包含碱金属和第二金属的金属层制造技术

本发明专利技术涉及一种与包含基本上共价基质材料的半导体层相邻的金属层，包含所述材料的电子器件及其制备方法，所述金属层包含至少一种第一金属和至少一种第二金属，其中a)所述第一金属选自Li、Na、K、Rb、Cs；并且b)所述第二金属选自Zn、Hg、Cd、Te。

The metal layer containing the alkali metal and the second metal

The present invention relates to a metal layer adjacent to a semiconductor layer containing a substantially covalent matrix material, an electronic device containing the material and a preparation method. The metal layer includes at least one first metal and at least one kind of second metal, and the first metal of the A is selected from Li, Na, K, Rb, Cs; and b) second. Metals are selected from Zn, Hg, Cd and Te.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含碱金属和第二金属的金属层本专利技术涉及金属材料，由所述金属材料组成的金属层和包含所述金属层的电子器件，以及其制备方法，适用作用于制备本专利技术的金属层和电子器件的中间体的金属合金。I.
技术介绍
在包含至少一个基于由有机化学提供的材料的部件的电子器件之中，有机发光二极管(OLED)处于显著的位置。自Tang等在1987年(C.W.Tang等，Appl.Phys.Lett.(应用物理快报)51(12),913(1987))展示高效OLED以来，OLED从有前途的候选物发展成高端商业显示器。OLED包含基本上由有机材料制成的一系列薄层。这些层通常具有在1nm至5μm范围内的厚度。这些层通常通过真空沉积或例如通过旋涂或喷射印刷由溶液形成。OLED在电荷载流子以电子形式从阴极和以空穴形式从阳极注入到布置在阴极和阳极之间的有机层之后发光。电荷载流子注入是基于施加的外部电压、随后在发光区中形成激子以及这些激子的辐射复合而实现的。至少一个电极是透明或半透明的，在大多数情况下呈透明氧化物如铟锡氧化物(ITO)或薄金属层的形式。在OLED发光层(LEL)或电子传输层(ETL)中使用的基质化合物之中，重要的位置具有如下的化合物，其包含至少一个包含共轭电子的离域体系的结构部分，和/或如下的化合物，其包含承载自由电子对的原子。在过去的十年中，显示出这两种功能特征-存在自由电子对，例如定位在周期表的第15-16族的原子上，以及存在共轭电子的离域体系–的各种组合的特别引人关注的基质化合物，最多以不饱和有机化合物的形式提供。目前，可利用广泛的电子传输基质，范围是从仅包含碳环芳族体系和/或碳-碳双键和三键的烃基质到包含选自氧化膦和二唑的高极性基团的基质。自1990年代以来，例如自US5093698A已知用于改善特别是导电性的电性质的电荷传输半导体材料的电掺杂。一种用于在通过热真空沉积制备的ETL中进行n型掺杂的特别简单的方法是自一个蒸发源蒸发基质化合物和从另一蒸发源蒸发高电正性金属并使其在冷表面上共沉积，所述方法目前是例如在显示器工业制造中最常用的标准方法。除了在包含基质和掺杂剂的混合层中使用n型掺杂剂之外，用于器件设计的一种替代方式是以与待掺杂的基质材料层相邻的层形式使用n型掺杂剂。在需要更强的n型掺杂剂和这种掺杂剂对环境条件的高反应性和敏感性之间存在固有的矛盾，这使得它们的工业应用通常且特别是满足当代质量保证(QA)要求变得困难。在作为WO2015/097232公开的先前申请中简要总结了现有技术，其中申请人成功地解决了上述问题中的一部分。尽管在该领域中取得了持续的进展，但对强n型掺杂剂仍然存在尚未满足的需求，这种强n型掺杂剂在温和且高度可重现的加工条件下能够与广泛的基质化合物一起提供高性能半导体材料。本专利技术的一个目的在于克服现有技术的缺点并提供具有改善性能的金属层。本专利技术的第二目的在于提供利用与基本上共价的层相邻的金属层的电子器件。本专利技术的第三目的在于提供用于制备改善的金属层以及用于制备包含所述改善的金属层的电子器件的方法。本专利技术的第四目的在于提供空气稳定的金属组合物，其使得能够容易地制备改善的金属层和/或在制备包含所述改进的金属层的电子器件中可用作有利的中间体。II.
技术实现思路
所述目的通过与包含基本上共价的基质材料的半导体层相邻的金属层来实现，所述金属层包含至少一种第一金属和至少一种第二金属，其中(i)所述第一金属选自Li、Na、K、Rb和Cs，并且(ii)所述第二金属选自Zn、Cd、Hg和Te。应该理解，术语“金属的”是指如下的材料、层、电极或阴极，其由至少90原子％，优选至少95原子％，更优选至少98原子％，甚至更优选至少99原子％，最优选至少99.9原子％的金属元素组成。除氢、硼、碳、硅、氮、磷、砷、氧、硫、硒、卤素和稀有气体以外的所有元素在本申请中都被认为是金属的。金属层可表现出金属导电性或半导体性。在一个实施方式中，第一金属选自Li和Na，和/或第二金属选自Zn和Te。在一个优选的实施方式中，第一金属是Na，且第二金属是Zn。第一金属的总量为金属层的优选大于0.01重量％，优选大于0.1重量％，更优选大于0.5重量％，甚至更优选大于1重量％，最优选大于2重量％，还优选大于5重量％。在另一实施方式中，第一金属的总量为金属层中第一金属和第二金属的总量的小于95重量％，优选小于90重量％，更优选小于50重量％，甚至更优选小于20重量％，最优选小于10重量％，还优选小于5重量％。优选地，第一金属和第二金属的总量为金属层的至少90重量％，更优选至少95重量％，甚至更优选至少98重量％，甚至更优选至少99重量％，最优选至少99.5重量％。优选地，所述金属层的厚度在1nm至100nm范围内，更优选在2nm至50nm范围内，甚至更优选在3nm至30nm范围内，最优选在5nm至20nm范围内。在一个优选的实施方式中，所述金属层是基本上均匀的。应该理解，所述基本上均匀的层不含有可在化学组成和/或物理化学性质方面彼此区分的空间域，或者这种域在任何方向上都不超过1微米的尺寸。在另一可行的实施方式中，所述金属层是基本上各向同性的。应该理解的是，在基本上各向同性的层中，所述层的任何组分或物理化学性质在任何所选择的方向上都不表现出系统性变化。优选地，所述金属层是固体。认为如果固态特性如显示结晶结构的X射线衍射图、弹性行为、熔点或玻璃化转变，可直接在金属层中或者至少在具有对应于金属层的化学组成的体相中检测到，则金属层为固体。应该理解，“基本上共价”是指包含主要通过共价键键合在一起的元素的化合物。基本上共价的基质材料由至少一种基本上共价的化合物组成。基本上共价的材料可包含低分子量化合物，这些低分子量化合物可优选足够稳定以可通过真空热蒸发(VTE)加工而不分解。或者，基本上共价的材料可包含含有聚合物化合物的聚合物材料。包含基本上共价的聚合物基质材料的层可有利地通过可溶于溶剂的聚合物的溶液加工来制备。优选的基本上共价的聚合物基质化合物包含骨架和外周原子两者。所述基本上共价的化合物的骨架原子与至少两个相邻原子共价键合。基本上共价的化合物的其它原子是与单个相邻原子共价键合的外周原子。如果至少阳离子或至少阴离子包含至少十个共价键合的原子，则认为包含该阳离子和该阴离子的化合物是基本上共价的。基本上共价的基质化合物的优选实例是主要由共价键合的C、H、O、N、S组成的有机化合物，其可任选地还包含共价键合的B、P、As、Se。包含共价键碳-金属的有机金属化合物、包含有机配体的金属络合物和有机酸的金属盐是可用作有机基质化合物的有机化合物的其它实例。在一个实施方式中，所述有机基质化合物缺少金属原子并且其大部分的骨架原子选自C、O、S、N。在其中含金属的层适合作为电子传输层或电子注入层的一个优选的实施方式中，可有利的是基本上共价基质材料的任何基本上共价基质化合物的还原电位(如果在相同标准化条件下通过循环伏安法测量)具有如下值，其比对于四(喹喔啉-5-基氧基)锆所获得的值更负，优选比对于4,4'-双(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-1,1'-联苯所获得的值更负，更优选比对于2,4,6-三(联苯-4-基)-1,3,5-三嗪所获得的值更负，甚至更优选比对于2,4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种与包含基本上共价的基质材料的半导体层相邻的金属层，所述金属层包含至少一种第一金属和至少一种第二金属，其中a)所述第一金属选自Li、Na、K、Rb、Cs；并且b)所述第二金属选自Zn、Hg、Cd、Te。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.10 EP 15193926.11.一种与包含基本上共价的基质材料的半导体层相邻的金属层，所述金属层包含至少一种第一金属和至少一种第二金属，其中a)所述第一金属选自Li、Na、K、Rb、Cs；并且b)所述第二金属选自Zn、Hg、Cd、Te。2.根据权利要求1所述的金属层，其中所述金属层的厚度在1nm至100nm范围内。3.根据权利要求1至2中任一项所述的金属层，其中所述第一金属选作Na或Li，和/或所述第二金属选作Zn和/或Te，优选地，所述第一金属选作Na，且所述第二金属选作Zn。4.一种电子器件，其包含至少两个夹在第一电极和第二电极之间的不同的层以及所述器件的布置在所述电极之间的空间以外的任选的其它部分，其中所述不同的层包含根据权利要求1至3中任一项所述的与所述半导体层相邻的金属层。5.根据权利要求4所述的电子器件，所述电子器件是有机发光二极管或有机光伏器件。6.根据权利要求4或5所述的电子器件，其中所述金属层与所述电极中的一个相邻。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电子器件，其中所述金属层是电荷产生层的一部分或电子注入层，优选是所述电荷产生层的电子注入部分的一部分。8.一种用于制备根据权利要求1至3中任一项所述的金属层的方法，所述方法包括以下步骤：(i)提供半导体层，(ii)在小于10-2Pa的压力下共蒸发在蒸发源中提供的组合物，所述蒸发源被加热至100℃至600℃的温度，其中所述组合物包含a)至少一种选自Li、Na、K、Rb、Cs的第一金属；以及b)至少一种选自Zn、Hg、Cd、Te的第二金属；以及(iii)至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·卡里兹，弗朗索瓦·卡尔迪纳利，杰罗姆·加尼耶，乌韦·戈尔弗特，维金塔斯·扬库什，卡斯滕·罗特，本杰明·舒尔策，斯特芬·维尔曼，
申请(专利权)人：诺瓦尔德股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE