用作有机电子器件的n型掺杂剂的氧化磷的盐的制作方法

文档序号:8344753阅读:359来源:国知局
用作有机电子器件的n型掺杂剂的氧化磷的盐的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种有机电子元件,其包括基底、第一电极、第二电极W及设置在第 一和第二电极之间的至少一个电子传导层,其特征在于,所述电子传导层包括磯氧化合物 (phosphorus 0X0 compound)的盐类型衍生物作为n型渗杂剂(n-dopant)。所述层序列 (layer sequence)可被嵌入复杂的部件,例如0LED中。
【背景技术】
[0002] 一般通过渗杂外来物质来提高有机层的导电性该样的事实是充分公知的。如果被 用作渗杂剂的化合物相对于有机基体表现出合适的H0M0/LUM0(最高占据的分子轨道/最 低未占分子轨道),那么就可将电子从渗杂剂转移到基体中,从而导致相应的电荷载流子密 度的增加并且有机的导电层的导电性一般也因此而增高。该种机制一般形成设置的一个基 本原则并被用来优化有机电子元件。
[000引按照其功能,上述有机元件(organic components)可被划分成具有W下能力的 组:
[0004] -将光转换成电流,例如具有如图1所示的示意性结构的有机太阳能电池,
[0005] -由电流产生光,例如具有如图2所示的示意性结构的有机发光二极管,W及
[0006] -控制电流,例如具有如图3所示的示意性结构的有机场效应晶体管。
[0007] 所有元件类别的共同因素是,元件的质量基本由所使用的有机层的电荷载流子密 度和迁移率决定。
[000引基本上有两种不同的方法被使用在有机电子器件中W增加导电性。第一,可 通过在阴极和电子传导层之间插入中间层来提高电荷载流子迁移率(charge carrier mobility)。第二,使用具有不同强度的供体的导电性有机基体材料的n型渗杂是第二个选 项。
[0009] 对于前一种方法通常使用由LiF、CsF或(在近期的文献中)碳酸飽组成的薄的 盐层,其降低了电子的逸出功(work function)。例如,Huang, Jinsong等人在Adv.^nct. Mater. 2007, 00, 1-8 中、Wu, Chih-I 等人在 AP化lED PHYSICS LETT邸S 88, 152104(2006)中 W及 Xiong, Tao 等人在 AP化lED PHYSICS LETT邸S 92,263305(2008)中描述了碳酸飽的特 性和效果。该些中间层显著改善了电子传输,但是该些改进对于高效的元件来说是不充分 的。
[0010] 相对地,对于电子传导层的渗杂来说,通常情况是,使用具有HOMO(最高占据的分 子轨道)高于基体材料的LUM0 (最低未占分子轨道)的物质。其为将电子从渗杂剂传送至 基体材料的先决条件,因此是其传导性提高的先决条件。此外,进一步优选引入其价电子具 有非常低的逸出功或电离能的物质。该也可W促进渗杂剂的电子的释放并且增加层的导电 性。
[0011] 文献列举了含碱金属和碱±金属或铜系元素作为阳离子的成功的渗杂剂。例如, Meng-Huan Ho等人描述了邻苯二甲酸二钟盐(dipotassium地thalate)的使用(Applied Physics Letters 93,083505,2008)。其它的由例如 Schmid 等人(Organic Electronic Conference ;Sept. 24-26, 2007, Frankfurt, Germany)和 Meng-Huan Hoa 等人(Applied Physics Letters 91,233507:2007)推行的方法,关注使用碳酸飽来在OL邸中渗杂电子导 体。后者发现,通过飽盐的渗杂来实现的基体层的导电性的改进本质上是所发射的盐的阴 离子的作用。此外,已表明阴离子对该样的化合物的可蒸发性(evapor油ility)施加了相 对较小的影响。该蒸发的温度显然是化合物加工性能(processibility)的重要参数,并且 由于能量因素,高的蒸发温度在过程中是不利的。
[0012] 在使用磯酸飽作为渗杂剂的情况下高的蒸发温度也是不利的,例如在W0 2011 039323 A2中就对其进行了描述。尽管通过渗杂该种盐可W获得非常好的有机层的n-电导 性,但是由于渗杂剂的盐类型的性质需要要使用高的升华温度,该使得渗杂步骤在工艺技 术方面非常困难。
[0013] 因此,本发明的目的是提供一种有机电子元件,其相比于现有技术具有改进的特 性,并且可简单且廉价的方式来制造。此外,其生产路径也被披露。
[0014] 本发明的目的是通过独立权利要求1的特征来实现的。本发明优选的实施方式在 从属权利要求反映。

【发明内容】

[0015] 因此,本发明提供一种有机电子元件,其包括基底、第一电极、第二电极W及设置 在第一和第二电极之间的至少一个电子传导层,其特征在于,所述电子传导层包括通式1 所示的磯氧化合物(phosphorus 0X0 compound)的盐类型衍生物作为n型渗杂剂,
[0016]
【主权项】
1. 一种有机电子元件,其包括基底、第一电极、第二电极以及设置在第一和第二电极之 间的至少一个电子传导层,其特征在于,所述电子传导层包含通式1的磷氧化合物的盐类 型衍生物作为η型掺杂剂,
其中,X、Y大于O且小于或等于3 ;n、m为整数并且大于或等于1且小于或等于3 ;Μ = 金属,以及并且 R 选自:取代和未取 代的烷基、长链烷基、环烷基、卤代烷基、芳基、亚芳基、卤代芳基、杂芳基、亚杂芳基、亚杂环 烷基、杂环烷基、卤代杂芳基、烯基、卤代烯基、炔基、卤代炔基、酮芳基、卤代酮芳基、酮杂芳 基、酮烷基、卤代酮烷基、酮烯基、卤代酮烯基。
2. 权利要求1所述的有机电子元件,其中所述磷氧化合物的盐类型衍生物选自磷酸酯 和/或膦酸酯。
3. 前述权利要求中任一项所述的有机电子元件,其中所述磷氧化合物的盐类型衍生物 的阳离子选自包括铯和/或铷的重碱金属。
4. 前述权利要求中任一项所述的有机电子元件,其中所述磷氧化合物的盐类型衍生物 的分子量大于或等于70g/m〇l且小于或等于1000g/m 〇l,并且升华温度大于或等于120°C且 小于或等于1200°C。
5. 前述权利要求中任一项所述的有机电子元件,其中所述磷氧化合物的盐类型衍生物 选自环状磷酸酯和/或膦酸酯。
6. 前述权利要求中任一项所述的有机电子元件,其中所述磷氧化合物的盐类型衍生物 以大于或等于〇. 01%且小于或等于50%的层厚浓度存在于所述电子传导层中。
7. 前述权利要求中任一项所述的有机电子元件,其中所述磷氧盐的衍生物为化合物的 铯盐或铷盐,所述化合物选自包括以下的化合物: 6, 7, 11,12, 19, 20, 24, 25-八氢二苯并[g,r]-[l,3, 6, 9, 12, 14, 17, 20, 2, 13]-八氧 杂二憐杂环^十^烧-9, 22- 二醇9, 22- 二氧化物、(4R)-22-羟基-5, 5- __甲基-4-苯 基-1,3, 2-二氧杂磷杂环己烷2-氧化物、8, 9-二苯基二菲并[4, 3-d: 3, 4-f] [1,3, 2]二氧 杂磷杂环庚三烯-18-醇18-氧化物、2, 6-双(三苯基甲硅烷基)二萘并[2, l-d:l,2-f] [1,3, 2]二氧杂磷杂环庚三烯-4-醇4-氧化物、1- 丁基-3-甲基咪唑鑰二丁基磷酸盐以及 相应的二(Cl-ClO)烷基衍生物、磷酸二苯酯、双(4-硝基苯基)磷酸酯、2-萘基4-[ (E)-苯 基二氮烯基]苯基磷酸酯、二萘并[2,l-d:l,2-f][l,3,2]二氧杂磷杂环庚三烯-4-醇 4-氧化物、(R)-3, 3'-双[3, 5_双(二氣甲基)苯基]_1,1'_联蔡_2, 2' -二基憐酸醋、 (S) _3, 3' -双(2, 4, 6_二异丙基-苯基)_1,1' -联蔡_2, 2' -二基憐酸醋、18-羟基_8, 9_二 苯基二菲并[4,3-d:3',4'-f] [1,3,2]_二氧杂磷杂环庚三烯18-氧化物、(llbR)-4-羟 基-2,6-双(三苯基甲硅烷基)-二萘并[2,1-(1:1',2'幻-1,3,2-二氧杂磷杂环庚三烯 4-氧化物、〇〇-(-)-3,3'-双(三苯基甲硅烷基)-1,1'-联萘-2,2'-二基磷酸酯、氨甲酰 磷酸锂、D-肌醇1-单磷酸酯、6-苯甲酰基-2-萘基磷酸酯、磷酸4-硝基苯基酯二(环己 铵)盐、萘酚AS磷酸酯、萘酚AS-MX磷酸酯、4-(叔戊基)苯基磷酸酯、香叶基香叶基焦磷酸 酯、萘酚AS磷酸酯、甲基膦酸酯、三氯甲基膦酸酯、庚烷-1,7-二基二膦酸酯、(庚硫基)甲 基膦酸酯、1-羟基丁基膦酸酯、2-苯乙基膦酸酯、丁基氢三氯甲基膦酸酯、4-甲氧基苯基膦 酸酯、3-苯基丙基膦酸酯、二甲基烯丙基膦酸酯、1-氨基戊烷-1,1-二基二膦酸酯、4-碘苄 基膦酸酯、((2-氰基乙基)_膦酰基甲基氨基)_乙酸酯、4-乙氧基苯基膦酸酯、(+-)-2-氨 基-4-膦酰基丁酸酯、草甘膦3-13C[(膦酰基甲基)氨基]乙酸酯、氨基(苯基)甲基膦酸 酯、3-(羧甲基膦酰基甲基氨基)丙酸酯、D-(-)-2-氨基-5-膦酰基戊酸酯、2-氨基-7-膦 酰基庚酸酯、四甲基2-氧代丙烷-1,3-二基二膦酸酯、2-甲氧苄基膦酸酯、四乙基亚甲基 二膦酸酯、二乙基甲氧基甲基膦酸酯、6-[羟基(异丙氧基)磷酰基]-己酸甲酯、((2-氰基 乙基)(羟基甲氧基磷酰基甲基)_氨基)乙酸酯、二丙基氯甲基膦酸酯、氨基[4-(三氟甲 基)苯基]甲基膦酸酯、[(4-氯苄基)-氨基]甲基膦酸酯。
8. -种制造权利要求1-7中任一项所述的有机电子元件的方法,其具有以下方法步 骤: 提供具有第一电极的基底载体, 将包含磷氧盐的衍生物和有机基体材料的至少一个电子传导层施加至第一电极,以及 施加与所述电子传导层导电性接触的第二电极, 其中通过溶剂法或蒸发的方法来实现步骤b)中所述电子传导层的施加。
9. 权利要求8所述的制造有机电子元件的方法,其中所述磷氧盐在施加前具有大于或 等于〇重量%且小于或等于〇. 25重量%的水含量。
10. 权利要求8或9所述的制造有机电子元件的方法,其中在步骤b)中通过旋涂、缝 涂、印刷或刮涂来施加所述电子传导层。
11. 权利要求1-7中任一项所述的有机电子元件,其中所述有机电子元件被设置在有 机太阳能电池、有机晶体管、发光有机元件,有机发光二极管和/或有机发光电化学电池 中。
【专利摘要】本发明涉及一种有机电子元件,其包括基底、第一电极、第二电极以及设置在第一和第二电极之间的至少一个电子传导层,其特征在于,所述电子传导层包含磷氧化合物的盐类型衍生物作为n型掺杂剂。
【IPC分类】H01L51-00
【公开号】CN104662687
【申请号】CN201380050032
【发明人】G.施密德, A.卡尼茨, J.H.威姆肯
【申请人】西门子公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年9月11日
【公告号】DE102012217574A1, EP2885825A1, US20150255719, WO2014048753A1
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