用于有機電子器件的惰性可溶液加工分子生色團的制作方法

文檔序號：7038392閱讀：223來源：國知局

用于有機電子器件的惰性可溶液加工分子生色團的制作方法
【專利摘要】公開了包含具有在5-位上的吸電子取代基W的苯并[c][1,2,5]噻二唑(5BTH)、具有在5-位上的吸電子取代基W的苯并[c][1,2,5]二唑(5BO)、具有在5-位上的吸電子取代基W的2H-苯并[d][1,2,3]三唑(5BTR)(5BTR)、5-氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(FBTH)、5-氟苯并[c][1,2,5]二唑(FBO)或5-氟-2H-苯并[d][1,2,3]三唑(FBTR)核心結構的小有機分子生色團。這類化合物可用于有機異質結器件，例如有機小分子太陽能電池和晶體管中。
【專利說明】用于有機電子器件的惰性可溶液加工分子生色團
[0001] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2012年3月23日提交的美國臨時專利申請No. 61/615, 176和2013 年3月13日提交的美國專利申請No. 13/800,396的優(yōu)先權權益。通過引用將那些申請的全部公開內容并入本文中。
[0003] 關于聯(lián)邦政府資助研究或開發(fā)的陳述
[0004] 本發(fā)明以CenterforEnergyEfficientMaterialsoftheDepartmentof Energy授予的授權號DE-SC0001009在美國政府支持下進行。政府具有本發(fā)明的某些權益。
[0005] 發(fā)明背景
[0006] 小分子本體異質結（SMBHJ)太陽能電池變成對詳盡研究的聚合物有機光伏器件 (0PV)的有競爭力替代物。關于用于捕光的共軛聚合物的設計和利用的強烈研究以實現(xiàn)至多8. 4%的功率轉換效率（PCE)的程度提供了對設計和執(zhí)行0PV技術的有機半導體的極大見識。然而，聚合物體系固有地遭遇逐批差異和提純聚合物材料的有限選擇。小分子半導體避免聚合物半導體的固有缺點，因為它們在性質上是單分散的，并且由于比聚合類似物更高的溶解度，可使用標準有機化學方法提純和表征。另外，可更容易地并以較少的復雜性進行對小分子的改進以微調性能。近來，證明小分子基太陽能電池可實現(xiàn)與聚合物基太陽能電池相當的效率。參見31111，￥.等人，似1:.]\^七61'.2011，11，44-48;如1(311，6.(1;1^2已11， G.C.J.Am.Chem.Soc. 2011，133,4632-4644 ;Welch，G.C.等人，J.ofMater.Chem. 2011，21， 12700-12709 ;Henson，Z.B.等人，J.Am.Chem.Soc. 2012,134 (8)，3766-3779 ;Zhang，Y?等人，Chem.Commun.，2011，47,11026-11028 ;Peng，Q.等人，Adv.Mater. 2011，23,4554-4558 ; 且Sharif,M?等人，TeterahedronLett. 2010,51,2810-2812。
[0007] 先前描述了具有中心富電子核心、相對貧電子單元在側面且被共軛端帽封端的小分子體系（Welch等人，J.MaterialsChemistry21 (34): 12700-12709 (2011);美國臨時專利申請No. 61/416, 251 ;國際專利申請No.PCT/US2011/061963 ;通過引用將這些公布為的內容全部并入本文中）。該體系的成功大部分是由于包含吡啶[2, 1，3]噻二唑（PT)作為受體單元。PT基化合物導致制造具有6. 7%的PCE的SMBHJ太陽能電池（參見Sun等人，NatureMaterials,11:44-48(2011)。
[0008] 在制造小分子太陽能電池中使用PT基材料的一個缺點是電池必須使用氧化鑰作為空穴傳輸層（HTL)以獲得最大效率。氧化鑰熱蒸發(fā)在器件上，其在輥對輥生產中防止使用便宜的溶液沉積。優(yōu)選使用可溶液加工的HTL材料，例如聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）聚（苯乙烯磺酸鹽）（PED0T:PSS)或其它摻雜的共軛聚合物。然而，PED0T:PSS帶有酸性質子，所述酸性質子在沉積于與活性層的界面上時會將吡啶[2, 1，3]噻二唑的吡啶基氮質子化。該質子化導致使用PED0T:PSS作為陽極間層制造且使用含PT小分子供體的器件的PCE急劇降低。具有不穩(wěn)定的質子和可質子化的半導體的其它體系還會導致功率轉換效率的劣化。
[0009] 因此，需要高效率小分子材料，所述材料不限制生產選擇且不具有與材料如 PED0T:PSS、其它酸性材料或由酸性溶液中沉積的材料反應的部位。本發(fā)明設法通過提供用于該器件中的新型且有利的材料解決對用于分子異質結器件的改進捕光分子的需要。
[0010] 發(fā)明概述
[0011] 在一個實施方案中，本發(fā)明涉及用于異質結器件，例如有機小分子太陽能電池和晶體管中的有機非聚合生色團，所述有機非聚合生色團包含以下結構的具有在5-位上的吸電子取代基W的苯并[c] [1，2, 5]噻二唑（5BTH):
【權利要求】
1. 包含非聚合化合物的電子或光電子器件，所述化合物結合一個或多個式A基團：
其中所述非聚合化合物用于電子或光電子器件中；其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中X1為CH且Y1為-C(W)-，或者X1為-C(W)-且Y1為CH;且W選自F、Cl、Br、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F。
2. 根據權利要求1的電子或光電子器件，其中非聚合化合物用于所述器件的活性層中。
3. 根據權利要求1或權利要求2的電子或光電子器件，其中所述器件為太陽能電池。
4. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中M為硫且W為F。
5. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式II化合物：
其中XJPY1 選自-C(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C(W)-; W選自F、Cl、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1SlC1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η為0-5的整數，包括0和5 ; A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基。
6. 根據權利要求5的電子或光電子器件，其中活性層包含式Ila-F、式IIb-F或式 IIc-F的化合物：
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 其中A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基； B1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且 η為0-5的整數，包括0和5。
7. 根據權利要求6的電子或光電子器件，其中A1獨立地選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、噴』坐、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯并5惡唑、苯并5惡,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、二噻吩并吡咯、二噻吩并磷雜環(huán)戊二烯和咔唑9, 9-RR' -9Η-芴、9-R-9H-咔唑、3, 3' -RR'亞甲硅基 _2,2' -聯(lián)噻吩、3,3'RR' -環(huán)戊[2,l-b:3,4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 C6-C30 芳基。
8. 根據權利要求6的電子或光電子器件，其中B1獨立地選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、噴P坐、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯并5惡唑、苯并T惡.二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔唑。
9. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式I化合物：
其中XJPY1 選自-c(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中不取決于X1和Y1,X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2為CH，且當X2SCH時，Y2S-C(W)-; 其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基。
10. 根據權利要求9的電子或光電子器件，其中A1獨立地選自取代或未取代噻吩、批咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、巧惡唑、噻唑、噻嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、苯并5惡唑、苯并W惡,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、二噻吩并吡咯、二噻吩并磷雜環(huán)戊二烯和咔唑9,9-RR' -9H-芴、9-R-9H-咔唑、3,3' -RR'亞甲硅基-2,2'-聯(lián)噻吩、3,3' RR'-環(huán)戊[2, l-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'= (^-(：3。烷基或C6-C3tl芳基。
11. 根據權利要求9的電子或光電子器件，其中各個B1選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、5惡唑、噻唑、噻嗪、啼陡、吡嗪、咪唑、苯并T惡唑、苯并5惡.二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔唑。
12. 根據權利要求9的電子或光電子器件，其中式I化合物選自式Ia-F、Ib-F或Ic-F:
〇
13. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式III-F化合物： L/1N丄厶丄rtI，、 * ·* "±/ ^i
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中H1 選自A1、-B1-B^ -A1-B1-B2,或者
η為0-5的整數，包括0和5 ; A1 (當存在時）獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1 (當存在時）獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2 (當存在時）獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基。
14. 根據權利要求13的電子或光電子器件，其中式III-F化合物選自式IIIa-F、式IIIb-F、式IIIc-F或式IIId-F的化合物：
15. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式IV-V化合物：
其中XJP Y1選自-c(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1S CH時，Y1 為-C (W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C (W)-和CH，其中當X2為-C (W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C (W)-;且其中不取決于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3選自-C (W)-和 CH，其中當X3為-C(W)-時，Y3為CH，且當X3為CH時，Y3為-C(W)-; M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; K1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個E1獨立地不存在或者選自取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基。
16.根據權利要求15的電子或光電子器件，其中式IV-V化合物選自式IVa-F或式IVb-F的化合物·
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中K1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基。
17. 根據權利要求15的電子或光電子器件，其中式IV-V化合物選自式Va-F或式Vb-F 的化合物：
其中M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中K1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1和E1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
18. 根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式VI-VII的化合物：
其中結構部

(2,2'，7,7' -基 _9,9' -螺二[芴])，
(3, 3'，7, 7' -基-5, 5' -螺二[二苯并[b，d]噻咯])，
(2,2,，6,6' -基 _4,4' 螺二[環(huán)戊[l，2-b:5,4-b，]二噻吩])，或
(2, 2'，6, 6' -基-4, 4' -螺二[噻咯并[3, 2-b:4, 5-b' ]二噻吩]); 其中XJPY1 選自-C(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C(W)-;且其中不取決于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3選自-C(W)-和 CH，其中當X3為-C(W)-時，Y3為CH，且當X3為CH時，Y3為-C(W)-;且其中不取決于Xp X2、Y2、X3和Y3,X4和Y4選自-C(W)-和CH，其中當X4為-C(W)-時，Y4為CH，且當X4為CH時， Y4 為-C(W)-; 其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 各個F1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基。
19. 根據權利要求18的電子或光電子器件，其中式VI-VII化合物選自式VIa-F或式 VIb-F的化合物：
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中各個F1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基。
20. 根據權利要求18的電子或光電子器件，其中式VI-VII化合物選自式VIIa-F或式 VIIb-F的化合物：
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中各個F1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
21.根據權利要求1-3中任一項的電子或光電子器件，其中活性層包含式1-F、式2-F、式3-F、式4-F、式5-F、式6-F、式7-F、式8-F、式9-F或式IO-F的化合物：

其中： M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η為0-5的整數，包括0和5 ; m為0-5的整數，包括0和5 ; R2選自H、C1-C16烷基、-O-C1-C16烷基、C2-C16鏈烯基和C2-C16炔基； J選自CH和N; X在J為CH時為S、0或NH;且X在J為N時為S; R4為任選被一個或多個C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基； R6選自芳基、全氟芳基或任選全氟化或者任選被一個或多個C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基；且各DONOR獨立地選自： w w
O O 其中X為c或Si; A為N或P; R11選自C1-C16烷基； R12選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基； R13選自C「C16烷基或C6-C20芳基； R14 選自C1-C16 燒基、-O-C1-C16 燒基、-C( = 0) -O-C1-C16 燒基，或者-0-C( = 0) -C1-C16 燒基;且 R15選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基；且 R16選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基；其中當DONOR單元的僅一個化合價需要結合在分子的其余部分上時，DONOR的另一化合價被H或C1-C2tl烷基封端。
22. 根據權利要求5的器件，其中所述器件包含： 1) 任選涂在透明基質上的第一空穴收集電極； 2) 與第一電極相鄰的一層或多層任選層，例如電子阻擋、激子阻擋或空穴傳輸層； 3) 包含電子受體材料和有機非聚合電子供體的混合物的層，所述電子供體包含式II 化合物； 4) 一層或多層任選層，例如空穴阻擋、激子阻擋或電子傳輸層；和 5) 第二電子收集電極.
23. 根據權利要求5的器件，其中所述器件包含： 1) 任選涂在透明基質上的第一空穴收集電極； 2) 與第一電極相鄰的一層或多層任選層，例如電子阻擋、激子阻擋或空穴傳輸層； 3) 包含有機非聚合電子受體材料和電子供體的混合物的層，所述電子受體包含式II 化合物； 4) 一層或多層任選層，例如空穴阻擋、激子阻擋或電子傳輸層；和 5) 第二電子收集電極.
24. 非聚合化合物，其包含一個或多個式A基團：
其中所述非聚合化合物用于電子或光電子器件中；其中M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中X1為CH且Y1為-C(W)-，或者X1為-C(W)-且Y1為CH;且W選自F、Cl、Br、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F。
25. 根據權利要求24的化合物，其具有式II:
其中XJPY1 選自-c(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C(W)-; W選自F、Cl、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1SlC1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η為0-5的整數，包括0和5; A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基。
26. 根據權利要求25的化合物，其具有式Ila-F、式IIb-F或式IIc-F:
Ilc-F 其中M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 其中A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基； B1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且 η為0-5的整數，包括0和5。
27. 根據權利要求26的化合物，其中A1獨立地選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、噴哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、巧惡唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯并W惡唑、苯并巧惡,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、二噻吩并吡咯、二噻吩并磷雜環(huán)戊二烯和咔唑9,9-1--'-9!1-芴、9-1?-9!1-咔唑、3,3'-1^'亞甲硅基-2, 2' -聯(lián)噻吩、3, 3'RR' -環(huán)戊[2,l-b:3, 4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 QrC30芳基。
28. 根據權利要求26的化合物，其中B1獨立地選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、茚、芴、芘、甘菊環(huán)、吡啶、鳴唑、噻唑、噻嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、苯并5惡唑、苯并5惡二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔唑。
29. 根據權利要求24,其具有式I:
其中XJPY1 選自-C(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中不取決于X1和Y1,X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2為CH，且當X2SCH時，Y2S-C(W)-; 其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; A1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
30. 根據權利要求29的化合物，其中A1獨立地選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、5惡唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯并5惡唑、苯并'^惡,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、二噻吩并吡咯、二噻吩并磷雜環(huán)戊二烯和咔唑9,9-1--'-9!1-芴、9-1?-9!1-咔唑、3,3'-1^'亞甲硅基-2, 2' -聯(lián)噻吩、3, 3'RR' -環(huán)戊[2,l-b:3, 4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 QrC30芳基。
31. 根據權利要求29的化合物，其中各個B1選自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯基、磷雜環(huán)戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、聯(lián)噻吩、三聯(lián)噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、苯并噻吩、異苯并噻吩、苯并二噻吩、環(huán)戊二噻吩、硅雜環(huán)戊二烯、硅雜環(huán)戊二烯聯(lián)噻吩、吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、諱、莉、花、甘菊環(huán)、批陡、巧惡唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯并巧惡唑、苯并5惡二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔唑。
32. 根據權利要求29的化合物，其具有以下式Ia-F、Ib-F或Ic-F:
33. 根據權利要求24的化合物，其具有式III-F:
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中H1 選自A1、-A1-B1-B2,或者
? η為0-5 (包括在內）的整數； A1 (當存在時）獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個B1 (當存在時）獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個B2 (當存在時）獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基.
34. 根據權利要求33的化合物，其具有式IIIa-F、式IIIb-F、式IIIc-F或式IIId-F:

35. 根據權利要求24的化合物，其具有式IV-V:
其中XJPY1 選自-C(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C(W)-;且其中不取決于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3選自-C(W)-和 CH，其中當X3為-C(W)-時，Y3為CH，且當X3為CH時，Y3為-C(W)-; M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; K1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或雜芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或雜芳基；各個E1獨立地不存在或者選自取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基.
36. 根據權利要求35的化合物，其具有式IVa-F或式IVb-F:
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中K1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基。
37. 根據權利要求35的化合物，其具有式Va-F或式Vb-F:
其中M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；在K1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個D1和E1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個D2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
38. 根據權利要求24的化合物，其具有式VI-VII:

(2,2'，7,7' -基_9,9' -螺二[芴])，
(3, 3'，7, 7' -基-5, 5' -螺二[二苯并[b，d]噻咯])，
(2,2,，6,6' -基_4,4'螺二[環(huán)戊[l，2-b:5,4-b，]二噻吩])，或
(2, 2'，6, 6' -基-4, 4' -螺二[噻咯并[3, 2-b:4, 5-b' ]二噻吩]); 其中XJPY1選自-C(W)-和CH，其中當X1S-C(W)-時，Y1SCH,且當X1SCH時，Y1 為-C(W)-;且其中不取決于X1和Y1，X2和Y2選自-C(W)-和CH，其中當X2為-C(W)-時，Y2 為CH，且當X2為CH時，Y2為-C(W)-;且其中不取決于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3選自-C(W)-和 CH，其中當X3為-C(W)-時，Y3為CH，且當X3為CH時，Y3為-C(W)-;且其中不取決于Xp X2、Y2、X3和Y3,X4和Y4選自-C(W)-和CH，其中當X4為-C(W)-時，Y4為CH，且當X4為CH時， Y4 為-C(W)-; 其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中W選自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 各個F1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或雜芳基。
39. 根據權利要求38的化合物，其具有式VIa-F或式VIb-F:
其中M選自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中各個F1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
40. 根據權利要求38的化合物，其具有式VIIa-F或式VIIb-F:
其中M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；其中各個F1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；各個G1獨立地選自C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基；且各個G2獨立地選自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或雜芳基.
41.根據權利要求24的化合物，其具有式1-F、式2-F、式3-F、式4-F、式5-F、式6-F、式 7-F、式 8-F、式 9-F或式IO-F:

其中： M選自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1為H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； η為0-5的整數，包括O和5 ;m為0-5的整數，包括0和5 ; R2選自H、C1-C16烷基、-O-C1-C16烷基、C2-C16鏈烯基和C2-C16炔基； J選自CH和N; X在J為CH時為S、0或NH;且X在J為N時為S; R4為任選被一個或多個C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基；R6選自芳基、全氟芳基或任選全氟化或者任選被一個或多個C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基；且各DONOR獨立地選自：
其中X為C或Si; A為N或P; R11選自C1-C16烷基； R12選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基； R13選自C「C16烷基或C6-C20芳基； R14 選自C1-C16 燒基、-O-C1-C16 燒基、-C( = 0) -O-C1-C16 燒基，或者-0-C( = 0) -C1-C16 燒基;且 R15選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基；且 R16選自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一個或多個選自如下的基團取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 燒基、C1-C2tl 氟燒基、-O-C1-C2tl 燒基或-C1-C2tl 氟燒基；其中當DONOR單元的僅一個化合價需要結合在分子的其余部分上時，DONOR的另一化合價被H或C1-C2tl烷基封端。
【文檔編號】H01L51/00GK104321894SQ201380026203
【公開日】2015年1月28日申請日期:2013年3月22日優(yōu)先權日:2012年3月23日
【發(fā)明者】G·C·巴贊, T·S·范德波爾, T·恩古耶, J·拉夫申請人:加利福尼亞大學董事會

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