[发明专利]二硫代氨基甲酸酯化合物的用途

说明书

本发明涉及二硫代氨基甲酸酯化合物的用途并且涉及用在电子器件中的组件，所述组件包含至少一种二硫代氨基甲酸酯化合物的自组装单层。本发明还涉及包含上述组件的电子器件。

多数电子器件具有介于非类似材料(即无机材料/无机材料、有机材料/有机材料、或无机材料/有机材料)之间的界面。在有机基电子(包括光电子)器件中，器件性能、效率和寿命取决于有机部件和无机部件之间的界面性质。因此，已经开始朝着以可靠、成本有效的方式改进无机/有机界面的方向努力。对于上述改进而言，最成功的方法之一是在沉积第二部件之前在部件之一(通常是无机部件)上沉积“自组装单层”(SAM)。在有机电子器件的有机部件和无机部件之间存在SAM可以对相关各部件中的一个或两个造成显著影响，例如，1)使真空能级相对转移(即功函数变化)；或2)隧道势垒(tunnelling barrier)变化，这两种变化都影响各部件之间用于电荷运输的势垒；或3)表面自由能变化，这影响各部件之间的粘附力。SAM还用于表面钝化结型场效应电子管中的半导体表面，诸如GaAs。在迄今为止的现有技术中，不同种类的分子用于SAM沉积，这取决于无机部件是导体、半导体还是绝缘体。通常，硫醇用于金属，含氧酸化合物(或其活化衍生物)用于金属氧化物类半导体或绝缘体或者金属硫化物类半导体或绝缘体。此外，为了获得具有所需物理化学性质的硫醇或含氧酸化合物，通常需要大量技巧和努力。因此，本发明的目的在于提供一种采用容易制备、隧道势垒和表面自由能容易调节、具有良好热稳定性和化学稳定性并且功函数的转移比现有技术更大的分子在导体性、半导体性或绝缘体性无机衬底上沉积自组装单层的手段。所有这些目的通过使用至少一种二硫代氨基甲酸酯化合物的自组装单层得以解决。

在电极和有机半导体材料之间的界面上进行电荷(空穴或电子)注入涉及各种有机电子器件，包括发光器件(LED等)、晶体管器件(FET、TFT等)和光伏器件(太阳能电池、光电探测器等)。由于电极材料的功函数与有机材料的最高已占分子轨道(HOMO)和/或最低未占分子轨道(LUMO)的能级对准(energy level alignment)不同，所以在电极/有机材料的界面上存在Schottky势垒。因此，Schottky势垒表示两相之间的电荷注入势垒，其大小是决定几乎所有有机电子器件的性能、效率和寿命的重要因子。电子在所施加的电场的影响下由材料表面直接注入真空(也被称为场致发射)是一种基于量子穿隧的过程，该过程用在各种的应用(包括场致发射显示器FED)中。

功函数(Φ)是材料的基本性质，其在许多物理和化学现象(诸如半导体场效应、光电子发射和热电子发射、催化等)中起重要作用。功函数被定义为：为了从凝聚相的费米能级中提取电子并将其置于恰好超出静电力影响的所谓真空能级中所需要的最小功。导电材料(例如金属或重掺半导体)的费米能级是价电子带(valence band)的上限，而对于半导体性或绝缘性无机材料(例如ZnO或Al₂O₃)而言，费米能级处于价电子带和传导带之间的带隙中。从费米能级提取电子所做的功从概念上来看分为从本体中释放电子所需要的功和使电子在表面上移动相关的功。

在有机电子器件中，电极表面上形成的偶极在决定由电极向活性有机层的电荷(空穴或电子)注入势垒中起重要作用。电极通常由导电性材料(导体)形成。为了简化，如下的说明针对包括金属的电极，但这些现象也适用于掺杂的半导体。金属/分子界面上存在的电偶极层(“界面偶极”)源自如下两个方面：一种来自金属-分子相互作用；另一种来自分子本身的永久(固有的)偶极矩。来自金属-分子相互作用的组成也可以分成两部分，一部分由吸附时分子和金属之间的部分电荷转移诱导产生，另一部分源自“溢出”进入真空的金属的表面局域化电子波函数的“尾部”衰减(“Pauli排斥”或“Pauli不相容”)。当可极化的官能团连接到分子上时，图像势能(image potential energy)也是功函数位移的重要贡献者。