[发明专利]包含具有P－型半导体特性的有机化合物的电子器件

说明书

                    技术领域

本发明涉及电子器件，特别地涉及包含具有P-型半导体特性并起着注入或传输空穴作用的有机化合物的电子器件。

                    背景技术

在绝缘材料和导电材料之间具有电导性的具有p型半导体(空穴型半导体)特性的有机化合物已广泛地用于OPC转鼓(有机光电导体转鼓)和用于复印机或激光打印机中等。特别地，芳基胺型材料作为与聚合物如聚碳酸酯的共混物在激光打印机的转鼓上形成薄膜，构成空穴-传输层。对于这样的应用，具有P型半导体特性的有机化合物必须具有合适的空穴-移动性，和对于空穴的电、热和形态稳定性。

使用p型有机半导体的设备基本上分成下列的两组。

第一组可用于OPC转鼓或太阳能电池或阻挡层光电池中。具体地说，外光源被引入到器件中产生激子，该激子分离成电子和空穴。在此时，P型有机半导体发挥着在器件中传输被分离的空穴的作用。

第二组对两个或多个电极施加电压，直接将载子注入与电极构成界面的有机半导体中。作为例子能够提及，分别和同时从两个电极注射电子和空穴并发射光的有机EL(电致发光)器件，从供应源输送载子到漏极以便通过对栅极施加电压来进行开关作用的晶体管器件，等等。在此时，重要的是在P型有机半导体物质和电极之间形成稳定化的界面。通常，因为该电极由金属材料或金属氧化物组成，该器件的性能将由于施加于器件的电场或外部施加或从内部产生的热量而显著下降，除非在无机物质和有机物质之间的界面被稳定。

上述芳基胺型化合物已经广泛用作包括显示出P型特性的有机物质的半导体物质，低聚噻吩或聚噻吩也已知在实验中用于制造薄膜晶体管时显示出高的载子移动性。

化合物的此类特性显示出各种应用前景。具体地说，用于OPC转鼓中的芳基胺型P-型有机半导体也可用于有机发光二极管中，用于薄膜晶体管中的低聚噻吩也用作有机发光二极管的空穴注射或空穴传输材料。另外，使用固态空穴-传输材料的有机太阳能电池也使用用作有机发光二极管的空穴-传输材料的芳基胺型衍生物(Adv.Mater.12，447，2000)。这一相容性预示着，具有P型半导体特性的任何有机物质能够广泛地用于制造电子器件，只要考虑它们的能级，空穴-传输能力，环境等。

用于有机发光二极管中的P型有机半导体发挥着促进从阳极的空穴注入和同时传输该注入空穴到发光层中的作用。在此时，该层可以分开成空穴-注入层和空穴-传输层的两层。为了确保器件的稳定性，该物质应该选自能够与包含金属或金属氧化物的阳极构成稳定界面的那些物质。另外，为了促进空穴注入进而允许器件的低压操作，该物质应该具有合适的氧化势和高的传输该注入空穴的能力。

为了满足这些要求，USP4,356,429公开了铜酞菁，USP5,540,999公开了低聚噻吩。另外，在USP5,616,427中公开的喹吖啶酮型材料也已知有助于电子器件的稳定性。

最近，聚合物发光二极管的稳定性通过在包含金属氧化物的阳极和光发射材料之间单独引入空穴-传输层而得到大大改进。尤其在热稳定的聚合物发光二极管中，插入在阳极和发光聚合物之间用来稳定界面(尽管有高的玻璃化转变温度)和促进空穴的注入的物质能够大大改进各项性能，尤其是器件的寿命和工作电压(J.Appl.Phys.84，6859，1998)。

该P型有机半导体当用作空穴-注入材料时显示出了防止在器件的制造过程中生产的发光二极管的器件短路的效果，以及延长器件的寿命的效果。通常，具有100-200nm的有机物质厚度的有机发光二极管可能由于在有机物质沉积过程中产生的针眼而发生器件短路或在阳极和有机物质之间的不稳定界面上发生器件短路。在此时，稳定的空穴-注入层的注射能够减少这类器件短路的可能性，尤其较厚空穴-注入层的注射能够大大地减少这种可能性。

然而，在空穴-注入材料具有半导体特性而没有导电特性的普通情况下，可能显示出取决于空穴-注入材料厚度的提高工作电压的反作用。

                         发明内容

本发明是在考虑现有技术的问题时完成的，因此本发明的目的是提供包含有机化合物层的电子器件，该化合物能够传输或注入空穴，降低工作电压和改进器件的寿命。

本发明的另一个目的是提供一种包含一层能够与电极形成稳定界面的有机化合物的电子器件。

                          附图描述