用于有機光電器件的化合物以及包括其的有機光電器件、圖像傳感器和電子器件的制作方法
【專利說明】用于有機光電器件的化合物以及包括其的有機光電器件、 圖像傳感器和電子器件
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年11月4日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請 No. 10-2014-0152451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] 公開了用于有機光電器件的化合物以及包括其的有機光電器件、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)換成電信號，它可包括光電二極管、光電晶體管等， 并且它可應(yīng)用于圖像傳感器、太陽能電池、有機發(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，因為它由于小的像素而具有小的吸收面 積。因此，已經(jīng)研究了能夠代替硅的有機材料。
[0006] 有機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，并且因此，可同時代替光電二極管和濾色器，并且結(jié)果，改善靈敏度并且對高度 集成做貢獻(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] -個實施方式提供能夠選擇性地吸收綠色波長區(qū)域中的光的用于有機光電器件 的化合物。
[0008] 另一實施方式提供能夠選擇性地吸收綠色波長區(qū)域中的光并且改善效率的有機 光電器件。
[0009] 又一實施方式提供包括所述用于有機光電器件的化合物的圖像傳感器和電子器 件。
[0010] 根據(jù)一個實施方式，提供由化學(xué)式1表示的用于有機光電器件的化合物。
[0011] [化學(xué)式1]
[0012]
[0013] 在化學(xué)xw個，
[0014] Ar1和Ar 2獨立地為苯基或萘基，條件是Ar 1和Ar 2的至少一個為萘基，
[0015] R1-!?4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0016] Ra為氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN之一，
[0017] p為1或2的整數(shù)，
[0018] η 為 0 或 1，
[0019] m為范圍1-4的整數(shù)，和
[0020] 所述化合物具有7個芳族環(huán)。
[0021] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學(xué)式2表示。
[0022] [化學(xué)式2]
[0023]
[0024] 在化學(xué)式2中，
[0025] R1-!?4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，和m為范圍1-4的 整數(shù)。
[0026] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學(xué)式3表示。
[0027] [化學(xué)式3]
[0028]
[0029] 在化學(xué)式3中，
[0030] RlR4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，和m為范圍1-4的 整數(shù)。
[0031] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學(xué)式4表示。
[0032] [化學(xué)式4]
[0033]
[0034] 在化學(xué)式4中，
[0035] R1-!?4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0036] Ra選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0037] p為1或2的整數(shù)，和
[0038] m為范圍1-4的整數(shù)。
[0039] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學(xué)式5表示。
[0040] [化學(xué)式5]
[0041]
[0042] 在化學(xué)式5中，
[0043] R1-!?4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0044] Ra選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0045] p為1或2的整數(shù)，和
[0046] m為范圍1-4的整數(shù)。
[0047] 所述用于有機光電器件的化合物在薄膜狀態(tài)中可顯示出具有約50nm-約100nm的 半寬度（FWHM)的光吸收曲線。
[0048] 所述用于有機光電器件的化合物在薄膜狀態(tài)中可具有約530nm-約570nm的最大 吸收波長（λ # )。
[0049] 所述用于有機光電器件的化合物可為ρ-型半導(dǎo)體化合物。
[0050] 根據(jù)另一實施方式，提供由化學(xué)式1表示并且在薄膜狀態(tài)中具有約530nm_約 570nm的最大吸收波長（λ 的用于有機光電器件的化合物。
[0051] [化學(xué)式1]
[0052]
[0053] 在化學(xué)式1中，
[0054] Ar1和Ar 2獨立地為苯基或萘基，條件是Ar 1和Ar 2的至少一個為萘基，
[0055] R1-!?4獨立地選自氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN，
[0056] Ra為氫、C1-C6烷基、C1-C6鹵代烷基、鹵素、和CN之一，
[0057] p為1或2的整數(shù)，
[0058] η 為 0 或 1，和
[0059] m為范圍1-4的整數(shù)。
[0060] 根據(jù)另一實施方式，有機光電器件包括：彼此面對的第一電極和第二電極，以及介 于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。
[0061] 所述活性層可進(jìn)一步包括η-型半導(dǎo)體化合物。
[0062] 所述η-型半導(dǎo)體化合物可為亞酞菁（sub-phthalocyanine)、富勒稀或者富勒稀 衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或其組合。
[0063] 所述活性層可包括包含由化學(xué)式1表示的化合物的本征層。
[0064] 所述活性層可包括包含由化學(xué)式1表示的化合物的p-型層。
[0065] 所述活性層可進(jìn)一步包括如下的至少一個：p-型層，其位于所述本征層的一側(cè) 上；和η-型層，其位于所述本征層的另一側(cè)上。
[0066] 所述活性層可進(jìn)一步包括選擇性地吸收綠色光的第二ρ-型半導(dǎo)體化合物。所述 第二Ρ-型半導(dǎo)體化合物可由化學(xué)式9表示。
[0067] [化學(xué)式9]
[0068]
[0069] 在化學(xué)式9中，
[0070] R21_R23獨立地為氫、取代或者未取代的C1-C30脂族烴基、取代或者未取代的 C6-C30芳族烴基、取代或者未取代的C1-C30脂族雜環(huán)基團(tuán)、取代或者未取代的C2-C30芳族 雜環(huán)基團(tuán)、取代或者未取代的C1-C30烷氧基、取代或者未取代的C6-C30芳氧基、硫醇基、取 代或者未取代的C1-C30烷硫基、取代或者未取代的C6-C30芳硫基、氰基、含氰基的基團(tuán)、鹵 素、含鹵素的基團(tuán)、取代或者未取代的磺?；?、或其組合，r 21-r23獨立地存在或者彼此稠合 以提供環(huán)，
[0071] U-L3獨立地為單鍵、取代或者未取代的C1-C30亞烷基、取代或者未取代的C6-C30 亞芳基、二價的取代或者未取代的C3-C30雜環(huán)基團(tuán)、或其組合，和
[0072] R31_R33獨立地為取代或者未取代的C1-C30烷基、取代或者未取代的C6-C30芳基、 取代或者未取代的C3-C30雜環(huán)基團(tuán)、取代或者未取代的C1-C30烷氧基、取代或者未取代的 胺基、取代或者未取代的甲硅烷基、或其組合。
[0073] 根據(jù)另一實施方式，提供包括所述有機光電器件的圖像傳感器。
[0074] 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，以及位于所述半導(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光電器件。
[0075] 所述圖像傳感器可進(jìn)一步包括位于所述半導(dǎo)體基底上的濾色器層，所述濾色器層 包括選擇性地吸收藍(lán)色波長區(qū)域中的光的藍(lán)色濾色器和選擇性地吸收紅色波長區(qū)域中的 光的紅色濾色器。
[0076] 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。
[0077] 所述圖像傳感器可進(jìn)一步包括濾色器層，所述濾色器層位于所述半導(dǎo)體基底和所 述有機光電器件之間并且包括選擇性地吸收藍(lán)色波長區(qū)域中的光的藍(lán)色濾色器和選擇性 地吸收紅色波長區(qū)域中的光的紅色濾色器。
[0078] 所述有機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可堆疊。
[0079] 根據(jù)又一實施方式，提供包括所述用于有機光電器件的化合物的電子器件。
【附圖說明】
[0080] 圖1為顯示根據(jù)一個實施方式的有機光電器件的橫截面圖，
[0081] 圖2為顯示根據(jù)另一實施方式的有機光電器件的橫截面圖，
[0082] 圖3為顯示根據(jù)一個實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意性頂視平面圖，
[0083] 圖4為顯示圖3的有機CMOS圖像傳感器的橫截面圖，
[0084] 圖5為顯示根據(jù)另一實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意性橫截面圖，
[0085] 圖6為顯示根據(jù)另一實施方式的有機CMOS圖像傳感器的橫截面圖，
[0086] 圖7為顯示根據(jù)另一實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意性頂視平面圖，
[0087] 圖8為顯示根據(jù)合成實施例1的化合物的1H NMR數(shù)據(jù)的圖，
[0088] 圖9為顯示根據(jù)合成實施例2的化合物的1H NMR數(shù)據(jù)的圖，
[0089] 圖10為顯示根據(jù)合成對比例1的化合物的1H NMR數(shù)據(jù)的圖，
[0090] 圖11為顯示根據(jù)合成對比例2的化合物的1H NMR數(shù)據(jù)的圖，
[0091] 圖12顯示在薄膜狀態(tài)中的根據(jù)合成對比例2-4的化合物的光吸收曲線，
[0092] 圖13為在薄膜狀態(tài)中的根據(jù)合成實施例2以及合成對比例5和6的化合物的光 吸收曲線，
[0093] 圖14為在薄膜狀態(tài)中的根據(jù)合成實施例1和2以及合成對比例2和3的化合物 的光吸收曲線，
[0094] 圖15顯示根據(jù)實施例1的有機光電器件的取決于波長和電壓的外量子效率 (EQE)，
[0095] 圖16顯示根據(jù)實施例2的有機光電器件的取決于波長和電壓的外量子效率 (EQE)，
[0096] 圖17顯不根據(jù)實施例1和2的有機光電器件的取決于電場的外量子效率（EQE)，
[0097] 圖18顯示根據(jù)對比例3的有機光電器件的取決于波長和電壓的外量子效率 (EQE)，和
[0098] 圖19顯示根據(jù)實施例1和2的有機光電器件的取決于電壓的電流密度。
【具體實施方式】
[0099] 本發(fā)明的示例性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 通知識的人員容易地執(zhí)行。然而，本公開內(nèi)容可以許多不同的形式體現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為 限于本文中所闡述的示例性實施方式。
[0100] 在附圖中，為了清楚，放大層、膜、面板、區(qū)域等的厚度。在整個說明書中，相同的附 圖標(biāo)記始終表示相同的元件。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還可存在中間元件。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。
[0101] 在附圖中，為了實施方式的清楚，省略與描述沒有關(guān)