仅电子有机半导体二极管器件制造技术

本发明专利技术涉及一种仅电子有机半导体二极管器件，包含阳极，阴极，和有机层，所述阳极和阴极为金属、无机物或有机化合物；所述有机层为空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层；所述有机层为由电子传输材料组成，所述电子传输材料具有式(I)所述结构的化合物，其中，R表示为C1‑C8烷基、或C2‑C8取代或者未取代的烯烷基、或C2‑C8取代或者未取代的炔烷基；Ar1、Ar2独立地表示为C6‑C60取代或者未取代的芳基。器件实验表明，使用该新型有机电子传输材料制备的仅电子有机半导体二极管器件及有机电致发光器件发射蓝光，电子传输速率高，电子传输性能好，发光效率高的有机电子传输材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及仅电子有机半导体二极管器件，采用新型的有机电子传输材料通过真空沉积成薄膜作为电子传输层制备而成的仅电子有机半导体二极管器件。
技术介绍
仅电子有机半导体二极管器件是单载流子器件的一种，作为功率半导体装置用于智能数字功率集成电路的开关或整流器。其中本专利技术的电子传输材料也可应用于有机电致发光器件及场效应晶体管。仅电子有机半导体二极管器件为在两个金属、无机物或有机化合物的电极之间通过旋涂或沉积一层或多层有机材料而制备的器件。一个经典的一层仅电子有机半导体二极管器件包含阳极，电子传输层和阴极。在多层仅电子有机半导体二极管器件阳极和电子传输层之间可以加入空穴阻挡层，而电子传输层和阴极之间可以加入电子注入层。空穴阻挡层，电子传输层和电子注入层分别由空穴阻挡材料，电子传输材料和电子注入材料组成。连接到仅电子有机半导体二极管器件的电压到达开启电压后，由阴极产生的电子经电子传输层传输到阳极，相反地,空穴不能从阳极注入。仅电子有机半导体二极管器件中的电子传输材料可应用到其它半导体器件如有机电致发光器件。有机电致发光器件市场庞大，因而稳定、高效的有机电子传输材料对有机电致发光器件的应用和推广具有重要作用，同时也是有机电致发光大面积面板显示的应用推广的迫切需求。市场上现有较多使用的电子传输材料向红菲咯啉(bathophenanthroline,BPhen)和浴铜灵(bathocuproine,BCP)，基本上能符合有机电致发光面板的市场需求，但其效率和稳定性仍有待进一步提高。从BPhen及BCP的分子结构中分析，其对称结构会使分子倾向有规则地堆叠，时间过后容易做成结晶。电子传输材料一旦结晶，分子间的电荷跃迁机制跟在正常运作的非晶态薄膜机制不相同，引致电子传输性能改变。如果BPhen对称分子结构的材料在有机电致发光器件中使用，时间过后会使整个器件导电性能改变，令电子和空穴电荷迁移率失衡，引致到器件效能下降，也可能会在器件中产生局部短路，影响器件稳定性，甚至令器件失效。分子结构的镜面用虚线表示
技术实现思路
针对上述器件的缺陷，本专利技术提供一种高形态稳定性的有机电子传输材料制备的仅电子有机半导体二极管器件和有机电致发光器件的电子传输速率高，电子传输性能好，发光效率高的有机电子传输材料。一种仅电子有机半导体二极管器件包含阳极，阴极，和有机层，所述阳极和阴极为金属、无机物或有机化合物；所述有机层为空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层；所述有机层为由电子传输材料组成，所述电子传输材料具有式(I)所述结构的化合物，其中，R表示为C1-C8烷基、或C2-C8取代或者未取代的烯烷基、或C2-C8取代或者未取代的炔烷基；其中，Ar1、Ar2独立地表示为C6-C60取代或者未取代的芳基。优选：其中，R表示为C1-C4烷基、或C2-C4取代或者未取代的烯烷基，或C2-C4取代或者未取代的炔烷基；其中，Ar1、Ar2独立地表示为C1-C4烷基或者C6-C30芳基取代或者未取代的苯基、萘基、蒽基，菲基，芘基，苝基，荧蒽基，(9,9-二烷基)芴基，(9,9-二烷基取代或未取代芳基)芴基或9,9-螺芴基。优选：其中，R优选表示为甲基，乙基，丙基，异丙基；其中，Ar1、Ar2独立地表示为苯基，甲苯基，二甲苯基，萘基，甲基萘，联苯基，二苯基苯基，萘基苯基，二苯基联苯基，(9,9-二烷基)芴基，(9,9-二甲基取代或未取代苯基)芴基，9,9-螺芴基。如上面提到的，本专利技术的式(I)所述的化合物如下，但不限于所列举的结构：优选：R优选为甲基。优选：Ar1、Ar2相同。更优选：式(I)所述的化合物为下列结构化合物所述有机层为空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层。需要特别指出，上述有机层可以根据需要，这些有机层不必每层都存在。所述空穴传挡层，电子传输层和/或电子注入层中含有式(I)所述的化合物。所述式(I)所述的化合物为电子传输层中的电子传输材料。本专利技术的电子器件有机层的总厚度为1-1000nm，优选1-500nm，更优选5-300nm。所述有机层可以通过蒸渡或旋涂形成薄膜。器件实验表明，使用该新型有机电子传输材料制备的仅电子有机半导体二极管器件及有机电致发光器件发射蓝光，电子传输速率高，电子传输性能好，发光效率高的有机电子传输材料。附图说明图1实施例1化合物的HPLC图,图2实施例1化合物的碳谱图，图3实施例1化合物的氢谱图，图4实施例1化合物的TGA图，图5为本专利技术的器件结构图，其中10代表为玻璃基板，20代表为阳极，30代表为空穴阻挡层，40代表为电子传输层，50代表电子注入层，60代表为阴极。图6电压-电流密度，图7电流密度-电流效率，图8亮度-色坐标y，图9发射光谱。具体实施方式为了更详细叙述本专利技术，特举以下例子，但是不限于此。实施例1化合物4的合成反应投放：向反应瓶中加入4,7-二苯基菲罗啉(5.0g,15mmol)，充放氮气三次后加入无水THF(180mL)，冰水浴降温15分钟后在反应混合物中加入甲基锂正己烷溶液(12ml,15.07mmol)，反应液由开始的白色浊状液逐渐变为蓝黑色，直至黑色，加入溶液后室温搅拌8h，然后在空气中搅拌24h。停止反应后，旋干THF，加入水(100mL)和二氯甲烷(150mLx3)萃取，有机层合并，用无水硫酸镁干燥后过滤，滤液旋干后用丙酮(50mL)打浆，抽滤，滤质为含化合物4(5.19克,99％)。真空(4x10-5torr)加热160℃升华完成后得到3.14克黄色粉末状产品，纯度99.575％，见图1，峰值统计见下表。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ9.21(d,J＝3Hz,1H),7.76(s,2H),7.52–7.46(m,12H)；13CNMR(75MHz,CDCl3)δ159.0,149.8,148.6,148.5,146.7,146.5,138.2,129.8,129.8,128.7,128.5,128.5,126.6,124.7,124.3,124.1,123.4,123.1,26.3。峰表PDACb1954nm峰号保留时间面积高度面积%高度%14.042253350.0030.00525.31038014080.0470.06237.509591800.0070.01247.983810983865995399.53399.57558.70333363550.0410.054769.4121054820.0130.012710.4812538616320.3120.246811.60436442240.0450.034总计8147904662769100.000100.000液相的条件如下:色谱柱：InertSustainC184.6*250mm，5μm,柱温：40℃溶剂：DCM,流动相：MeOH:4mMNa2EDTA水溶液＝8:2,检测波长：254nm其氢谱、碳谱和TGA图见图2－4。实施例2仅电子有机半导体二极管器件1的制备使用本专利技术的有机电子传输材料制备仅电子有机半导体二极管器件，见图5首先，将透明导电ITO玻璃基板10(上面带有阳极20)依次经：洗涤剂溶液和去离子水，乙醇，丙酮，去离子水洗净，再用氧等离子处理30秒。然后，在ITO上蒸渡5nm厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种仅电子有机半导体二极管器件，包含阳极，阴极，和有机层，所述阳极和阴极为金属、无机物或有机化合物；所述有机层为空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层；所述有机层为由电子传输材料组成，所述电子传输材料具有式(I)所述结构的化合物，其中，R表示为C1‑C8烷基、或C2‑C8取代或者未取代的烯烷基、或C2‑C8取代或者未取代的炔烷基；Ar1、Ar2独立地表示为C6‑C60取代或者未取代的芳基。

【技术特征摘要】
2015.11.10 CN 20151076038411.一种仅电子有机半导体二极管器件，包含阳极，阴极，和有机层，所述阳极和阴极为金属、无机物或有机化合物；所述有机层为空穴阻挡层、电子传输层、电子注入层中的一层或多层；所述有机层为由电子传输材料组成，所述电子传输材料具有式(I)所述结构的化合物，其中，R表示为C1-C8烷基、或C2-C8取代或者未取代的烯烷基、或C2-C8取代或者未取代的炔烷基；Ar1、Ar2独立地表示为C6-C60取代或者未取代的芳基。2.根据权利要求1所述的仅电子有机半导体二极管器件，其中，R表示为C1-C4烷基、或C2-C4取代或者未取代的烯烷基，或C2-C4取代或者未取代的炔烷基；Ar1、Ar2独立地表示为C1-C4烷基或者C6-C30芳基取代或者未取代的苯基、萘基、蒽基，菲基，芘基，苝基，荧蒽基，(9,9-二烷基)芴基，(9,9-二烷基取代或未取代芳基)芴基或9,9-螺芴基。3.根据权利要求2所述的仅电子有机半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁锦鸿，陈金鑫，李哲，戴雷，蔡丽菲，
申请(专利权)人：广东阿格蕾雅光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44