用于有机光电器件的化合物以及包括其的有机光电器件、图像传感器和电子器件的制作方法
【专利说明】用于有机光电器件的化合物以及包括其的有机光电器件、 图像传感器和电子器件
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求于2014年11月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2014-0152451的优先权和权益，将其全部内容引入本文作为参考。
技术领域
[0003] 公开了用于有机光电器件的化合物以及包括其的有机光电器件、图像传感器和电 子器件。
【背景技术】
[0004] 光电器件利用光电效应将光转换成电信号，它可包括光电二极管、光电晶体管等， 并且它可应用于图像传感器、太阳能电池、有机发光二极管等。
[0005] 包括光电二极管的图像传感器需要高的分辨率和因此小的像素。目前，广泛使用 硅光电二极管，但是它具有恶化的灵敏度的问题，因为它由于小的像素而具有小的吸收面 积。因此，已经研究了能够代替硅的有机材料。
[0006] 有机材料具有高的消光系数并且取决于分子结构而选择性地吸收在特定波长区 域中的光，并且因此，可同时代替光电二极管和滤色器，并且结果，改善灵敏度并且对高度 集成做贡献。
【发明内容】
[0007] -个实施方式提供能够选择性地吸收绿色波长区域中的光的用于有机光电器件 的化合物。
[0008] 另一实施方式提供能够选择性地吸收绿色波长区域中的光并且改善效率的有机 光电器件。
[0009] 又一实施方式提供包括所述用于有机光电器件的化合物的图像传感器和电子器 件。
[0010] 根据一个实施方式，提供由化学式1表示的用于有机光电器件的化合物。
[0011] [化学式1]
[0012]
[0013] 在化学xw个，
[0014] Ar1和Ar 2独立地为苯基或萘基，条件是Ar 1和Ar 2的至少一个为萘基，
[0015] R1-!?4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0016] Ra为氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN之一，
[0017] p为1或2的整数，
[0018] η 为 0 或 1，
[0019] m为范围1-4的整数，和
[0020] 所述化合物具有7个芳族环。
[0021] 所述用于有机光电器件的化合物可由化学式2表示。
[0022] [化学式2]
[0023]
[0024] 在化学式2中，
[0025] R1-!?4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，和m为范围1-4的 整数。
[0026] 所述用于有机光电器件的化合物可由化学式3表示。
[0027] [化学式3]
[0028]
[0029] 在化学式3中，
[0030] RlR4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，和m为范围1-4的 整数。
[0031] 所述用于有机光电器件的化合物可由化学式4表示。
[0032] [化学式4]
[0033]
[0034] 在化学式4中，
[0035] R1-!?4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0036] Ra选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0037] p为1或2的整数，和
[0038] m为范围1-4的整数。
[0039] 所述用于有机光电器件的化合物可由化学式5表示。
[0040] [化学式5]
[0041]
[0042] 在化学式5中，
[0043] R1-!?4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0044] Ra选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0045] p为1或2的整数，和
[0046] m为范围1-4的整数。
[0047] 所述用于有机光电器件的化合物在薄膜状态中可显示出具有约50nm-约100nm的 半宽度（FWHM)的光吸收曲线。
[0048] 所述用于有机光电器件的化合物在薄膜状态中可具有约530nm-约570nm的最大 吸收波长（λ # )。
[0049] 所述用于有机光电器件的化合物可为ρ-型半导体化合物。
[0050] 根据另一实施方式，提供由化学式1表示并且在薄膜状态中具有约530nm_约 570nm的最大吸收波长（λ 的用于有机光电器件的化合物。
[0051] [化学式1]
[0052]
[0053] 在化学式1中，
[0054] Ar1和Ar 2独立地为苯基或萘基，条件是Ar 1和Ar 2的至少一个为萘基，
[0055] R1-!?4独立地选自氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN，
[0056] Ra为氢、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、卤素、和CN之一，
[0057] p为1或2的整数，
[0058] η 为 0 或 1，和
[0059] m为范围1-4的整数。
[0060] 根据另一实施方式，有机光电器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极，以及介 于所述第一电极和所述第二电极之间并且包括由化学式1表示的化合物的活性层。
[0061] 所述活性层可进一步包括η-型半导体化合物。
[0062] 所述η-型半导体化合物可为亚酞菁（sub-phthalocyanine)、富勒稀或者富勒稀 衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或其组合。
[0063] 所述活性层可包括包含由化学式1表示的化合物的本征层。
[0064] 所述活性层可包括包含由化学式1表示的化合物的p-型层。
[0065] 所述活性层可进一步包括如下的至少一个：p-型层，其位于所述本征层的一侧 上；和η-型层，其位于所述本征层的另一侧上。
[0066] 所述活性层可进一步包括选择性地吸收绿色光的第二ρ-型半导体化合物。所述 第二Ρ-型半导体化合物可由化学式9表示。
[0067] [化学式9]
[0068]
[0069] 在化学式9中，
[0070] R21_R23独立地为氢、取代或者未取代的C1-C30脂族烃基、取代或者未取代的 C6-C30芳族烃基、取代或者未取代的C1-C30脂族杂环基团、取代或者未取代的C2-C30芳族 杂环基团、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、含氰基的基团、卤 素、含卤素的基团、取代或者未取代的磺酰基、或其组合，r 21-r23独立地存在或者彼此稠合 以提供环，
[0071] U-L3独立地为单键、取代或者未取代的C1-C30亚烷基、取代或者未取代的C6-C30 亚芳基、二价的取代或者未取代的C3-C30杂环基团、或其组合，和
[0072] R31_R33独立地为取代或者未取代的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杂环基团、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、或其组合。
[0073] 根据另一实施方式，提供包括所述有机光电器件的图像传感器。
[0074] 所述图像传感器可包括：集成有感测蓝色波长区域中的光的多个第一光感测器件 和感测红色波长区域中的光的多个第二光感测器件的半导体基底，以及位于所述半导体基 底上并且选择性地吸收绿色波长区域中的光的所述有机光电器件。
[0075] 所述图像传感器可进一步包括位于所述半导体基底上的滤色器层，所述滤色器层 包括选择性地吸收蓝色波长区域中的光的蓝色滤色器和选择性地吸收红色波长区域中的 光的红色滤色器。
[0076] 所述第一光感测器件和所述第二光感测器件可以竖直方向堆叠在所述半导体基 底上。
[0077] 所述图像传感器可进一步包括滤色器层，所述滤色器层位于所述半导体基底和所 述有机光电器件之间并且包括选择性地吸收蓝色波长区域中的光的蓝色滤色器和选择性 地吸收红色波长区域中的光的红色滤色器。
[0078] 所述有机光电器件的绿色光电器件、选择性地吸收蓝色波长区域中的光的蓝色光 电器件、和选择性地吸收红色波长区域中的光的红色光电器件可堆叠。
[0079] 根据又一实施方式，提供包括所述用于有机光电器件的化合物的电子器件。
【附图说明】
[0080] 图1为显示根据一个实施方式的有机光电器件的横截面图，
[0081] 图2为显示根据另一实施方式的有机光电器件的横截面图，
[0082] 图3为显示根据一个实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，
[0083] 图4为显示图3的有机CMOS图像传感器的横截面图，
[0084] 图5为显示根据另一实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性横截面图，
[0085] 图6为显示根据另一实施方式的有机CMOS图像传感器的横截面图，
[0086] 图7为显示根据另一实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，
[0087] 图8为显示根据合成实施例1的化合物的1H NMR数据的图，
[0088] 图9为显示根据合成实施例2的化合物的1H NMR数据的图，
[0089] 图10为显示根据合成对比例1的化合物的1H NMR数据的图，
[0090] 图11为显示根据合成对比例2的化合物的1H NMR数据的图，
[0091] 图12显示在薄膜状态中的根据合成对比例2-4的化合物的光吸收曲线，
[0092] 图13为在薄膜状态中的根据合成实施例2以及合成对比例5和6的化合物的光 吸收曲线，
[0093] 图14为在薄膜状态中的根据合成实施例1和2以及合成对比例2和3的化合物 的光吸收曲线，
[0094] 图15显示根据实施例1的有机光电器件的取决于波长和电压的外量子效率 (EQE)，
[0095] 图16显示根据实施例2的有机光电器件的取决于波长和电压的外量子效率 (EQE)，
[0096] 图17显不根据实施例1和2的有机光电器件的取决于电场的外量子效率（EQE)，
[0097] 图18显示根据对比例3的有机光电器件的取决于波长和电压的外量子效率 (EQE)，和
[0098] 图19显示根据实施例1和2的有机光电器件的取决于电压的电流密度。
【具体实施方式】
[0099] 本发明的示例性实施方式将在下文中详细地描述并且可由具有相关领域中的普 通知识的人员容易地执行。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且不应被解释为 限于本文中所阐述的示例性实施方式。
[0100] 在附图中，为了清楚，放大层、膜、面板、区域等的厚度。在整个说明书中，相同的附 图标记始终表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基底被称为"在"另 外的元件"上"时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元 件被称为"直接在"另外的元件"上"时，则不存在中间元件。
[0101] 在附图中，为了实施方式的清楚，省略与描述没有关