用于有機(jī)光電器件的化合物以及包括其的有機(jī)光電器件、圖像傳感器和電子器件的制作方法
【專利說明】用于有機(jī)光電器件的化合物以及包括其的有機(jī)光電器件、圖 像傳感器和電子器件
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求在2014年12月19日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No . 10-2014-0184627的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，將其全部內(nèi)容引入本文作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 實例實施方式提供用于有機(jī)光電器件的化合物、以及包括其的有機(jī)光電器件、圖 像傳感器、和電子器件。
【背景技術(shù)】
[0004] 光電器件利用光電效應(yīng)將光轉(zhuǎn)化為電信號。光電器件可包括光電二極管、光電晶 體管等，并且它可應(yīng)用于圖像傳感器、有機(jī)發(fā)光二極管等。
[0005] 包括光電二極管的圖像傳感器需要高的分辨率和因此小的像素。目前，廣泛使用 硅光電二極管，但是它具有惡化的靈敏度的問題，因為硅光電二極管由于小的像素而具有 較小的吸收面積。因此，已經(jīng)研究了能夠代替硅的有機(jī)材料。
[0006] 有機(jī)材料具有高的消光系數(shù)并且取決于分子結(jié)構(gòu)而選擇性地吸收在特定波長區(qū) 域中的光，并因此可同時代替光電二極管和濾色器，且結(jié)果，改善靈敏度并且對高度集成有 貢獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 實例實施方式提供能夠選擇性地吸收綠色波長區(qū)域中的光并且具有改善的熱穩(wěn) 定性的用于有機(jī)光電器件的化合物。
[0008] 實例實施方式還提供能夠選擇性地吸收綠色波長區(qū)域中的光并且改善效率的有 機(jī)光電器件。
[0009] 實例實施方式還提供包括所述用于有機(jī)光電器件的化合物的圖像傳感器和電子 器件。
[0010] 根據(jù)實例實施方式，用于有機(jī)光電器件的化合物由化學(xué)式1表示。
[0011][化學(xué)式1]
[0013] 在化學(xué)式1中，
[0014] A為由化學(xué)式H或卜2表示的官能團(tuán)，
[0015] RlR4獨立地選自氫、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取 代或未取代的C2-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基、取代或未取代的C2-C30雜環(huán) 烷基、以及其組合，或者
[0016] R1-!?4的兩個相鄰官能團(tuán)彼此連接以提供與久洛尼定基(julolidinyl group)稠合 的環(huán)烷基或雜環(huán)烷基，
[0017] m和n獨立地為范圍0-6的整數(shù)，和
[0018] Ra選自氫、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代烷基、鹵素、 氰基(-CN)、以及其組合，
[0019][化學(xué)式 1-1]
[0021 ][化學(xué)式 1_2]
[0023] 在化學(xué)式1-1和1-2中，
[0024] *表示與化學(xué)式1的次甲基的鍵合位置，
[0025] X1和X2各自獨立地為-C(R22)(R23)_(其中R 22和R23獨立地選自氫、取代或未取代的 C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代烷基、鹵素、氰基、包含氰基的基團(tuán)、以及其組 合）、-以=以妒4)(1? 25))-(其中1?24和1?25獨立地選自取代或未取代的(：1-(：10烷基、取代或未取 代的C1-C10鹵代烷基、鹵素、氰基(-CN)、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合）、茚滿酮基團(tuán)、茚滿 二酮基團(tuán)、-C( =0)-、-S( =0)2-、以及其組合，
[0026] Rn-R16獨立地選自氫、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代 烷基、鹵素、氰基(-CN)、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合，
[0027] k為0或1的整數(shù)，
[0028] R3Q選自鹵素、氰基(-CN)、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合，
[0029] R31選自氫、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代烷基、鹵素、 氰基(-CN)、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合，
[0030] p為范圍1-5的整數(shù)，q為范圍0-5的整數(shù)，且p+q為小于或等于5的整數(shù)。
[0031] 所述化合物可在化學(xué)式1的包括久洛尼定基的稠環(huán)部分中包括一個芳族環(huán)。
[0032] 所述化合物可總計具有5-7個環(huán)。
[0033] 所述化合物在薄膜狀態(tài)下可具有約500nm_約600nm例如約520nm_約570nm的最大 吸收波長(XftO。
[0034] 所述化合物在薄膜狀態(tài)下可顯示出具有約50nm-約100nm的半寬度(FWHM)的光吸 收曲線。
[0035] 化學(xué)式1-1的X1和X2可獨立地為-C(R22)(R23)_(其中R 22和R23獨立地選自-F、-C1、_ Br、-I、氰基、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合）、-C( = C(R24) (R25))-(其中R24和R25獨立地選自-?、-(：1、-8廣-1、氰基??、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合）、-(：(=0)-、-5(=0) 2-、以及其組 合。
[0036]化學(xué)式1的A可為由化學(xué)式1A的（1)_(7)表示的官能團(tuán)：
[0037][化學(xué)式 1A]
[0039] 在化學(xué)式1A的（1)_(7)中，*表示與化學(xué)式1的次甲基的鍵合位置，
[0040] 1^、妒、1?。、和1?(1獨立地選自氫、取代或未取代的(：1-06烷基、取代或未取代的(：1-〇6 鹵代烷基、鹵素、氰基(-CN)、包含氰基的基團(tuán)、以及其組合，
[0041 ] a為范圍0-4的整數(shù)且b為范圍0-2的整數(shù)。
[0042]提供由化學(xué)式2表示并且在薄膜狀態(tài)下具有約500nm-約600nm的最大吸收波長 (入影:)的用于有機(jī)光電器件的化合物。
[0043][化學(xué)式2]
[0045] 在化學(xué)式2中，
[0046] RlR4獨立地選自氫、取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取 代或未取代的C2-C30雜芳基、取代或未取代的C3-C30環(huán)烷基、取代或未取代的C2-C30雜環(huán) 烷基、以及其組合，或者
[0047] RlR4的兩個相鄰官能團(tuán)彼此連接以提供與久洛尼定基稠合的環(huán)烷基或雜環(huán)烷基，
[0048] m和n獨立地為范圍0-6的整數(shù)，
[0049] Ra選自氫、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代烷基、鹵素、 氰基(-CN)、以及其組合，
[0050] Rn-R16獨立地選自氫、取代或未取代的C1-C10烷基、取代或未取代的C1-C10鹵代 烷基、鹵素、氰基(-CN)、和包含氰基的基團(tuán)，和
[0051 ] n為0或1的整數(shù)。
[0052] 所述化合物可在化學(xué)式1的包括久洛尼定基的稠環(huán)部分中包括一個芳族環(huán)。
[0053] 所述化合物可總計具有5-7個環(huán)。
[0054]所述化合物在薄膜狀態(tài)下可具有約520nm-約570nm的最大吸收波長(A馱)。
[0055] 所述化合物在薄膜狀態(tài)下可顯示出具有約50nm-約100nm的半寬度(FWHM)的光吸 收曲線。
[0056] 根據(jù)實例實施方式，有機(jī)光電器件包括彼此面對的第一電極和第二電極，以及在 所述第一電極和所述第二電極之間并且包括由化學(xué)式1表示的化合物的活性層。
[0057] 所述活性層可進(jìn)一步包括n_型半導(dǎo)體化合物。
[0058] 所述11-型半導(dǎo)體化合物可包括亞酞菁（811131111：1^1〇〇5^11；[116)、亞酞菁衍生物、富 勒烯或富勒烯衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或者其組合。
[0059] 所述活性層可包括包含由化學(xué)式1或化學(xué)式2表示的化合物的本征層。
[0060] 所述活性層可包括包含由化學(xué)式1或化學(xué)式2表示的化合物的p-型層。
[0061 ]所述活性層可進(jìn)一步包括如下的至少一種:p-型層，其在所述本征層的一側(cè)上;和 n-型層，其在所述本征層的另一側(cè)上。
[0062] 所述活性層可進(jìn)一步包括配置成選擇性地吸收綠色光的第二p-型半導(dǎo)體化合物。 所述第二P-型半導(dǎo)體化合物可由化學(xué)式6表示。
[0063] [化學(xué)式6]
[0065] 在化學(xué)式6中，
[0066] Rn_R73獨立地選自氫、取代或未取代的C1-C30脂族烴基、取代或未取代的C6-C30 芳族烴基、取代或未取代的C2-C30脂族雜環(huán)基、取代或未取代的C2-C30芳族雜環(huán)基、取代或 未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、硫醇基、取代或未取代的C1-C30烷 硫基、取代或未取代的C6-C30芳硫基、氰基、包含氰基的基團(tuán)、鹵素、包含鹵素的基團(tuán)、取代 或未取代的磺?；⒒蛘咂浣M合，或者r 71-r73彼此連接以提供稠環(huán)，
[0067] J-L3獨立地為單鍵、取代或未取代的C1-C30亞烷基、取代或未取代的C6-C30亞芳 基、二價的取代或未取代的C2-C30雜環(huán)基、或者其組合，
[0068] R74-R76獨立地為取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代 或未取代的C2-C30雜環(huán)基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的胺基、取代或未 取代的甲硅烷基、或者其組合，和 [0069] a、b和c獨立地為0-4的整數(shù)。
[0070] 當(dāng)所述活性層可以約0.9:1-約1.1:1的體積比包括所述化合物和C60時，它可具有 大于或等于約8.0 X lOtm1的消光系數(shù)。
[0071] 根據(jù)實例實施方式，提供包括所述有機(jī)光電器件的圖像傳感器。
[0072] 所述圖像傳感器可包括:集成有感測藍(lán)色波長區(qū)域中的光的多個第一光感測器件 和感測紅色波長區(qū)域中的光的多個第二光感測器件的半導(dǎo)體基底，以及在所述半導(dǎo)體基底 上并且選擇性地吸收綠色波長區(qū)域中的光的所述有機(jī)光電器件。
[0073] 所述第一光感測器件和所述第二光感測器件可以豎直方向堆疊在所述半導(dǎo)體基 底上。
[0074] 所述圖像傳感器可進(jìn)一步包括濾色器層，其在所述半導(dǎo)體基底和所述有機(jī)光電器 件之間并且包括選擇性地透射藍(lán)色波長區(qū)域中的光的藍(lán)色過濾器和選擇性地透射紅色波 長區(qū)域中的光的紅色過濾器。
[0075] 所述圖像傳感器可包括堆疊的所述有機(jī)光電器件的綠色光電器件、選擇性地吸收 藍(lán)色波長區(qū)域中的光的藍(lán)色光電器件、和選擇性地吸收紅色波長區(qū)域中的光的紅色光電器 件。
[0076] 根據(jù)實例實施方式，提供包括所述圖像傳感器的電子器件。
【附圖說明】
[0077] 圖1為顯示根據(jù)實例實施方式的有機(jī)光電器件的橫截面圖，
[0078] 圖2為根據(jù)實例實施方式的有機(jī)光電器件的橫截面圖，
[0079] 圖3為顯示根據(jù)實例實施方式的有機(jī)CMOS圖像傳感器的示意圖，
[0080] 圖4為顯示圖3的有機(jī)CMOS圖像傳感器的橫截面圖，
[0081 ]圖5為顯示根據(jù)實例實施方式的有機(jī)CMOS圖像傳感器的示意性橫截面圖，
[0082]圖6為顯示根據(jù)實例實施方式的有機(jī)CMOS圖像傳感器的示意性橫截面圖，
[0083]圖7為顯示根據(jù)實例實施方式的有機(jī)CMOS圖像傳感器的示意圖，
[0084]圖8為顯示在薄膜狀態(tài)下的根據(jù)合成實施例4-6的化合物的光吸收曲線的圖，
[0085]圖9為顯不根據(jù)實施例5和實施例6的有機(jī)光電器件的取決于波長的外量子效率 (EQE)的圖，
[0086]圖10顯不根據(jù)實施例5和實施例6的有機(jī)光電器件的取決于所施加電場的外量子 效率(EQE駄)，和
[0087] 圖11為顯示根據(jù)實施例5的有機(jī)光電器件的串?dāng)_的圖。
【具體實施方式】
[0088] 本發(fā)明構(gòu)思的實例實施方式將在下文中詳細(xì)地描述，并且可由具有相關(guān)領(lǐng)域中的 普通知識的人員較容易地進(jìn)行。然而，本公開內(nèi)容可以許多不同的形式體現(xiàn)并且不被解釋 為限于本文中闡述的示例性實施方式。
[0089] 在附圖中，為了清楚起見，放大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在說明書中，相同的附 圖標(biāo)記始終是指相同的元件。將理解，當(dāng)一個元件例如層、膜、區(qū)域、或基底被稱為"在"另外 的元件"上"時，其可直接在所述另外的元件上或者也可存在中間元件。相反，當(dāng)一個元件被 稱為"直接在"另外的元件"上"時，則不存在中間元件。
[0090] 在附圖中，為了實施方式的清楚起見，省略了與描述沒有關(guān)系的部分，并且在說明 書中，相同或者類似的構(gòu)成元件始終通過相同的附圖標(biāo)記表示。
[0091] 如本文中使用的，當(dāng)未另外提供定義時，術(shù)語"取代（的)"指的是用選自如下的取 代基代替氫而進(jìn)行取代的官能團(tuán)：鹵素(F、Br、Cl或I)、硝基、氰基、氨基、疊氮基、脒基、肼 基、腙基、羰基、氨基甲?；?、硫醇基、酯