專利名稱：新型高導(dǎo)電性有機(jī)載流子輸送材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)材料，尤其是可在有機(jī)電子器件中作為半導(dǎo)體材料或
導(dǎo)電材料〗OT的材料。
有機(jī)半導(dǎo)體材料分成空穴-和電子-輸送材料。需要它們來(lái)制備有機(jī)電子元
件，例如，有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)，有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(OFEI)和/或有機(jī)太陽(yáng)能 電池。
空穴輸送材料方面，在過(guò)去15年間，已開(kāi)發(fā)了非常有效且穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，視 應(yīng)用不同，其提供不同的空穴注入性質(zhì)，而且在空穴輸送的氧化狀態(tài)下形成穩(wěn) 定的自由基陽(yáng)離子。
電子輸送材料方面，到現(xiàn)在為止，僅有很少的代表物滿足用于有機(jī)電子器 件的電^^俞送材料的高要求。目前，菲nM木的衍生物(BCP和BPhen)以及哺二 唑的衍生物被認(rèn)為是優(yōu)良的電子導(dǎo)體。在這些結(jié)構(gòu)單^iii行期間形成的自由基 陰離子物質(zhì)弓l起雜環(huán)結(jié)構(gòu)中的幾何改變，從而使電子輸送性質(zhì)由于形成共軛中 斷而減弱。
已知的材料在電子注入頻帶寬度以及在其電子輸iS原狀態(tài)時(shí)的穩(wěn)定性方 面都表現(xiàn)出缺陷，這樣，特別是會(huì)長(zhǎng)時(shí)間不可逆地形成自由基陰離子。
通常，材料的半導(dǎo)電特性通過(guò)摻雜來(lái)獲得，因?yàn)榛A(chǔ)材料纟1^隹#4蟲(chóng)就具有 足夠的導(dǎo)電性。
因此，本發(fā)明的目的是J^共一種有機(jī)電子輸送材料，其相對(duì)于已知材料， 具有改善的電子注入頻帶寬度和電子輸送還原狀態(tài)下的穩(wěn)定性。具體地說(shuō)，本 發(fā)明的目的是樹(shù)共一種能長(zhǎng)時(shí)間可逆地形成自由基陰離子的材料。
為了解決此問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種更有效的電子導(dǎo)體，其特點(diǎn)是更大的注入頻 帶寬度，和尤其是具有形成高穩(wěn)定性的可逆自由基陰離子的能力。
本發(fā)明的主題是一種有機(jī)載流子輸送木才料，借助該材料可以同樣好地f俞送 電子和空穴，其中在150nm厚的未摻雜材料層中，在0.25V時(shí)就已獲得大于/ 等于0.5 A/cm2的可測(cè)電流密度。
本發(fā)明的主題是一種有機(jī)半導(dǎo)^^料，其包括來(lái)自下述結(jié)構(gòu)的雜環(huán)母體化合物的低聚亞苯基(Oligophenylene):<formula>formula see original document page 4</formula>包含±^低聚亞苯基結(jié)構(gòu)的BPyPyP-材料，雜最初含處是有機(jī)的，即 僅包括碳、氮和氫，當(dāng)電子和空穴同樣地輸送時(shí)，會(huì)顯示出對(duì)純有機(jī)材料(即 僅含C、 H和N的結(jié)構(gòu))來(lái)說(shuō)的非常規(guī)特性，具有比至今好數(shù)個(gè)數(shù)量級(jí) (Gr鄰enordnungen)的導(dǎo)電性。
特別是，150nm厚的層在0.25 V時(shí)，在正極和負(fù)極方向上就已達(dá)到0.6 A/cm2 的電流密度。
根概寺別有禾啲實(shí)施方案，戶脫層題明的，尤其雌在齡可見(jiàn)光譜區(qū) 內(nèi)影透明的。
在此，在未摻雜材料情況下戶腿到的電流密度相當(dāng)于目前l(fā)觀所謂的摻雜 系纟W達(dá)到的電流密度。
除了繁瑣的摻雜處理步mt外，摻雜材料的缺點(diǎn)還在于，通過(guò)摻繊常形 成電荷-轉(zhuǎn)移-配合物而且在可見(jiàn)光譜的長(zhǎng)波區(qū)吸收，因此不題明的。根據(jù)本發(fā) 明，這兩^^夫點(diǎn)可以通過(guò)在材料中4柳這種單一組分BPyPyP來(lái)得以克服。
因此，這種BPyPyP材料能夠直樹(shù)t替n-型摻雜的電子輸送基質(zhì)，從而改 善在有機(jī)電子元件中使用的陰極電子注入。
根據(jù)本發(fā)明有利的實(shí)施方案，戶脫BPyPyP材料ffiil與n-摻雜材料或N-摻 雜劑共蒸發(fā)而沉積為更高導(dǎo)電性的層。
由于BPyPyP材料是一禾中極佳的電子輸送載^(Elec加nentransporter)，因此
它可以^^f有有機(jī)電子元件和設(shè)備中引入該功能。
另外，該材料同樣還可以在OLED-設(shè)備中作為m^蟲(chóng)的雙極基廁頓，和以
任意的混合物(共混物)用于任意的鄉(xiāng)##料。
另一方面，也可以從該材料和含該材料的混合物制得在任意襯底上的透明 電極，其具有陽(yáng)極和/或陰極功能。
極佳的電流輸送似乎可以采用蒸發(fā)法，通過(guò)分子自動(dòng)有機(jī)化有序沉積作用來(lái)得以實(shí)現(xiàn)。
下面，本發(fā)明將借助三幅附圖進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明


圖1顯示電流-電壓-特性曲線，示出所述材料在正電場(chǎng)和負(fù)電場(chǎng)中的導(dǎo)電性。
圖2顯示在UV/VIS-光譜中的材料透明度，禾口 最后，圖3顯示戶，化合物的光致發(fā)光光譜。
有機(jī)電子元件的典型結(jié)構(gòu)包括襯底，下電極，半導(dǎo)體有機(jī)層和上陽(yáng)極。用 相應(yīng)的結(jié)構(gòu)獲得圖中所列的測(cè)量數(shù)據(jù)。在所示實(shí)施例中，襯底由玻璃構(gòu)成、下 電極由氧化銦錫(ITO)構(gòu)成、半導(dǎo)體有機(jī)層是150nm厚的BPyPyP層，該層上面 是由100nm厚的鋁層構(gòu)成的第二電極。
實(shí)施例
雙-2-(4-吡啶基>嘧啶基-5-基1，4-亞苯基的制備 1)4-吡啶-甲脒鹽離1
在500ml燒瓶中，將4-氰基卩比啶(50.0g， 470匪o1， 1當(dāng)量)與甲醇鈉(3.0g， 53mmo1， 0.11當(dāng)量)一起在約230ml千燥甲醇中在RT攪拌1.5小時(shí)。向白色懸 浮液中加入氯化銨(27.7 g， 52mmo1， 1.1當(dāng)量)，并繼續(xù)攪拌至少24小時(shí)。吸濾 出細(xì)碎的白色沉淀，母液在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器中濃縮至千燥。將濾餅和母液殘余物合 并，并用水重結(jié)晶。吸濾并用乙醚洗滌后，產(chǎn)物在真空內(nèi)在RT進(jìn)行干燥。
產(chǎn)量70.5g(理論值的95。/。)，白色晶體，！V—157.6g'mol";熔點(diǎn)250°C。
2)雙(1,4-亞苯基)~2-(3-二甲基氨基-2-丙烯-二甲基-亞銨(iminium)》二-高氯
酸鹽2
在備有溫度計(jì)、滴液漏斗和回流冷凝器的1000mlH^^瓶中，用安裝的干 燥管預(yù)先加入DMF(200ml， 2.5 mol， 30當(dāng)量)，并通過(guò) 擬鹽冷卻混合物冷卻至 約0。C。在攪拌下緩慢滴加三氯氧化磷(46ml， 0.5 md， 6當(dāng)量)，其中鵬不得 升高至艦0。C。繼續(xù)攪拌10 5H中后，向反應(yīng)混合物中加入1,4-苯二乙酸(16.3 g， 0.08 mol， l當(dāng)量)。然后，將溶液加熱至9(TC達(dá)6小時(shí)，7轉(zhuǎn)口，倒在lkg冰上。 為了沉淀產(chǎn)物，將溶于一些水中的高氯麟內(nèi)(30.8g， 0.25md， 3當(dāng)量)在攪拌下 加入水溶液中。吸濾出沉淀，用甲醇/乙醚和純乙醚洗滌，然后真空干燥。
產(chǎn)量31.5g(理論值的710/。)，白色晶體，M二527.4g'mol";熔點(diǎn)292-296。C。3)雙-2-(4-吡啶基)-嘧啶基-5-基l,4-亞苯基
在250ml燒杯中，將4-吡啶甲咪鹽麟1(5.5§， 35匪ol， 2.2當(dāng)量)與亞 苯基雙vinamidinium鹽2 (8.3g， 18 mmol， 1當(dāng)量)一起在吡啶中在RF加熱8 小時(shí)。吸濾出所形成的褐黃色沉淀，用甲醇、甲醇/乙醚和純乙醚洗滌，并且在 真空中在RT進(jìn)行:^燥。還可以在DMSO中重結(jié)晶。
然后，產(chǎn)物于320'C升華。
產(chǎn)量4.5 g (理論值的74°/。)，淺黃色針狀晶體，M=388.4gmor；熔點(diǎn)>310
。C;
DC:硅^/THF， RfH).81 分析'H-NMR，
，H匿剛R 3 TFA
a'+b')9.42 (s,8H) e')9.98 (s, 4H) h') 8.44 (s, 4H)
本發(fā)明涉及一種有機(jī)半導(dǎo)體材料，尤其是可在有禾幾電子器件中用作半導(dǎo)體 材料或?qū)щ姴牧系牟牧?。其中，該材料組分包括來(lái)自下述結(jié)構(gòu)的雜環(huán)母體化合 物的低聚亞苯基
權(quán)利要求
1、有機(jī)載流子輸送材料，借助該材料可以同樣好地輸送電子和空穴，其中在150nm厚的未摻雜材料層中，在0.25V條件下就已獲得大于/等于0.5A/cm2的可測(cè)電流密度。
2、 權(quán)利要求1的載流子輸送材料，包括來(lái)自下述結(jié)構(gòu)的雜環(huán)母體化合物的 低聚亞苯基BPyPyP
3、 權(quán)利要求1或2的載流子輸送材料，其中所述材料以薄膜形式^it明的。
4、 前述權(quán)利要粒一的載流刊俞送材料，其作為混合物存在。
5、 前述權(quán)利要^t一的載流，送材料，其經(jīng)n-型摻雜或p型摻雜地存在。
6、 前述權(quán)利要^t一的載流T 俞送材料在有機(jī)電子元件中的用途。
7、 具有基于權(quán)利要求1-5之一的載流子輸送材料的半導(dǎo)電層和減導(dǎo)電層的 有機(jī)電子元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種有機(jī)半導(dǎo)體材料，尤其是可在有機(jī)電子器件中用作半導(dǎo)體材料的材料。在此，該材料組分包括來(lái)自下述式(I)結(jié)構(gòu)的雜環(huán)母體化合物的低聚亞苯基。
文檔編號(hào)H01L51/54GK101679850SQ200780042259
公開(kāi)日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者A·卡尼茨, G·施米德, J·阿德勒, R·克勞斯 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司