用于有机电子器件的惰性可溶液加工分子生色团的制作方法
【专利摘要】公开了包含具有在5-位上的吸电子取代基W的苯并[c][1,2,5]噻二唑(5BTH)、具有在5-位上的吸电子取代基W的苯并[c][1,2,5]二唑(5BO)、具有在5-位上的吸电子取代基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)核心结构的小有机分子生色团。这类化合物可用于有机异质结器件，例如有机小分子太阳能电池和晶体管中。
【专利说明】用于有机电子器件的惰性可溶液加工分子生色团
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2012年3月23日提交的美国临时专利申请No. 61/615, 176和2013 年3月13日提交的美国专利申请No. 13/800,396的优先权权益。通过引用将那些申请的 全部公开内容并入本文中。
[0003] 关于联邦政府资助研究或开发的陈述
[0004] 本发明以CenterforEnergyEfficientMaterialsoftheDepartmentof Energy授予的授权号DE-SC0001009在美国政府支持下进行。政府具有本发明的某些权益。
[0005] 发明背景
[0006] 小分子本体异质结（SMBHJ)太阳能电池变成对详尽研究的聚合物有机光伏器件 (0PV)的有竞争力替代物。关于用于捕光的共轭聚合物的设计和利用的强烈研究以实现至 多8. 4%的功率转换效率（PCE)的程度提供了对设计和执行0PV技术的有机半导体的极大 见识。然而，聚合物体系固有地遭遇逐批差异和提纯聚合物材料的有限选择。小分子半导 体避免聚合物半导体的固有缺点，因为它们在性质上是单分散的，并且由于比聚合类似物 更高的溶解度，可使用标准有机化学方法提纯和表征。另外，可更容易地并以较少的复杂性 进行对小分子的改进以微调性能。近来，证明小分子基太阳能电池可实现与聚合物基太阳 能电池相当的效率。参见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电子核心、相对贫电子单元在侧面且被共轭端帽封端 的小分子体系（Welch等人，J.MaterialsChemistry21 (34): 12700-12709 (2011);美国临 时专利申请No. 61/416, 251 ;国际专利申请No.PCT/US2011/061963 ;通过引用将这些公布 为的内容全部并入本文中）。该体系的成功大部分是由于包含吡啶[2, 1，3]噻二唑（PT)作 为受体单元。PT基化合物导致制造具有6. 7%的PCE的SMBHJ太阳能电池（参见Sun等 人，NatureMaterials,11:44-48(2011)。
[0008] 在制造小分子太阳能电池中使用PT基材料的一个缺点是电池必须使用氧化钥作 为空穴传输层（HTL)以获得最大效率。氧化钥热蒸发在器件上，其在辊对辊生产中防止使 用便宜的溶液沉积。优选使用可溶液加工的HTL材料，例如聚（3, 4-乙烯二氧噻吩）聚（苯 乙烯磺酸盐）（PED0T:PSS)或其它掺杂的共轭聚合物。然而，PED0T:PSS带有酸性质子，所 述酸性质子在沉积于与活性层的界面上时会将吡啶[2, 1，3]噻二唑的吡啶基氮质子化。该 质子化导致使用PED0T:PSS作为阳极间层制造且使用含PT小分子供体的器件的PCE急剧 降低。具有不稳定的质子和可质子化的半导体的其它体系还会导致功率转换效率的劣化。
[0009] 因此，需要高效率小分子材料，所述材料不限制生产选择且不具有与材料如 PED0T:PSS、其它酸性材料或由酸性溶液中沉积的材料反应的部位。本发明设法通过提供用 于该器件中的新型且有利的材料解决对用于分子异质结器件的改进捕光分子的需要。
[0010] 发明概述
[0011] 在一个实施方案中，本发明涉及用于异质结器件，例如有机小分子太阳能电池和 晶体管中的有机非聚合生色团，所述有机非聚合生色团包含以下结构的具有在5-位上的 吸电子取代基W的苯并[c] [1，2, 5]噻二唑（5BTH):
【权利要求】
1. 包含非聚合化合物的电子或光电子器件，所述化合物结合一个或多个式A基团：
其中所述非聚合化合物用于电子或光电子器件中； 其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中X1为CH且Y1为-C(W)-，或者X1为-C(W)-且Y1为CH;且W选自F、Cl、Br、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F。
2. 根据权利要求1的电子或光电子器件，其中非聚合化合物用于所述器件的活性层 中。
3. 根据权利要求1或权利要求2的电子或光电子器件，其中所述器件为太阳能电池。
4. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中M为硫且W为F。
5. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式II化合物：
其中XJPY1 选自-C(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C(W)-; W选自F、Cl、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1SlC1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η为0-5的整数， 包括0和5 ; A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基， 以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂 芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基。
6. 根据权利要求5的电子或光电子器件，其中活性层包含式Ila-F、式IIb-F或式 IIc-F的化合物：
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 其中A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； B1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 且 η为0-5的整数，包括0和5。
7. 根据权利要求6的电子或光电子器件，其中A1独立地选自取代或未取代噻吩、吡咯、 呋喃、苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻 吩并噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯 联噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、喷』坐、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、 咪唑、苯并5恶唑、苯并5恶,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、二噻 吩并吡咯、二噻吩并磷杂环戊二烯和咔唑9, 9-RR' -9Η-芴、9-R-9H-咔唑、3, 3' -RR'亚甲硅 基 _2,2' -联噻吩、3,3'RR' -环戊[2,l-b:3,4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 C6-C30 芳基。
8. 根据权利要求6的电子或光电子器件，其中B1独立地选自取代或未取代噻吩、吡咯、 呋喃、苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻 吩并噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯 联噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、喷P坐、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、 咪唑、苯并5恶唑、苯并T恶.二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、全芴 基苯和咔唑。
9. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式I化合物：
其中XJPY1 选自-c(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且 其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中不取决于X1和Y1,X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2为CH，且 当X2SCH时，Y2S-C(W)-; 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基。
10. 根据权利要求9的电子或光电子器件，其中A1独立地选自取代或未取代噻吩、批 咯、呋喃、苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、 二噻吩并噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊 二烯联噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、巧恶唑、噻唑、噻嗪、嘧啶、 吡嗪、咪唑、苯并5恶唑、苯并W恶,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、 二噻吩并吡咯、二噻吩并磷杂环戊二烯和咔唑9,9-RR' -9H-芴、9-R-9H-咔唑、3,3' -RR'亚 甲硅基-2,2'-联噻吩、3,3' RR'-环戊[2, l-b:3,4-b']-二噻吩，其中R和R'= (^-(：3。烷 基或C6-C3tl芳基。
11. 根据权利要求9的电子或光电子器件，其中各个B1选自取代或未取代噻吩、吡咯、 呋喃、苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻 吩并噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯 联噻吩、Π引哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、5恶唑、噻唑、噻嗪、啼陡、吡嗪、 咪唑、苯并T恶唑、苯并5恶.二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、全芴 基苯和咔唑。
12. 根据权利要求9的电子或光电子器件，其中式I化合物选自式Ia-F、Ib-F或Ic-F:
〇
13. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式III-F化合 物： L/1N丄厶丄rtI，、 * ·* "±/ ^i
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳 基； 其中H1 选自A1、-B1-B^ -A1-B1-B2,或者
η为0-5的整数，包括0和5 ; A1 (当存在时）独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基 或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1 (当存在时）独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2 (当存在时）独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂 芳基。
14. 根据权利要求13的电子或光电子器件，其中式III-F化合物选自式IIIa-F、式IIIb-F、式IIIc-F或式IIId-F的化合物：
15. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式IV-V化合 物：
其中XJP Y1选自-c(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1S CH时，Y1 为-C (W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C (W)-和CH，其中当X2为-C (W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C (W)-;且其中不取决于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3选自-C (W)-和 CH，其中当X3为-C(W)-时，Y3为CH，且当X3为CH时，Y3为-C(W)-; M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; K1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个E1独立地不存在或者选自取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂芳基。
16.根据权利要求15的电子或光电子器件，其中式IV-V化合物选自式IVa-F或式IVb-F的化合物·
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中K1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基。
17. 根据权利要求15的电子或光电子器件，其中式IV-V化合物选自式Va-F或式Vb-F 的化合物：
其中M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中K1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1和E1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
18. 根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式VI-VII的化 合物：
其中结构部
(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[环戊[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 选自-C(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C(W)-;且其中不取决于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3选自-C(W)-和 CH，其中当X3为-C(W)-时，Y3为CH，且当X3为CH时，Y3为-C(W)-;且其中不取决于Xp X2、Y2、X3和Y3,X4和Y4选自-C(W)-和CH，其中当X4为-C(W)-时，Y4为CH，且当X4为CH时， Y4 为-C(W)-; 其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 各个F1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂芳基。
19. 根据权利要求18的电子或光电子器件，其中式VI-VII化合物选自式VIa-F或式 VIb-F的化合物：
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中各个F1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基。
20. 根据权利要求18的电子或光电子器件，其中式VI-VII化合物选自式VIIa-F或式 VIIb-F的化合物：
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中各个F1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
21.根据权利要求1-3中任一项的电子或光电子器件，其中活性层包含式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选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η为0-5的整数，包括0和5 ; m为0-5的整数，包括0和5 ; R2选自H、C1-C16烷基、-O-C1-C16烷基、C2-C16链烯基和C2-C16炔基； J选自CH和N; X在J为CH时为S、0或NH;且X在J为N时为S; R4为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基； R6选自芳基、全氟芳基或任选全氟化或者任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳 基；且 各DONOR独立地选自： w w
O O 其中X为c或Si; A为N或P; R11选自C1-C16烷基； R12选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基； R13选自C「C16烷基或C6-C20芳基； R14 选自C1-C16 烧基、-O-C1-C16 烧基、-C( = 0) -O-C1-C16 烧基，或者-0-C( = 0) -C1-C16 烧基;且 R15选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基；且 R16选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基； 其中当DONOR单元的仅一个化合价需要结合在分子的其余部分上时，DONOR的另一化 合价被H或C1-C2tl烷基封端。
22. 根据权利要求5的器件，其中所述器件包含： 1) 任选涂在透明基质上的第一空穴收集电极； 2) 与第一电极相邻的一层或多层任选层，例如电子阻挡、激子阻挡或空穴传输层； 3) 包含电子受体材料和有机非聚合电子供体的混合物的层，所述电子供体包含式II 化合物； 4) 一层或多层任选层，例如空穴阻挡、激子阻挡或电子传输层；和 5) 第二电子收集电极.
23. 根据权利要求5的器件，其中所述器件包含： 1) 任选涂在透明基质上的第一空穴收集电极； 2) 与第一电极相邻的一层或多层任选层，例如电子阻挡、激子阻挡或空穴传输层； 3) 包含有机非聚合电子受体材料和电子供体的混合物的层，所述电子受体包含式II 化合物； 4) 一层或多层任选层，例如空穴阻挡、激子阻挡或电子传输层；和 5) 第二电子收集电极.
24. 非聚合化合物，其包含一个或多个式A基团：
其中所述非聚合化合物用于电子或光电子器件中； 其中M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中X1为CH且Y1为-C(W)-，或者X1为-C(W)-且Y1为CH;且W选自F、Cl、Br、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F。
25. 根据权利要求24的化合物，其具有式II:
其中XJPY1 选自-c(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C(W)-; W选自F、Cl、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1SlC1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基；η为0-5的整数， 包括0和5; A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基， 以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂 芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基。
26. 根据权利要求25的化合物，其具有式Ila-F、式IIb-F或式IIc-F:
Ilc-F 其中M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳 基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 其中A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； B1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 且 η为0-5的整数，包括0和5。
27. 根据权利要求26的化合物，其中A1独立地选自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、 苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并 噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯联噻 吩、喷哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、巧恶唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪 唑、苯并W恶唑、苯并巧恶,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、二噻吩 并吡咯、二噻吩并磷杂环戊二烯和咔唑9,9-1--'-9!1-芴、9-1?-9!1-咔唑、3,3'-1^'亚甲硅 基-2, 2' -联噻吩、3, 3'RR' -环戊[2,l-b:3, 4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 QrC30芳基。
28. 根据权利要求26的化合物，其中B1独立地选自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯 基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻 吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯联噻吩、 吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、茚、芴、芘、甘菊环、吡啶、鳴唑、噻唑、噻嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、苯 并5恶唑、苯并5恶二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔 唑。
29. 根据权利要求24,其具有式I:
其中XJPY1 选自-C(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且 其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中不取决于X1和Y1,X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2为CH，且 当X2SCH时，Y2S-C(W)-; 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; A1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
30. 根据权利要求29的化合物，其中A1独立地选自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、 苯基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并 噻吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯联噻 吩、吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、5恶唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪 唑、苯并5恶唑、苯并'^恶,二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、二噻吩 并吡咯、二噻吩并磷杂环戊二烯和咔唑9,9-1--'-9!1-芴、9-1?-9!1-咔唑、3,3'-1^'亚甲硅 基-2, 2' -联噻吩、3, 3'RR' -环戊[2,l-b:3, 4-b' ]-二噻吩，其中R和R' =C1-C3tl 烷基或 QrC30芳基。
31. 根据权利要求29的化合物，其中各个B1选自取代或未取代噻吩、吡咯、呋喃、苯 基、磷杂环戊二烯、苯并二噻吩、螺芴、螺噻吩、联噻吩、三联噻吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻 吩、苯并噻吩、异苯并噻吩、苯并二噻吩、环戊二噻吩、硅杂环戊二烯、硅杂环戊二烯联噻吩、 吲哚、苯、萘、蒽、二萘嵌苯、讳、莉、花、甘菊环、批陡、巧恶唑、噻唑、噻嗪、啼陡、批嗪、咪唑、苯 并巧恶唑、苯并5恶二唑、苯并噻唑、苯并咪唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、噻二唑、全芴基苯和咔 唑。
32. 根据权利要求29的化合物，其具有以下式Ia-F、Ib-F或Ic-F:
33. 根据权利要求24的化合物，其具有式III-F:
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中H1 选自A1、-A1-B1-B2,或者
? η为0-5 (包括在内）的整数； A1 (当存在时）独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基 或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个B1 (当存在时）独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个B2 (当存在时）独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂 芳基.
34. 根据权利要求33的化合物，其具有式IIIa-F、式IIIb-F、式IIIc-F或式IIId-F:
35. 根据权利要求24的化合物，其具有式IV-V:
其中XJPY1 选自-C(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C(W)-;且其中不取决于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3选自-C(W)-和 CH，其中当X3为-C(W)-时，Y3为CH，且当X3为CH时，Y3为-C(W)-; M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; K1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基，例如C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基、C6-C2tl取代或未取代芳基或杂芳基，以及C6-Cltl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个E1独立地不存在或者选自取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂芳基.
36. 根据权利要求35的化合物，其具有式IVa-F或式IVb-F:
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中K1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基。
37. 根据权利要求35的化合物，其具有式Va-F或式Vb-F:
其中M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 在K1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个D1和E1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个D2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
38. 根据权利要求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[环戊[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选自-C(W)-和CH，其中当X1S-C(W)-时，Y1SCH,且当X1SCH时，Y1 为-C(W)-;且其中不取决于X1和Y1，X2和Y2选自-C(W)-和CH，其中当X2为-C(W)-时，Y2 为CH，且当X2为CH时，Y2为-C(W)-;且其中不取决于X1、Y1、X2和Y2，X3和Y3选自-C(W)-和 CH，其中当X3为-C(W)-时，Y3为CH，且当X3为CH时，Y3为-C(W)-;且其中不取决于Xp X2、Y2、X3和Y3,X4和Y4选自-C(W)-和CH，其中当X4为-C(W)-时，Y4为CH，且当X4为CH时， Y4 为-C(W)-; 其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中W选自F、C1、&、I、-CN、-CF3、-CHF2 或-CH2F; 各个F1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者取代或未取代芳基或杂芳基。
39. 根据权利要求38的化合物，其具有式VIa-F或式VIb-F:
其中M选自硫（S)、氧（0)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中各个F1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
40. 根据权利要求38的化合物，其具有式VIIa-F或式VIIb-F:
其中M选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； 其中各个F1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基； 各个G1独立地选自C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基；且 各个G2独立地选自不存在、H、F、C1-C16烷基，或者C6-C3tl取代或未取代芳基或杂芳基.
41.根据权利要求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选自硫（S)、氧（O)或N-R1，其中R1为H、C1-C3tl烷基或C6-C3tl芳基； η为0-5的整数，包括O和5 ;m为0-5的整数，包括0和5 ; R2选自H、C1-C16烷基、-O-C1-C16烷基、C2-C16链烯基和C2-C16炔基； J选自CH和N; X在J为CH时为S、0或NH;且X在J为N时为S; R4为任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基；R6选自芳基、全氟芳基或任选全 氟化或者任选被一个或多个C1-C16烷基取代的C6-C3tl芳基；且各DONOR独立地选自：
其中X为C或Si; A为N或P; R11选自C1-C16烷基； R12选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基； R13选自C「C16烷基或C6-C20芳基； R14 选自C1-C16 烧基、-O-C1-C16 烧基、-C( = 0) -O-C1-C16 烧基，或者-0-C( = 0) -C1-C16 烧基;且 R15选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基；且 R16选自C1-C16烷基、C6-C2tl未取代芳基，或者被一个或多个选自如下的基团取代的QrC2tl 芳基：_F、C1-C2tl 烧基、C1-C2tl 氟烧基、-O-C1-C2tl 烧基或-C1-C2tl 氟烧基； 其中当DONOR单元的仅一个化合价需要结合在分子的其余部分上时，DONOR的另一化 合价被H或C1-C2tl烷基封端。
【文档编号】H01L51/00GK104321894SQ201380026203
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月23日
【发明者】G·C·巴赞, T·S·范德波尔, T·恩古耶, J·拉夫 申请人:加利福尼亚大学董事会