有机半导体材料和电子构件制造技术

包括至少一种基质材料和至少一种掺杂材料的有机半导体材料，其中，选用由辐射三烯化合物制成的掺杂材料，并且其中，选用由三联苯二胺化合物制成的基质材料；以及有机构件；和用于制造经掺杂的半导体层的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及包括至少一种基质材料和至少一种掺杂材料的有机半导体材料；包括这种有机半导体材料的有机构件；以及包括至少一种基质材料和至少一种掺杂材料的、用于制造经掺杂的半导体层的混合物。所述掺杂材料用于改变基质材料的电学特性。
技术介绍
近几年来公知的是可以通过掺杂(电学掺杂)使有机的半导体在其导电能力方面受到大大影响。这种有机半导体基质材料可以要么由具有良好电子供体特性的化合物来构造，要么由具有良好电子受体特性的化合物来构造。为了对电子供体材料(HT)进行掺杂，(US7074500)已公知的是强的电子受体、如四氰醌二甲烷(TCNQ)或者2，3，5，6-四氟-四氰-1，4-对苯醌二甲烷(F4TCNQ)。这些电子受体通过电子迁移过程在电子供体类型的基础材料(空穴传输材料)中产生所谓的空穴，通过这些空穴的数目和活动性，或多或少地显著 改变基础材料的传导能力。作为具有空穴传输特性的基质材料公知的是例如N，N’ -全芳基化联苯胺(TPD)或者N，N’，N"-全芳基化星形化合物，如物质TDATA、或者还有确定的金属酞菁、如尤其酞菁锌ZnPc。但是，这些迄今为止所描述的化合物对于技术上的应用而言在经掺杂的半导体有机层的生产或者具有这种经掺杂的层的相应的电子构件的生产方面是有缺点的，这是因为在大规模的生产设备中的制成工艺或者在实验规模中的该制成工艺不能总是足够精确地得到控制，这导致在工艺中很高的控制和调节花费来达到获得所希望的产品质量或者导致产品的不希望的公差。此外，在与电子构件结构(如发光二极管(OLEDs)、场效应晶体管(FET)或者太阳能电池)相关地应用迄今为止公开的有机掺杂物时存在缺点，因为在处理掺杂物时所提到的生产难点可以导致在电子构件中不希望的不均匀性或者电子构件的不希望的老化效应。但同时注意到所应用的掺杂物具有极高的电子亲和力(还原电位)并且另外地对于应用的情况具有合适的特性，因为这些掺杂物在已给出的条件下也连带地确定了有机半导体层的传导能力或者其他电学特性。对于掺杂效应起决定作用的是，基质材料的HOMO (最高已占轨道)的能量层和掺杂物的LUMO (最低未占轨道)的能量层。此外，具有经掺杂的层的电子构件是OLEDs和太阳能电池。OLEDs例如由US7355197 或者由 US2009051271 公知。太阳能电池例如由 US2007090371 和 US2009235971公知。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供有机半导体材料，该有机半导体材料基本上克服了由现有技术的缺点。此外，应当提供经改善的有机构件和用于制造经掺杂的半导体层的、由基质材料和掺杂材料制成的混合物。这些任务通过独立权利要求1、6和11的特征来解决。从属权利要求给出特别优选的实施方式。在特别优选的实施方式中，排除使用N，N’-双(菲-9-基)-N，N’ -双(苯基)-联苯胺来作为基质材料。本专利技术的优选的备选方案设置为在有机构件中存在下列的层序列(1)阳极/掺杂物/HTM (HTM=空穴传输材料(HoIe TransportMaterial));(ii)阳极 / 掺杂物HTM。此外优选(iii )掺杂物/HTM/EML或者掺杂物/HTM/OAS ；(iv)p-掺杂的HTM/EML或者掺杂物HTM/0AS。P-掺杂的HTM利用依据本专利技术的掺杂物来掺杂。EML是OLED的“发射层”；OAS代表“太阳能电池的光学吸收层”(典型地为D-A异质结)。还优选的是，所述层序列(i) - (iv)是决定性的层序列。在针对用于构造这些传输层的经掺杂的空穴传输层或者说材料的文献中，要么合乎掺杂物的特性要么合乎空穴传输材料的特性。各其他的成分利用对现有技术的一般性获得的参考来描述。实际上，具有经掺杂的空穴传输层的构件相比于具有相同构造的没有在空穴传输层中的掺杂物的构件在各种情况下都获得更好的结果。但是在受限制的考量方式的情况下考虑的是为了对构件的整体特性进行完全优化，作为下一步骤需要进行的是对空穴传输层和掺杂物彼此有针对性的适配。尤其地顾及的是对于经掺杂的层而言的最佳地合适的空穴传输材料并不必需是作为未经掺杂的空穴传输材料最佳地起作用的空穴传输材料。而是掺杂物和基质形成必须在其整体性上加以考量的系统。 对于在未经掺杂的层中的空穴传输材料的主要参数是对应空穴的所谓的载流子活动性。这确定的是当确定的电流密度穿过这些层流动时，经过这些层下降了多少电压。在理想情况下，载流子活动性是如此高，即使得经过单个的层的电压降相比于经过整个构件的电压降而言可以忽略。在这种情况下，该层针对电流不再起限制作用，并且载流子活动性可以被视为是足够优化的。在实践中还没有达到该水平。尤其是对于无色的、在可视频谱区域中不吸收的空穴传输材料而言，需要显著的电压来将电流驱动穿过空穴传输层。这一点当该层的厚度不仅应当被选择得最小，而且必须例如出于工艺技术上的原因或者出于构件稳定性的原因具有一定的最小层厚度(> 50nm)时更为适用。在该状况下，对于该层而言好的空穴传输材料的选择必须首先定向在最大载流子活动性上，以便将对于根据构件的功率参数的负面后果加以限制。其他描述材料的参数(例如玻璃转变温度(Tg)、工艺处理特性、用于制造材料的花费)变得次要。出于该原因，a -NPD (N, N’ -双(萘-I-基)-N，N’ -双(苯基)-联苯胺)凭借其非常高的载流子活动性适合作为最好的空穴传输材料之一，即尽管其仅为96°C的比较低的玻璃转变温度。其结果也将a-NPD在市面上用于制造OLED产品，即使低的玻璃转变温度被认为是该解决方案的缺点，但是必须被迁就。该状况对于以辐射三烯化合物掺杂的空穴传输层而言有另外地表现。专利技术人已发现经过经掺杂的空穴传输层的最小电压降对于较大数目的空穴传输材料而言是可达到的。通过对辐射三烯化合物的掺杂效应，该层变得能导通。该传导能力对于较大数目的空穴传输材料而言在10_5s/cm的阈值之上。对于这种传导能力而言，在lOOmA/cm2的比较高的电流密度的情况下，通过IOOnm的比较高的层厚度仅下降O. IV。尤其对于具有典型的至少3V的运行电压的OLED构件而言，该数值不那么显著。在本文中视为重要的是处在于经掺杂的空穴传输层中能起作用的空穴传输材料范畴里的是一些如下的材料，这些材料在未掺杂的空穴传输层中仅示出不足够的能力并且因此针对构件的制造迄今为止未被使用。此外重要地可以看出，该情况对于选择用于经掺杂的空穴传输层的空穴传输材料而言开启了新的自由度。专利技术人已发现如下的空穴传输材料，它们在经掺杂的空穴传输层中具有最佳可能的效率，具体来说，是在考虑到了在常规的考量方式下未被考虑的那些材料。作为该试验的结果发现由辐射三烯化合物和空穴传输材料的最好的组合不是将辐射三烯化合物与常规的最好的空穴传输材料(那些具有高的载流子活动性的空穴传输材料)组合。这根据实施例来说明。辐射三烯化合物下面示出几个优选的辐射三烯，它们可以有利地针对依据本专利技术的目的而被使用 NC、式⑴ CN CN其中，各R1独立地选自芳基和杂芳基，其中，芳基和杂芳基至少部分地、优选完全地利用贫电子的基团(受体基团)取代。芳基优选是苯基、联苯基、α -萘基、β -萘基、菲基或者蒽基。杂芳基优选吡啶基，嘧啶基，三嗪基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安斯加尔·维尔纳，萨沙·多罗克，卡斯滕·罗特，迈克尔·菲利斯特，沃尔克·利舍夫斯基，米尔科·曲纳耶夫，
申请(专利权)人：诺瓦莱德公开股份有限公司，森西特图像技术有限公司，
类型：
国别省市：