JP4922301B2 - 有機電子素子における正孔注入の改善のための新規材料並びに前記材料の使用 - Google Patents

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正孔注入と正孔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ついて、ＯＬＥＤにおける正孔注入並びに正孔輸送を大幅に改善する材料が知られてきている（文献：Ｇｕｆｅｎｇ Ｈｅ，Ｍａｒｔｉｎ Ｐｆｅｉｆｆｅｒ，Ｋａｒｌ Ｌｅｏ著のＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．８５（２００４）３９１１−３９１３）。

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、強力な電子受容体であり、かつ少量でＯＬＥＤの正孔輸送層中にドーピングされる。それによって、係る添加剤は、正孔輸送材料の酸化（従って正孔形成）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。

問題となるのは、正孔輸送の改善のための前記方法（ｐ型ドーピングとも呼ばれる）の場合には、蒸着プロセスの間に使用可能な材料の物理的特性である。その材料は、フッ素化されたテトラシアノキノジメタンであるが、その気化性は制御が非常に困難であるので、係るドーピング剤は、大量生産用のプラントにおいては使用することができない。それというのも、その材料がプラントを制御不可能な分配によって汚染するからである。

従って、本発明の課題は、有機半導体素子における正孔注入の改善のための材料であって、技術水準の欠点、特に蒸着プロセスにおける公知材料の粗悪な制御可能性を克服す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。

より高い気化点及び／又はガラス形成特性を有し、従って制御されて気化される受容体材料が提案される。ガラス形成特性を有する材料は非晶質であり、それが結晶性を欠くため材料中での粒界の撤廃を保証し、更に、正孔輸送材料とｐ型ドーピング材料との間でのエネルギー的により好ましい電子伝達もしくは正孔伝達をもたらす。より高い気化点は、該材料を制御して気化させうることをもたらす。

前記の必要とされる特性は、以下の下位構造１の複素環式のキノジメタン誘導体をもって達成できる。

置換基Ｒ¹〜Ｒ⁵は、互いに無関係に、水素、塩素、フッ素、ニトロ基及び／又はシアノ基を表す。

更に、Ｒ¹〜Ｒ⁵は、互いに無関係に、フェニル置換基及び／又は縮合された芳香族置換基を形成する構造要素によって交換されていてよく、それらは、更に、その辺縁において、水素以外に塩素及び／又はフッ素の置換基を有してもよい。

一般的な合成経路：

該化合物は、相応の２−ジシアノメチレン−４−アリール置換されたチアゾリンから酸化的カップリングによって合成される。

任意の正孔輸送層との化学的相互作用によって正孔輸送と正孔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、又は有機電子素子においても効果的に使用でき、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）の製造のためのあらゆる技術及び／又は有機太陽電池などの有機光電池の技術である。

それによって、正孔輸送層を有し、それが正孔輸送特性の改善のために該材料でドーピングされているか又はそれに該材料が混ぜられている有機電子素子が創作される。

材料が添加される量は、基礎材料に応じて変化する。全体において、慣用のドーピング量でドーピングされる。それについては、導入部で上述した技術水準についての刊行物も参照のこと。

実施例：
１． アリールメチルケトンの臭素化
相応のアリールメチルケトンを、酢酸中で臭素によって臭素化する。

２． アリールアシルローダニドの合成
前記の１．）によるブロモメチル−アリールケトンを、カリウムローダニドを用いて沸騰エタノール中で転化させる。

３． ２−ジシアノメチレン−４−アリール−チアゾリンの合成
前記の２．）によるアリールアシルローダニドを、マロン酸ジニトリルとトリエチルアミンによって沸騰エタノール中で転化させて、相応のチアゾリン誘導体が得られる。

４． ４，４′−ジアリール−キノ−５，５′−ビスチアゾリル−２，２′−ジシアノジメタンの合成
前記の３．）による相応のチアゾリン誘導体を、−７０℃でブチルリチウムによって脱プロトン化し、引き続き酸化剤（例えばＣｕＣｌ₂）を用いて酸化させて、所望の４，４′−ジアリール−キノ−５，５′−ビスチアゾリル−２，２′−ジシアノジメタンが得られる。

Claims (4)

1. 有機半導体素子の正孔輸送層のドーピングのための材料であって、１５０℃を上回る気化点及び／又はガラス形成特性と受容体特性とが組合せで存在するドーピングのための材料であって、以下の構造１
   

   

   ［式中、
   置換基Ｒ¹〜Ｒ⁵は、互いに無関係に選択可能であり、かつ水素、塩素、フッ素、ニトロ基及び／又はシアノ基を表し、又は
   置換基Ｒ¹〜Ｒ⁵は、互いに無関係に、フェニル置換基及び／又は縮合された芳香族置換基を形成する構造要素によって置換されており、それらは、更に、その辺縁において、水素以外に、塩素及び／又はフッ素の置換基を有してよい］で示される複素環式のキノジメタン誘導体を含むことを特徴とする材料。
2. 請求項１に記載の材料を、有機電子素子において用いる使用。
3. 前記有機電子素子は、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／又は有機光電池素子から選択される、請求項２に記載の使用。
4. 少なくとも２つの電極と、その間に１つの活性層を有する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つの正孔輸送層が配置されている有機電子素子であって、正孔輸送層に、請求項１記載の材料が混ぜられていることを特徴とする有機電子素子。