[发明专利]有机半导体

说明书

技术领域

本发明涉及有机半导体，并且具体但并非专门地涉及可用于光电器件例如光响应器件中的聚合物半导体。

背景技术

半导体有机材料在许多光电器件中构成对常规无机半导体的显著有效的替代，这些光电器件包括发光二级管（LED）、光伏（PV）二极管、场效应晶体管（FET）、和激光器。在一般类别的有机半导体中，共轭聚合物例证了有机半导体可以具有优于无机半导体的显著材料优势，包括适于印制电子器件的化学可调节的光电特性和低温、基于溶液的处理。

包含半导体聚合物主链（具有从其悬垂的电荷位置以及与那些电荷位置相关联的抗衡离子）的共轭聚合电解质（CPE）已显示用于光电器件中，例如当用作电荷传输（例如，电子传输或电子注入）材料时。特别地，CPE的电特性与它们在极性溶剂中的溶解度相结合使得它们称为例如LED和PV中的材料的引人关注的候选物。

但是，包括CPE在内的光电器件具有慢的接通时间。不期望受任意具体理论约束，认为这至少部分是由于抗衡离子的迁移，这也可导致内部场的重新分布。此外，这些移动的抗衡离子也似乎使器件操作机制更复杂，因为它们可改变所述一个或两个电极的功函数。此外，例如在OLED中，抗衡离子可影响发光层的掺杂特性。

发明内容

本发明的目的是提供用于电子器件的材料，所述材料具有CPE的优点，同时最小化诸如上述那些的缺点。本发明的另外的目的是提供包括此类材料的电子器件。

在第一方面，本发明提供了一种光电器件，其包含电荷传输层，所述电荷传输层包括含有一种或多种两性离子的第一半导体聚合物。

在第二方面，本发明提供了一种光电器件，其包含电荷传输层，所述电荷传输层包括含有共价连接到所述聚合物的一种或多种两性离子的第一半导体聚合物。

在本说明书中，术语“两性离子”应当代表以稳定的电荷中性的形式存在的结构部分（moiety），所述结构部分具有至少一个正式的正电荷中心和至少一个负电荷中心。

在本说明书中，术语“两性离子取代基”指的是连接到分子（例如，聚合物）的具有两性离子特征的独特结构部分。

优选地，所述一种或多种两性离子共价地连接到所述半导体聚合物主链。

优选地，所述第一半导体聚合物包括具有至少一个两性离子取代基的第一重复单元。

优选地，所述两性离子取代基包括至少一个季胺基。

优选地，所述两性离子取代基包括磺酸根基团。

优选地，所述两性离子取代基包括被至少1个，例如2、3、4、5或更多个原子（例如，碳）中心例如介于2与20之间的整数、如2个和10个原子中心隔开的阴离子中心和阳离子中心。

优选地，所述第一重复单元包括芴残基。

优选地，所述第一重复单元包括以下结构：

其中，R¹包括所述或一个两性离子取代基。

优选地，R²包括所述或一个两性离子基团（例如，不同的两性离子基团）、H或者C₁至C₁₀直链或支链的烷基、烯基、或者炔基链。

更优选地，R¹和R²均包括两性离子取代基，例如相同的两性离子取代基。

优选地，所述两性离子取代基中的一种或多种包括被多于2个的原子（例如，碳）中心与第一阴离子电荷中心隔开的第一阳离子电荷中心。

优选地，所述第一半导体聚合物包括第二重复单元。

优选地，所述第二重复单元包括芴残基例如9,9-二辛基芴。

优选地，所述第一半导体聚合物包括所述第一重复单元和所述或一种第二重复单元的交替共聚物。

在一些实施方案中，所述电荷传输层被设置在发光层与阴极之间，例如所述电荷传输层被设置成与所述发光层和/或所述阴极直接相邻。

在其他实施方案中，所述电荷传输层被设置在光伏层与阴极之间，例如所述电荷传输层被设置成与所述光伏层和/或所述阴极直接相邻。

优选地，所述阴极包括从铝、钙、氧化铟锡（ITO）中选取的一种或多种材料。

优选地，所述电荷传输层（例如，所述电子传输层）的厚度是至少1nm（例如，至少2nm、至少5nm、至少7nm或至少9nm）。

优选地，所述电荷传输层的厚度（例如，所述电子传输层）介于1nm与20nm之间。更优选地，所述电荷传输层的厚度介于2nm与10nm之间。