【技术实现步骤摘要】
说明本专利技术涉及一按照权利要求1的具有提高载流子密度和更高效载流子迁移率的掺杂的有机半导体材料,以及一按照权利要求48的该掺杂有机半导体的制备方法及该半导体的应用。自从有机发光二极管和太阳能电池1989出现以来[C.W.Tang et al.,Appl.Phys.Lett.51(12),913(1987)]对得自于有机薄层构成的元件进行了深入的研究。这种膜层对所述的应用而言具有有益的特性,例如对有机发光二极管来说高效的电致发光,对有机太阳能电池的可见光区间具有高的吸收系数,对简单电子电路而言材料和元件的制备是廉价的,以及在商业上可将该有机发光二极管用于显示器。此外该(光-)电子多层元件的功率标志可通过载流子传递层的能力来确定。在发光二极管的情况下运行时的电荷传递层的欧姆损耗与传导率互相有关,其一方面对所需的运行电压产生直接影响,另一方面还决定着元件的热负荷。另外与有机层载流子浓度的关联会在金属接触点附近发生一带弯曲,其使得载流子的注入变得简便和由此可降低接触阻力。相似的故虑对有机太阳能电池也可得出这样的结论,其效能取决于载流子的传递特性。通过采用一适合的受主材料对空穴传递层(p-掺杂)和采用一施主材料对电子传递层(n-掺杂)的掺杂可显著提高在有机固体(和由此的传导率)中载流子的密度。除此之外还可期望无机半导体类似经验的应用,这正是基于在一元件中p-和n-掺杂层的应用而不考虑其它因素。在US 5,093,689中叙述了该掺杂载流子传递层(借助受主分子混合的空穴传递层的p-掺杂,借助施主分子混合的电子传递层的n-掺杂)在有机发光二极管中的应用。下述是迄今为止已 ...
【技术保护点】
具有提高载流子密度和更高效载流子迁移率的掺杂的有机半导体材料是通过一有机半导体材料采用由一或多个有机分子基团A和至少一个其他的化合物伴体B组成的化学化合物的掺杂来获得,这里通过至少一个有机分子基团A的化合物或通过至少一个分子基团A和一其他原子或分子的反应产物,经裂解后得到至少一个有机分子基团A来完成所期望的掺杂效果。
【技术特征摘要】
DE 2002-2-20 10207859.91.具有提高载流子密度和更高效载流子迁移率的掺杂的有机半导体材料是通过一有机半导体材料采用由一或多个有机分子基团A和至少一个其他的化合物伴体B组成的化学化合物的掺杂来获得,这里通过至少一个有机分子基团A的化合物或通过至少一个分子基团A和一其他原子或分子的反应产物,经裂解后得到至少一个有机分子基团A来完成所期望的掺杂效果。2.按照权利要求1之一的掺杂有机半导体材料,在其中至少另外的化合物伴体B中之一是与A的分子基团相同。3.按照权利要求1至2之一的掺杂有机半导体材料,在其中该另外的化合物伴体B是一分子基团,一原子或一离子。4.按照权利要求1至3之一的掺杂有机半导体材料,在其中化合物中的分子基团A是带有单一或多个电荷的阳离子或阴离子。5.按照权利要求1至4之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由一个或多个吡啶嗡单元产生。6.按照权利要求5的掺杂有机半导体材料,在其中一个或多个吡啶嗡单元是单核或多核的杂环的一部分。7.按照权利要求5和6之一的掺杂有机半导体材料,在其中该分子基团A来自于 结构,这里R1,R2,R3和R4例如可各为一个或多个氢,氧,卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基,磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。8.按照权利要求1至4之一的掺杂有机半导体材料,在其中该分子基团A由一个或多个吡咯嗡-,吡喃嗡盐-,噻唑嗡-,二嗪嗡-,Thininium-,吡唑嗡-,硫代吡唑嗡-,四唑嗡-或二硫代嗡(Dithilim)单元产生。9.按照权利要求5的掺杂有机半导体材料,在其中一个或多个吡咯嗡-,吡喃嗡盐-,二嗪嗡-,Thininium-,吡唑嗡-,噻唑嗡-,硫代吡唑嗡-,四唑氮嗡-或二硫代嗡单元作为一个或多个多核杂环的部分。10.按照权利要求1至4之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由一个或多个硼酸苯(Boratabenzen)单元产生。11.按照权利要求10的掺杂有机半导体材料,在其中一个或多个硼酸苯(Boratabenzen)单元作为一或多个多核杂环的部分。12.按照权利要求1至11之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A是一阳离子的色素,一阴离子的色素或一其它有机盐。13.按照权利要求1至12之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A1或相应的无色碱A2 产生,这里X是CR4,SiR4,GeR4,SnR4,PbR4,N,P而R1,R2,R3和R4例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上生成缩合有环的那些原子。14.按照权利要求1至13之一的掺杂有机半导体材料,在其中该分子基团A由结构A3或相应的无色碱A4 产生,这里X是CR8,SiR8,GeR8,SnR8,PbR8,N,P而R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合生成环的那些原子。15.按照权利要求1至14之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A5或相应的无色碱A6 产生,这里X是CR4,SiR4,GeR4,SnR4,PbR4,N,P,S而R1,R2,R3和R4例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。16.按照权利要求1至15之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A7或相应的无色碱A8 产生,这里X是C,Si,Ge,Sn,Pb,S而R1,R2,R3和R4例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。17.按照权利要求1至16之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A9或相应的无色碱A10 产生,这里X是C,Si,Ge,Sn,Pb而R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7和R8例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。18.按照权利要求1至17之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A11或相应的无色碱A12 产生,这里X是C,Si,Ge,Sn,Pb而R1,R2,R3,R4例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。19.按照权利要求11至18之一的掺杂有机半导体材料,在其中该化学稳定的化合物是C.I.Basic Yellow 37(C.I.41001)或一其它的带有已知反阴离子(Gegenanion)的二苯基甲烷色素。20.按照权利要求11至18之一的掺杂有机半导体材料,在其中该化学稳定的化合物是C.I.Basic Green 4(C.I.42000)或一其它的带有已知反阴离子(Gegenanion)的三苯基甲烷色素的二胺衍生物。21.按照权利要求11至18之一的掺杂有机半导体材料,在其中该化学稳定的化合物是C.I.Basic Red 9(C.I.42500)或一其它的带有已知反阴离子(Gegenanion)的三苯基甲烷色素的三胺衍生物。22.按照权利要求11至18之一的掺杂有机半导体材料,在其中该化学稳定的化合物是亚苯基兰(C.I.49400)或一其它的带有已知反阴离子(Gegenanion)的吲达胺色素。23.按照权利要求11至18之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A13或相应的无色碱A14 产生,这里X和Z各是CR4,O,S,N,NR5或无其他原子而是一在苯环化合物间的直接键合,而R1,R2,R3,R4和R5例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。24.按照权利要求11至23之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A15或相应的无色碱A16 产生,这里X和Z各是CR8,O,S,N,NR9或无其他原子而是一在苯环化合物间的直接键合,而R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8和R9例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其原子上缩合成环的那些原子。25.按照权利要求11至24之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A17或相应的无色碱A18 产生,这里X和Z各是CR4,O,S,N,NR5或无其他原子而是一在苯环化合物间的直接键合,而R1,R2,R3,R4和R5例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。26.按照权利要求11至22之一的掺杂有机半导体材料,在其中分子基团A由结构A19或相应的无色碱A20 产生,这里X和Z各是CR6,O,S,N,NR7而R1,R2,R3,R4,R5,R6和R7例如可各是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;具有3至25个碳原子的芳香基,例如苯基,吡啶基或萘基或在其上缩合成环的那些原子。27.按照权利要求23至26之一的掺杂有机半导体材料,在其中X是 R例如是一个或多个氢;氧;卤素,例如氟,氯,溴或碘;羟基;胺基,例如二苯基胺基,二乙基胺基;具有1至20个碳原子的脂肪烃基,例如甲基,乙基,羧基;烷氧基,例如甲氧基;氰基;硝基;磺酸和其盐;...
【专利技术属性】
技术研发人员:安斯加尔维尔纳,梅尔廷普法伊费尔,托尔斯滕弗里茨,卡尔利奥,
申请(专利权)人:诺瓦莱德有限公司,
类型:发明
国别省市:DE[德国]
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