JP4878368B2

JP4878368B2 - 有機電子素子における電子輸送層のｎ型ドーピングのための材料

Info

Publication number: JP4878368B2
Application number: JP2008529587A
Authority: JP
Inventors: カニッツアンドレアス
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2006-08-23
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2026-08-23
Also published as: US8481785B2; KR20080041734A; JP2009507385A; EP1922322A1; EP1922322B1; KR101350728B1; WO2007028712A1; CN101263147A; US20090114906A1

Description

本発明は、有機素子、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）及び有機太陽電池における電子注入と電子輸送の改善のための新規材料に関する。

近年、特に有機発光ダイオードに関して、ＯＬＥＤにおける電子注入と電子輸送を改善する材料が知られてきている。（文献：Ｓ．Ｙａｍａｇｕｃｈｉ，Ｓ．Ａｋｉｙａｍａ，Ｋ．Ｔａｍａｏ著のＪＡｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．２０００，１２２６３３５−６３３６）。

その材料は、付加的に、同じＯＬＥＤ効率において、駆動電圧の低下をもたらす。これらの材料は、強力な電子供与体であり、かつ少量でＯＬＥＤの電子輸送層中にもしくは発光体層中にドーピングされる。それによって、係る添加剤は、電子輸送材料もしくは発光体材料の還元（従って、電子輸送材料もしくは発光体材料のＬＵＭＯ［最低空分子軌道］への電子の収容）を容易にし、これはその他にもっぱら電場のエネルギーによってもたらされる。従って結果的に、より弱い電場（より低い駆動電圧に相当する）の場合に同じ効率が達成される。

しかしながら、今までに知られた材料では、安定性と、注入促進効果と電子輸送促進効果とがなおも満足のいくものではない。

従って、本発明の課題は、有機素子における電子注入及び／又は電子輸送の改善のための材料であって、先行技術の欠点、特に注入促進効果と電子輸送促進効果の不足した安定性を高める材料を創作することである。

前記課題の解決と本発明の対象は、特許請求の範囲、実施例及び詳細な説明に開示されている。

本発明によれば、注入促進効果と電子輸送促進効果は、下位構造１及び２の新規の立体障害型の供与体アリールボランによってなおも更に強化することができる。それらの材料は、更に空気に安定性であり、加水分解に感受性でなく、かつ昇華可能である。

その際に、以下のことが言える：
Ｄｏは、電子供与体に相当し、特に、芳香族化合物（フェニルもしくはナフチル）によって置換されている窒素が適している。

Ｒ¹及びＲ²は、更なる縮合された芳香環を形成するか、あるいはＲ¹は、供与体置換基への架橋員を形成し、特に硫黄が適しており、Ｒ²は、この場合には、Ｈもしくはメチルである。

Ｒ³及びＲ⁴は、水素であってよく、又は一緒になって、縮合された芳香環を形成することができる。

典型的な電子供与体は、芳香族系及びあらゆる電子リッチな系、例えばチオフェン、アルキル置換されたもしくは硫黄を有する多核の芳香族系及びあらゆる電気陰性度の低い置換基であり、電子リッチで電気陰性度の低い置換基が好ましい。

任意の電子輸送層及び／又は発光体層との化学的相互作用によって電子輸送と電子注入を改善するのに適した新規の材料は、従って、全般的にポリマー型電子素子中で効果的に使用でき、それと理解されるは、優先的に、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）及び有機太陽電池の製造のためのあらゆる技術である。

実施例：
１）
ａ）ジフェニルアミンと９−ブロモアントラセンからのヘックカップリングによる９−ジフェニルアミノアントラセンの合成
ｂ）９−ジフェニルアミノアントラセン、ＢｕＬｉ及び三臭化ホウ素からの−７０℃での１０，１０，１０−トリス−９−ジフェニルアミノ−アントリル−ボランの合成

２）
ａ）Ｂｅｉｌｓｔｅｉｎハンドブック１２，ＩＩ，７４４に従った３−メチル−１−ナフチルアミンの合成
ｂ）３−メチル−１−ナフチルアミンとブロモベンゼンからのヘックカップリングによる１−ジフェニルアミノ−３−メチル−ナフタリンの合成
ｃ）１−ジフェニルアミノ−３−メチル−ナフタリンと硫黄からのベンゾ−ｆ−６−メチル−１０−フェニル−フェノチアジンの合成
ｄ）ベンゾ−ｆ−６−メチル−１０−フェニル−フェノチアジン、ＢｕＬｉ及び三臭化ホウ素からの−７０℃での７，７，７−トリス−ベンゾ−ｆ−６−メチル−１０−フェニル−フェノチアジニル−ボランの合成

３）
ａ）ジフェニルアミンと９−ブロモアントラセンからのヘックカップリングによる９−ジフェニルアミノアントラセンの合成
ｂ）９，１０−ジブロモアントラセン、９−ジフェニルアミノ−アントラセン、ＢｕＬｉ及び三臭化ホウ素からの−７０℃でのテトラ−（９−ジフェニルアミノ−アントリ−１０−イル）−９，１０−アントリレンジボランの合成

本発明は、有機電子素子、例えば有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、有機電界効果トランジスタ（ＯＦＥＴ）及び特に有機太陽電池などの有機光電池を基礎とする素子における電子注入と電子輸送の改善のための立体障害型の供与体アリールボランを基礎とする新規材料に関する。

Claims

有機電子素子における電子輸送層のｎ型ドーピングのための材料であって、下位構造２

［式中、
Ｄｏは、電子供与体に相当し、該電子供与体は、芳香族置換されたアミン基、または、チオフェン、アルキル置換されたもしくは硫黄を有する多核の芳香族系のいずれかから選択され、
Ｒ¹及びＲ²は、更なる縮合された芳香環を形成するか、あるいはＲ¹は、供与体置換基への架橋員を形成し、特に適切には硫黄であり、Ｒ²は、この場合に、Ｈもしくはメチルであり、
Ｒ³及びＲ⁴は、水素であってよく、又は一緒になって縮合された芳香環を形成してよい］で示される立体障害型の供与体アリールボランの１つに従う少なくとも１種の成分を含む材料。
請求項１に記載の材料であって、構造２のＤｏが、芳香族（フェニルもしくはナフチル）置換基を有する窒素を含む官能基の群から選択される材料。
構造２のＤｏは、アミン基がフェニルまたはナフチルで置換されている官能基の群から選択される、請求項１記載の材料。
下位構造２

［式中、
Ｄｏは、電子供与体に相当し、
Ｒ ¹ 及びＲ ² は、更なる縮合された芳香環を形成するか、あるいはＲ ¹ は、供与体置換基への架橋員を形成し、特に適切には硫黄であり、Ｒ ² は、この場合に、Ｈもしくはメチルであり、
Ｒ ³ 及びＲ ⁴ は、水素であってよく、又は一緒になって縮合された芳香環を形成してよい］で示される立体障害型の供与体アリールボランの、有機電子素子の電子輸送層または発光体層のｎ型ドーピングのために用いる使用。
前記立体障害型の供与体アリールボランは請求項１〜３のいずれか１項に記載の通りのものである、請求項４記載の使用。
少なくとも２つの電極とともに１つの活性層を含む有機電子素子であって、少なくとも１つの電極と活性層との間に、１つの電子輸送層または発光体層が配置されており、前記電子輸送層または発光体層が、下位構造２

［式中、
Ｄｏは、電子供与体に相当し、
Ｒ ¹ 及びＲ ² は、更なる縮合された芳香環を形成するか、あるいはＲ ¹ は、供与体置換基への架橋員を形成し、特に適切には硫黄であり、Ｒ ² は、この場合に、Ｈもしくはメチルであり、
Ｒ ³ 及びＲ ⁴ は、水素であってよく、又は一緒になって縮合された芳香環を形成してよい］で示される立体障害型の供与体アリールボランでドーピングされている有機電子素子。
前記立体障害型の供与体アリールボランは請求項１〜３のいずれか１項に記載の通りのものである、請求項６記載の有機電子素子。