包含富勒烯衍生物的有機電子器件的制作方法
【技術領域】
[0001] 本說明書設及富勒締衍生物和包含所述富勒締衍生物的有機電子器件。
[0002] 本申請要求于2013年5月7日提交給韓國知識產權局的韓國專利申請第 10-2013-0051540號的優先權和權益，其全部內容通過引用并入本文。
【背景技術】
[0003] 有機電子器件意指需要使用空穴和/或電子在電子與有機材料之間進行電荷交 換的器件。有機電子器件根據工作原理可W分類為兩個主要的組。第一組是在其中通過 從外部光源進入器件的光子在有機材料層中形成激子的電子器件，運些激子分為電子和空 穴，運些電子和空穴通過各自被轉移至不同電極而用作電流源（電壓源）。第二組是運樣的 電子器件，其中通過向兩個或更多電極施加電壓或電流使空穴和/或電子注入有機材料半 導體，所述半導體與電極形成界面，所述器件通過注入的電子和空穴工作。
[0004] 有機電子器件的實例包括有機發光器件、有機太陽能電池、有機晶體管等，運些器 件都需要空穴注入或轉移材料、電子注入或轉移材料或者用于驅動器件的發光材料。在下 文中，將詳細描述有機太陽能電池，然而，在上述的有機電子器件中，空穴注入或轉移材料、 電子注入或轉移材料或者發光材料W類似的原理使用。
[0005] 雖然在20世紀70年代就首先提出了太陽能電池的可能性，但是因為效率太低，有 機太陽能電池并沒有實際使用。
[000引然而，自EastmanKodak的C.W.Tang在1986年示出了使用獻菁銅（CuPc)和巧四 簇酸衍生物的具有雙層結構的多種太陽能電池商業化的可能性W后，對有機太陽能電池的 關注和相關研究便迅速增加，帶來了很大的進步。
[0007] 從此W后，當化等人在1995年引入了本體異質結度町）的概念時，有機太陽能電 池在效率方面取得了創新性的進步，開發了溶解度增加的富勒締衍生物（如PCBM)作為n型半導體材料。
[000引然而，諸如起始材料富勒締昂貴，難化合成并且沒有有利的溶解度的問題，仍然阻 礙著電子受體材料的發展。
[0009] 同時，不斷地嘗試開發具有低帶隙的電子供體材料和具有有利的電荷傳輸率的電 子受體材料W替代現有材料。
[0010] 現有巧術專獻
[0011] 非專利專獻
[0012] Two-layerorganicphotovoltaiccell(C.W.Tang,Appl.Phys.Lett. , 48, 183. (1996))
[0013] EfficienciesviaNetworkofInternalDonor-AcceptorHeterojunctions(G. 化，J.Gao,J.C.Hummelen,F.Wudl,A.J.Heeger,Science, 270, 1789. (1995))
【發明內容】
[0014] 技術問題
[0015] 本發明的目的是提供包含富勒締衍生物的有機電子器件。
[001引技術方案
[0017] 本說明書的一個實施方案提供了有機電子器件，其包括：第一電極；設置成對向 第一電極的第二電極；和設置在第一電極與第二電極之間的一個或更多個有機材料層，其 中所述有機材料層的一個或更多個層包含由W下化學式1表示的富勒締衍生物。
[001引[化學式^
[0020] 在化學式1中，
[0021] n是1至5的整數，
[0022] 當n是2或更大時，括號內的結構彼此相同或不同，
[002引 Gl疋Ceo至C120的邑勒細，
[0024] Rl至R6彼此相同或不同，各自獨立地是氨；面素基團；硝基；氯基；簇基；徑基；取 代或未取代的幾基；橫酸基（-SO3H);取代或未取代的烷基；取代或未取代的烷氧基；取代 或未取代的環烷基；取代或未取代的締基；取代或未取代的醋基；取代或未取代的硫醋基； 取代或未取代的酷胺基；取代或未取代的酸基；取代或未取代的橫酷基；取代或未取代的 烷基硫基；取代或未取代的芳基硫基；取代或未取代的烷基胺基；取代或未取代的芳基胺 基；取代或未取代的芳基烷基；取代或未取代的雜芳基烷基；取代或未取代的芳基；或者取 代或未取代的包含N、0和S原子中一者或更多者的雜環基，或者相鄰取代基彼此鍵合W形 成取代或未取代的控環；或者取代或未取代的包含N、0和S原子中一者或更多者的雜環。 [00幼有益效果
[0026] 包含根據本說明書一個實施方案的富勒締衍生物的有機電子器件顯示出效率增 加和/或安全性增加。
[0027] 根據本說明書一個實施方案的富勒締衍生物可W單獨或者與雜質作為混合物用 于有機電子器件（包括有機太陽能電池），并且可應用真空沉積法、溶液涂覆法等。
[0028] 包含根據本說明書一個實施方案的富勒締衍生物的有機電子器件具有優良的光 效率和熱穩定性，并具有改善的壽命特征。
【附圖說明】
[0029] 圖1是示出了根據本說明書一個實施方案的有機太陽能電池的圖。
[0030] 圖2是在根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-10結構中n=I的化合物的 Ih-NMR(在CsDaCIz中）。
[0031] 圖3是示出了根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-10結構中n= 1的化合 物的液相色譜化PLC)的圖。
[0032] 圖4是示出了根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-8結構的液相色譜（HPLC) 的圖。
[0033] 圖5是示出了根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-9結構的液相色譜（HPLC) 的圖。
[0034] 圖6是示出了根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-11結構的NMR圖譜的圖。
[0035] 圖7是示出了根據本說明書一個實施方案的化學式1-1-11結構的液相色譜 化PLC)的圖。
[0036] [附圖標記]
[0037] 101 :基底
[003引 102:第一電極
[00測 103 :空穴傳輸層
[0040] 104 :光活性層
[00川 105:第二電極
【具體實施方式】
[0042] 下文中，將詳細描述本說明書。
[0043] 本說明書的一個實施方案提供了包含由化學式1表示的富勒締衍生物的有機電 子器件。
[0044] 在本說明書的一個實施方案中，Rl至R6中的至少一個是取代或未取代的醋基。
[0045] Rl至R6中的至少一個為醋基可有效增加溶解度和/或具有優良的存儲穩定性。 因此，在有機電子器件的制造中，具有時間和/或成本的經濟效益。
[0046] 在本說明書的一個實施方案中，由化學式1表示的富勒締衍生物提供了包含由W 下化學式2表示的富勒締衍生物的有機電子器件。
[0047] [化學式引
[0049] 在化學式2中，化、n和R2至R6與化學式I中所限定的那些相同，
[0050] R7是氨；取代或未取代的幾基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的芳基烷基； 取代或未取代的雜芳基烷基；取代或未取代的環烷基；取代或未取代的締基；取代或未取 代的芳基；或者取代或未取代的包含個N、0和S原子中一者或更多者的雜環基。
[0051] 在本說明書的一個實施方案中，由化學式1表示的富勒締衍生物提供了包含由W 下化學式3表示的富勒締衍生物的有機電子器件。
[005引[化學式引
[0054] 在化學式3中，
[005引化、n、RUR2和R4至R6與化學式1中所限定的那些相同，
[0056] R7是氨；取代或未取代的幾基；取代或未取代的烷基；取代或未取代的芳基烷基； 取代或未取代的雜芳基烷基；取代或未取代的環烷基；取代或未取代的締基；取代或未取 代的芳基；或者取代或未取代的包含N、0和S原子中一者或更多者的雜環基。
[0057] 下面描述了取代基的實例，但是取代基并不限于此。
[0058] 術語"取代"意指與化合物碳原子結合的氨原子變成其他取代基，并且取代基的位 置沒有限制，只要其是氨原子被取代的位置（即，取代基可取代的位置）即可，并且當兩個 或更多個取代基取代時，所述兩個或更多個取代基可W彼此相同或不同。
[0059] 在本說明書中，術語"取代或未取代的"意指被選自W下的一種或更多種取代基取 代，或者不含取代基：面素基團；硝基；氛基；簇基；徑基；幾基；橫酸基；烷基；締丙基；燒 氧基；環烷基；締基；醋基；酸基；橫酷基；芳基烷基；雜芳基烷基；芳基或者包含N、0和S原 子中一者或更多者的雜環基。
[0060] 在本說明書中，面素基團可包括氣、氯、漠或艦。
[0061] 在本說明書中，幾基可由
表示。在本文中，R是氨；取代或未取代的具 有1至60個碳原子的烷基；取代或未取代的具有3至60個碳原子的環烷基；取代或未取代 的具有7至50個碳原子的芳基烷基；取代或未取代的具有6至60個碳原子的芳基；或者取 代或未取代的具有2至60個碳原子的雜環基，其包含N、0和S原子中的一者或更多者。
[0062] 在本說明書中，橫酷基可由-SOzR'表示。在本文中，R'是取代或未取代的具有1 至60個碳原子的烷基；取代或未取代的具有3至60個碳原子的環烷基；取代或未取代的具 有7至50個碳原子的芳基烷基；取代或未取代的具有6至60個碳原子的芳基；或者取代或 未取代的具有2至60個碳原子的雜環基，其包含N、O和S原子中的一者或更多者。
[0063] 在本說明書中，烷基可為直鏈的或支鏈的，雖然沒有特別限制，但是碳原子數優選 是1至60。在一個實施方案中，碳原子數是1至24。其具體實例包括甲基、乙基、丙基、異 丙基、下基、叔下基、戊基、己基、癸基、十二烷基、二十烷基、庚基等，但不限于此。
[0064] 在本說明書中，環烷基沒有特別限制，但優選具有3至60個碳原子，且其具體實例 包括環丙基、環下基、環戊基、3-甲基環戊基、2, 3-二甲基環戊基、環己基、3-甲基環己基、 4-甲基環己基、2, 3-二甲基環己基，3, 4, 5-S甲基環己基、4-叔下基環己基、環庚基、環辛 基、降茨基、金剛烷基等，但不限于此。
[0065] 在本說明書中，烷氧基可為直鏈的、支鏈的或環狀的。烷氧基中的碳原子數沒有 特別限制，但優選為1至60。在一個實施方案中，碳原子數為1至24。其具體實例包括甲 氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、異丙基氧基、正了氧基、異了氧基、叔了氧基、仲了氧基、 正戊氧基、新戊氧基、異戊氧基、正己氧基、3, 3-二甲基下氧基、2-乙基下氧基、正辛氧基、 2-乙基己氧基、2-甲基庚氧基、2-丙基下氧基、正壬氧基、正癸氧基、節氧基、對甲基節氧基 等，但不限于此。
[0066] 在本說明書中，芳基烷基中的碳原子數沒有特別限制，然而，在本說明書的一個實 施方案中，芳基烷基中的碳原子數是7至50。具體地，芳基部分具有6至49個碳原子，烷基 部分具有1至44個碳原子。其具體實例包括芐基、對甲基芐基、間甲基芐基、對乙基芐基、間 乙基芐基、3, 5-二甲基芐基、a-甲基芐基、a，a-二甲基芐基、a，a-甲基苯基芐基、1-糞 基芐基、2-糞基芐基、對氣芐基、3, 5-二氣芐基、a，a-雙=氣甲基芐基、對甲氧基芐基、間 甲氧基芐基、a-苯氧基芐基、a-節氧基苯基、糞基甲基、糞基乙基、糞基異丙基、化咯基甲 基、化咯基乙基、氨基芐基、硝基芐基、氯基芐基、1-徑基-2-苯基異丙基、1-氯-2-苯基異 丙基等，但不限于此。
[0067] 在本說明書中，締基可為直鏈的或支鏈的，雖然沒有特別限制，但是碳原子數優選 為2至40。其具體實例包括乙締基、1-丙締基、異丙締基、1-下締基、2-下締基、3-下締基、 1-戊締基、2-戊締基、3-戊締基、3-甲基-1-下締基、1, 3-下二締基、締丙基、1-苯基乙締 基-1-基、2-苯基乙締基-1-基、2, 2-苯基乙締基-1-基、2-苯基-2-(糞基-1-基）乙締 基-1-基、2,2-雙（二苯基-1-基）乙締基-1-基、巧基、苯乙締基等，但不限于此。
[0068] 在本說明書中，硫醋基的通式可由
表示。在本文中，Zl是氨；取代或 未取代的具有1至60個碳原子的烷基；取代或未取代的具有3至60個碳原子的環烷基；取 代或未取代的具有7至50個碳原子的芳基烷基；取代或未取代的具有6至60個碳原子的 芳基；或者取代或未取代的具有2至60個碳原子的雜環基，其包含N、0和S原子中的一者 或更多者。
[0069] 本說明書中酷胺基的通式可由
表示。在本文中，Z2和Z3彼此相同或 不同，并可各自獨立地是氨；取代或未取代的具有1至60個碳原子的烷基；取代或未取代 的具有3至60個碳原子的環烷基；取代或未取代的具有7至50個碳原子的芳基烷基；取代 或未取代的具有6至60個碳原子的芳基；或者取代或未取代的具有2至60個碳原子的雜 環基，其包含N、0和S原子中的一者或更多者。
[0070] 在本說明書中，芳基可為單環芳基或多環芳基，并且包括其中具有1至25個碳原 子的烷基或具有1至25個碳原子的烷氧基被取代的情況。此外，本說明書中的芳基可指芳 環。
[0071] 當芳基是單環芳基時，碳原子數沒有特別限制，但是碳原子數優選為6至25。單環 芳基的具體實例包括苯基、聯苯基、=聯苯基等，但不限于此。
[0072] 當芳基是多環芳基時，碳原子數沒有特別限制，但是碳原子數優選為10至24。多 環芳基的具體實例包括糞基、蔥基、菲基、巧基、巧基、并四苯基、遞基、巧基、起基、=亞苯 基、巧蔥基等，但實例不限于此。
[0073] 在本說明書中，雜環基是包含0、N和S中一者或更多者作為雜原子的雜環基，雖然 沒有特別限制，但是碳原子數優選為2至60。雜環基的實例包括嚷吩基、巧喃基、化咯基、 咪挫基、嚷挫基、I3惡挫基、^二挫基、S挫基、化晚基、聯化晚基、喀晚基、S嗦基、S挫基、 叮晚基、化嗦基、化嗦基、哇嘟基、哇挫嘟基、哇喔嘟基、獻嗦基、化晚并喀晚基、化晚并化嗦 基、化嗦并化嗦基、異哇嘟基、嗎I噪基、巧挫基、苯并囉挫基、苯并咪挫基、苯并嚷挫基、苯并 巧挫基、苯并嚷吩基、二苯并嚷吩基、苯并巧喃基、菲咯嘟基、嚷挫基、異囉挫基、Og二挫基、 嚷二挫基、苯并嚷挫基、吩嚷嗦基、二苯并巧喃基等，但不限于此。
[0074] 在本說明書中，烷基硫基