (eg, Ca, Ba, Mg, Al, In, Mg, Yb, Sm, etc.). , In multilayer structures, it is also possible, in addition to the metals mentioned, to use further metals which have a relatively high work function, such as, for example, B. Ag, which then usually combinations of metals, such as Ca / Ag or Ba / Ag are used. It may also be preferred to introduce between a metallic cathode and the organic semiconductor a thin intermediate layer of a material with a high dielectric constant. Suitable examples of this are, for example, alkali metal or alkaline earth metal fluorides, but also the corresponding oxides (for example LiF, Li 2 O, BaF 2 , MgO, NaF, etc.). The layer thickness of this layer is preferably between 1 and 10 nm.
Als Anode sind Materialien mit hoher Austrittsarbeit bevorzugt. Bevorzugt weist die Anode ein Potential größer 4,5 eV vs. Vakuum auf. Hierfür sind einerseits Metalle mit hohem Redoxpotential geeignet, wie beispielsweise Ag, Pt oder Au. Es können andererseits auch Metall/Metalloxid-Elektroden (z. B. Al/Ni/NiOx, Al/PtOx) bevorzugt sein. Für einige Anwendungen muss mindestens eine der Elektroden transparent sein, um entweder die Bestrahlung des organischen Materials (O-SC) oder die Auskopplung von Licht (OLED/PLED, O-LASER) zu ermöglichen. Ein bevorzugter Aufbau verwendet eine transparente Anode. Bevorzugte Anodenmaterialien sind hier leitfähige gemischte Metalloxide. Besonders bevorzugt sind Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder Indium-Zink-Oxid (IZO), welche fluorhaltige Gruppen aufweisen. Bevorzugt sind weiterhin leitfähige, dotierte organische Materialien, insbesondere leitfähige dotierte Polymere, welche bevorzugt fluorhaltige Gruppen, wie oben definiert, aufweisen.As the anode, high workfunction materials are preferred. Preferably, the anode has a potential greater than 4.5 eV. Vacuum up. On the one hand, metals with a high redox potential, such as Ag, Pt or Au, are suitable for this purpose. On the other hand, metal / metal oxide electrodes (for example Al / Ni / NiO x , Al / PtO x ) may also be preferred. For some applications, at least one of the electrodes must be transparent to allow either the irradiation of the organic material (O-SC) or the outcoupling of light (OLED / PLED, O-LASER). A preferred construction uses a transparent anode. Preferred anode materials here are conductive mixed metal oxides. Particularly preferred are indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), which have fluorine-containing groups. Preference is furthermore given to conductive, doped organic materials, in particular conductive doped polymers, which preferably have fluorine-containing groups, as defined above.
Als Lochinjektionsschicht auf der Anode kommen verschiedene dotierte, leitfähige Polymere in Frage. Bevorzugt sind Polymere, die je nach Anwendung eine Leitfähigkeit > 10–8 S/cm aufweisen. Das Potential der Schicht beträgt bevorzugt 4 bis 6 eV vs. Vakuum. Die Schichtdicke beträgt bevorzugt zwischen 10 und 500 nm, besonders bevorzugt zwischen 20 und 250 nm. Besonders bevorzugt werden Derivate von Polythiophen (insbesondere Poly(3,4-ethylendioxy-2,5-thiophen) (PEDOT) und Polyanilin (PANI) verwendet. Weitere bevorzugte (intrinsisch) leitfähige Polymere sind, Polythiophen (PTh), Poly(3,4-ethylendioxythiophen) (PEDOT), Polydiacetylen, Polyacetylen (PAc), Polypyrrol (PPy), Polyisothianaphthen (PITN), Polyheteroarylenvinylen (PArV), wobei die Heteroarylen-Gruppe z. B. Thiophen, Furan oder Pyrrol sein kann, Poly-p-phenylen (PpP), Polyphenylensulfid (PPS), Polyperinaphthalin (PPN), Polyphthalocyanin (PPc) u. a., sowie deren Derivate (die z. B. aus mit Seitenketten oder -gruppen substituierten Monomeren gebildet werden), deren Copolymere und deren physikalische Mischungen. Die Dotierung erfolgt in der Regel durch Säuren oder durch Oxidationsmittel. Bevorzugt erfolgt die Dotierung durch Polymer gebundene Brönsted-Säuren. Besonders bevorzugt sind hierfür Polymer gebundene Sulfonsäuren, insbesondere Poly(styrolsulfonsäure) und Poly(vinylsulfonsäure). Vorzugsweise weist das leitfähige Polymer für die Ladungsinjektionsschicht fluorhaltige Gruppen auf, wodurch nach dem Aufbringen aus Lösung und Entfernen des Lösungsmittels eine Fixierung der Schicht durch adhäsive F-F-Wechselwirkungen erfolgt.As hole injection layer on the anode, various doped, conductive polymers come into question. Preference is given to polymers which, depending on the application, have a conductivity> 10 -8 S / cm. The potential of the layer is preferably 4 to 6 eV. Vacuum. The layer thickness is preferably between 10 and 500 nm, more preferably between 20 and 250 nm. Particularly preferred derivatives of polythiophene (ins particular poly (3,4-ethylenedioxy-2,5-thiophene) (PEDOT) and polyaniline (PANI). Other preferred (intrinsic) conductive polymers are polythiophene (PTh), poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), polydiacetylene, polyacetylene (PAc), polypyrrole (PPy), polyisothianaphthene (PITN), polyheteroarylenevinylene (PArV), where the Heteroarylene group z. As can be thiophene, furan or pyrrole, poly-p-phenylene (PpP), polyphenylene sulfide (PPS), polyperinaphthalene (PPN), polyphthalocyanine (PPc), etc., and their derivatives (eg those with side chains or groups substituted monomers are formed), their copolymers and their physical mixtures. The doping is usually carried out by acids or by oxidizing agents. The doping is preferably carried out by polymer-bound Brönsted acids. Particularly preferred for this purpose are polymer-bound sulfonic acids, in particular poly (styrenesulfonic acid) and poly (vinylsulfonic acid). Preferably, the conductive polymer for the charge injection layer has fluorine-containing groups, whereby after application from solution and removal of the solvent, the layer is fixed by adhesive FF interactions.
Bevorzugt enthält das Polymer der Emitterschicht neben emittierenden Wiederholungseinheiten weitere Wiederholungseinheiten, die ebenfalls bevorzugt fluorhaltige Gruppen bzw. Substituenten aufweisen. Es kann sich dabei um eine einzige polymere Verbindung oder um einen Blend aus zwei oder mehr polymeren Verbindungen oder um einen Blend aus einer oder mehrerer polymerer Verbindungen mit einer oder mehreren niedermolekularen organischen Verbindungen handeln. Die organische Emitterschicht kann bevorzugt durch Beschichtung aus Lösung oder durch verschiedene Druckverfahren, insbesondere durch Tintenstrahldruckverfahren aufgebracht werden. Die polymere Verbindung und/oder die weiteren Verbindungen weisen bevorzugt fluorhaltige Gruppen auf. Die Schichtdicke des organischen Halbleiters beträgt je nach Anwendung bevorzugt 10 bis 500 nm, besonders bevorzugt 20 bis 250 nm.Prefers the polymer contains the emitter layer next to emitting Repeat units more repeat units, also preferably have fluorine-containing groups or substituents. It can this is a single polymeric compound or a blend of two or more polymeric compounds or a blend of one or more polymeric compounds having one or more low molecular weight act organic compounds. The organic emitter layer may preferably be by coating from solution or by various printing methods, in particular by ink-jet printing method be applied. The polymeric compound and / or the others Compounds preferably have fluorine-containing groups. The layer thickness of the organic semiconductor is preferably 10, depending on the application up to 500 nm, more preferably 20 to 250 nm.
Bevorzugte Wiederholungseinheiten im Polymer der Emitterschicht sind, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise die im Folgenden gezeigten Verbindungen: Preferred repeating units in the polymer of the emitter layer include, but are not limited to, for example, the compounds shown below:
Dabei bedeutet Rf einen fluorierten Rest der allgemeinen Formel CxHyFz, wobei x ≥ 0, y ≥ 0 und z ≥ 1 sind und keine, eine oder mehrere CH2-Gruppen, die auch benachbart sein können, durch O, S, Se, Te, Si(R1)2, Ge(R1)2, NR1, PR1, CO, P(R1)O ersetzt sein können, wobei R1 bei jedem Auftreten gleich oder verschieden eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkenyl-, Arylalkinyl-, Heteroaryl- oder Heteroalkylgruppe ist, wobei auch ein oder mehrere nicht benachbarte C-Atome der nicht aromatischen Anteile durch O, S, CO, COO oder OCO ersetzt sein können, mit der Maßgabe, dass zwei Reste R1 auch miteinander Ringsysteme bilden können. Bevorzugte Gruppen umfassen beispielsweise F, CF3, C2F5, CF3(CH2)aS, CF3CF2S oder (CF3-(CH2)a)2N, wobei a bevorzugt eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellt.Here, Rf is a fluorinated radical of the general formula C x H y F z , where x ≥ 0, y ≥ 0 and z ≥ 1 and none, one or more CH 2 groups, which may also be adjacent, by O, S , Se, Te, Si (R 1 ) 2 , Ge (R 1 ) 2 , NR 1 , PR 1 , CO, P (R 1 ) O may be replaced, where R 1 is the same or different and is a straight-chain, branched one or cyclic alkyl, alkenyl, alkynyl, aryl, arylalkyl, arylalkenyl, arylalkynyl, heteroaryl or heteroalkyl group, whereby also one or more nonadjacent carbon atoms of the non-aromatic moieties are represented by O, S, CO, COO or OCO can be replaced, with the proviso that two radicals R 1 can also form ring systems with one another. Preferred groups include, for example, F, CF 3 , C 2 F 5 , CF 3 (CH 2 ) a S, CF 3 CF 2 S or (CF 3 - (CH 2 ) a ) 2 N, where a is preferably an integer of 0 to 5 represents.
Bevorzugte Polymere bzw. fluorhaltige Polymere (oder Polymere mit fluorierten oder perfluorierten Seitengruppen) im Sinne dieser Erfindung sind konjugierte Polymere oder teilkonjugierte Polymere, die in der Hauptkette sp2-hybridisierte Kohlenstoffatome enthalten, die auch durch entsprechende Heteroatome ersetzt sein können. Des Weiteren wird im Sinne dieser Erfindung ebenfalls als konjugiert bezeichnet, wenn sich in der Hauptkette beispielsweise Arylamineinheiten und/oder bestimmte Heterocyclen (d. h. Konjugation über N-, O- oder S-Atome) und/oder metallorganische Komplexe (d. h. Konjugation über das Metallatom) befinden. Typische Vertreter konjugierter Polymere, wie sie beispielsweise in PLEDs oder O-SCs verwendet werden können, sind Poly-paraphenylenvinylene (PPV), Polyfluorene, Polyspirobifluorene, Polyphenanthrene, Polydihydrophenanthrene, Polyindenofluorene, Systeme, die im weitesten Sinne auf Poly-p-phenylenen (PPP) basieren, und Derivate dieser Strukturen, insbesondere solche Derivate, die fluorhaltige Gruppen aufweisen.For the purposes of this invention, preferred polymers or fluorine-containing polymers (or polymers having fluorinated or perfluorinated side groups) are conjugated polymers or partially conjugated polymers which contain sp 2 -hybridized carbon atoms in the main chain which may also be replaced by corresponding heteroatoms. Furthermore, for the purposes of this invention, conjugate is also referred to when in the main chain, for example, arylamine units and / or certain heterocycles (ie conjugation via N, O or S atoms) and / or organometallic complexes (ie conjugation via the metal atom) are located. Typical representatives of conjugated polymers, such as may be used in PLEDs or O-SCs, are poly-paraphenylenevinylenes (PPV), polyfluorenes, polyspirobifluorenes, polyphenanthrenes, polydihydrophenanthrenes, polyindenofluorenes, systems broadly based on poly-p-phenylenes (PPP ), and derivatives of these structures, especially those derivatives having fluorine-containing groups.
Besonders
bevorzugt sind erfindungsgemäß solche Polymere,
die weitere Strukturelemente enthalten und somit als Copolymere
zu bezeichnen sind. Hier sei vor allem auch auf die relativ umfangreichen
Auflistungen von möglichen Strukturelementen in der
Geeignete und bevorzugte Einheiten für die oben genannten Gruppen werden im Folgenden beschrieben, wobei diese bevorzugt die erfindungsgemäß definierten fluorhaltigen Gruppen aufweisen.suitable and preferred units for the above groups are described below, these preferably according to the invention defined have fluorine-containing groups.
Gruppe 1 – Struktureinheiten, welche das Polymer-Grundgerüst darstellen:Group 1 - Structural units, which represent the polymer backbone:
Bevorzugte
Einheiten der Gruppe 1 sind insbesondere solche, die aromatische
oder carbocyclische Strukturen mit 6 bis 40 C-Atomen beinhalten.
Geeignete und bevorzugte Einheiten sind unter anderem Fluoren-Derivate,
wie z. B. in der
Besonders
bevorzugte Einheiten der Gruppe 1 sind zweibindige Einheiten gemäß den
folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen
zu den benachbarten Einheiten bedeuten: worin
die einzelnen Reste folgende Bedeutung besitzen:
YY ist Si
oder Ge,
VV ist O, S oder Se,
und wobei die verschiedenen
Formeln an den freien Positionen auch zusätzlich durch
einen oder mehrere Substituenten R2 substituiert
sein können und R2 folgendes bedeuten:
R2 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
H, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkyl- oder Alkoxykette
mit 1 bis 22 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte
C-Atome durch O, S, CO, O-CO, CO-O oder O-CO-O ersetzt sein können,
wobei auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können,
eine Aryl- oder Aryloxygruppe mit 5 bis 40 C-Atomen, bei der auch
ein oder mehrere C-Atome durch O, S oder N ersetzt sein können,
welche auch durch ein oder mehrere nicht-aromatische Reste R2 substituiert sein können, oder
F, CN, N(R3)2 oder
B(R3)2; und
R3 ist bei jedem Auftreten gleich oder verschieden
H, eine geradkettige, verzweigte oder cyclische Alkylkette mit 1
bis 22 C-Atomen, in der auch ein oder mehrere nicht benachbarte
C-Atome durch O, S, CO, O-CC, CO-O oder O-CO-O ersetzt sein können,
wobei auch ein oder mehrere H-Atome durch Fluor ersetzt sein können, oder
eine optional substituierte Arylgruppe mit 5 bis 40 C-Atomen, bei
der auch ein oder mehrere C-Atome durch O, S oder N ersetzt sein
können.Particularly preferred units of group 1 are divalent units according to the following formulas, wherein the dotted lines represent the linkages to the adjacent units: in which the individual radicals have the following meaning:
YY is Si or Ge,
VV is O, S or Se,
and wherein the different formulas at the free positions may additionally be substituted by one or more substituents R 2 and R 2 is the following:
R 2 is the same or different H, a straight-chain, branched or cyclic alkyl or Alkoxy chain having 1 to 22 carbon atoms, in which one or more non-adjacent C atoms may be replaced by O, S, CO, O-CO, CO-O or O-CO-O, wherein also one or more H Atoms may be replaced by fluorine, an aryl or aryloxy group having 5 to 40 carbon atoms, in which also one or more C atoms may be replaced by O, S or N, which also by one or more non-aromatic radicals R 2 may be substituted, or F, CN, N (R 3 ) 2 or B (R 3 ) 2 ; and
R 3 is the same or different H, a straight-chain, branched or cyclic alkyl chain having 1 to 22 C atoms in each occurrence, in which also one or more nonadjacent C atoms are represented by O, S, CO, O-CC, CO- O or O-CO-O may be replaced, it also being possible for one or more H atoms to be replaced by fluorine, or an optionally substituted aryl group having 5 to 40 C atoms, in which one or more C atoms are also replaced by O, S or N can be replaced.
Gruppe 2 – Struktureinheiten, welche die Lochinjektions- und/oder -transporteigenschaften der Polymere erhöhen:Group 2 - structural units, which the Lochinjektions- and / or -transporteigenschaften the Increase polymers:
Dies
sind im Allgemeinen aromatische Amine oder elektronenreiche Heterocyclen,
wie z. B. substituierte oder unsubstituierte Triarylamine, Benzidine,
Tetraarylen-para-phenylendiamine, Phenothiazine, Phenoxazine, Dihydrophenazine,
Thianthrene, Dibenzo-p-dioxine, Phenoxathiine, Carbazole, Azulene,
Thiophene, Pyrrole, Furane und weitere O, S oder N-haltige Heterocyclen
mit hoch liegendem HOMO (HOMO = höchst liegendes besetztes
Molekülorbital). Es kommen hier aber auch Triarylphosphine
in Frage, wie z. B. in der
Besonders
bevorzugte Einheiten der Gruppe 2 sind zweibindige Einheiten gemäß den
folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen
zu den benachbarten Einheiten bedeuten: wobei
R11 eine der oben für R2 angegebenen Bedeutungen besitzt, die verschiedenen
Formeln an den freien Positionen auch zusätzlich durch
einen oder mehrere Substituenten R11 substituiert
sein können und die Symbole und Indices folgendes bedeuten:
n
ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0, 1 oder 2,
p
ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten 0, 1 oder 2, vorzugsweise
0 oder 1,
o ist gleich oder verschieden bei jedem Auftreten
1, 2 oder 3, vorzugsweise 1 oder 2,
Ar11,
Ar13 sind bei jedem Auftreten gleich oder
verschieden ein aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem
mit 2 bis 40 C-Atomen, welches durch R11 ein-
oder mehrfach substituiert oder auch unsubstituiert sein kann; die
möglichen Substituenten R11 können
dabei potentiell an jeder freien Position sitzen,
Ar12, Ar14 sind bei
jedem Auftreten gleich oder verschieden Ar11,
Ar13 oder eine substituierte oder unsubstituierte Stilbenylen-
bzw. Tolanyleneinheit,
Ar15 ist gleich
oder verschieden bei jedem Auftreten entweder ein System gemäß Ar11 oder ein aromatisches oder heteroaromatisches
Ringsystem mit 9 bis 40 aromatischen Atomen (C- oder Heteroatome),
welches durch R11 ein- oder mehrfach substituiert
oder unsubstituiert sein kann und welches aus mindestens zwei kondensierten
Ringen besteht; die möglichen Substituenten R11 können
dabei potentiell an jeder freien Position sitzen.Particularly preferred group 2 units are divalent units according to the following formulas, wherein the dotted lines represent the linkages to the adjacent units: where R 11 has one of the meanings given above for R 2 , the various formulas at the free positions may also be additionally substituted by one or more substituents R 11 and the symbols and indices mean:
n is the same or different at every occurrence 0, 1 or 2,
p is identical or different at each occurrence 0, 1 or 2, preferably 0 or 1,
o is identical or different at each occurrence 1, 2 or 3, preferably 1 or 2,
Ar 11 , Ar 13 are the same or different at each occurrence and an aromatic or heteroaromatic ring system having 2 to 40 carbon atoms, which may be monosubstituted or polysubstituted by R 11 or may also be unsubstituted; the possible substituents R 11 can potentially be located at any free position,
Ar 12 , Ar 14 are the same or different on each occurrence Ar 11 , Ar 13 or a substituted or unsubstituted stilbenylene or tolanylene unit,
Ar 15 is identical or different at each occurrence either a system according to Ar 11 or an aromatic or heteroaromatic ring system having 9 to 40 aromatic atoms (C or heteroatoms), which may be monosubstituted or polysubstituted by R 11 or unsubstituted and which at least two condensed rings; the possible substituents R 11 can potentially sit at any free position.
Gruppe 3 – Struktureinheiten, welche die Elektroneninjektions- und/oder -transporteigenschaften der Polymere erhöhen:Group 3 - Structural units, which the electron injection and / or transport properties increase the polymers:
Dies
sind im Allgemeinen elektronenarme Aromaten oder Heterocyclen, wie
z. B. substituierte oder unsubstituierte Pyridine, Pyrimidine, Pyridazine,
Pyrazine, Pyrene, Perylene, Anthracene, Benzanthracene, Oxadiazole,
Chinoline, Chinoxaline, Phenazine, Benzimidazole, Ketone, Phosphinoxide,
Sulfoxide oder Triazine, aber auch Verbindungen wie Triarylborane
und weitere O, S oder N-haltige Heterocyclen mit niedrig liegendem LUMO
(LUMO = niedrigstes unbesetztes Molekülorbital), sowie
Benzophenone und deren Derivate, wie z. B. in der
Besonders bevorzugte Einheiten der Gruppe 3 sind zweibindige Einheiten gemäß den folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen zu den benachbarten Einheiten bedeuten: wobei die verschiedenen Formeln an den freien Positionen durch einen oder mehrere Substituenten R11 wie oben definiert substituiert sein können.Particularly preferred group 3 units are divalent units according to the following formulas, wherein the dotted lines represent the linkages to the adjacent units: wherein the different formulas may be substituted at the free positions by one or more substituents R 11 as defined above.
Gruppe 4 – Struktureinheiten, die Kombinationen von Einzeleinheiten der Gruppe 2 und Gruppe 3 aufweisen:Group 4 - Structural units, the combinations of individual units of group 2 and group 3 exhibit:
Es ist auch möglich, dass die Polymere Einheiten enthalten, in denen Strukturen, welche die Lochmobilität und welche die Elektronenmobilität erhöhen, direkt aneinander gebunden sind oder beides können. Allerdings verschieben einige dieser Einheiten die Emissionsfarbe ins Gelbe oder Rote. Ihre Verwendung in der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung zur Erzeugung blauer oder grüner Emission ist deshalb weniger bevorzugt.It it is also possible that the polymers contain units, in which structures which the hole mobility and which increase electron mobility, directly to each other are bound or both can. However, move some of these units have the emission color in yellow or red. Their use in the optoelectronic invention Device for generating blue or green emission is therefore less preferred.
Falls solche Einheiten der Gruppe 4 in den Polymeren enthalten sind, sind sie vorzugsweise ausgewählt aus zweibindigen Einheiten gemäß den folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen zu den benachbarten Einheiten bedeuten: wobei die verschiedenen Formeln an den freien Positionen durch einen oder mehrere Substituenten R11 substituiert sein können, die Symbole R11, Ar11, p und o die oben genannten Bedeutungen besitzen und Y bei jedem Auftreten gleich oder verschieden O, S, Se, N, P, Si oder Ge ist.If such Group 4 units are included in the polymers, they are preferably selected from divalent units according to the following formulas, wherein the dotted lines represent the linkages to the adjacent units: wherein the different formulas may be substituted at the free positions by one or more substituents R 11 , the symbols R 11 , Ar 11 , p and o have the abovementioned meanings and Y on each occurrence identically or differently O, S, Se, N , P, Si or Ge is.
Gruppe 5 – Struktureinheiten, welche die Morphologie und/oder die Emissionsfarbe der resultierenden Polymere beeinflussen:Group 5 - structural units, which the morphology and / or the emission color of the resulting Polymers influence:
Dies sind neben den oben genannten Einheiten solche, die mindestens noch eine weitere aromatische oder eine andere konjugierte Struktur aufweisen, welche nicht unter die o. g. Gruppen fällt, d. h. die die Ladungsträgermobilität nur wenig beeinflusst, die keine metallorganischen Komplexe sind oder die keinen Einfluss auf den Singulett-Triplett-Übergang haben. Derartige Strukturelemente können die Morphologie, aber auch die Emissionsfarbe der resultierenden Polymere beeinflussen. Je nach Einheit können sie daher auch als Emitter eingesetzt werden. Bevorzugt sind dabei substituierte oder unsubstituierte aromatische Strukturen mit 6 bis 40 C-Atomen oder auch Tolan-, Stilben- oder Bisstyrylarylenderivate, die jeweils mit einem oder mehreren Resten R11 substituiert sein können. Besonders bevorzugt ist dabei der Einbau von 1,4-Phenylen-, 1,4-Naphthylen-, 1,4- oder 9,10-Anthrylen-, 1,6-, 2,7- oder 4,9-Pyrenylen-, 3,9- oder 3,10-Perylenylen-, 4,4'-Biphenylylen-, 4,4''-Terphenylylen-, 4,4'-Bi-1,1'-naphthylylen-, 4,4'-Tolanylen-, 4,4'-Stilbenylen- oder 4,4''-Bisstyrylarylenderivaten.In addition to the abovementioned units, these are those which have at least one further aromatic or another conjugated structure which does not fall under the abovementioned groups, ie which only slightly influences the charge carrier mobility, which are not organometallic complexes or which have no influence on the singlet -Triplett transition have. Such structural elements can influence the morphology, but also the emission color of the resulting polymers. Depending on the unit, they can therefore also be used as emitters. Preference is given to substituted or unsubstituted aromatic structures having 6 to 40 carbon atoms or tolan, stilbene or Bisstyrylarylenderivate, each of which may be substituted with one or more radicals R 11 . Particularly preferred is the incorporation of 1,4-phenylene, 1,4-naphthylene, 1,4- or 9,10-anthrylene, 1,6-, 2,7- or 4,9-pyrenylene, 3,9- or 3,10-perylenylene, 4,4'-biphenylylene, 4,4 "-terphenylylene, 4,4'-bi-1,1'-naphthylylene, 4,4'-tolanylene , 4,4'-stilbenylene or 4,4 "-bis-styrylarylene derivatives.
Ganz besonders bevorzugt sind substituierte oder unsubstituierte Strukturen gemäß den folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen zu den benachbarten Einheiten bedeuten: wobei die verschiedenen Formeln an den freien Positionen durch einen oder mehrere Substituenten R11 wie oben definiert substituiert sein können.Very particular preference is given to substituted or unsubstituted structures according to the following formulas, in which the dashed lines denote the linkages to the adjacent units: wherein the different formulas may be substituted at the free positions by one or more substituents R 11 as defined above.
Gruppe 6 – Struktureinheiten, welche die Emissionscharakteristik insoweit verändern, dass Elektrophosphoreszenz statt Elektrofluoreszenz erhalten werden kann:Group 6 - structural units, which change the emission characteristics insofar that electrophosphorescence is obtained instead of electrofluorescence can:
Dies
sind insbesondere solche Einheiten, welche auch bei Raumtemperatur
mit hoher Effizienz aus dem Triplettzustand Licht emittieren können,
also Elektrophosphoreszenz statt Elektrofluoreszenz zeigen, was häufig
eine Steigerung der Energieeffizienz bewirkt. Hierfür eignen
sich zunächst Verbindungen, welche Schweratome mit einer
Ordnungszahl von mehr als 36 enthalten. Besonders geeignet sind
Verbindungen, welche d- oder f-Übergangsmetalle beinhalten,
die die o. g. Bedingung erfüllen. Ganz besonders bevorzugt
sind hier entsprechende Struktureinheiten, welche Elemente der Gruppe
8 bis 10 (Ru, Os, Rh, Ir, Pd, Pt) enthalten. Als Struktureinheiten
für die Polymeren kommen hier z. B. verschiedene Komplexe
in Frage, welche z. B. in der
Bevorzugte Einheiten der Gruppe 6 sind solche der folgenden Formeln, worin die gestrichelten Linien die Verknüpfungen zu den benachbarten Einheiten bedeuten: worin M für Rh oder Ir steht, Y die oben angegebene Bedeutung hat, und die verschiedenen Formeln an den freien Positionen durch eine oder mehrere Substituenten R11 wie oben definiert substituiert sein können.Preferred group 6 units are those of the following formulas wherein the dashed lines represent the linkages to the adjacent units: wherein M is Rh or Ir, Y is as defined above, and the various formulas at the free positions may be substituted by one or more substituents R 11 as defined above.
Gruppe 7 – Struktureinheiten, welche den Übergang vom Singulett- zum Triplettzustand verbessern:Group 7 - structural units, which transition from singlet to triplet state improve:
Dies
sind insbesondere solche Einheiten, welche den Übergang
vom Singulett- zum Triplettzustand verbessern und welche, unterstützend
zu den Strukturelementen der Gruppe 6 eingesetzt, die Phosphoreszenzeigenschaften
dieser Strukturelemente verbessern. Hierfür kommen insbesondere
Carbazol- und überbrückte Carbazoldimereinheiten
in Frage, wie z. B. in der
Es ist auch möglich, dass gleichzeitig mehr als eine Struktureinheit aus einer der Gruppen 1 bis 7 vorliegt.It is also possible that at the same time more than one structural unit from one of the groups 1 to 7 is present.
Das Polymer kann weiterhin ebenfalls in die Haupt- oder Seitenkette gebundene Metallkomplexe enthalten, die im Allgemeinen aus einem oder mehreren Liganden und einem oder mehreren Metallzentren aufgebaut sind.The Polymer can also continue in the main or side chain contain bound metal complexes, which are generally composed of a or more ligands and one or more metal centers are.
Bevorzugt sind Polymere, die zusätzlich noch ein oder mehrere Einheiten ausgewählt aus den Gruppen 1 bis 7 enthalten.Prefers are polymers that additionally contain one or more units selected from Groups 1 to 7.
Ebenfalls bevorzugt ist es, wenn die Polymere Einheiten enthalten, die den Ladungstransport oder die Ladungsinjektion verbessern, also Einheiten aus Gruppe 2 und/oder 3; besonders bevorzugt ist ein Anteil von 1 bis 30 mol% dieser Einheiten; ganz besonders bevorzugt ist ein Anteil von 2 bis 10 mol% dieser Einheiten.Also it is preferred if the polymers contain units which contain the Improve charge transport or charge injection, ie units from group 2 and / or 3; a proportion of 1 is particularly preferred to 30 mol% of these units; very particular preference is given to a proportion from 2 to 10 mol% of these units.
Besonders bevorzugt ist es weiterhin, wenn die Polymere Einheiten aus Gruppe 1, Einheiten aus Gruppe 2 und/oder 3 und Einheiten aus Gruppe 5 enthalten.Especially It is furthermore preferred if the polymers are units from group 1, units from group 2 and / or 3 and units from group 5 contain.
Die Polymere weisen vorzugsweise 10 bis 10000, besonders bevorzugt 20 bis 5000 und insbesondere 50 bis 2000 Wiederholungseinheiten auf. Davon zu unterscheiden sind die erfindungsgemäßen fluorierten Oligomere, welche 3 bis 9 Wiederholungseinheiten aufweisen. Ansonsten können auch die Oligomere alle oben definierten Wiederholungseinheiten, auch die Emitter, besitzen.The Polymers preferably have 10 to 10,000, more preferably 20 to 5000 and especially 50 to 2000 repeat units. To distinguish this are the inventive fluorinated oligomers having 3 to 9 repeating units. Otherwise, the oligomers can all be defined above Repeating units, including the emitter possess.
Die nötige Löslichkeit der Polymere wird vor allem durch die Substituenten an den verschiedenen Wiederholungseinheiten gewährleistet.The necessary solubility of the polymers is mainly due to the substituents on the various Wie guaranteed.
Die
Polymere können linear, verzweigt oder vernetzt sein. Die
erfindungsgemäßen Copolymere können statistische,
alternierende oder blockartige Strukturen aufweisen oder auch mehrere
dieser Strukturen abwechselnd besitzen. Wie Copolymere mit blockartigen
Strukturen erhalten werden können und welche weiteren Strukturelemente
dafür besonders bevorzugt sind, ist beispielsweise ausführlich
in der
Die Polymere werden in der Regel durch Polymerisation von einer oder mehreren Monomersorten hergestellt. Geeignete Polymerisationsreaktionen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Besonders geeignete und bevorzugte Polymerisations- und Kupplungsreaktionen, die alle zu C-C-Verknüpfungen führen, sind solche gemäß SUZUKI, YAMAMOTO, STILLE, HECK, NEGISHI, SONOGASHIRA oder HIYAMA.The Polymers are usually produced by polymerization of one or more polymers produced several monomer types. Suitable polymerization reactions are known in the art and described in the literature. Especially suitable and preferred polymerization and coupling reactions, which all lead to C-C joins are those according to SUZUKI, YAMAMOTO, SILENCE, TAIL, NEGISHI, SONOGASHIRA or HIYAMA.
Wie
die Polymerisation nach diesen Methoden durchgeführt werden
kann und wie die Polymere dann vom Reaktionsmedium abgetrennt und
aufgereinigt werden können, ist dem Fachmann bekannt und
in der Literatur, beispielsweise in der
Die C-C-Verknüpfungen sind bevorzugt ausgewählt aus den Gruppen der SUZUKI-Kupplung, der YAMAMOTO-Kupplung und der STILLE-Kupplung.The C-C linkages are preferably selected from the groups of the SUZUKI coupling, the YAMAMOTO coupling and the STILLE coupling.
Zur
Synthese der Polymere werden die entsprechenden Monomere benötigt.
Die Synthese von Einheiten aus Gruppe 1 bis 7 ist dem Fachmann bekannt
und in der Literatur, beispielsweise in der
Es kann außerdem bevorzugt sein, das Polymer nicht als Reinsubstanz, sondern als Mischung (Blend) zusammen mit weiteren beliebigen polymeren, oligomeren, dendritischen oder niedermolekularen Substanzen zu verwenden. Diese können beispielsweise die elektronischen Eigenschaften verbessern oder selber emittieren. Solche Blends sind daher auch Bestandteil der vorliegenden Erfindung.It may also be preferred, the polymer is not as a pure substance, but as a mixture (blend) together with any other polymers, to use oligomeric, dendritic or low molecular weight substances. These can be, for example, the electronic properties improve or emit yourself. Such blends are therefore too Component of the present invention.
Gegenstand
der Erfindung sind weiterhin Lösungen und Formulierungen
aus einem oder mehreren fluorhaltigen Polymeren und/oder fluorhaltigen
Blends und/oder fluorierten kleinen Molekülen gemäß der
Erfindung (wie oben definiert) in einem oder mehreren Lösungsmitteln.
Wie Polymerlösungen oder Lösungen kleiner Moleküle
hergestellt werden können, ist dem Fachmann bekannt und
z. B. in der
Diese Lösungen können verwendet werden, um dünne Polymerschichten herzustellen, zum Beispiel durch Flächenbeschichtungsverfahren (z. B. Spin-coating) oder durch Druckverfahren (z. B. InkJet Printing), insbesondere in dem erfindungsgemäßen Verfahren.These Solutions can be used to thin Polymer layers, for example by surface coating method (eg spin-coating) or by printing processes (eg inkjet printing), in particular in the method according to the invention.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung, umfassend das Erzeugen einer Schicht eines Polymers, enthaltend fluorhaltige Gruppen.object The invention is also a method for producing an optoelectronic Apparatus comprising producing a layer of a polymer, containing fluorine-containing groups.
Bevorzugt umfasst das Verfahren die Schritte des
- a) Aufbringens einer ersten Schicht auf ein Substrat, und
- b) Aufbringens wenigstens einer zweiten Schicht.
- a) applying a first layer to a substrate, and
- b) applying at least one second layer.
Bevorzugt ist, wenn die erste Schicht eine Elektrode ist, welche vor, während oder nach Aufbringung auf das Substrat mit fluorhaltigen Gruppen versehen wird.Prefers is when the first layer is an electrode before, during or after application to the substrate with fluorine-containing groups is provided.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Elektrode Indium-Zinnoxid (ITO) oder Indium-Zinkoxid (IZO) verwendet. In diesem Fall werden die fluorhaltigen Gruppen nach dem Aufbringen der Elektrode auf das Substrat über eine Oberflächenreaktion oder CF4-Plasmabehandlung auf die Elektrode aufgebracht. Dadurch entstehen auf der Oberfläche der Elektrode verschiedene fluorhaltige Gruppen, beispielsweise CF3 oder sogar einzelne Fluoratome, die sich mit dem Substrat verbinden.In a preferred embodiment, the electrode used is indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). In this case, after applying the electrode to the substrate, the fluorine-containing groups are applied to the electrode via surface reaction or CF 4 plasma treatment. As a result, different fluorine-containing groups are formed on the surface of the electrode, for example CF 3 or even individual fluorine atoms which combine with the substrate.
Als Substrat wird erfindungsgemäß Glas oder eine Polymerfolie verwendet, bevorzugt ist Glas.When Substrate according to the invention glass or a polymer film used, preferred is glass.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrode ein leitfähiges Polymer und die fluorhaltigen Gruppen werden vor der Aufbringung der Elektrode auf das Substrat in das leitfähige Polymer eingebracht. Bevorzugt wird als leitfähiges Polymer eines der oben definierten konjugierten Polymere PEDOT oder PANI verwendet, welche bevorzugt mit fluorhaltigen Gruppen versehen sind. Bei einem leitfähigen Polymer erfolgt die Fluorierung durch Methoden nach dem Stand der Technik, beispielsweise indem fluorierte Monomere polymerisiert werden oder indem das fertige Polymer fluoriert wird. Bevorzugt wird als fluorhaltige Gruppen enthaltende Komponente ein teilweise fluoriertes Polymer oder ein Polymer mit fluorierten oder perfluorierten Seitengruppen, ein Oligomer mit fluorierten Gruppen, ein fluoriertes Molekül, oder Kombinationen davon, eingesetzt.In Another preferred embodiment is the electrode a conductive polymer and the fluorine-containing groups before applying the electrode to the substrate in the conductive Polymer introduced. Preference is given as a conductive polymer one of the above-defined conjugated polymers PEDOT or PANI used, which are preferably provided with fluorine-containing groups. In a conductive polymer, the fluorination is carried out by Methods of the prior art, for example by fluorinated Monomers are polymerized or fluorinated by the finished polymer becomes. Preferred is a component containing fluorine-containing groups a partially fluorinated polymer or a fluorinated polymer or perfluorinated side groups, an oligomer with fluorinated ones Groups, a fluorinated molecule, or combinations thereof, used.
Die zweite Schicht wird bevorzugt durch Beschichtung aus einer das Polymer enthaltenden Lösung, beispielsweise durch Spin-Coating oder Rackeln, aufgebracht. Für die zweite Schicht wird ein teilweise fluoriertes Polymer, ein Polymer mit perfluorierten Seitengruppen, ein Oligomer mit fluorierten Gruppen oder ein fluoriertes Molekül verwendet. Bevorzugt ist ferner, dass die zweite Schicht eine Ladungsinjektions-funktion, eine Emitterfunktion, eine Barrierefunktion oder Kombinationen der genannten Funktionen aufweist. Dazu kann beispielsweise ein oben definiertes konjugiertes Polymer eingesetzt werden, welches die entsprechenden Funktionen aufweist, oder es können entsprechende Oligomere oder Moleküle eingesetzt werden. Ebenfalls können die oben definierten Emitter in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.The second layer is preferred by coating one of the polymer containing solution, for example by spin coating or rackets, applied. For the second layer is a partially fluorinated polymer, a perfluorinated polymer Side groups, an oligomer with fluorinated groups or a fluorinated one Molecule used. It is further preferred that the second Layer a charge injection function, an emitter function, a Barrier function or combinations of said functions. For example, a conjugated polymer as defined above may be used be used, which has the appropriate functions, or it may be corresponding oligomers or molecules be used. Likewise, those defined above Emitter used in the process according to the invention become.
Auf die aufgebrachte Schicht können nun eine oder mehrere zusätzliche Schichten aufgebracht werden, ohne dass die fixierte Schicht angelöst wird oder quillt. Die fluorhaltigen Gruppen der vorhergehenden Schicht und die fluorhaltigen Gruppen der aufgebrachten Schicht richten sich dabei so aus, dass eine adhäsive Fluor-Fluor-Wechselwirkung eintritt, welche nach Entfernen des Lösungsmittels eine Adhäsion der aufgebrachten Schicht auf der vorhergehenden Schicht gewährleistet, die der Wirkung einer Vernetzungsreaktion gleichkommt.On the applied layer can now have one or more additional layers Layers are applied without the fixed layer being dissolved is or swells. The fluorine-containing groups of the previous layer and direct the fluorine-containing groups of the applied layer It is assumed that an adhesive fluorine-fluorine interaction occurs, which after removal of the solvent a Adhesion of the applied layer on the previous one Guaranteed layer equivalent to the effect of a crosslinking reaction.
Auf diese Weise können zudem dickere Schichten hergestellt werden, welche beispielsweise als Lochinjektionsschichten oder Elektronen-Sperrschichten fungieren und diese Schichten können bezüglich Farbe und Effektivität optimiert werden. Darüber hinaus kann die Lebensdauer einer derartigen Schicht durch eine verbesserte Elektronensperrfunktion erhöht werden (weniger Tunneleffekte in die darunter liegende Schicht, insbesondere bei PEDOT der Fall).On This way, you can also make thicker layers which are used, for example, as hole injection layers or electron barrier layers act and these layers can respect Color and effectiveness are optimized. About that In addition, the life of such a layer by an improved Electron blocking function can be increased (less tunneling effects in the underlying layer, especially in PEDOT the case).
Nachdem alle zusätzlichen Schichten nacheinander aufgebracht wurden, folgt ferner das Aufbringen einer Kathode nach im Stand der Technik bekannten Methoden. Zuletzt folgt das Aufbringen einer Verkapselung, um die Vorrichtung vor äußeren Einflüssen wie Wasserdampf, Sauerstoff und dergleichen zu schützen.After this all additional layers have been applied one after the other, Furthermore, the application of a cathode follows in the prior art known methods. Finally, the application of an encapsulation, around the device from external influences such as water vapor, oxygen and the like.
Die
Erfindung soll nun anhand eines nicht als beschränkend
auf den Umfang der Erfindung zu betrachtenden Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Beispiel 1:Example 1:
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