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] 相關申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2014年11月25日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請 No. 10-2014-0165400的優先權和權益，將其全部內容引入本文作為參考。
技術領域
[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】
[0004] 光電器件利用光電效應將光轉換成電信號，其可包括光電二極管、光電晶體管等， 并且其可應用于圖像傳感器、有機發光二極管等。
[0005] 包括光電二極管的圖像傳感器需要高的分辨率并且因此小的像素。目前，廣泛使 用硅光電二極管，但是其具有惡化的靈敏性的問題，因為其由于小的像素而具有小的吸收 面積。因此，已經研究了能夠代替硅的有機材料。
[0006] 所述有機材料具有高的消光系數并且取決于分子結構而選擇性地吸收/感測特 定波長區域中的光，并且因此可同時代替光電二極管和濾色器，和結果，改善靈敏性并對高 度集成有貢獻。
【發明內容】
[0007] -種實施方式提供能夠感測綠色波長區域中的光并且具有改善的熱穩定性的用 于有機光電器件的化合物。
[0008] 另一實施方式提供有機光電器件，其能夠感測綠色波長區域中的光并且改善效 率。
[0009] 又一實施方式提供包括所述有機光電器件的圖像傳感器。
[0010] 再一實施方式提供包括所述圖像傳感器的電子器件。
[0011] 根據一種實施方式，提供由化學式1表示的用于有機光電器件的化合物。
[0012] [化學式1]
[0013]
[0014] 在化學式1中，
[0015] Ar為如下的一種：取代或未取代的5元芳族環、取代或未取代的6元芳族環、和前 述環的兩個或更多個的稠合環，
[0016] X為如下的一種：Se、Te、S( = 0)、S( = 0)2、和SiRaRb(其中Ra和Rb獨立地為氫和 取代或未取代的C1-C10烷基的一種），
[0017] Ar1和Ar 2獨立地為如下的一種：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的 C3-C30雜芳基，和
[0018] R1-!?3獨立地為如下的一種：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C3-C30雜芳基、鹵素、氰基（-CN)、含氰基的基團、以及其組 合。
[0019] 所述用于有機光電器件的化合物可具有4-7個芳族環。
[0020] Ar1和Ar 2的至少一個可為如下的一種：取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽 基或者取代或未取代的菲基。
[0021] 在化學式1中，由Ar表示并且結合至次甲基的環狀基團可由化學式2表示。
[0022] [化學式2]
[0023]
[0024] 在化學式2中，
[0025] Ar'為如下的一種：取代或未取代的5元芳族環、取代或未取代的6元芳族環、和 前述環的兩個或更多個的稠合環，和
[0026] Z1為0和CITR·1的一種，其中RlP Rd獨立地為如下的一種：氫、取代或未取代的 C1-C10烷基、氰基、和含氰基的基團，條件是IT和"的至少一個為氰基和含氰基的基團的 一種。
[0027] 在化學式1中，所述由Ar表示并且結合至次甲基的環狀基團可為由化學式3-1到 3-3之一表示的環狀基團。
[0028] [化學式 3-1]
[0029]
[0030] [化學式 3-2]
[0031]
[0032] [化學式 3-3]
[0033]
[0034] 在化學式3-1到3-3中，
[0035] Z1為0和CReRd的一種（其中1^和R d獨立地為如下的一種：氫、取代或未取代的 C1-C10烷基、氰基、和含氰基的基團，條件是IT和"的至少一個為氰基和含氰基的基團的 一種），
[0036] Y1為N和CIT的一種（其中ΙΓ為氫和取代或未取代的C1-C10烷基的一種），
[0037] Y3為 0、S、Se、和 Te 的一種，
[0038] Y4為 N 和 NR 18的一種，
[0039] Y5為 CR 19和 C = C (R 2°) (CN)的一種，
[0040] R11、R12和R 15_R2°獨立地為如下的一種：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C4-C30雜芳基、鹵素、氰基（-CN)、含氰基的基團、以 及其組合，
[0041] ml 為 0 或 1，
[0042] m2為0-4的整數，和
[0043] η 為 0 或 1。
[0044] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學式4-1到4-3之一表示。
[0045] [化學式 4-1]
[0046]
[0047] [化學式 4-2]
[0048]
[0049] [化學式 4-3]
[0050]
[0051 ] 在化學式4-1到4-3中，
[0052] X為如下的一種：Se、Te、S( = 0)、S( = 0)2、和SiRaRb(其中Ra和Rb獨立地為氫和 取代或未取代的C1-C10烷基的一種），
[0053] Z1為0和CReRd的一種（其中1^和R d獨立地為如下的一種：氫、取代或未取代的 C1-C10烷基、氰基、和含氰基的基團，條件是IT和"的至少一個為氰基和含氰基的基團的 一種），
[0054] Y1為N和CIT的一種（其中Re為氫和取代或未取代的C1-C10烷基的一種），
[0055] Y3為 0、S、Se、和 Te 的一種，
[0056] Y4為 N 和 NR 18的一種，
[0057] Y5為 CR 19和 C = C (R 2°) (CN)的一種，
[0058] RlR'R'R12和R 15_R2?獨立地為如下的一種：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C4-C30雜芳基、鹵素、氰基（-CN)、含氰基的基 團、以及其組合，
[0059] ml 為 0 或 1，
[0060] m2為0-4的整數，
[0061] η 為 0 或 1，
[0062] R21_R23獨立地為如下的一種：氫、鹵素、氰基（-CN)、含氰基的基團、取代或未取代 的C1-C6烷基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、以及其組合，
[0063] p為0-3的整數，q為0-4的整數，并且r為0-5的整數。
[0064] 所述用于有機光電器件的化合物可具有在約500nm_約600nm、例如大于約530nm 且小于或等于約575nm的波長區域中的最大吸收波長（λ gf )。
[0065] 所述用于有機光電器件的化合物在薄膜狀態下可顯示具有約50nm-約llOnm或者 約50nm-約100nm的半寬度（FWHM)的光吸收曲線。
[0066] 根據另一實施方式，有機光電器件包括彼此面對的第一電極和第二電極、以及在 所述第一電極和所述第二電極之間并且包括由化學式1表示的化合物的活性層。
[0067] 所述用于有機光電器件的化合物可具有4-7個芳族環。
[0068] 在化學式1中，Ar1和Ar 2的至少一個可為如下的一種：取代或未取代的萘基、取代 或未取代的蒽基或者取代或未取代的菲基。
[0069] 所述用于有機光電器件的化合物可由化學式4-1到4-3之一表示。
[0070] 所述化合物可具有在約500nm_約600nm、例如大于約530nm且小于或等于約 575nm的波長區域中的最大吸收波長（λ gf )。
[0071] 所述用于有機光電器件的化合物在薄膜狀態下可顯示具有約50nm-約llOnm、例 如約50nm-約100nm的半寬度（FWHM)的光吸收曲線。
[0072] 所述用于有機光電器件的化合物可為p-型半導體化合物。
[0073] 根據又一實施方式，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：半導體基底，其集成有多個感測藍色波長區域中的光的 第一感光器件和多個感測紅色波長區域中的光的第二感光器件；以及在所述半導體基底上 并且感測綠色波長區域中的光的所述有機光電器件。
[0075] 所述第一感光器件和所述第二感光器件可在所述半導體基底上以豎直方向堆疊。
[0076] 所述圖像傳感器可進一步包括濾色器層，其在所述半導體基底和所述有機光電器 件之間并且包括選擇性地透射藍色波長區域中的光的藍色濾色器和選擇性地透射紅色波 長區域中的光的紅色濾色器。
[0077] 作為所述有機光電器件的綠色光電器件、感測藍色波長區域中的光的藍色光電器 件、和感測紅色波長區域中的光的紅色光電器件可為堆疊的。
[0078] 根據再一實施方式，提供包括所述圖像傳感器的電子器件。
【附圖說明】
[0079] 圖1為顯示根據一種實施方式的有機光電器件的橫截面圖，
[0080] 圖2為根據另一實施方式的有機光電器件的橫截面圖，
[0081] 圖3為顯示根據一種實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意性俯視平面圖，
[0082] 圖4為顯示圖3的有機CMOS圖像傳感器的橫截面圖，
[0083] 圖5為顯示根據另一實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意性橫截面圖，
[0084] 圖6為顯示根據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7為顯示根據另一實施方式的有機CMOS圖像傳感器的示意圖，
[0086] 圖8-17為分別顯示合成實施例1-10的化合物的1H-NMR結果的圖，
[0087] 圖18為顯示合成對比例1的化合物的1H-NMR結果的圖，
[0088] 圖19顯示實施例1的有機光電器件的取決于電壓的外量子效率（EQE)，
[0089] 圖20顯示實施例1的有機光電器件的電壓-電流特性，
[0090] 圖21顯示根據實施例17和對比例1的有機光電器件的取決于熱處理（退火）時 間的在3V下的外量子效率（EQE)，和
[0091] 圖22顯示根據實施例17和對比例1的有機光電器件的取決于熱處理時間的暗電 流（DC)。
【具體實施方式】
[0092] 示例性實施方式將在下文中詳細地描述，并且可由具有相關領域中的普通知識的 人員容易地進行。然而，本公開內容可以許多不同形式體現并且不被解釋為限于本文中所 闡述的示例性實施方式。
[0093] 在附圖中，為了清楚，放大了層、膜、面板、區域等的厚度。在說明書中相同的附圖 標記始終是指相同的元件。將理解，當一個元件例如層、膜、區域、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。
[0094] 在附圖中，為了實施方式的清楚起見，省略了與描述沒有關系的部分，并且在說明 書中，相同或類似的構成要素始終通過相同的附圖標記表示。
[0095] 如本文中使用的，當未另外提供具體定義時，術語"取代（的）"指的是用選自如 下的取代基代替化合物或基團的氫而取代：鹵素（F、Br、C1、或I)、羥基、硝基、氰基、氨基、 疊氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷 酸基或其鹽、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C30芳基、C7-C30 芳烷基、C1-C20雜烷基、C1-C20雜芳基、C3-C20雜芳烷基、C3-C30環烷基、C3-C15環烯基、 C6-C15環炔基、C2-C20雜環烷基、以及其組合。
[0096] 如本文中使用的，當未另外提供具體定義時，術語"雜"指的是包括1-3個選自N、 0、S、P、和Si的雜原子。
[0097] 如本文中使用的，術語"烷基"例如指的是甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁 基、叔丁基、戊基、己基等。
[0098] 如本文中使用的，術語"環烷基"例如指的是環丙基、環丁基、環戊基、環己基等。
[0099] 如本文中使用的，術語"芳基"指的是其中所有元素具有p軌道并且這些p軌道形 成共輒的環狀取代基，并且包括單環的、多環的、或者稠合環多環的（即，共享相鄰碳原子 對的環）官能團。
[0100] 如本文中使用的，當未另外提供具體定義時，術語"含氰基的基團"指的是其中至 少一個氫被氰基代替的C1-C30烷基、