包含n型电掺杂剂和电子传输基质的有机半导体材料以及包含该半导体材料的电子器件制造技术

本发明专利技术涉及包含n型电掺杂剂和电子传输基质的有机半导体材料以及包含该半导体材料的电子器件。具体地，本发明专利技术涉及有机半导体材料以及包含所述半导体材料的电子器件，特别涉及电致发光器件，特别是有机发光二极管(OLED)，其中所述半导体材料包含第一电子传输基质化合物和n型电掺杂剂；本发明专利技术还涉及包含所述电器件和/或电致发光器件的器件，特别涉及显示器件，特别涉及包含所述OLED的显示器件。

【技术实现步骤摘要】
包含n型电掺杂剂和电子传输基质的有机半导体材料以及包含该半导体材料的电子器件
本专利技术涉及有机半导体材料以及包含所述半导体材料的电子器件，特别涉及电致发光器件，特别是有机发光二极管(OLED)，其中所述半导体材料包含第一电子传输基质化合物和n型电掺杂剂；本专利技术还涉及包含所述电器件和/或电致发光器件的器件，特别涉及显示器件，特别涉及包含所述OLED的显示器件。
技术介绍
有机发光二极管(OLED)是自发光器件，具有宽视角、优良的对比度、迅速的响应、高亮度、优良的驱动电压特性、和色彩再现。典型的OLED包括阳极、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL和阴极，它们在衬底上依次堆叠。在这一点上，所述HTL、EML和ETL是由有机化合物形成的薄膜。当向阳极和阴极施加电压时，从阳极注入的空穴经由HTL向EML移动，而从阴极注入的电子经由ETL向EML移动。所述空穴和电子在EML中复合而产生激子。当激子从激发态降到基态时，发射出光。对于开发改进的材料有持续的需求，目的是在亮度/照度高的同时工作电压尽可能低，并且空穴和电子的注入和流动是平衡的，使得具有上述结构的OLED具有优良的效率和/或长寿命。用于达到低工作电压和高电流密度/照度的已确立的方法之一是电荷注入/电荷传输层中的p型和/或n型电掺杂，并且尤其是氧化还原掺杂，其产生具有高电荷载流子浓度的掺杂层。在以前的申请PCT-KR2015-012551中，该申请的一些作者开发了新的电子传输基质化合物，其将庞大的芳族基团与适当设计的电子传输单元组合，并在OLED器件的电未掺杂层中成功地证明了该专利技术的电子传输基质化合物。为了能够进一步增加器件性能，本专利技术在氧化还原掺杂的半导体材料中实施了本专利技术的电荷传输化合物，并且还在电子器件中实施了本专利技术的半导体材料，例如，作为OLED中的电子传输层。
技术实现思路
本专利技术的方面提供了一种用于电子器件、特别是用于包含发光层和至少两个电极的发光器件的有机半导体材料，用于增加效率，例如外量子效率EQE，和用于实现低工作电压和长寿命，特别是在顶部和/或底部发光的有机发光二极管(OLED)中更是如此。本专利技术的另一个方面提供一种包括所述半导体材料的电子器件，特别是电致发光器件。本专利技术的又一方面提供了一种包含所述电致发光器件的显示器件。根据本专利技术的一个方面，提供了包含至少一种电子传输基质和至少一种n型电掺杂剂的有机半导体材料，其中所述电子传输基质包含至少一种根据化学式I的第一基质化合物：其中A1、A2、A3和A4独立地选自单键、未取代或取代的C6至C30亚芳基和未取代或取代的C1至C30亚杂芳基；A5选自未取代或取代的C6至C40芳基基团和/或未取代或取代的C2至C40杂芳基基团；R1至R5独立地是取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C2至C30杂芳基基团；a至e独立地是0或1的整数并且4≤a+b+c+d+e≤5；其中在式(I)中，所述被取代的基团中，至少一个氢被以下代替(i)氘，(ii)卤素，(iii)C2至C60叔氨基基团，其中所述叔氨基基团的氮原子被两个独立选择的C1至C30烃基基团取代或所述C2至C60叔氨基基团的氮原子形成C1至C30杂环基团，(iv)C2至C60氧化膦基团，其中所述氧化膦基团的磷原子被两个独立地选自烃基、卤代烃基和烃氧基的C1至C30基团取代或所述氧化膦基团的磷原子形成C1至C30杂环基团，(v)C1至C22甲硅烷基基团，(vi)C1至C30烷基基团，(vii)C1至C10烷基甲硅烷基基团，(viii)C6至C22芳基甲硅烷基基团，(ix)C3至C30环烷基基团，(x)C2至C30杂环烷基基团，(xi)C6至C30芳基基团，(xii)C2至C30杂芳基基团，(xiii)C1至C20烷氧基基团，(xiv)C1至C30全氟烃基基团，(xv)C1至C10三氟烷基基团，或(xvi)氰基基团。在本说明书中，“A1、A2、A3和A4独立地选自单键”是指如果选择“A1、A2、A3和A4”为单键，则“A1、A2、A3和A4”一起形成一个单键。在本说明书中，“A1、A2、A3和A4独立地选自单键”是指如果选择其至少两个直接连接的成员、例如“A1、A2”为单键，则这些连接的成员一起形成一个单键。在本说明书中，“A1、A2、A3和A4独立地选自单键”是指如果选择其至少三个直接连接的成员、例如“A2、A3、A4”为单键，则这些直接连接的成员一起形成一个单键。在本说明书中，如果没有另外说明，术语“其中在被取代的基团中，至少一个氢被代替”涉及A1、A2、A3、A3和A5；R1至R5；Ar1；L；和ET。在本说明书中，当没有另外提供定义时，“取代的”是指被氘、C1至C12烷基和C1至C12烷氧基取代者。在本说明书中，当没有另外提供定义时，“烷基基团”是指饱和脂族烃基团。所述烷基基团可以是C1至C12烷基基团。更具体地，所述烷基基团可以是C1至C10烷基基团或C1至C6烷基基团。例如，C1至C4烷基基团在烷基链中包括1至4个碳，并且可以选自甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基和叔丁基。所述烷基基团的具体例子可以是甲基基团、乙基基团、丙基基团、异丙基基团、丁基基团、异丁基基团、叔丁基基团、戊基基团、己基基团。术语“环烷基”是指通过从相应环烷烃包含的环原子中形式夺取一个氢原子而由所述环烷烃衍生的饱和烃基基团。所述环烷基基团的例子可以是环丙基基团、环丁基基团、环戊基基团、环己基基团、甲基环己基基团、金刚烷基基团等。在本说明书中，“芳基基团”是指可以通过在相应芳族烃的芳族环中形式夺取一个氢原子而产生的烃基基团。芳族烃是指含有至少一个芳族环或芳族环系的烃。芳族环或芳族环系是指共价结合的碳原子的平面环或环系，其中所述平面环或环系包含满足休克尔规则(Hückel'srule)的离域电子共轭体系。芳基基团的例子包括单环基团如苯基或甲苯基，包含通过单键连接的更多芳族环的多环基团，如联苯基，以及包含稠环的多环基团，如萘基或芴-2-基。类似地，在杂芳基下，理解的是通过在包含至少一个杂环芳族环的化合物中形式夺取这样的环的一个环氢而衍生的基团。在杂环烷基下，理解的是通过在包含至少一个饱和杂环的化合物中形式夺取这样的环的一个环氢而衍生的基团。术语“杂”被理解为在可以由共价键合的碳原子形成的结构中，至少一个碳原子被另一个多价原子代替的方式。优选地，所述杂原子选自B、Si、N、P、O、S；更优选选自N、P、O、S。在本说明书中，所述单键是指直接键。在本专利技术的环境中，“不同”是指化合物不具有相同的化学结构。术语“不含”、“不含有”、“不包含”不排除在沉积之前可能存在于化合物中的杂质。杂质对于由本专利技术达到的目的没有技术影响。术语“夹心接触”是指三个层的布置，其中在中间的层与两个相邻的层直接接触。在本说明书中，空穴特性是指根据最高占有分子轨道(HOMO)能级，当施加电场时给出电子而形成空穴并且在阳极中形成的空穴由于导电特性可容易地注入发光层并在发光层中传输的能力。另外，电子特性是指根据最低未占分子轨道(LUMO)能级，当施加电场时接受电子并且在阴极中形成的电子由于导电特性可容易地注入发光层并在发光层中传输的能力。有益效果意外地发现，本专利技术的半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机半导体材料，其包含至少一种电子传输基质和至少一种n型电掺杂剂，其中所述电子传输基质包含至少一种根据化学式I的第一基质化合物：

【技术特征摘要】
2016.10.24 EP 16195374.01.一种有机半导体材料，其包含至少一种电子传输基质和至少一种n型电掺杂剂，其中所述电子传输基质包含至少一种根据化学式I的第一基质化合物：其中A1、A2、A3和A4独立地选自单键、未取代或取代的C6至C30亚芳基和未取代或取代的C1至C30亚杂芳基；A5选自未取代或取代的C6至C40芳基基团和/或未取代或取代的C2至C40杂芳基基团；R1至R5独立地是取代或未取代的C6至C30芳基基团、取代或未取代的C2至C30杂芳基基团；a至e独立地是0或1的整数并且4≤a+b+c+d+e≤5；其中在式(I)中，所述被取代的基团中，至少一个氢被以下代替(i)氘，(ii)卤素，(iii)C2至C60叔氨基基团，其中所述叔氨基基团的氮原子被两个独立选择的C1至C30烃基基团取代或所述C2至C60叔氨基基团的氮原子形成C1至C30杂环基团，(iv)C2至C60氧化膦基团，其中所述氧化膦基团的磷原子被两个独立地选自烃基、卤代烃基和烃氧基的C1至C30基团取代或所述氧化膦基团的磷原子形成C1至C30杂环基团，(v)C1至C22甲硅烷基基团，(vi)C1至C30烷基基团，(vii)C1至C10烷基甲硅烷基基团，(viii)C6至C22芳基甲硅烷基基团，(ix)C3至C30环烷基基团，(x)C2至C30杂环烷基基团，(xi)C6至C30芳基基团，(xii)C2至C30杂芳基基团，(xiii)C1至C20烷氧基基团，(xiv)C1至C30全氟烃基基团，(xv)C1至C10三氟烷基基团，或(xvi)氰基基团。2.根据权利要求1所述的有机半导体材料，其中所述n型电掺杂剂选自元素金属、金属盐、金属络合物和有机基团。3.根据权利要求1或2所述的有机半导体材料，其中所述n型电掺杂剂选自碱金属盐和碱金属络合物；优选选自锂盐和锂有机络合物；更优选选自卤化锂和锂有机螯合物；甚至更优选选自氟化锂、羟基喹啉锂、硼酸锂、锂的酚盐、羟基吡啶锂或选自具有席夫碱(Schiffbase)配体的锂络合物；最优选地，-所述羟基喹啉锂络合物具有式II、III或IV：其中A1至A6是相同的或独立地选自CH、CR、N、O；R是相同的或独立地选自氢、卤素、具有1至20个碳原子的烷基或芳基或杂芳基；并更优选A1至A6是CH，-所述硼酸盐类有机配体是四(1H-吡唑-1-基)硼酸盐，-所述酚盐是2-(吡啶-2-基)酚盐、2-(二苯基磷酰基)酚盐、咪唑酚盐、2-(吡啶-2-基)酚盐或2-(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)酚盐，-所述羟基吡啶盐是2-(二苯基磷酰基)-3-羟基吡啶盐，-所述锂席夫碱具有结构100、101、102或103：4.根据前述权利要求1至3任一项所述的有机半导体材料，其中所述n型电掺杂剂是氧化还原n型掺杂剂。5.根据前述权利要求1至4任一项所述的有机半导体材料，其中所述氧化还原n型掺杂剂选自元素金属、电中性金属络合物和/或电中性有机基团。6.根据前述权利要求1至5任一项所述的有机半导体材料，其中如果通过循环伏安法对比二茂铁/二茂铁参比氧化还原对进行测量，所述电中性金属络合物和/或电中性有机基团的氧化还原电位具有比-0.5V更负，优选比-1.2V更负，更优选比-1.7V更负，甚至更优选比-2.1V更负，最优选比-2.5V更负的值。7.根据前述权利要求1至6任一项所述的有机半导体材料，其中所述氧化还原n型掺杂剂是正电性元素金属，所述正电性元素金属选自碱金属、碱土金属、稀土金属和过渡金属Ti、V、Cr和Mn；优选选自Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Sm、Eu、Tm、Yb；更优选选自Li、Na、K、Rb、Cs、Mg和Yb，甚至更优选选自Li、Na、Cs和Yb，最优选选自Li、Na和Yb。8.根据前述权利要求1至7任一项所述的有机半导体材料，其中所述第一基质化合物是根据化学式(Ia)的化合物：其中，在化学式Ia中，Ar1选自C6至C12亚芳基和C1至C11亚杂芳基；并且R1至R5独立地是...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·洛特，多玛果伊·帕维奇科，杰罗姆·加尼耶，维金塔斯·扬库什，金亨宣，金炳求，
申请(专利权)人：诺瓦尔德股份有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国,DE