本發(fā)明申請(qǐng)是申請(qǐng)日期為2014年6月25日、申請(qǐng)?zhí)枮椤?01480038460.1”、發(fā)明名稱為“光電子器件、有機(jī)功能層和用于制造光電子器件的方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種光電子器件、一種有機(jī)功能層和一種用于制造光電子器件的方法。
背景技術(shù):
發(fā)射電磁輻射的器件,例如有機(jī)發(fā)光二極管(oled)通常存在的問(wèn)題是:提供具有電子和/或空穴的高的導(dǎo)電率的一個(gè)或多個(gè)層。在層中、例如在空穴傳輸層或電子傳輸層中的較高的導(dǎo)電率經(jīng)常正面地影響發(fā)射電磁輻射的層中的激子密度。反之,在層中導(dǎo)電率不充分的情況下,能夠引起在發(fā)射輻射的器件中增強(qiáng)的效率損失和光密度損失。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
需要解決的目的在于:提供一種光電子器件、一種例如可在其中使用的有機(jī)功能層、以及一種用于制造具有改進(jìn)的導(dǎo)電率的光電子器件的方法。
該目的通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的光電子器件、有機(jī)功能層和用于制造光電子器件的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述主題的有利的實(shí)施方式和改進(jìn)形式在本文中說(shuō)明并且從下面的描述和附圖中得知。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的光電子器件包括襯底、第一電極、第二電極、至少一個(gè)有機(jī)功能層,所述有機(jī)功能層設(shè)置在第一電極和第二電極之間。有機(jī)功能層包括基體材料、第一化合物和第二化合物,其中第一化合物與第二化合物和第一化合物和/或第二化合物與基體材料相互作用。通過(guò)相互作用產(chǎn)生有機(jī)功能層的導(dǎo)電率,所述導(dǎo)電率相對(duì)于純的基體材料的導(dǎo)電率改進(jìn)。
發(fā)明人驚訝地發(fā)現(xiàn):在光電子器件運(yùn)行中由基體材料、第一化合物和第二化合物構(gòu)成的組合在至少一個(gè)有機(jī)功能層中引起有機(jī)功能層的導(dǎo)電率提高。此外,這產(chǎn)生提高的發(fā)光密度和復(fù)合效率進(jìn)而引起光電子器件的提高的發(fā)光產(chǎn)量。通過(guò)載流子復(fù)合產(chǎn)生的電磁輻射基本上能夠通過(guò)第一電極或第二電極或通過(guò)這兩者耦合輸出。
電磁輻射在此和下文中優(yōu)選包括具有一個(gè)或多個(gè)出自紫外至紅外光譜范圍中的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的電磁輻射、尤其優(yōu)選電磁輻射是具有出自大約350nm和大約800nm之間的可見(jiàn)光譜范圍中的波長(zhǎng)或波長(zhǎng)范圍的可見(jiàn)光。
在本申請(qǐng)的范圍中,將術(shù)語(yǔ)“器件”不僅理解為制成的器件、例如有機(jī)發(fā)光二極管(oled),而且也理解為襯底和/或有機(jī)層序列。有機(jī)層序列與第一電極和第二電極的復(fù)合件已經(jīng)能夠例如為器件并且形成上級(jí)的第二器件的組成部分,在所述組成部分中例如存在附加的電端子。
“設(shè)置在第一電極和第二電極之間”不排除:其他的層或元件設(shè)置在電極之間,然而其中有機(jī)功能層總是與電極中的一個(gè)至少處于間接的電接觸和/或機(jī)械接觸。
將“導(dǎo)電率”在此和在下文中理解為至少一中材料傳輸載流子的能力,例如負(fù)的載流子(電子)和/或正的載流子(空穴)。導(dǎo)電率能夠通過(guò)至少兩種或三種材料的相互作用產(chǎn)生,例如通過(guò)第一化合物與第二化合物的相互作用或第一化合物和/或第二化合物與基體材料的相互作用產(chǎn)生。導(dǎo)電率與電荷、載流子濃度和載流子的遷移率構(gòu)成的乘積相關(guān)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,有機(jī)功能層的導(dǎo)電率大于由第一導(dǎo)電率和第二導(dǎo)電率組成的總和,所述第一導(dǎo)電率通過(guò)第一化合物與基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生,所述第二導(dǎo)電率通過(guò)第二化合物與基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生。通過(guò)第一化合物和第二化合物的共同作用在有機(jī)功能層中產(chǎn)生提高的粒子傳輸、例如空穴,和在光電子器件中產(chǎn)生提高的發(fā)光密度和效率。
將“唯一的相互作用”在本文中理解為:第一化合物和基體材料或第二化合物和基體材料僅僅彼此相互作用?!拔ㄒ坏南嗷プ饔谩庇绕淠軌虮硎荆簝H第一化合物和基體材料或第二化合物和基體材料是導(dǎo)電的。
將第一化合物與第二化合物的相互作用和/或第一化合物和/或第二化合物與基體材料的相互作用在本文中理解為:在第一化合物和第二化合物之間或在第一化合物和/或第二化合物和基體材料之間構(gòu)成分子之間力(zwischenmolekulare
尤其第一化合物與第二化合物和第一化合物與基體材料和/或第二化合物與基體材料構(gòu)成至少一個(gè)配位鍵。
“配位鍵”在此和在下文中表示,在電子供體和電子受體之間構(gòu)成鍵,其中電子供體提供所有為構(gòu)成配位鍵所需的電子,并且其中電子受體接受所提供的電子。特別地,電子供體或者電子受體能夠僅部分地或者少量地交換電子。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物是關(guān)于基體材料的電子受體和/或關(guān)于第二化合物的電子受體。
根據(jù)另一實(shí)施方式,第二化合物是關(guān)于基體材料的電子受體和/或關(guān)于第一化合物的電子供體。
根據(jù)另一實(shí)施方式,與第一化合物相比,第二化合物相對(duì)于基體材料接受電子更強(qiáng)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,除第一化合物和第二化合物之外,也還能夠?qū)⒏郊拥幕衔?、例如一種至三種附加的化合物嵌入基體材料中,所述附加的化合物能夠用于與第一化合物、第二化合物、基體材料相互作用和/或彼此間相互作用,例如通過(guò)配位鍵構(gòu)成來(lái)相互作用。基體材料能夠替選或附加地是由多種不同的基體材料構(gòu)成的混合物。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,光電子器件是有機(jī)電子器件并且例如以有機(jī)發(fā)光二極管(oled)的形式成形。在此,oled例如能夠在襯底上具有第一電極。在第一電極上方能夠施加至少一個(gè)有機(jī)功能層或多個(gè)由有機(jī)材料構(gòu)成的功能層。在該有機(jī)功能層或多個(gè)功能層上方施加第二電極。
在此,有機(jī)功能層能夠選自:發(fā)射輻射的層、空穴傳輸層、空穴注入層和空穴阻擋層。尤其,有機(jī)功能層為空穴傳輸層和/或空穴注入層。
每個(gè)其他的有機(jī)功能層能夠選自:電子注入層、電子傳輸層、空穴阻擋層或發(fā)射輻射層。發(fā)射輻射層能夠包括單個(gè)層或多個(gè)子層、例如在綠色、紅色和/或藍(lán)色光譜范圍中發(fā)射電磁輻射的層或子層。替選地或附加地可行的是:電子注入層、電子傳輸層和空穴阻擋層具有單個(gè)層或多個(gè)子層。
為此,發(fā)射輻射的層能夠具有有源區(qū),所述有源區(qū)適合于在有機(jī)光電子器件運(yùn)行中放射電磁輻射。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,光電子器件能夠附加地具有封裝件。
替選地,根據(jù)另一實(shí)施方式,光電子器件以晶體管、例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管、太陽(yáng)能電池或光電探測(cè)器的形式成形。
襯底能夠包括玻璃、石英、塑料薄膜、金屬、金屬薄膜、硅晶圓或其他適合的襯底材料。oled也能夠作為所謂的“底部發(fā)射器”構(gòu)成,即在有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射通過(guò)襯底放射。然后襯底對(duì)于電磁輻射的至少一部分具有透明性。有利地,能夠構(gòu)成為陽(yáng)極的第一電極能夠是透明的和/或能夠包括注入空穴的材料。第一電極能夠例如具有透明導(dǎo)電氧化物或由其構(gòu)成。透明導(dǎo)電氧化物(transparentconductiveoxide,縮寫“tco”)通常是金屬氧化物,例如氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鈦、氧化銦或銦錫氧化物(ito)。除了二價(jià)的金屬氧化物化合物例如zno、sno2或in2o3以外,三價(jià)的金屬氧化物化合物例如zn2sno4、cdsno3、znsno3、mgln2o4、gaino3、zn2in2o5或in4sn3o12或不同的透明導(dǎo)電氧化物的混合物也屬于tco族。在此,tco不強(qiáng)制符合化學(xué)計(jì)量的組分并且此外能夠是p型摻雜的或n型摻雜的。
至少一個(gè)有機(jī)功能層能夠具有有機(jī)聚合物、有機(jī)低聚物、有機(jī)單體、有機(jī)的非聚合物的小分子(“小分子(smallmolecules)”)或這些材料的組合。
第二電極能夠構(gòu)成為陰極進(jìn)而用作電子注入材料。此外,尤其鋁、鋇、銦、銀、金、鎂、鈣或鋰以及這些材料的化合物、組合物和合金作為陰極材料證明是有利的。替選地或附加地,第二電極也能夠具有上述tco中的一種。附加地或替選地,第二電極也能夠構(gòu)成為是透明的和/或第一電極能夠構(gòu)成為陰極并且第二電極構(gòu)成為陽(yáng)極。這尤其表示:oled也能夠構(gòu)成為“頂部發(fā)射器”。
第一電極和/或第二電極能夠分別大面積地構(gòu)成。由此能夠在oled的情況下實(shí)現(xiàn)大面積地放射在有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射?!按竺娣e”在此能夠表示:有機(jī)電子器件具有大于或等于幾mm2的面積、優(yōu)選大于或等于一cm2的面積并且尤其優(yōu)選大于或等于一dm2的面積。替選地或附加地,第一電極和/或第二電極能夠至少在子區(qū)域中以結(jié)構(gòu)化的方式構(gòu)成。由此能夠?qū)崿F(xiàn)以結(jié)構(gòu)化的方式放射在有源區(qū)中產(chǎn)生的電磁輻射,例如以圖像或象形圖的形式放射。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,在制造功能層時(shí)通過(guò)同時(shí)蒸發(fā)來(lái)自不同源的第一化合物、第二化合物和基體材料在氣相中或在層中通過(guò)第一化合物和第二化合物的絡(luò)合產(chǎn)生第三化合物。尤其第一化合物和第二化合物在基體材料中均勻分布。替選地,能夠在基體材料中調(diào)整由第一化合物和第二化合物構(gòu)成的濃度梯度。第三化合物尤其形成電子供體-電子受體-絡(luò)合物。附加地,通過(guò)第三化合物產(chǎn)生有機(jī)功能層的更高的導(dǎo)電率。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物和/或第二化合物在基體材料中是過(guò)量存在的。由此有機(jī)功能層的導(dǎo)電率也能夠例如通過(guò)空穴的濃度在工藝方面進(jìn)行調(diào)節(jié)。
根據(jù)另一實(shí)施方式,與第一化合物和/或第二化合物相比,基體材料是過(guò)量存在的,例如優(yōu)選過(guò)量多于75%、尤其優(yōu)選過(guò)量多于90%。導(dǎo)電率與載流子的遷移率和載流子的數(shù)量成比例。通常,在將第一化合物和/或第二化合物添加到基體材料時(shí)遷移率下降。但這通過(guò)載流子的生成而過(guò)度補(bǔ)償,使得最后導(dǎo)電率上升多個(gè)數(shù)量級(jí)。因此,導(dǎo)電率能夠通過(guò)基體材料與第一化合物和/或第二化合物的比例控制。水平的和垂直的梯度在工藝上是可行的。
第一化合物與第二化合物的相互作用引起這兩種化合物彼此間的配位。在配位狀態(tài)下、即在構(gòu)成由第一化合物和第二化合物構(gòu)成的至少一個(gè)配位鍵的情況下,有機(jī)功能層因此包括第三化合物。在有機(jī)功能層中存在短程有序。能夠?qū)⒍坛逃行蚶斫鉃椋翰皇钦麄€(gè)層本身是結(jié)晶的,而是圍繞第一化合物在其直接的范圍內(nèi)將第二化合物根據(jù)特定的樣式設(shè)置。因此,整個(gè)有機(jī)功能層本身是無(wú)定型的進(jìn)而不具有長(zhǎng)程有序。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物包括具有至少一個(gè)金屬中心原子的金屬絡(luò)合物。第一化合物的金屬中心原子能夠選自元素周期表的元素,例如選自元素周期表的第i副族的元素、第vi副族的元素和第v主族的元素。金屬中心原子尤其選自:cu、cr、mo和bi。
替選地或附加地,至少兩個(gè)金屬中心原子能夠直接地經(jīng)由金屬-金屬-鍵和/或間接地相互結(jié)合?!伴g接地”在本文中表示:兩個(gè)金屬原子與至少一個(gè)半金屬原子和/或非金屬原子例如o、n、p、c、si或b結(jié)合或跨接,其中不構(gòu)成直接的金屬-金屬-鍵。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物是銅絡(luò)合物。在銅絡(luò)合物中能夠包含至少一個(gè)處于第ii氧化態(tài)的銅陽(yáng)離子。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,銅絡(luò)合物具有至少一個(gè)配體,所述配體包含芳氧基基團(tuán)和亞胺基團(tuán)。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,配體的芳氧基和亞胺是水楊醛亞胺基團(tuán)。能夠?qū)⑺畻钊﹣啺坊鶊F(tuán)理解為如下配體,所述配體由水楊醛和芳香的一元胺或二胺或烯烴的一元胺或二胺形成。因此,配體包括胺縮合的水楊醛基團(tuán)并且有能力在芳氧基和亞胺基團(tuán)的氮、例如甲亞胺基團(tuán)的氮之間的絡(luò)合。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,銅絡(luò)合物具有通式i或通式ii:
式(i)示出銅絡(luò)合物的順式同分異構(gòu)體,式(ii)示出反式同分異構(gòu)體。這樣的銅絡(luò)合物因此包含兩個(gè)配位體,所述配位體配位或者結(jié)合到銅陽(yáng)離子上。
在式(i)和(ii)中:r1、r1’、r2x和r2x’(其中x分別代表a、b、c或者d)彼此無(wú)關(guān)地選自:未枝化的、枝化的、縮合的、環(huán)狀的、未取代的和取代的烷基殘基、取代的和未取代的芳烴、取代的和未取代的雜芳烴。
這些取代基的實(shí)例是:甲基基團(tuán)、乙基基團(tuán)、十氫萘基基團(tuán)、環(huán)己基基團(tuán)和烷基殘基,其能夠完全或者部分地被取代并且能夠具有直至20個(gè)碳原子。這些烷基殘基還能夠包含醚基團(tuán),如乙氧基基團(tuán)或者甲氧基基團(tuán),酯基團(tuán),酰胺基團(tuán),碳酸基團(tuán)或者也包含鹵素,特別是f。
取代的或者未取代的芳烴的實(shí)例是苯基、聯(lián)苯基、萘基、菲基或者芐基。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,r1和r1’、r2x和r2x’分別是相同的。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,r1和r1’相互連接。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,r1和r1’、r2x和r2x’中的至少一個(gè)具有吸電子的取代基。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物包括至少一個(gè)配體。配體優(yōu)選配位和/或結(jié)合在第一化合物的至少一個(gè)金屬中心原子上。配體能夠選自在wo2011/033023al或us2011/0089408a1或de102010013495a1或者wo2011/120709al中已經(jīng)公開(kāi)的組中。作為配體適合的例如是五氟苯、氟化的醋酸或氟化的乙酰丙酮。第一化合物能夠例如是氟化的乙酸銅(i)、氟化的乙酰丙酮銅或氟化的三氟甲烷磺酸銅(ii)。
尤其第一化合物的配體能夠選自下列和下列的組合:
氟化的或非氟化的苯甲酸,例如2-(三氟甲基)苯甲酸;3,5-二氟苯甲酸;3-羥基-2,4,6-三碘苯甲酸;3-氟-4-甲基苯甲酸;3-(三氟甲氧基)苯甲酸;4-(三氟甲氧基)苯甲酸;4-氯-2,5-二氟苯甲酸;2-氯-4,5-二氟苯甲酸;2,4,5-三氟苯甲酸;2-氟苯甲酸;4-氟苯甲酸;2,3,4-三氟苯甲酸;2,3,5-三氟苯甲酸;2,3-二氟苯甲酸;2,4-雙(三氟甲氧基)苯甲酸;2,4-二氟苯甲酸;2,5-二氟苯甲酸;2,6-雙(三氟甲氧基)苯甲酸;2,6-二氟苯甲酸;2-氯-6-氟苯甲酸;2-氟-4-(三氟甲氧基)苯甲酸;2-氟-5-(三氟甲氧基)苯甲酸;2-氟-6-(三氟甲氧基)苯甲酸;3,4,5-三氟苯甲酸;3,4-二氟苯甲酸;3,5-雙(三氟甲基)苯甲酸;3-(三氟甲基)苯甲酸;3-氯-4-苯甲酸;3-氟-5-(三氟甲基)苯甲酸;3-氟苯甲酸;4-氟-2-(三氟甲基)苯甲酸;4-氟-3-(三氟甲基)苯甲酸;5-氟-2-甲基苯甲酸;2-(三氟甲氧基)苯甲酸;2,3,5-三氯苯甲酸;4-(三氟甲基)苯甲酸;五氟苯甲酸;2,3,4,5-四氟苯甲酸,
氟化的或非氟化的苯乙酸,例如2-氟-苯乙酸;3-氟-苯乙酸;4-氟-苯乙酸;2,3-二氟-苯乙酸;2,4-二氟-苯乙酸;2,6-二氟-苯乙酸;3,4-二氟-苯乙酸;3,5-二氟-苯乙酸;五氟-苯乙酸;2-氯-6-氟-苯乙酸;2-氯-3,6-二氟-苯乙酸;3-氯-2,6-二氟-苯乙酸;3-氯-4-氟-苯乙酸;5-氯-2-氟-苯乙酸;2,3,4-三氟-苯乙酸;2,3,5-三氟-苯乙酸;2,3,6-三氟-苯乙酸;2,4,5-三氟-苯乙酸;2,4,6-三氟-苯乙酸;3,4,5-三氟-苯乙酸;3-氯-2-氟-苯乙酸;α-氟-苯乙酸;4-氯-2-氟-苯乙酸;2-氯-4-氟-苯乙酸;α,α-二氟-苯乙酸;乙基2,2-二氟-2-苯乙酸;和
氟化的或非氟化的乙酸,例如三氟乙酸甲酯;三氟乙酸丙烯酯;三氟乙酸乙酯;三氟乙酸異丙酯;2,2,2-三氟乙基-三氟乙酸;二氟乙酸;三氟乙酸;二氟氯乙酸甲酯;二氟溴乙酸乙酯;二氟氯乙酸;氟氯乙酸乙酯;二氟乙酸乙酯;(3-氯苯基)-二氟乙酸;(3,5-二氟苯基)-二氟乙酸;(4-丁基苯基)二氟乙酸;(4-叔丁基苯基)二氟乙酸;(3,4-二甲基苯基)-二氟乙酸;(3-氯-4-氟苯基)-二氟乙酸;(4-氯苯基)-二氟乙酸;2-聯(lián)苯-3’,5’-二氟乙酸;3-聯(lián)苯-3’,5’-二氟乙酸;4-聯(lián)苯-3’,5’-二氟乙酸;2-聯(lián)苯-3’,4’-二氟乙酸;3-聯(lián)苯-3’,4’-二氟乙酸;4-聯(lián)苯-3’,4’-二氟乙酸;2,2-二氟丙酸或其更高的同系物。如果配體l具有酸性基團(tuán),那么所述基團(tuán)能夠在優(yōu)選的實(shí)施方式中以去質(zhì)子的方式存在。
在至少另一個(gè)實(shí)施方式中,配體選自未取代的、部分氟化的或預(yù)氟化的有機(jī)羧酸的組。有機(jī)羧酸通常能夠選自:脂肪族的、飽和的一元羧酸;脂肪族的、不飽和的一元羧酸;脂肪族的、飽和的二元羧酸;脂肪族的、飽和的三元羧酸;脂肪族的、不飽和的二元羧酸;芳香族的羧酸;雜環(huán)的羧酸;脂肪族的、不飽和的、環(huán)狀的一元羧酸。尤其優(yōu)選部分的或預(yù)氟化的配體l選自:取代的或未取代的乙酸、苯乙酸和/或苯甲酸的化合物并且可效仿上面實(shí)施。尤其優(yōu)選的是非氟化的、部分氟化的或預(yù)氟化的乙酸。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,至少一種配體在兩種金屬之間橋接地設(shè)置。
在一個(gè)實(shí)施方式中,第一化合物具有bi作為金屬中心原子,但所述金屬中心原子不與橋接的配體配位。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物包括例如金屬中心原子和/或第一化合物的配體、至少一個(gè)配位點(diǎn)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物包括例如第一化合物的金屬中心原子、至少一個(gè)自由的配位點(diǎn),所述配位點(diǎn)為此有能力來(lái)吸收第二材料的電子對(duì)、例如第二化合物的電子對(duì)并且來(lái)構(gòu)成配位鍵。這也能夠稱作路易斯酸堿相互作用。
“配位點(diǎn)”在此和在下文中表示至少一個(gè)結(jié)合點(diǎn)。第一化合物的配位點(diǎn)能夠與第二化合物和/或基體材料相互作用。第一化合物的自由的配位點(diǎn)能夠表示:存在一個(gè)或多個(gè)金屬中心原子的空的軌道、例如d-軌道、p-軌道或f-軌道,所述軌道在與第二化合物的電子對(duì)和/或基體材料的電子對(duì)相互作用時(shí)被占據(jù)。通過(guò)軌道的疊加能夠產(chǎn)生電子供體-電子受體-絡(luò)合物,其中空穴(缺陷電子)遷移。在空穴傳輸時(shí)來(lái)自homo(最高已占分子軌道,highestoccupiedmolecularorbital)中的電子填充空穴??昭ǖ膫鬏斀?jīng)由基體材料進(jìn)行,因?yàn)樵诖舜嬖跐B透路徑。電子受體完全地或部分地從基體材料遷出進(jìn)而在基體材料中產(chǎn)生空穴。然后所述空穴在上述過(guò)程之后遷移。因此提高空穴導(dǎo)電率、光電子器件的效率和壽命。
附加地或替選地,配位點(diǎn)能夠是容易供使用的并且不通過(guò)配體遮蔽。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物包括結(jié)構(gòu)單元1
和/或結(jié)構(gòu)單元2
其中結(jié)構(gòu)單元1的cu不強(qiáng)制性地僅表示銅,而是cu代表絡(luò)合的金屬,所述絡(luò)合的金屬選自:銅、鉻、鉬和鉍和它們的組合,其中結(jié)構(gòu)單元2的cr強(qiáng)制性地僅表示鉻,而是cr代表絡(luò)合的金屬,所述絡(luò)合的金屬選自:銅、鉻、鉬和鉍和它們的組合。尤其cr代表二價(jià)的鉍。r1、r2、r3和/或r4是相同的或不同的并且分別選自:取代或未取代的烴基、烷基殘基、環(huán)烷基殘基、雜環(huán)烷基殘基、芳基殘基、雜芳烴殘基和它們的組合。烴基殘基或烷基殘基能夠是枝化的、現(xiàn)狀的或環(huán)狀的。芳烴和/或雜芳烴能夠具有一個(gè)環(huán)或多個(gè)環(huán)。環(huán)能夠是縮合的。將“環(huán)”在本文中理解為環(huán)狀的原子聯(lián)接,所述原子例如選自:c、s、n、si、o、p和它們的組合?!翱s合的”環(huán)在本文中表示:多個(gè)環(huán)具有至少一個(gè)共同的原子。因此,螺環(huán)化合物已經(jīng)能夠稱作縮合的,所述螺環(huán)化合物的環(huán)僅連接在原子上。尤其至少兩個(gè)環(huán)彼此共享兩個(gè)原子。
根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式,金屬中心原子形成二聚的第一化合物,所述金屬中心原子包括cr和/或mo。cu作為金屬中心原子形成四聚的第一化合物、六聚的第一化合物等。尤其三價(jià)的bi作為金屬中心原子不形成根據(jù)結(jié)構(gòu)單元2的第一化合物。
尤其2個(gè)至6個(gè)環(huán)、尤其4個(gè)環(huán)被縮合。替選地或附加地,所述環(huán)或所述環(huán)中的多個(gè)能夠具有共軛。“共軛”在本文中表示:環(huán)或環(huán)中的多個(gè)交替地具有單鍵和雙鍵。
結(jié)構(gòu)單元1或結(jié)構(gòu)單元2中的箭頭表示在第一化合物的金屬中心原子上可能的配位點(diǎn)。
結(jié)構(gòu)單元1具有至少四個(gè)自由的配位點(diǎn)。結(jié)構(gòu)單元2具有至少兩個(gè)配位點(diǎn)。
枝化的、現(xiàn)狀的或環(huán)狀的烴基殘基尤其能夠包括1-20個(gè)碳原子,例如甲基環(huán)、乙基環(huán)或縮合的環(huán),如十氫萘基或金剛烷基、環(huán)己基或完全或部分取代的烷基殘基。替選地或附加地,r1、r2、r3和/或r4能夠包括取代的或未取代的芳基殘基,例如苯基、聯(lián)苯基、萘基、菲基、苯甲基、米基或雜芳烴殘基,例如取代的或未取代的殘基選自下列芳香族的基本結(jié)構(gòu)(示意圖1):
示意圖1
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物是全氟苯甲酸四銅(i),在此和下文中用簡(jiǎn)稱cu(i)pfbz表示,或重鉻(ii)-四-三氟乙酸。但原則上也能夠使用其他已知的化合物作為第一化合物。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物能夠選自:銅(i)絡(luò)合物,如其例如在us2011/0089408a1中描述;銅(ii)絡(luò)合物,如其例如在us2011/0089408al中描述;銅(ii)乙酰丙酮,如其例如在de102010013495al中描述;金屬絡(luò)合物,例如三氟乙酸銠,如其例如在de102007028237al和de102007028238al中描述。
在此,上面描述的第一化合物的實(shí)施方式的區(qū)別在于其相對(duì)于基體材料和相對(duì)于基體材料中相同濃度的第一化合物的電子受體強(qiáng)度。尤其第一化合物是銅(i)絡(luò)合物如其例如在us2011/0089408al中描述,和銠絡(luò)合物、例如三氟乙酸銠,如其例如在de102007028237al和de102007028238al中描述。由此正面地影響切斷狀態(tài)下的光電子器件的外觀。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第二化合物包括芳香烴和/或雜芳烴,所述芳香烴和/或雜芳烴具有至少兩個(gè)功能基團(tuán),所述功能基團(tuán)有能力用于構(gòu)成配位鍵和/或π-π相互作用。
π-π相互作用尤其能夠在芳香烴之間構(gòu)成第一化合物、第二化合物和/或基體材料的不同的受體強(qiáng)度。
π-π相互作用是力,所述力在分子的π-體系之間出現(xiàn),例如不飽和的化合物的π-體系之間出現(xiàn),并且通過(guò)其四極矩產(chǎn)生。
尤其芳香烴和/或雜芳烴具有一個(gè)或多個(gè)環(huán)。尤其芳香烴和/或雜芳烴能夠包括2至6個(gè)環(huán),尤其包括4個(gè)環(huán)。替選地或附加地,環(huán)或環(huán)中的多個(gè)是縮合的。
尤其,功能基團(tuán)選自:胺、磷化氫、苯酚、硫醇、氰基、異氰基、氰酸基、硝酸基、羧酸基、氟化的羧酸基、乙酰丙酮酸鹽、氟化的乙酰丙酮鹽、羰基、酰胺、酰亞胺、噻吩、氟和它們的組合。
功能基團(tuán)也能夠是電子供體。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,功能基團(tuán)有能力來(lái)構(gòu)成配位鍵,所述配位鍵構(gòu)成第一化合物和/或基體材料。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第二化合物具有傳導(dǎo)空穴的特性。第二化合物能夠傳導(dǎo)空穴或正電荷。由此有機(jī)功能層的導(dǎo)電率能夠提高。這與具有更小的導(dǎo)電率和更大的電壓降的有機(jī)功能層相比引起有機(jī)功能層中更小的電壓降進(jìn)而引起光電子器件更高的效率,而且載流子平衡保持不變。這附加地引起發(fā)射輻射的層中的更高的激子密度進(jìn)而光電子器件的更高的發(fā)光效率。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第二化合物包括至少一種雜芳烴,所述雜芳烴包括示意圖1中的芳香族的基本結(jié)構(gòu)中的至少一種。尤其功能基團(tuán)與示意圖1中的至少一種芳香族的基本結(jié)構(gòu)聯(lián)接。
附加地,第二化合物能夠具有共軛,例如第二化合物具有交替的單鍵和雙鍵。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第二化合物包括結(jié)構(gòu)單元3
和/或結(jié)構(gòu)單元4,
其中f1、f2、f3、f4、fs、f6、f7、f8、f9和/或f10能夠是相同的或不同的,是彼此獨(dú)立的并且選自:胺、磷化氫、苯酚、硫醇、氰基、異氰基、氰酸基、硝酸基、羧酸基、羰基、酰胺、酰亞胺、噻吩、氟和它們的組合。尤其優(yōu)選羰基。
替選地或附加地,結(jié)構(gòu)單元3或結(jié)構(gòu)單元4能夠在c-原子上取代。取代基能夠選自:烷基、芳基、雜芳烴、環(huán)烷基、氟。
尤其第二化合物選自:二吡嗪[2,3-f:2',3'-h]喹惡啉-2,3,6,7,10,11-六腈(在此應(yīng)用簡(jiǎn)稱hat-cn)、7,7,8,8-四氰基對(duì)苯二醌二甲烷(在此應(yīng)用簡(jiǎn)稱tcq)、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰二甲基對(duì)苯醌(在此應(yīng)用簡(jiǎn)稱fcq)、2,3-二(n-苯二甲酰)-5,6-二氰基-1,4-苯醌(在此應(yīng)用簡(jiǎn)稱pbq)、吡嗪[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,3-二腈和其氟化的或非氟化的衍生物和四氰基對(duì)苯二醌二甲烷和其氟化的或非氟化的衍生物。hat-cn、tcq、fcq和pbq的分子式在下面示出。分子式上的箭頭表示可能的配位點(diǎn),所述配位點(diǎn)有能力例如在第一化合物上和/或基體材料上配位。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第二化合物具有π-電子體系,所述π-電子體系包括至少一個(gè)環(huán),例如1個(gè)至6個(gè)環(huán)。由此第一化合物和/或第二化合物的電子或者空穴能夠定位在基體材料中。這引起有機(jī)功能層的更高的導(dǎo)電率進(jìn)而引起有機(jī)光電子器件的更高的發(fā)光效率。
在有機(jī)光電子器件的一個(gè)實(shí)施方式中,第一化合物的金屬絡(luò)合物配位到第二化合物的一個(gè)功能基團(tuán)上或多個(gè)功能基團(tuán)上。第二化合物配位到第一化合物的金屬中心原子上能夠經(jīng)由第二化合物的功能基團(tuán)或經(jīng)由第二化合物的芳香族的體系中的原子、例如n、p、s或o來(lái)進(jìn)行。在第一化合物配位到第二化合物上時(shí)或之后,優(yōu)選沒(méi)有分裂金屬絡(luò)合物的事先處理的配體,也沒(méi)有發(fā)生配體交換。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物與第二化合物因此構(gòu)成多個(gè)配位鍵,使得產(chǎn)生鏈狀結(jié)構(gòu)和/或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
還能夠?qū)⒏郊拥幕衔镆牖w材料中,所述附加的化合物通過(guò)與第一化合物、第二化合物和/或基體材料的相互作用形成鏈狀的結(jié)構(gòu)和/或網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)、例如三維結(jié)構(gòu)。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物除了結(jié)構(gòu)元素“金屬中心原子”m之外具有至少一個(gè)結(jié)構(gòu)元素“自由的配位點(diǎn)”ksn(索引n在此表示配位點(diǎn)的數(shù)量)。第二化合物具有結(jié)構(gòu)元素“芳香烴和/或雜芳烴”a和至少一個(gè)結(jié)構(gòu)元素“功能基團(tuán)”fgm(索引m在這種情況下表示功能基團(tuán)的數(shù)量)。將“結(jié)構(gòu)元素”在本文中理解為結(jié)構(gòu)式的典型的范圍。例如結(jié)構(gòu)元素“功能基團(tuán)”fgn包括第二化合物的所有事先處理的功能基團(tuán)。結(jié)構(gòu)元素“金屬中心原子”m包括第一化合物的事先處理的金屬中心原子。結(jié)構(gòu)元素“自由的配位點(diǎn)”ksn包括第一化合物的事先處理的自由的配位點(diǎn)。結(jié)構(gòu)元素“芳香烴和/或雜芳烴”a包括第二化合物的事先處理的芳香烴和/或雜芳烴。至少一個(gè)結(jié)構(gòu)元素“自由的配位點(diǎn)”、例如ks1有能力與結(jié)構(gòu)元素“功能基團(tuán)”、例如第二化合物的fg1相互作用。這能夠例如通過(guò)構(gòu)成至少一個(gè)配位鍵產(chǎn)生。由此能夠產(chǎn)生鏈狀結(jié)構(gòu)和/或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(見(jiàn)下列示意圖)。
在此并且在本文中描述:
m:第一化合物的結(jié)構(gòu)元素“金屬中心原子”
ksn:第一化合物的結(jié)構(gòu)元素“第n個(gè)自由的配位點(diǎn)”
ks1:第一化合物的結(jié)構(gòu)元素“第一自由的配位點(diǎn)”
ks2:第一化合物的結(jié)構(gòu)元素“第二自由的配位點(diǎn)”
a:第二化合物的結(jié)構(gòu)元素“芳香烴和/或雜芳烴”
fgm:第二化合物的結(jié)構(gòu)元素“第m個(gè)功能基團(tuán)”
fg1:第二化合物的結(jié)構(gòu)元素“第一功能基團(tuán)”
fg2:第二化合物的結(jié)構(gòu)元素“第二功能基團(tuán)”,和
w:第一化合物的結(jié)構(gòu)元素“第一自由的配位點(diǎn)”和第二化合物的結(jié)構(gòu)元素“第一功能基團(tuán)”之間的相互作用。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,第一化合物和/或第二化合物用作為p-摻雜材料?!皃-摻雜材料”在本文中表示:所述p-摻雜材料有能力來(lái)吸收基體材料的電子并且進(jìn)而在基體材料中產(chǎn)生空穴。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,有機(jī)功能層是空穴傳輸層。與不包含第一化合物和第二化合物的基體材料相比,將第一化合物添加到空穴傳輸層的基體材料中的第二化合物引起改進(jìn)的空穴傳輸特性。所述改進(jìn)的空穴傳輸能夠通過(guò)基體材料的分子的正電荷或空穴的傳輸來(lái)闡述,所述空穴或正電荷能夠與第一化合物或第二化合物相互作用。
在下面示例性地示出:
示意圖2:第一化合物例如cu(i)pfbz與第二化合物例如hat-cn的相互作用,
示意圖3:第一化合物例如cu(i)pfbz與第二化合物例如hat-cn的相互作用,并且第一化合物例如cu(i)pfbz與基體材料例如n,n’-二(萘-1-基)-n,n’-二(苯基)-聯(lián)苯胺(npd)的相互作用,和
示意圖4:第一化合物例如cu(i)pfbz與第二化合物例如hat-cn的相互作用,并且第二化合物例如hat-cn與基體材料例如npd的相互作用。相互作用不限于在實(shí)施例中描述過(guò)的化合物的在示意圖1至4中示出的相互作用或其他的相互作用。更確切地說(shuō),也能夠利用第一化合物、第二化合物和/或基體材料的其他的實(shí)施例。也可行的是,第一化合物、第二化合物和/或基體材料經(jīng)由至少一個(gè)π-π相互作用在不同的受體強(qiáng)度的兩個(gè)芳香烴之間相互作用,例如在de102007028238al和/或在sevryugina等,inorg.chem.2007,46,7870-7879中示出。
示意圖2
示意圖3
示意圖4
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,不是基體材料的所有的分子都與第一化合物的分子和/或第二化合物的分子相互作用。
基體材料,例如空穴傳輸層的基體材料能夠選自下述基團(tuán)中的一種或多種化合物:npb(n,n′-雙(萘-1-基)-n,n′-雙(苯基)-聯(lián)苯胺,β-npb(n,n′-雙(萘-2-基)-n,n′-雙(苯基)-聯(lián)苯胺),tpd(n-n′-雙(3-甲基苯基)-n,n′-雙(苯基)-聯(lián)苯胺),n,n′-雙(萘-2-基)-n,n′-雙(苯基)-2,2-二甲基聯(lián)苯胺,spiro-tpd(n,n′-雙(3-甲基苯基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-螺二芴),spiro-npb(n,n′-雙(萘-1-基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-螺二芴),dmfl-tpd(n,n′-雙(3-甲基苯基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-二甲基芴),dmfl-npb(n,n′-雙(萘-1-基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-二甲基芴),dpfl-tpd(n,n′-雙(3-甲基苯基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-二甲基芴),dpel-npb(n,n′-雙(萘-1-基)-n,n′-雙(苯基)-9,9-二苯基芴),sp-tad(2,2′,7,7′-四(n,n-二苯基氨基)-9,9′-螺二芴),tapc(二-[4-(n,n-二甲苯基氨基)苯基]環(huán)己烷),spiro-ttb(2,2',7,7'-四(n,n-二-甲苯基)氨基)螺-二芴),bpapf(9,9-二[4-(n,n-雙-聯(lián)苯-4-基-氨基)苯基]-9h-芴),spiro-2npb(2,2',7,7'-四[n–萘(苯基)氨基]-9,9'-螺二芴),spiro-5(2,7-雙[n,n-雙(9,9-螺-聯(lián)芴-2-基)-氨基]-9,9-螺二芴),2,2'-spiro-dbp(2,2'-雙[n,n-二(聯(lián)苯-4-基)氨基]-9,9-螺二芴),papb(n,n'-雙(菲-9-基)-n,n'-雙(苯基)-聯(lián)苯胺),tnb(n,n,n',n'-四-萘-2-基-聯(lián)苯胺),spiro-bpa(2,2'-雙(n,n-二苯基-氨基)-9,9-螺二芴),npapf(9,9-雙[4-(n,n-雙苯-2-基-氨基)苯基]-9h-芴),npbapf(9,9-雙[4-(n,n'-雙-萘-2-基-n,n'-雙-苯基-氨基)-苯基]-9h-芴),tiopc(酞菁氧鈦),cupc(酞菁銅),f4-tcnq(2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰二甲基對(duì)苯醌),m-mtdata(4,4',4”-三(n-3-甲基苯基-n-苯基-氨基)三苯胺),2t-nata(4,4',4"-三(n-(萘-2-基)-n-苯基-氨基)三苯胺),1t-nata(4,4',4"-三(n-(萘-1-基)-n-苯基氨基)三苯胺),nata(4,4',4"-三(n,n-雙苯基-氨基)三苯胺),ppdn(吡嗪[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,3-二腈),meo-tpd(n,n,n',n'-四(4-甲氧基苯基)聯(lián)苯胺),meo-spiro-tpd(2,7-雙[n,n-雙(4-甲氧基-苯基)氨基]-9,9-螺二芴),2,2'-meo-spiro-tpd(2,2'-雙[n,n-雙(4-甲氧基-苯基)氨基]-9,9-螺二芴),β-npp(n,n'-二(萘-2-基)-n,n'-二苯基苯-1,4-二胺),ntnpb(n,n'-二-苯基-n,n'-二-[4-(n,n-二-間甲苯基-氨基)苯基]聯(lián)苯胺)和npnpb(n,n'-二-苯基-n,n'-二-[4-(n,n-二苯基-氨基)苯基]聯(lián)苯胺)。該列舉絕非是限制性的。通常傳輸空穴的任意基體材料都適于作為有機(jī)功能層的組成部分。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,基體材料在有機(jī)功能層中的份額大于50%、優(yōu)選大于80%、尤其優(yōu)選大于90%、例如95%。
在另一實(shí)施方式中,有機(jī)功能層是電子阻擋層。
此外,提供一種有機(jī)功能層,所述有機(jī)功能層包括基體材料、第一化合物、第二化合物,其中第一化合物與第二化合物經(jīng)由至少一個(gè)配位鍵構(gòu)成電子供體-電子受體-絡(luò)合物,并且其中第一化合物和/或第二化合物作為電子受體與基體材料相互作用,并且其中通過(guò)相互作用在電子供體-電子受體-絡(luò)合物中產(chǎn)生有機(jī)功能層的導(dǎo)電率。
對(duì)于有機(jī)功能層、基體材料、第一化合物和/或第二化合物適用與其之前在對(duì)于光電子器件的描述所提出的相同的定義和實(shí)施方式。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,有機(jī)功能層的導(dǎo)電率大于第一導(dǎo)電率和第二導(dǎo)電率組成的總和,所述第一導(dǎo)電率通過(guò)第一化合物與基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生,所述第二導(dǎo)電率通過(guò)第二化合物與基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,有機(jī)功能層是有機(jī)發(fā)光二極管、晶體管、例如場(chǎng)效應(yīng)晶體管、太陽(yáng)能電池或光電探測(cè)器的組成部分。
此外,提供一種用于制造光電子器件的方法,所述方法包括下列方法步驟:
a)提供一種襯底,
b)施加第一電極,
c)在襯底上沉積至少一個(gè)有機(jī)功能層或多個(gè)有機(jī)功能層,
d)施加第二電極,
其中有機(jī)功能層的沉積通過(guò)同時(shí)從第一化合物、第二化合物和基體
材料的不同源中蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行。
有機(jī)功能層的沉積通過(guò)從第一化合物、第二化合物和基體材料的不同源中蒸發(fā)引起有機(jī)功能層的更高的導(dǎo)電率。尤其在使用如下有機(jī)功能層的情況下能夠進(jìn)一步降低有機(jī)功能層之上的豎直壓降進(jìn)而提高光電子器件的效率和光產(chǎn)量,所述有機(jī)功能層具有5nm至600nm的厚度、優(yōu)選100nm至400nm的厚度以降低光電子器件,例如在大面積的oled中的易受電短路干擾性。附加地,當(dāng)有機(jī)功能層的導(dǎo)電率位于第一電極和/或第二電極的導(dǎo)電率的數(shù)量級(jí)中時(shí)、例如銦錫氧化物=錫摻雜的氧化銦(ito)的數(shù)量級(jí)中時(shí),能夠改進(jìn)光電子器件的橫向的電流分布。
替選地或附加地,在方法步驟d中,至少第一化合物和第二化合物能夠在蒸發(fā)前混合,其中有機(jī)功能層的沉積通過(guò)從第一化合物和第二化合物的源和基體材料的其他的源的蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行。
對(duì)于用于制造光電子器件的方法適用與其在上面在對(duì)于光電子器件的描述所提出的相同的定義和實(shí)施方式。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式,在第一有機(jī)化合物和第二有機(jī)化合物之間的配位鍵的數(shù)量和/或第一有機(jī)化合物和基體材料之間的配位鍵的數(shù)量和/或第二有機(jī)化合物和基體材料之間的配位鍵的數(shù)量能夠在蒸發(fā)時(shí)通過(guò)濃度變化來(lái)控制。
附圖說(shuō)明
根據(jù)本發(fā)明的主題的改進(jìn)形式和有利的實(shí)施方式和其他的優(yōu)點(diǎn)在下面應(yīng)根據(jù)附圖和實(shí)施例詳細(xì)闡述。
附圖示出:
圖1示出光電子器件的示意側(cè)視圖,
圖2示出比較例和依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的比電導(dǎo)率k的濃度,
圖2a示出有機(jī)的測(cè)試結(jié)構(gòu)的測(cè)量幾何結(jié)構(gòu),
圖3示出與比較例相比,根據(jù)另一實(shí)施方式的通過(guò)第一化合物和第二化合物的相互作用產(chǎn)生的比電導(dǎo)率k。
具體實(shí)施方式
在實(shí)施例和附圖中,相同的或起相同作用的組成部分分別設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。所示出的元件和其彼此間的大小比例基本上不能夠視為是符合比例的。此外,第一化合物和第二化合物與基體材料的相同的實(shí)施例設(shè)有相同的縮寫名稱。
圖1示出在有機(jī)發(fā)光二極管(oled)的實(shí)施例的光電子器件的示意側(cè)視圖。oled包括襯底1,所述襯底能夠完全在下方并且例如能夠是透明的并且能夠由玻璃構(gòu)成。在襯底1上設(shè)置第一電極2,所述第一電極能夠構(gòu)成為層,并且例如能夠是透明導(dǎo)電氧化物,例如氧化鋅、氧化錫、氧化鎘、氧化鈦、氧化銦或銦錫氧化物(ito)。在所述電極層2上方存在空穴注入層3,在所述空穴注入層上方又設(shè)置空穴傳輸層4。在所述空穴傳輸層上存在發(fā)射輻射的層,所述發(fā)射輻射層能夠例如具有多個(gè)單獨(dú)的層。在發(fā)射輻射的層5上存在空穴阻擋層6,在所述空穴阻擋層上能夠設(shè)置電子傳輸層7并且最后設(shè)置電子注入層8與鄰接的第二電極9。第二電極9能夠例如是金屬電極或其他透明的電極,例如由上述透明導(dǎo)電氧化物構(gòu)成的透明的電極。例如,根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)功能層是空穴注入層、空穴傳輸層、空穴阻擋層或發(fā)射輻射的層。
如果在第一電極2和第二電極9之間施加電壓,那么電流流動(dòng)經(jīng)過(guò)光電子器件。在此,從一個(gè)電極、陰極將電子注入電子注入層8中并且從另一電極、陽(yáng)極注入所謂的空穴。在發(fā)射輻射的層5中,空穴和電子復(fù)合,其中產(chǎn)生電子空穴對(duì)、即所謂的激子并且能夠放射電磁輻射。
替選地,光電子器件(在此未示出)以具有襯底1、第一電極2、有機(jī)功能層和第二電極9的oled形式成形。
替選地,光電子器件(在此未示出)的設(shè)置呈由襯底1、第一電極2、空穴注入層3、電子傳輸層5和第二電極9構(gòu)成的oled形式是可行的。
替選地或附加地,基體材料中的第一化合物和第二化合物成形為薄膜或灌封件并且設(shè)置或施加在第一電極上或上方(在此未示出)。
替選地,空穴注入層3、空穴傳輸層4或發(fā)射輻射的層5成形為有機(jī)功能層是可行的,其中有機(jī)功能層包括在基體材料中的第一化合物和第二化合物。
在此,根據(jù)本發(fā)明的有機(jī)功能層能夠是其中傳輸空穴的任意的層。優(yōu)選地,根據(jù)該發(fā)明的有機(jī)功能層是空穴注入層3或空穴傳輸層4。但有機(jī)功能層也能夠例如是發(fā)射輻射的層5,因此例如,又一其他的發(fā)射輻射的材料與第一化合物和第二化合物一起蒸發(fā)。但替選地,發(fā)射輻射的材料也能夠以其他方式引入發(fā)射輻射的層5中。通過(guò)改進(jìn)的空穴傳輸能力,更多的空穴和電子能夠復(fù)合,使得形成更多的激子(電子空穴對(duì))。由此,在發(fā)射輻射的層5中提高激子密度,其中光電子器件的發(fā)光密度和效率提高。
在此和在下文中,對(duì)于基體材料中的第一化合物或第二化合物的比較例使用下列縮寫命名:
v1:在merck公司的基體材料htm-014中的第一化合物cu(i)pfbz的比較例
v8:基體材料htm-014中的第二化合物hat-cn的比較例,并且
a1:基體材料htm-014中的具有5%的固定份額的第一化合物cu(i)pfbz和具有可變份額的第二化合物hat-cn的實(shí)施例。
圖2示出比較例v1和v8以及實(shí)施例a1的以每米西門子(s×m-1)為單位的比電導(dǎo)率k,其與第一化合物cu(i)pfbz或第二化合物hat-cn的按體積百分比說(shuō)明的濃度c相關(guān)。在此,使用有機(jī)的測(cè)試結(jié)構(gòu)以進(jìn)行根據(jù)圖2a的導(dǎo)電率測(cè)量。在此,在圖2a中d表示有機(jī)的測(cè)試結(jié)構(gòu)的厚度、l表示有機(jī)的測(cè)試結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度、s表示有機(jī)的測(cè)試結(jié)構(gòu)的寬度、k1表示第一接觸部、k2表示第二接觸部。在k1接觸部和k2接觸部之間施加電壓,由此在半導(dǎo)體中構(gòu)成均勻的電場(chǎng)f。然后,比電導(dǎo)率k根據(jù)下式得出:
其中j是電流密度和u是電壓。
在ito上(銦錫氧化物,indiumtinoxide=zinnoxiddotiertesindiumoxid氧化錫摻雜的氧化銦),電子通過(guò)同時(shí)從各基體材料、第一化合物和第二化合物的不同的源中熱蒸發(fā)沉積為總共120nm厚的有機(jī)功能層。比電導(dǎo)率k從電流電壓特性曲線中算出并且以圖形的方式繪制在圖2或圖3中。
基體材料示出相對(duì)差的小于10-6s×m-1(在此未示出)的比電導(dǎo)率。然而,通過(guò)基體材料中的第一化合物或第二化合物的蒸發(fā),能夠?qū)崿F(xiàn)明顯大于10-6s×m-1的比電導(dǎo)率k。在基體材料htm-014(v1)中的第一化合物cu(i)pfbz比基體材料htm-014(v8)中的第二化合物hat-cn產(chǎn)生更高的比電導(dǎo)率k。在相同的濃度的情況下,對(duì)于比較例v1而言,與在htm-014中的包括v8的hat-cn相比,對(duì)于htm-014中的cu(i)pfbz得到高兩個(gè)數(shù)量級(jí)的比電導(dǎo)率k。隨著第一化合物cu(i)pfbz或第二化合物hat-cn的濃度升高,可觀察到比電導(dǎo)率k的提高。這從第一化合物cu(i)pfbz或第二化合物hat-cn與各個(gè)基體材料的相互作用產(chǎn)生。由此,可實(shí)現(xiàn)高的空穴遷移率和電荷傳輸并且改進(jìn)光電子器件的發(fā)光產(chǎn)量。
在此和在下文中,對(duì)于基體材料中的第一化合物和/或第二化合物的實(shí)施例和比較例使用下列縮寫命名:
v9:基體材料htm-014中的具有10%份額的第二化合物hat-cn的比較例,
v10:基體材料htm-014中的具有5%份額的第一化合物cu(i)pfbz的比較例,
a1:基體材料htm-014中的具有5%份額的第一化合物cu(i)pfbz和具有10%份額的第二化合物hat-cn的實(shí)施例,和
v11:基體材料htm-014中的具有5%份額的第一化合物cu(i)pfbz的比較例?!胺蓊~”在本文中表示第一化合物或第二化合物計(jì)占基體材料的體積百分比。
圖3示出v9、v10、a1和v11的以每米西門子(s×m-1)為單位的比電導(dǎo)率k。v9的比電導(dǎo)率k為10-5s/m數(shù)量級(jí),而v10或v11的比電導(dǎo)率k高一個(gè)數(shù)量級(jí)(k=10-4s/m)。令人驚訝地,a1的比電導(dǎo)率k再次提高幾乎一個(gè)數(shù)量級(jí)(大約10-3s/m)。與通過(guò)第一化合物與基體材料唯一的相互作用產(chǎn)生(v10或v11)的比電導(dǎo)率k相反,并且與通過(guò)第二化合物與基體材料唯一的相互作用產(chǎn)生(v9)的比電導(dǎo)率k相反,有機(jī)功能層的比電導(dǎo)率k通過(guò)在基體材料中添加第一化合物和第二化合物而明顯提高。a1的比電導(dǎo)率k通過(guò)第一化合物cu(i)pfbz和第二化合物hat-cn在基體材料htm-014中的有利的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生。在cu(i)pfbz和hat-cn蒸發(fā)時(shí),在此,在源中不發(fā)生材料的交叉污染。這在圖3中示出幾乎相同的v10和v11的比電導(dǎo)率k,所述比電導(dǎo)率在a1之前或之后建立。
五氟苯甲酸銅(i)的合成
將的2ml(cf3co)2o添加給cu2o(0.451g,3.15mmol),隨后添隨后添加30ml苯?;旌衔镆徽乖诨亓鳁l件下加熱,其中獲得藍(lán)色溶液和例如未反應(yīng)的原始材料。所述懸浮液借助硅藻土(celiter)過(guò)濾,以便除去cu2o。然后使藍(lán)色溶液蒸發(fā)直至干燥,其中形成極淡藍(lán)色的固體。通過(guò)在60℃至70℃下在真空下處理10小時(shí)至15小時(shí),獲得期望的產(chǎn)物。產(chǎn)量為64%。結(jié)晶的材料能夠通過(guò)在110℃至120℃下升華原始的固體材料獲得。
反應(yīng)產(chǎn)物(0.797g,1.1mmol)與五氟化的苯甲酸(0.945g,6.76mmol)在手套箱(glovbox)的舒?zhèn)惪似?schlenkkolben)中保存,其中55ml苯添加至混合物。均勻的淺藍(lán)色的溶液在回流條件下加熱一整夜并且然后使蒸發(fā)至干燥,其中獲得淡藍(lán)色的固體。所述固體在90℃至100℃下在真空下處理數(shù)日,以便除去過(guò)量的未反應(yīng)的苯甲酸??諝夥€(wěn)定的無(wú)色的固體通過(guò)在220℃下原始的粉末的升華沉積在一周后獲得。五氟苯甲酸銅(i)的產(chǎn)量為65%。
有機(jī)功能層的制造
存在于各不同的源中的第一化合物(例如cu(i)pfbz)、第二化合物(例如hat-cn)和基體材料(例如htm-014)加熱到其各自的升華點(diǎn),其中所述化合物同時(shí)蒸發(fā)。在此,第一化合物、第二化合物和基體材料作為有機(jī)功能層施加在第一電極上、例如ito上。
有機(jī)光電子器件的制造
制成的有機(jī)功能層能夠沉積在所提供的襯底上、例如玻璃上,在所述襯底上施加第一電極,其中在所述第一電極上施加第二電極。
本發(fā)明不通過(guò)根據(jù)實(shí)施例或所說(shuō)明的特征組合進(jìn)行的描述而受到限制。更確切地說(shuō),本發(fā)明也包括各個(gè)新的特征本身以及所說(shuō)明的特征的任意的組合,這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合,即使該特征或者該組合本身未詳細(xì)地在權(quán)利要求中或者實(shí)施例中說(shuō)明時(shí)也是如此。
該專利申請(qǐng)要求德國(guó)專利申請(qǐng)102013106949.5的優(yōu)先權(quán),其公開(kāi)的內(nèi)容就此通過(guò)參考并入本文。
根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例,還公開(kāi)了以下附記:
1.一種光電子器件,所述光電子器件包括:
-襯底(1),
-第一電極(2),
-第二電極(9),
-至少一個(gè)有機(jī)功能層,所述有機(jī)功能層設(shè)置在第一電極(2)和第二電極(9)之間,和
-基體材料,
-第一化合物,和
-第二化合物,
其中所述第一化合物與所述第二化合物相互作用,并且
其中所述第一化合物和/或所述第二化合物與所述基體材料相互作用,并且
其中通過(guò)所述相互作用產(chǎn)生所述有機(jī)功能層的導(dǎo)電率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光電子器件,
其中所述有機(jī)功能層選自:空穴傳輸層、空穴注入層和空穴阻擋層。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物選自下列結(jié)構(gòu)單元或式:
其中r1、r1’、r2x和r2x’彼此獨(dú)立地選自:無(wú)枝化的、枝化的、縮合的、環(huán)狀的、未取代的和取代的烷基殘基、取代的和未取代的芳香烴、取代的和未取代的雜芳烴,其中x分別代表a、b、c或d,
其中r1、r2、r3和/或r4是相同的或不同的并且分別選自:取代或未取代的烴基殘基、烷基殘基、環(huán)烷基殘基、雜環(huán)烷基殘基、芳基殘基、雜芳烴殘基和它們的組合,并且
其中所述第二化合物選自:二吡嗪[2,3-f:2',3'-h]喹惡啉-2,3,6,7,10,11-六腈、7,7,8,8-四氰基對(duì)苯二醌二甲烷、2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰二甲基對(duì)苯醌、2,3-二(n-苯二甲酰)-5,6-二氰基-1,4-苯醌、吡嗪[2,3-f][1,10]菲啰啉-2,3-二腈和其氟化的或非氟化的衍生物和四氰基對(duì)苯二醌二甲烷和其氟化的或非氟化的衍生物。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述有機(jī)功能層的導(dǎo)電率大于由第一導(dǎo)電率和第二導(dǎo)電率組成的總和,所述第一導(dǎo)電率通過(guò)所述第一化合物與所述基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生,所述第二導(dǎo)電率通過(guò)所述第二化合物與所述基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物與所述第二化合物和所述第一化合物與所述基體材料和/或所述第二化合物與所述基體材料構(gòu)成至少一個(gè)配位鍵。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物是關(guān)于所述基體材料的電子受體和/或關(guān)于所述第二化合物的電子受體。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第二化合物是關(guān)于所述基體材料的電子受體和/或關(guān)于所述第一化合物的電子供體。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其通過(guò)同時(shí)從所述第一化合物、所述第二化合物和所述基體材料的不同的源進(jìn)行蒸發(fā)來(lái)制造,其中第三化合物通過(guò)第一化合物和第二化合物在氣相中的絡(luò)合物形成產(chǎn)生。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物包括具有至少一個(gè)金屬中心原子的金屬絡(luò)合物。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物的所述金屬中心原子選自cu、cr、mo和bi。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第二化合物包括芳香烴和/或雜芳烴,所述芳香烴和/或雜芳烴具有至少兩個(gè)功能基團(tuán),所述功能基團(tuán)有能力構(gòu)成配位鍵和/或π-π相互作用。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述功能基團(tuán)選自:胺、磷化氫、苯酚、硫醇、氰基、異氰基、氰酸基、硝酸基、羧酸基、氟化的羧酸基、乙酰丙酮酸鹽、氟化的乙酰丙酮鹽、羰基、酰胺、酰亞胺、噻吩、氟和它們的組合。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的光電子器件,其中所述第一化合物與所述第二化合物構(gòu)成至少一個(gè)配位鍵,使得產(chǎn)生鏈狀的結(jié)構(gòu)和/或網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)。
14.一種有機(jī)功能層,所述有機(jī)功能層包括:
-基體材料
-第一化合物
-第二化合物,
其中所述第一化合物與所述第二化合物經(jīng)由至少一個(gè)配位鍵構(gòu)成電子供體-電子受體-絡(luò)合物,并且
其中所述第一化合物和/或所述第二化合物作為電子受體或作為電子供體與所述基體材料相互作用,并且
其中通過(guò)相互作用和通過(guò)所述電子供體-電子受體-絡(luò)合物產(chǎn)生所述有機(jī)功能層的導(dǎo)電率。
15.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的有機(jī)功能層,其中所述有機(jī)功能層的導(dǎo)電率大于由第一導(dǎo)電率和第二導(dǎo)電率組成的總和,所述第一導(dǎo)電率通過(guò)所述第一化合物與所述基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生,所述第二導(dǎo)電率通過(guò)所述第二化合物與所述基體材料的唯一的相互作用產(chǎn)生。
16.一種用于制造光電子器件的方法,所述方法包括如下方法步驟:
a)提供襯底(1),
b)施加第一電極(2),
c)在所述襯底上沉積至少一個(gè)有機(jī)功能層或多個(gè)有機(jī)功能層,
d)施加第二電極(9),
其中所述有機(jī)功能層的沉積通過(guò)同時(shí)從第一化合物和第二化合物和基體材料的不同的源中蒸發(fā)來(lái)進(jìn)行。
17.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的用于制造光電子器件的方法,其中通過(guò)所述第一化合物與所述第二化合物在氣相中的相互作用構(gòu)成電子供體-電子受體-絡(luò)合物。