專利名稱：可見/近紅外光電探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及新的有機化合物和包含這些化合物的器件。更具體地說，本發(fā)明涉及卟啉低聚物以及供體/受體配置的包含卟啉低聚物化合物的光探測器。
背景技術：
由于很多原因，利用有機材料的光電器件變得越來越受歡迎。用于制備這樣的器件的很多材料比較廉價，因此有機光電器件在相對于無機器件的成本優(yōu)勢方面具有潛力。此外，有機材料的固有特性，例如它們的柔性，可以使得它們良好地適用于特定應用，例如在柔性基片上制造。有機光電器件的實例包括有機發(fā)光器件(OLEDs)、有機光電晶體管、有機光伏電池和有機光電探測器。光敏光電器件將電磁福射轉(zhuǎn)變成電。太陽能電池，也稱為光伏(PV)器件，是具體用于產(chǎn)生電能的一類光敏光電器件。另一類光敏光電器件是光電導體電池(photoconductor cell)。在該功能中，信號檢測電路監(jiān)視器件的電阻，以檢測光的吸收引起的改變。另一類光敏光電器件是光電探測器。在工作中，光電探測器與電流檢測電路結(jié)合使用，該電路測量當光電探測器暴露于電磁輻射時產(chǎn)生的電流并可具有施加的偏置電壓。本文中所述的檢測電路能夠向光電探測器提供偏壓并測量光電探測器對電磁輻射的電子響應。光敏器件可以用于一系列器件中，包括光電探測器、成像器件、光敏感器等。光敏器件及其制造和操作進一步記載于美國專利No. 7，375，370和7，230，269中，其公開內(nèi)容全部納入本文中。除了有機光敏器件和發(fā)射器件，有機材料可以用于很多其它電子組件中。例如，有機晶體管可以構造成在該晶體管中一些或全部材料或結(jié)構包括有機材料。 本文中使用的術語“有機”包括可以用于制備有機光電器件的聚合物材料和小分子有機材料?！靶》肿印敝傅氖欠蔷酆衔锏娜魏斡袡C材料，并且“小分子”實際上可以相當大。在某些情況下小分子可以包含重復單元。例如，使用長鏈烷基作為取代基并不會將該分子排除在“小分子”類別之外。小分子也可以納入聚合物中，例如作為聚合物主鏈的側(cè)掛基團或者作為主鏈的一部分。小分子也可以充當樹枝狀化合物的核心結(jié)構部分，該化合物包括一系列構建在核心結(jié)構部分上的化學殼。本文中使用的“頂部”指的是離基片最遠，而“底部”指的是離基片最近。在將第一層描述為“位于第二層上”的情況下，第一層距離基片更遠。在第一層和第二層之間可以存在其它層，除非明確指出第一層與第二層“接觸”。例如，可以將陰極描述為“位于陽極上”，即使其間存在多種有機層。本文中使用的“可溶液處理”指的是能夠以溶液或懸浮液形式在液體介質(zhì)中溶解、分散或輸送和/或從液體介質(zhì)中沉積。如本文中所使用，并且如本領域技術人員通常所理解，第一“最高已占分子軌道”(HOMO)或“最低未占分子軌道”(LUMO)能級“大于”或“高于”第二 HOMO或LUMO能級，如果該第一能級更接近于真空能級。由于電離勢(IP)作為相對于真空能級的負能量進行 測量，因此更高的HOMO能級對應于具有更小的絕對值的IP (負性較低的IP)。類似地，更高的LUMO能級對應于具有更小的絕對值的電子親和性(EA)(負性較低的EA)。在常規(guī)的能級圖上，真空能級位于頂部，材料的LUMO能級高于相同材料的HOMO能級。與“較低”的HOMO或LUMO能級相比，“較高”的HOMO或LUMO能級顯得更接近該圖的頂部。在有機材料領域內(nèi)，術語“供體”和“受體”指的是兩種接觸但不同的有機材料的HOMO和LUMO能級的相對位置。這與無機領域中這些術語的使用形成對照，在其中“供體”和“受體”可以指用于分別形成無機n型和P型層的摻雜劑的類型。在有機領域中，如果與另ー材料接觸的ー種材料的LUMO能級較低，則該材料為受體。否則，它是供體。在不存在外部偏壓的情況下，它對于供體-受體結(jié)處的電子移到受體材料中以及空穴移到供體材料中在能量方面是有利的。如本文中所使用，并且如本領域技術人員通常所理解，第一功函數(shù)“大于”或“高干”第二功函數(shù)，如果該第一功函數(shù)具有更高的絕對值。因為功函數(shù)通常作為相對于真空能級的負數(shù)進行測量，這意味著“更高”的功函數(shù)更負。在常規(guī)的能級圖上，真空能級位于頂部，“較高”的功函數(shù)表示為沿向下的方向更遠離真空能級。因而，HOMO和LUMO能級的定義采用與功函數(shù)不同的慣例。關于有機器件以及上述定義的更多細節(jié)，可以見美國專利No. 7，279，704，其全部公開內(nèi)容通過引用納入本文。
發(fā)明內(nèi)容
提供了卟啉化合物，該化合物具有以下結(jié)構
權利要求
1.具有以下結(jié)構的化合物
2.權利要求I 的化合物，其中 M 選自 Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb、Bi、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、U、Zn、C1A1、SnO、SnCl2、Pb (OAc)和 Sn (OH)20
3.權利要求I 的化合物，其中 M 為 Zn、Pb、Sn、ClAl、SnO、SnCl2、Pb (OAc)或 Sn (OH) 2。
4.權利要求I的化合物，其中R1-R24之一為稠合的芘。
5.權利要求I的化合物，其中R1-R9和R13-R21之一為稠合的芘。
6.權利要求I的化合物，其中η為0-5。
7.權利要求I的化合物，其中該化合物選自
8.權利要求7的化合物，其中虛弧線取代基選自R'1 V-Tv^/ Rer.^yt^r'4 VNAivrvAAAA^rwv'〉 〈 〉 (I I R,2 R3R4 R'5 參參裔K 班識 AvRVR9:參恭.獅: 9R'7 R.8
9.權利要求8的化合物，其中虛弧線取代基為萘、蒽或芘。
10.權利要求I的化合物，其中該化合物選自
11.有機器件，其包含 第一電極； 第二電極；和 位于該第一電極和第二電極之間的第一層，其中該第一層包含第一化合物，其中該第一化合物具有以下結(jié)構
12.權利要求11的器件，其中R1-R24的至少之一為稠合的多環(huán)芳基或者稠合的雜環(huán)芳基。
13.權利要求11的器件，其中R1-R24的至少之一為稠合的芘。
14.權利要求11的器件，其中R1-R9和R13-R21之一為稠合的芘。
15.權利要求11的器件，其中該第一層與第一電極接觸，并且該器件進一步包含位于第二層和第二電極之間并與第二層和第二電極接觸的BCP層。
16.權利要求11 的器件，其中 M選自 Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Ti、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Tc、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Hg、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb、Bi、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Th、U、Zn、ClAl.SnO,SnCl2、Pb (OAc)和 Sn (OH)20
17.權利要求11的器件，其中該第二化合物選自C6(l、C70,C84, F16-CuPc, PTCBI、PTCDA,PCBM 或 PTCDI。
18.權利要求11的器件，其中該第二化合物為C6(l。
19.權利要求11的器件，其中該器件在大于1200nm的波長具有光響應。
20.權利要求11的器件，其中該器件在大于1500nm的波長具有光響應。
21.權利要求11 的器件，其中 M 為 Zn、Pb、Sn、ClAl、SnO、SnCl2、Pb (OAc)和 Sn (OH) 2。
22.權利要求11的器件，其中該第一層使用溶液處理進行設置。
23.權利要求11的器件，其中該第一層包含多于一種的第一化合物。
24.權利要求11的器件，其中該第二化合物位于具有約80nm至約200nm的厚度的層中。
25.權利要求11的器件，其中該第一化合物與聚苯乙烯、氯苯、甲苯、亞甲基氯、二氯甲烷、氯仿、氯萘、二氯苯和吡啶中的一種或多種相結(jié)合地設置。
26.權利要求11的器件，其中該第一化合物選自
27.權利要求26的器件，其中該虛弧線取代基選自
28.權利要求26的器件，其中虛弧線取代基為萘、蒽或芘。
29.權利要求11的器件，其中該第一化合物選自
30.權利要求11的器件，其中該器件為消費產(chǎn)品。
全文摘要
提供了卟啉化合物。這些化合物可以進一步包含稠合的多環(huán)芳烴或稠合的雜環(huán)芳烴。稠合的多環(huán)芳烴或稠合的雜環(huán)芳烴可以擴展并拓寬吸收，并改變卟啉化合物的溶解度、結(jié)晶度和成膜性能。此外，還提供了包含卟啉化合物的器件。卟啉化合物可以與諸如C60的化合物用于供體/受體配置中。
文檔編號C07D487/22GK102712651SQ201080042934
公開日2012年10月3日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權日2009年8月26日
發(fā)明者J·D·齊默爾曼, K·漢森, M·E·湯普森, S·R·弗里斯特, V·迪耶夫 申請人:南加利福尼亞大學, 密執(zhí)安州立大學董事會