[发明专利]吡啶并[3,2－h]喹唑啉和/或其5,6－二氢衍生物、其制备方法和包含它们的掺杂有机半导体材料

说明书

本发明涉及吡啶并[3，2-h]喹唑啉和/或其5，6-二氢衍生物、其制备 方法和其中使用这些喹唑啉的掺杂有机半导体材料。

自从1989年有机发光二极管和太阳能电池出现[C.W.Tang等人， Appl.Phys.Lett.51(21)，913，(1987)]，用有机薄膜制成的元件成为 深入研究的主题。这些膜具有用于所述应用的有利性质，例如，用于 有机发光二极管的高效电致发光、用于有机太阳能电池的可见光范围 内的高吸光系数、用于最简单电子电路的元件的材料和制造的廉价生 产。用于显示应用的有机发光二极管的使用已经具有商业化意义。

其中，(光电)电子多层元件的性能特征取决于所述的层传递电荷 载流子的能力。就发光二极管来说，工作中电荷传输层中的电阻损失 和传导性有关，一方面，该传导性直接影响所需工作电压，但在另一 方面，也决定了元件的热负荷。而且，取决于有机层内的电荷载流子 的浓度，金属触点附近带的弯曲使得电荷载流子的注入简化，因而可 减少接触电阻。关于有机太阳能电池的类似考虑同样得到如下结论， 即它们的效率也取决于电荷载流子的传输特性。

通过分别用合适的电子受体材料掺杂空穴传输层(p-掺杂)或用 供体材料掺杂电子传输层(n-掺杂)，有机固体中的电荷载流子密度(和 由此使得传导性)可大幅提高。此外，类似于无机半导体方面的经验， 可预期那些严格基于元件中p-和n-掺杂层的使用和其他无法预期的应 用。US 5,093,698中描述了掺杂的电荷-载流子传输层(通过混合类似 受体分子的空穴传输层的p-掺杂，通过混合类似供体分子的电子传输 层的n-掺杂)在有机发光二极管中的应用。

至今，下列用于提高有机气相沉积层的传导性的方法是已知的：

1.通过以下方式增大电荷载流子的迁移率：

a)使用由有机基组成的电子传递层(US 5,811,833)，

b)产生允许分子π轨道的最佳重叠的高度有序的层，

2.通过以下方式增大可移动电荷载流子的密度，

a)清洁和仔细处理材料以避免形成电荷载流子附着位，

b)用以下物质掺杂有机层，

aa)无机材料(碱金属：J.Kido等，US 6,013,384；J.Kido等，Appl. Phys.Lett.73，2866(1998)，氧化剂如碘、SbCl5等)

bb)有机材料(TNCQ：M.Maitrot等，J.Appl.Phys.，60(7)， 2396-2400(1986)，F4TCNQ：M.Pfeiffer等，Appl.Phys.Lett.，73(22) 3202(1998)，BEDT-TTF：A.Nollau等，J.Appl.Phys.，87(9)，4340 (2000)，萘二甲酸酰胺：M.Thomson等，WO03088271，阳离子染料：A.G. Werner，Appl.Phys.Lett.82，4495(2003))

cc)有机金属化合物(茂金属：M.Thomson等，WO03088271)

dd)金属配合物((Ru⁰(terpy)₃：K.Harada等，Phys.Rev.Lett.94， 036601(2005).)

尽管足够稳定，已经存在有机掺杂物用于p-掺杂(F4TCNQ)， 只有无机材料如铯可以用作n-掺杂。通过其使用，已经可以实现OLEDs 的性能参数的改进。从而，通过用电子受体材料F4TCNQ掺杂空穴传 输层达到发光二极管工作电压的显著减小(X.Zhou等人，Appl.Phys. Lett.，78(4)，410(2001))。通过用Cs或Li掺杂电子传输层，可以达 到相似的成效(J.Kido等，Appl.Phys.Lett.，73(20)，2866(1998)；J.-S. Huang等，Appl.Phys.Lett，80，139(2002))。

长期以来，n-掺杂中主要的问题是只有无机材料可以用于该过程。 然而，使用无机材料具有的缺陷是，由于所用的原子或分子的尺寸较 小，所述原子或分子能容易地扩散到元件中，从而会妨碍例如限定的 从p-掺杂区域到n-掺杂区域的急剧转变的产生。

相比之下，当使用大的空间填充有机分子作为掺杂剂时，扩散应 该起次要作用，因为只有当克服较高能垒才可能发生电路交叉过程。