用于包含有机半导体层的电子器件的电极制造技术

本申请涉及有机电子器件，所述电子器件包含多层电极以及有机半导体层，还涉及生产这样的有机电子器件的方法。

Electrodes for electronic devices containing organic semiconductor layers

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于包含有机半导体层的电子器件的电极
本申请涉及有机电子器件，所述电子器件包含多层电极以及有机半导体(OSC)层，还涉及生产这样的有机电子器件的方法。
技术介绍
有机电子材料已成熟地存在于广泛的电子器件中，如有机光检测器(OPD)、有机光伏电池(OPV)、有机发光二极管(LED)和有机场效应晶体管(OFET)，仅举几例。由于它们可通过溶液加工沉积到下方衬底上，有机电子材料有希望实现简化的和非常灵活的生产，有可能也带来降低的制造成本。为了获得高效有机电子器件，电极材料的功函必须匹配p型有机半导体材料的最高占据分子轨道(HOMO)和n型有机半导体材料的最低未占分子轨道(LUMO)的能级。因此，对于p型有机电子器件，金、钯和铂是合适的电极材料。替代地，银电极已经与自组装单层结合使用，其中自组装单层使该电极的功函达到适合p型有机电子器件的水平。在HerbertB.Michaelson,JournalofAppliedPhysics48,4729(1977)；doi:10.1063/1.323539中给出了化学元素的功函的综述。但是，所有这些贵金属电极都显著增加有机电子器件的成本，因此感兴趣的是能够使用更低成本的金属作为电极材料。由于其良好的电导率、相对较低的成本和相对容易用于制造工艺，铜可例如被考虑作为可能的替代性电极材料。此外，铜已用于半导体工业。但是，铜的特征在于相对较高的化学反应性并且需要表面改性以使铜电极的功函匹配相应的有机半导体材料。可以例如通过用银镀覆铜表面进行这样的表面改性。但是，这常导致形成银枝晶，因此使得由此制成的电子器件无用。因此，在工业中需要克服这些电极的缺点。
技术实现思路
因此，本申请的一个目的是提供适用于有机电子器件的具有降低的成本的电极。一个目的还在于提供其功函可适应有机电子器件中所用的相应的有机半导体材料的电极。一个目的还在于提供优选在商业生产规模下可容易和/或可靠地制造的电极。一个目的还在于提供具有良好，优选改进的性能的有机电子器件。另外，本申请的一个目的是提供这样的电极和这样的有机电子器件的生产方法。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术的专利技术人现在已经令人惊讶地发现，上述目的可单个地或以任何组合通过本专利技术有机电子器件和通过本申请中公开的生产方法实现。本申请因此提供一种有机电子器件，其包含-一个或多个电极，其包含第一电极层和基本上覆盖第一电极层的第二电极层；和-有机半导体层，其中所述第一电极层包含第一金属，所述第一金属选自铬、钼、钨和任何这些金属的任何掺混物；并且其中所述第二电极层包含第二金属，所述第二金属选自适用于第一电极层的无电镀覆的任何金属或金属掺混物。本申请因此还提供一种生产这样的有机电子器件的方法，所述方法包括以下步骤：(a)提供一个或多个如本文中定义的第一电极层，任选在如本文中定义的衬底上；(b)在所述第一电极层上沉积如本文中定义的第二电极层，以获得一个或多个电极；和(c)在所述电极上沉积有机半导体材料以获得有机半导体层。附图说明图1显示根据本申请的示例性顶栅式OFET的示意图。图2显示根据本申请的示例性底栅式OFET的示意图。图3显示根据本申请制成的实施例2的器件的性能曲线。图4显示实施例2的对比器件的性能曲线。专利技术详述本文所用的符号“*”是指连向相邻单元或基团(例如在聚合物的情况下，连向相邻重复单元或任何其它基团)或表面的键，包括连向金属层，如电极层中包含的金属原子的键。或者，当具体提及和关于具体的式子时，“*”也可是指具体基团或原子，例如H。本文所用的术语“有机电子器件”是指包含有机半导体层，即含有至少50wt％(例如60wt％或70wt％或80wt％或90wt％或95wt％或97wt％或99.0wt％或99.5wt％或99.7wt％或99.9wt％)(wt％相对于所述半导体层的总重量计)的一种或多种有机半导体材料，优选由一种或多种有机半导体材料组成的半导体层的电子器件。本文所用的术语“由…组成”不排除正常可能存在的杂质，例如但不限于来自化合物(例如有机半导体材料)的合成的杂质或-在金属的情况下-痕量金属的存在。本文所用的术语“有机基团(organylgroup)”用于表示在碳原子处具有一个自由价的任何有机取代基，无论官能类型如何(也参见InternationalUnionofPureandAppliedChemistry,CompendiumofChemicalTerminology,GoldBook,版本2.3.3,2014-02-04,第1040页)。本文所用的术语“有机杂化基团(organoheterylgroup)”用于表示任何含碳的一价或多价基团，其因此是有机的，但在非碳原子处具有其自由价(也参见InternationalUnionofPureandAppliedChemistry,CompendiumofChemicalTechnology,GoldBook,版本2.3.2,2012-08-09,第1038页)。对本申请而言，术语“碳基(carbylgroup)”包括有机基团和有机杂化基团两者。本文所用的术语“烃基”用于表示通过从烃中除去氢原子形成的一价基团(也参见InternationalUnionofPureandAppliedChemistry,CompendiumofChemicalTerminology,GoldBook,版本2.3.3,2014-02-04,第694-695页)。本文所用的术语“杂原子”将被理解为是指有机化合物中的不是H-或C-原子的原子，并优选被理解为是指N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge，除非另行规定。一般而言，本申请涉及包含一个或多个电极和有机半导体层的有机电子器件。所述一个或多个电极包含第一电极层和第二电极层。第一电极层包含优选至少50wt％(例如至少60wt％或70wt％或80wt％或90wt％或95wt％或97wt％或99.0wt％或99.5wt％或99.7wt％或99wt％)的第一金属，其中wt％相对于所述第一电极层的总重量计，最优选由第一金属组成。第一金属选自铬、钼、钨及其任何掺混物。所述第一金属优选是钼。如果第一电极层不是由第一金属组成，可存在附加第一金属或金属氧化物以弥补差额到100wt％。所述附加第一金属优选可选自具有高于或相当于第一金属的功函的金属。合适的附加第一金属可选自钴、铑、铱、镍、钯、铂、金、银和任何这些金属的任何掺混物。合适的金属氧化物的一个实例是ITO(氧化铟锡)。第二电极层基本上覆盖第一电极层。在本文中，术语“基本上覆盖”用于表示-根据各自的有机电子器件的体系构造-第二电极层覆盖第一电极层以使第一电极没有任何部分或至少只有小部分(例如最多20％或10％或5％的表面)与有机半导体层直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.有机电子器件，其包含/n-一个或多个电极，所述电极包含第一电极层和基本上覆盖第一电极层的第二电极层；和/n-有机半导体层，/n其中所述第一电极层包含第一金属，所述第一金属选自铬、钼、钨和任何这些金属的任何掺混物；并且其中所述第二电极层包含第二金属，所述第二金属选自适合无电镀覆到所述第一金属上的任何金属或金属掺混物。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 EP 17190868.41.有机电子器件，其包含
-一个或多个电极，所述电极包含第一电极层和基本上覆盖第一电极层的第二电极层；和
-有机半导体层，
其中所述第一电极层包含第一金属，所述第一金属选自铬、钼、钨和任何这些金属的任何掺混物；并且其中所述第二电极层包含第二金属，所述第二金属选自适合无电镀覆到所述第一金属上的任何金属或金属掺混物。


2.根据权利要求1的有机电子器件，其中第二金属选自银、具有至少4.9eV的功函Φ的金属和任何这些金属的任何掺混物。


3.根据权利要求1或2的有机电子器件，其中第二金属选自银、钴、铑、铱、镍、钯、铂、金和任何这些金属的任何掺混物；优选选自银、钴、铱、镍、钯、铂、金和任何这些金属的任何掺混物；更优选选自银、铱、镍、钯、铂、金和任何这些金属的任何掺混物；再更优选选自银、钯、铂、金和包含这种金属的任何掺混物。


4.根据前述权利要求中任一项或多项的有机电子器件，其中第二金属是银。


5.根据前述权利要求中任一项或多项的电子器件，其中所述一个或多个电极包含基本上覆盖第二电极层的第三电极层，所述第三电极层是自组装单层。


6.根据前述权利要求中任一项或多项的电子器件，其中所述一个或多个电极包含基本上覆盖第二电极层的第三电极层，所述第三电极层是由选自下列式(I)至(III)的结构部分的结构部分组成的自组装单层



其中
X1在每次出现时独立地选自-Xa-、-Xa-Xb-、-C(＝Xa)-Xb-、-XaO3-、-Xa-XbO3-、-PO2H-和-PO3H-；
Xa和Xb在每次出现时独立地为S或Se；
a是0或1；
Sp在每次出现时独立地为式(IV)的基团



b、c、d和e在每次出现时独立地为0、1或2，条件是如果a是1，则b、c、d和e的总和为至少1；
Ar1是对亚苯基或其中一个或多个碳环原子被N取代的对亚苯基；
R2在每次出现时独立地选自-CH2-、-CHF-和-CF2-；
R1在每次出现时独立地为有机基团或有机杂化基团；
X11选自-CH2-、-CF2-和芳族C-R15；
X12选自-CH2-、-CF2-和-C(＝O)-；
X13选自-CH2-、-CF2-和N-R16；
X14选自-CH2-、-CF2-、-C(＝O)-和N-R17；条件是X13是N-R16或X14是N-R17；
R11和-如果存在的-R16互相独立地选自H、F、甲基、乙基、其中一个或多个氢被氟替代的甲基、其中一个或多个氢被氟替代的乙基和如上文定义的-(Sp)a-X1-*，条件是R11和R16的至少一个是-(Sp)a-X1-*，且条件是如果X13是N-R15，则R11和R16不都是-(Sp)a-X1-*；
R12、R13、R14、R15和R17互相独立地选自H、F、甲基、乙基、其中一个或多个氢被氟替代的甲基、其中一个或多个氢被氟替代的乙基，且R12、R13、R14、R15和R17的两个或三个相邻基团可一起形成具有总共6至24个芳环原子的脂族或芳族环系；
X21、X22和X23互相独立地选自-N(H)-、-N＝、＝N-、-C(R23)＝、＝C(R23)-和-S-，其中X21、X22和X23的至少一个不同于-C(R23)＝和＝C(R23)-；
R21和R22互相独立地为F、Cl或具有1至15个C原子的直链或支化的烷基，其中一个或多个不相邻C原子任选被-O-、-S-、-NR§-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-、-CR§＝CR§§-或-C≡C-替代，并且其中一个或多个H原子任选被F、Cl、Br、I或CN替代，或是指未取代或被一个或...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·斯巴洛，P·米希凯维奇，M·詹姆斯，
申请(专利权)人：弗莱克因艾伯勒有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB