CN106992252B - 有机光电器件、图像传感器和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机光电器件、图像传感器和电子设备。有机光电器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括提供p‑n结的第一材料和第二材料的光电转换层；以及在所述第一电极和所述光电转换层之间并且包括第三材料的与所述第一电极邻近的夹层，其中所述第一材料和所述第三材料为各自具有约1.7eV‑约2.3eV的能带隙的有机材料，并且提供包括其的图像传感器。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0169053的优先权和权益，将其全部内容引入本文中作为参考。
技术领域
实例实施方式包括有机光电(光电子)器件。
背景技术
光电器件利用光电效应将光转换为电信号。光电器件可包括光电二极管、光电晶体管，且可应用于图像传感器、太阳能电池和/或有机发光二极管。
包括光电二极管的图像传感器要求高的分辨率和因此小的像素。目前，硅光电二极管被广泛使用，但是它具有劣化的灵敏度的问题，因为它由于相对小的像素而具有相对小的吸收面积。因此，已经研究了能够替代硅的有机材料。
所述有机材料具有相对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光谱中的光，因此可同时替代光电二极管和滤色器，从而改善灵敏度和对较高度的集成作贡献。
然而，所述有机材料由于具有与硅相比相对较高的结合能并且呈现复合行为而可不同于硅。因此，相对于基于硅的光电器件，包括所述有机材料的有机光电器件可呈现相对低的光电转换效率以及因此相对低的光电转换性能。
这种低的光电转换效率可通过向有机光电器件施加反向偏压而解决，但是所述有机光电器件可由于在反向偏压状态下注入其中的电荷而具有相对高的暗电流密度。
另外，所述有机材料在热方面可为弱的并且因此在升高的温度的存在下(例如，在随后的过程期间)可劣化。因此，相对于基于硅的光电器件的光电转换性能，所述有机光电器件的光电转换性能可为劣化的。
发明内容
一些实例实施方式提供能够增强耐热性并且降低暗电流密度的有机光电器件。
一些实例实施方式提供包括所述有机光电器件的图像传感器。
根据一些实例实施方式，有机光电器件可包括：第一电极；在所述第一电极上的第二电极；在所述第一电极和所述第二电极之间的光电转换层，所述光电转换层包括p-n结，所述p-n结包括第一材料和第二材料；以及与所述第一电极邻近的(相邻的)夹层(中间层)，所述夹层在所述第一电极和所述光电转换层之间并且包括第三材料。所述第一材料和所述第三材料各自可为具有约1.7eV-约2.3eV的能带隙的有机材料。
所述第一材料的能带隙和所述第三材料的能带隙之间的能带隙差可小于或等于约0.1eV。
所述第一材料和所述第三材料的HOMO能级差或者所述第一材料和所述第三材料的LUMO能级差可小于约0.2eV。
所述第一材料和所述第三材料各自可包括有机材料，所述有机材料具有包括供电子部分、π-共轭连接体和受电子部分的核结构。
所述第一材料和所述第三材料可具有共同的核结构。
所述第一材料和所述第三材料各自包括由化学式1表示的化合物，
[化学式1]
其中，在化学式1中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，EDG为供电子基团，EAG为受电子基团，R1和R2各自独立地为氢和单价取代基之一，且Ra和Rb各自独立地为氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基之一。
所述第一材料可由化学式1A表示，和所述第三材料由化学式1B表示，
[化学式1A]
[化学式1B]
其中，在化学式1A和1B中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，Ar为取代或未取代的5元芳环、取代或未取代的6元芳环和两个或更多个前述环的稠环之一，Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，且R1a-R3a、R1b-R3b、Ra和Rb各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基。
所述第一材料可由化学式1A-1表示，和所述第三材料可由化学式1B-1表示，
[化学式1A-1]
[化学式1B-1]
其中，在化学式1A-1和1B-1中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，Z1为O和CRcRd之一，Y1为N和CRe之一，Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，R1a-R3a、R11a、R12a、R1b-R3b、R11b、R12b和Ra-Re各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基，m1为0或1，m2为0-4的整数，包括端点，和n1为0或1。
所述第一材料可由化学式1A-2表示，和所述第三材料可由化学式1B-2表示，
[化学式1A-2]
[化学式1B-2]
其中，在化学式1A-2和1B-2中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，且R1a-R3a、R15a-R17a、R1b-R3b、R15b-R17b以及Ra和Rb各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基。
所述第一材料可由化学式1A-3表示，和所述第三材料可由化学式1B-3表示，
[化学式1A-3]
[化学式1B-3]
其中，在化学式1A-3和1B-3中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，Y3为O、S、Se和Te之一，Y4为N和NR18之一，Y5为CR19和C＝CR20(CN)之一，Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，且R1a-R3a、R1b-R3b、R18-R20、Ra和Rb各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基。
所述夹层可包括金属氧化物。
所述金属氧化物可包括如下的至少一种：钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物和镍氧化物。
所述有机光电器件可包括在所述第二电极和所述光电转换层之间的辅助层，其中所述辅助层包括金属氧化物。
所述辅助层可包括如下的至少一种：含钼氧化物、含钨氧化物、含钒氧化物、含铼氧化物、含镍氧化物、含锰氧化物、含铬氧化物和含钴氧化物。
所述辅助层可包括如下的至少一种：钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、锰氧化物、锂锰氧化物、铁锰氧化物、钴锰氧化物、钾锰氧化物、锂铬氧化物、铁铬氧化物、钴铬氧化物、钾铬氧化物、锂钴氧化物、铁钴氧化物和钾钴氧化物。
所述辅助层可进一步包括金属。
所述金属可包括如下的至少一种：铝(Al)、钙(Ca)、镁(Mg)、锂(Li)、金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)。
所述第一电极可为阳极和所述第二电极为阴极。
一些实例实施方式可包括图像传感器，所述图像传感器包括所述有机光电器件。一些实例实施方式可包括电子设备，所述电子设备包括所述图像传感器。
根据一些实例实施方式，有机光电器件可包括：包括p-n结的光电转换层，所述p-n结包括第一材料和第二材料；和在所述光电转换层上并且包括第三材料的夹层。所述第一材料和所述第三材料各自可为具有约1.7eV-约2.3eV的能带隙的有机材料。
根据一些实例实施方式，有机光电器件可包括：包括p-n结的光电转换层，所述p-n结包括第一材料和第二材料；和在所述光电转换层上并且包括第三材料的夹层，其中所述第一材料和所述第三材料各自包括由化学式1表示的化合物，
[化学式1]
其中，在化学式1中，X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，EDG为供电子基团，EAG为受电子基团，R1和R2各自独立地为氢和单价取代基之一，且Ra和Rb各自独立地为氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基之一。
附图说明
图1A为显示根据一些实例实施方式的有机光电器件的横截面图，
图1B为显示图1A的有机光电器件的部分的横截面图，
图2为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的顶视平面图，
图3为显示图2的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图4为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性横截面图，
图5为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，
图6为显示图5的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图7为显示根据一些实例实施方式的有机光电器件在向其施加反向偏压时的暗电流密度的图，
图8为说明根据一些实例实施方式的电子设备的图，
图9为显示根据一些实例实施方式的太阳能电池的横截面图，
图10为根据一些实例实施方式的有机发光显示装置的截面图，和
图11为显示根据一些实例实施方式的传感器的图。
具体实施方式
实例实施方式将在下文中更详细地描述，并且可由具有相关领域中的常识的人员更容易地实施。然而，本公开内容可以许多不同的形式体现并且将不解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在图中，为清楚起见，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表示相同的元件。将理解，当一个元件(包括层、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，或者也可存在中间元件。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。
在图中，为了实施方式的清楚起见，省略与描述无关的部件，并且在整个说明书中相同或类似的构成元件由相同的附图标记指示。
应理解，尽管术语第一、第二、第三等可在本文中用来描述各种元件、组分、区域、层和/或部分，但这些元件、组分、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用来使一个元件、组分、区域、层或部分区别于另外的元件、组分、区域、层或部分。因此，在不背离实例实施方式的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组分、区域、层或部分可称为第二元件、组分、区域、层或部分。
为了便于描述，在本文中可使用空间相对术语(如“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……之上”、“上部”等)来描述如图中所示的一个元件或特征与另外的元件或特征的关系。应理解，除图中所示的方位以外，空间相对术语还意图包括在使用或操作中的器件的不同方位。例如，如果翻转图中的器件，则被描述为“在”其它元件或特征“下面”或“之下”的元件将被定向“在”其它元件或特征“之上”。因此，术语“在……下面”可包括在……之上和在……下面两种方位。器件可以其它方式定向(旋转90度或在其它方位上)，并且相应地解释本文中使用的空间相对描述词。
本文中所使用的术语仅仅是为了描述各种实施方式且不意图为实例实施方式的限制。如本文中所使用的单数形式“一种(个)(a，an)”和“所述(该)”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外说明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时则表示存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组分，但不排除存在或添加一种或多种另外的特征、整体、步骤、操作、元件、组分和/或其集合。
本文中参照横截面图描述实例实施方式，所述横截面图是实例实施方式的理想化实施方式(和中间结构)的示意图。这样，将预期由于例如制造技术和/或公差导致的图示的形状的变化。因此，实例实施方式不应解释为限于如本文中所图示的区域的形状，而是包括由例如制造引起的形状上的偏差。
除非另外定义，在本文中所使用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与实例实施方式所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同。将进一步理解，术语，包括在常用字典中定义的那些，应被解释为其含义与它们在相关领域的背景中的含义一致，并且将不以理想化或过度形式的意义进行解释，除非在本文中清楚地如此定义。
本文中所使用的“其组合”指的是两种或更多种的混合物和堆叠结构体。
如本文中所使用的，当未另外提供具体定义时，术语“取代(的)”指的是用选自如下的取代基代替化合物或基团的氢进行取代：卤素(F、Br、Cl或I)、羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C30芳基、C7-C30芳烷基、C1-C30烷氧基、C1-C20杂烷基、C3-C20杂芳烷基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C15环炔基、C3-C30杂环烷基、及其组合。
在下文中，参照附图描述根据一些实例实施方式的有机光电器件。
图1A为显示根据一些实例实施方式的有机光电器件的横截面图。图1B为显示图1A的有机光电器件的部分的横截面图。
参照图1A，根据一些实例实施方式的有机光电器件100包括第一电极10和第二电极20、在第一电极10和第二电极20之间的光电转换层30、在第一电极10和光电转换层30之间的夹层40、以及在第二电极20和光电转换层30之间的辅助层45。
基底5a可在第一电极10之下并且基底5a可在第二电极20上。基底可至少部分地包括，例如，包括玻璃的无机材料，包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、或其组合的有机材料，或硅晶片。
第一电极10和第二电极20之一为阳极，且另一个为阴极。例如，第一电极10可为阳极，且第二电极20可为阴极。
第一电极10和第二电极20的至少一个可为光透射电极，且光透射电极可至少部分地包括，例如，包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、氧化铝锡(AlTO)和氟掺杂的氧化锡(FTO)的导电氧化物，或者薄单层或多层的金属层。当第一电极10和第二电极20之一为非光透射电极时，所述非光透射电极可至少部分地包括，例如，包括铝(Al)、银(Ag)、和/或金(Au)的不透明导体。例如，第一电极10和第二电极20可为光透射电极。
光电转换层30可包括形成p-n结的第一材料和第二材料。第一材料和第二材料之一可为p型半导体且另一个可为n型半导体。例如，第一材料可为p型半导体且第二材料可为n型半导体。第一材料和第二材料的至少一种可为有机材料。光电转换层30可吸收外部光以产生激子并且然后将产生的激子分离成空穴和电子。
光电转换层30可配置成吸收在至少一部分波长光谱，例如约500nm-约600nm的绿光波长光谱、大于或等于约380nm且小于约500nm的蓝光波长光谱、和大于约600nm且小于或等于约780nm的红光波长光谱之一中的光。
在一些实例实施方式中，第一材料和第二材料的至少一种可为配置成选择性地吸收绿光、蓝光和红光之一的光吸收材料。
在一些实例实施方式中，第一材料和第二材料的至少一种可为配置成选择性地吸收绿光、蓝光和红光的至少一种的有机材料。
在一些实例实施方式中，第一材料和第二材料的至少一种可为配置成选择性地吸收在具有在约520nm-约580nm中的最大吸收波长(λ最大)的绿光波长光谱中的光的光吸收材料。
在一些实例实施方式中，第一材料和第二材料的至少一种可为配置成选择性地吸收在具有约520nm-约580nm的最大吸收波长(λ最大)的绿色波长光谱中的光的有机材料。
在一些实例实施方式中，第一材料和第二材料之一可为配置成选择性地吸收在具有约520nm-约580nm的最大吸收波长(λ最大)的绿色波长光谱中的光的有机材料，且第一材料和第二材料的另一种可为富勒烯或富勒烯衍生物。
在一些实例实施方式中，第一材料可为配置成选择性地吸收在具有约520nm-约580nm的最大吸收波长(λ最大)的绿色波长光谱中的光的有机材料，且第二材料可为富勒烯或富勒烯衍生物。在一些实例实施方式中，第一材料可为p型半导体且第二材料可为n型半导体。
在一些实例实施方式中，第一材料可为具有约1.7eV-约2.3eV的能带隙的有机材料。如果和/或当能带隙在特定范围(包括约1.7eV-约2.3eV的范围)内时，在第一材料处可选择性地吸收在具有约520nm-约580nm的最大吸收波长(λ最大)的绿色波长光谱中的光，并且外量子效率(EQE)可提高，因此光电转换效率可改善。例如，第一材料可为具有约1.8eV-约2.2eV的能带隙的有机材料。在另一实例中，第一材料可为具有约1.9eV-约2.1eV的能带隙的有机材料。
在一些实例实施方式中，第一材料可为具有约1.7eV-约2.3eV的能带隙的有机材料，并且所述有机材料可具有包括供电子部分、π-共轭连接体和受电子部分的核结构。如果和/或当所述供电子部分接收光时，所述供电子部分可贡献电子以形成空穴，并且如果和/或当所述受电子部分接收光时，所述受电子部分可接受电子。
具有所述核结构的有机材料可由于供电子部分和受电子部分而具有双极性特性。在一些实例实施方式中，可基于供电子部分和受电子部分之间的π-共轭连接体控制电子流动。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
EDG为供电子基团，
EAG为受电子基团，且
R1和R2各自独立地为氢和单价取代基之一。在化学式1中，Ra和Rb可各自独立地为氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基之一。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1A表示的化合物。
[化学式1A]
在化学式1A中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Ar为取代或未取代的5元芳环、取代或未取代的6元芳环和两个或更多个前述环的稠环之一，
Ar1a和Ar2a各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，且
R1a-R3a以及Ra和Rb各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基。
由化学式1A表示的化合物包括芳基胺的供电子部分、杂环基团的π-共轭连接体、和由Ar表示的受电子部分。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1A-1至1A-3之一表示的化合物之一。
[化学式1A-1]
[化学式1A-2]
[化学式1A-3]
在化学式1A-1至1A-3中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Z1为O和CRcRd之一，
Y1为N和CRe之一，
Y3为O、S、Se和Te之一，
Y4为N和NR18之一，
Y5为CR19和C＝CR20(CN)之一，
Ar1a和Ar2a各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，
R1a-R3a、R11a、R12a、R15a-R17a、R18-R20和Ra-Re各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基，
m1为0或1，
m2为0-4的整数，包括端点，和
n1为0或1。
在一些实例实施方式中，第一材料可为组1的化合物之一，但不限于此。
[组1]
在包括图1B中示出的实例实施方式的一些实例实施方式中，光电转换层30可包括包含第一材料和第二材料的本征层(I层)32。本征层可包括以约10:1-约1:10、例如约8:2-约2:8或者约6:4-约4:6的体积比的第一材料和第二材料的混合物。光电转换层30可进一步包括在本征层32的一侧或两侧上的p型层34和/或n型层36。p型层可包括作为第一材料和第二材料之一的p型半导体，且n型层可包括作为第一材料和第二材料的另一种的n型半导体。例如，光电转换层30可包括I层32、p型层34/I层32、I层32/n型层36、p型层34/I层32/n型层36、其一些组合等。
光电转换层30可包括p型层34和n型层36。p型层34可包括作为第一材料和第二材料之一的p型半导体，且n型层36可包括作为第一材料和第二材料的另一种的n型半导体。
光电转换层30可具有约1nm-约500nm、和特别地约5nm-约300nm的厚度。如果和/或当光电转换层30具有在约5nm-约300nm的范围内的厚度时，光电转换层可配置成有效地吸收光、有效地将空穴与电子分离并且迁移它们，由此有效地改善光电转换效率。
夹层40可位于第一电极10和光电转换层30之间，并且可例如与第一电极10邻近(相邻)。例如，夹层40可接触第一电极10而不插入分隔层。夹层40可接触光电转换层30而不插入分隔层。
夹层40可包括有机材料，并且夹层40可包括具有与光电转换层30的第一材料或第二材料基本上相同或类似的结构的第三材料。例如，第三材料可具有与第一材料基本上相同或类似的结构。
第三材料可为例如配置成选择性地吸收在具有约520nm-约580nm的最大吸收波长(λ最大)的绿色波长光谱中的光的有机材料。
第三材料可为例如具有约1.7eV-约2.3eV的能带隙的有机材料。例如，第三材料可为具有约1.8eV-约2.2eV的能带隙的有机材料。在另一实例中，第三材料可为具有约1.9eV-约2.1eV的能带隙的有机材料。
光电转换层30的第一材料的能带隙和夹层40的第三材料的能带隙可基本上相同，例如第一材料和第三材料的能带隙差可小于或等于约0.1eV。在另一实例中，第一材料和第三材料的能带隙差可小于或等于约0.05eV。在另一实例中，第一材料和第三材料的能带隙差可小于或等于约0.03eV。在另一实例中，第一材料和第三材料的能带隙差可小于或等于约0.02eV或可为0eV。
光电转换层30的第一材料的HOMO能级和夹层40的第三材料的HOMO能级可基本上相同(例如，光电转换层30的第一材料和夹层40的第三材料可具有基本上共同的HOMO能级)。在一些实例实施方式中，第一材料和第三材料的HOMO能级差可小于约0.2eV，例如小于或等于约0.1eV。
光电转换层30的第一材料的LUMO能级和夹层40的第三材料的LUMO能级可基本上相同(例如，光电转换层30的第一材料和夹层40的第三材料可具有基本上共同的LUMO能级)。在一些实例实施方式中，第一材料和第三材料的LUMO能级差可小于约0.2eV，例如小于或等于约0.1eV。
在一些实例实施方式中，像第一材料一样，第三材料可为具有包括供电子部分、π-共轭连接体和受电子部分的核结构的有机材料。
在一些实例实施方式中，第三材料和第一材料可为具有相同的核结构的有机材料。
在一些实例实施方式中，第三材料可为由化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
EDG为供电子基团，
EAG为受电子基团，且
R1和R2各自独立地为氢和单价取代基之一。在化学式1中，Ra和Rb各自可独立地为氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基之一。
在一些实例实施方式中，第三材料可为由化学式1B表示的化合物。
[化学式1B]
在化学式1B中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Ar为取代或未取代的5元芳环、取代或未取代的6元芳环和两个或更多个前述环的稠环之一，
Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，且
R1b-R3b、Ra和Rb各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基。
由化学式1B表示的化合物包括芳基胺的供电子部分、杂环的π-共轭连接体、和由Ar表示的受电子部分。
在一些实例实施方式中，第三材料可为由化学式1B-1至1B-3之一表示的化合物之一。
[化学式1B-1]
[化学式1B-2]
[化学式1B-3]
在化学式1B-1至1B-3中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Z1为O和CRcRd之一，
Y1为N和CRe之一，
Y3为O、S、Se和Te之一，
Y4为N和NR18之一，
Y5为CR19和C＝CR20(CN)之一，
Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：取代或未取代的C6-C30芳基和取代或未取代的C3-C30杂芳基，
R1b-R3b、R11b、R12b、R15b-R17b、R18-R20和Ra-Re各自独立地为如下之一：氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基，
m1为0或1，
m2为0-4的整数，包括端点，和
n1为0或1。
如上所述，光电转换层30的第一材料和夹层40的第三材料可为具有共同的核结构的有机材料。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1A-1表示的化合物且第三材料可为由化学式1B-1表示的化合物。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1A-2表示的化合物且第三材料可为由化学式1B-2表示的化合物。
在一些实例实施方式中，第一材料可为由化学式1A-3表示的化合物且第三材料可为由化学式1B-3表示的化合物。
第三材料可与第一材料相同或不同，例如可为组1的化合物之一，但不限于此。
[组1]
夹层40可配置成有效地控制第一电极10和光电转换层30之间的界面处的形态。如果和/或当向有机光电器件100施加反向偏压时，夹层40可配置成改善暗电流。
夹层40可具有约0.1nm-50nm的厚度。如果和/或当夹层40具有在约0.1nm-50nm的范围内的厚度时，第一电极10和光电转换层30之间的界面处的形态可被进一步地有效控制，因此暗电流可被更有效地改善。
在一些实例实施方式中，辅助层45位于第二电极20和光电转换层30之间，并且例如可接触光电转换层30。
辅助层45可配置成当向有机光电器件100施加反向偏压时有效地阻挡电荷从第二电极20到光电转换层30的反向迁移，即电荷的泄漏。例如，当第二电极20为阴极时，辅助层45可在向有机光电器件100施加反向偏压时有效地阻挡空穴从第二电极20到光电转换层30的反向迁移，即空穴泄露。
辅助层45可由如下的材料形成：具有能够当向其施加反向偏压时防止电荷的反向迁移的能级并且被热蒸发且因此具有光透射性。例如，辅助层45可包括无机材料以通过热蒸发提供具有大于或等于约70％的光透射率的薄膜。在该光透射率范围内，辅助层45可包括无机材料以提供具有大于或等于约80％、例如大于或等于约85％的光透射率的薄膜。
这样，辅助层45包括能够被热蒸发且具有光透射性的材料并因而可防止在形成辅助层45的过程和/或其随后的过程中的对光电转换层30的热和物理破坏以及有效地防止电荷泄漏，且作为结果，防止由于光电转换层30的劣化引起的有机光电器件100的性能劣化。
如果辅助层45通过包括溅射的物理沉积而形成，光电转换层30的有机材料可在形成辅助层45的过程中被破坏，劣化有机光电器件100的性能。另外，如果辅助层45被热蒸发并且丧失光透射性，则从第二电极20流入的光可未有效地传递至光电转换层30，劣化有机光电器件100的性能。此外，如果辅助层45由有机材料而不是无机材料形成，则辅助层45可在需要高温的随后的过程中劣化或者不防止辅助层45和/或光电转换层30的劣化，并且因此劣化有机光电器件100的性能。
辅助层45可包括满足以上特性的无机材料，例如如下的至少一种：金属氧化物，例如含钼氧化物、含钨氧化物、含钒氧化物、含铼氧化物、含镍氧化物、含锰氧化物、含铬氧化物和含钴氧化物。辅助层45可包括例如钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、锰氧化物、锂锰氧化物、铁锰氧化物、钴锰氧化物、钾锰氧化物、锂铬氧化物、铁铬氧化物、钴铬氧化物、钾铬氧化物、锂钴氧化物、铁钴氧化物、钾钴氧化物或其组合，但不限于此。
辅助层45可进一步包括金属。所述金属可包括铝(Al)、钙(Ca)、镁(Mg)、锂(Li)、金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、或其组合，但不限于此。辅助层45可包括以各种比例、例如以约1:9-约9:1的重量比、以约2:8-约8:2的重量比或以约4:6-约6:4的重量比的金属氧化物和金属。
辅助层45可具有约0.1nm-约20nm的厚度。当厚度在该范围内时，光电转换效率被有效地改善并且泄漏电流可减少。辅助层45可具有例如约1nm-约10nm、约1nm-约7nm或者约1nm-约5nm的厚度。
如需要，可省略辅助层45。
有机光电器件100可进一步包括在辅助层45和第二电极20之间的缓冲层(未示出)。缓冲层可包括例如有机材料、无机材料或者有机/无机材料，并且改善电荷迁移率。
有机光电器件100可进一步包括在第一电极10或第二电极20的一侧上的抗反射层(未示出)。
抗反射层位于光入射侧处，可降低入射光的反射率，并且改善光吸收度。在一些实例实施方式中，当光通过第一电极10进入时，抗反射层可位于第一电极10之下，而当光在第二电极20处进入时，抗反射层可位于第二电极20上。
抗反射层可包括例如具有约1.6-约2.5的折射率的材料，例如具有在该范围内的折射率的金属氧化物、金属硫化物和有机材料的至少一种。抗反射层可包括，例如，包括含铝氧化物、含钼氧化物、含钨氧化物、含钒氧化物、含铼氧化物、含铌氧化物、含钽氧化物、含钛氧化物、含镍氧化物、含铜氧化物、含钴氧化物、含锰氧化物、含铬氧化物、含碲氧化物、或其组合的金属氧化物；包括硫化锌的金属硫化物；或者包括胺衍生物的有机材料，但不限于此。
所述有机光电器件可应用于太阳能电池、图像传感器、光检测器、光传感器和有机发光二极管(OLED)，但不限于此。
所述有机光电器件可例如应用于图像传感器。
在下文中，参照附图描述包括所述有机光电器件的图像传感器的实例。作为图像传感器的实例，描述有机CMOS图像传感器。
图2为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，且图3为显示图2的有机CMOS图像传感器的横截面图。
参照图2和3，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器300包括集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管92、和电荷存储器55的半导体基底110，下部绝缘层60，滤色器层70，上部绝缘层80和有机光电器件100。
半导体基底110可为硅基底。半导体基底110集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管92、和电荷存储器55。光感测器件50B和50R的一个或多个可为光电二极管。
光感测器件50B和50R、传输晶体管和/或电荷存储器55可集成在各像素中，并且如图中所示，光感测器件50B和50R可包括在各蓝色像素和红色像素中，而电荷存储器55可包括在绿色像素中。
光感测器件50B和50R感测光，由光感测器件感测的信息可通过传输晶体管传递，电荷存储器55与之后将描述的有机光电器件100电连接，并且电荷存储器55的信息可通过传输晶体管传递。
金属线62和垫(焊盘，pad)64可形成于半导体基底110上。为了减少信号延迟，金属线62和垫64可至少部分地包括具有低电阻率的金属，例如，铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)及其合金，但不限于此。在一些实例实施方式中，金属线62和垫64可位于光感测器件50B和50R之下。
下部绝缘层60可形成于金属线62和垫64上。下部绝缘层60可至少部分地包括：包括氧化硅和/或氮化硅的无机绝缘材料；或者包括SiC、SiCOH、SiCO和SiOF的低介电常数(低K)的材料。下部绝缘层60可包括暴露电荷存储器55的沟槽85。沟槽可填充有填料。
滤色器层70形成于下部绝缘层60上。滤色器层70包括第一滤色器和第二滤色器。在图3中说明的实例实施方式中，第一滤色器为形成在蓝色像素中的蓝色滤色器70B且第二滤色器为形成在红色像素中的红色滤色器70R。在一些实例实施方式中，滤色器70的一个或多个可为绿色滤色器。
上部绝缘层80形成于滤色器层70上。上部绝缘层80可消除由滤色器层70导致的台阶并且使表面80a平整。上部绝缘层80和下部绝缘层60可包括暴露垫的接触孔(未示出)和暴露绿色像素的电荷存储器55的沟槽85。
有机光电器件100形成于上部绝缘层80上。如上所述，有机光电器件100包括第一电极10、夹层40、光电转换层30、辅助层45和第二电极20。在图3中说明的实例实施方式中，第一电极10、夹层40、光电转换层30、辅助层45和第二电极20顺序地堆叠，但本公开内容不限于此，并且可以图3中所示的顺序设置第二电极20、辅助层45、光电转换层30、夹层40和第一电极10。
第一电极10和第二电极20可为透明电极，且光电转换层30、夹层40和辅助层45可与以上参照图1A-B描述的相同。光电转换层30可选择性地吸收绿色波长光谱中的光并且替代绿色像素的滤色器。
当光从第二电极20进入时，绿色波长光谱中的光可主要地在光电转换层30中被吸收并且被光电转换，而其余波长光谱中的光通过第一电极10并且可在光感测器件50B和50R中被感测。
聚焦透镜96可进一步形成于有机光电器件100上。聚焦透镜96可控制入射光98的方向并且将光聚焦在一个区域中。聚焦透镜96可具有例如圆柱体或半球体的形状，但不限于此。
如上所述，有机光电器件100具有堆叠结构并且因此可降低图像传感器的尺寸并实现小型化的图像传感器。
另外，有机光电器件100包括夹层40并因此可如上所述有效地控制在第一电极10和光电转换层30的界面处的形态以及当向其施加反向偏压时改善外量子效率(EQE)，并且有机光电器件100另外地包括辅助层45且可有效地阻挡电荷从第二电极20到光电转换层30的反向迁移并因此改善暗电流。因此，可通过降低包括有机光电器件100的图像传感器的信号噪音而改善可探测率。
另外，如上所述，辅助层45可包括能够被热蒸发的无机材料，并且因此可在形成辅助层45的过程中防止光电转换层30的热劣化并同时在需要大于或等于约150℃的高温的随后的过程、例如形成聚焦透镜的过程中保护光电转换层30，且作为结果，防止有机光电器件100和包括有机光电器件100的图像传感器的性能劣化。
如上所述，配置成选择性地吸收绿色波长光谱中的光的有机光电器件示于图2-3中，但是本公开内容不限于此，并且可包括其中配置成选择性地吸收蓝色波长光谱中的光的有机光电器件堆叠在半导体基底110上并且绿色光感测器件和红色光感测器件集成在半导体基底110中的结构，或者其中配置成选择性地吸收红色波长光谱中的光的有机光电器件堆叠在半导体基底110上并且绿色光感测器件和蓝色光感测器件集成在半导体基底110中的结构。
图4为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性横截面图。
根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器400包括集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管92、电荷存储器55的半导体基底110，上部绝缘层80和有机光电器件100。
在一些实例实施方式中，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器400包括在竖直方向上堆叠使得光感测器件50B和50R竖直地彼此重叠的光感测器件50B和50R，并且不包括滤色器层70。光感测器件50B和50R与电荷存储器55电连接，并且电荷存储器55的信息可通过传输晶体管传递。取决于堆叠深度，光感测器件50B和50R可选择性地吸收在各自波长光谱中的光。
聚焦透镜(未示出)可进一步形成于有机光电器件100上。聚焦透镜可控制入射光的方向并且将光聚焦在一个区域中。聚焦透镜可具有例如圆柱体或半球体的形状，但不限于此。
配置成选择性地吸收绿色波长光谱中的光的有机光电器件如上所述地堆叠，并且红色和蓝色光感测器件也堆叠，这可降低图像传感器的尺寸并实现小型化的图像传感器。
另外，有机光电器件100包括夹层40并且因此可如上所述有效地控制在第一电极10和光电转换层30的界面处的形态以及当向其施加反向偏压时改善外量子效率(EQE)，并且有机光电器件100另外地包括辅助层45且可有效地阻挡电荷从第二电极20到光电转换层30的反向迁移并因此改善暗电流。因此，可通过降低包括有机光电器件100的图像传感器的信号噪音而改善可探测率。
另外，如上所述，辅助层45由能够被热蒸发的无机材料形成，并且因此可在形成辅助层45的过程中防止光电转换层30的热劣化并同时在需要大于或等于约150℃的高温的随后的过程、例如形成聚焦透镜的过程中有效地保护光电转换层30，且作为结果，防止有机光电器件100和包括有机光电器件100的图像传感器的性能劣化。
在图4中，说明配置成选择性地吸收绿色波长光谱中的光的有机光电器件，但是本公开内容不限于此，并且可具有其中配置成选择性地吸收蓝色波长光谱中的光的有机光电器件堆叠在半导体基底110上并且绿色光感测器件和红色光感测器件集成在半导体基底110中的结构，或者其中配置成选择性地吸收红色波长光谱中的光的有机光电器件堆叠在半导体基底110上并且绿色光感测器件和蓝色光感测器件集成在半导体基底110中的结构。
图5为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，且图6为显示图5的有机CMOS图像传感器的横截面图。
根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器500包括配置成选择性地吸收绿色波长光谱中的光的绿色光电器件、配置成选择性地吸收蓝色波长光谱中的光的蓝色光电器件和配置成选择性地吸收红色波长光谱中的光的红色光电器件，并且它们被堆叠。
根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器500包括半导体基底110、下部绝缘层60、中间绝缘层70、上部绝缘层80、第一有机光电器件100a、第二有机光电器件100b和第三有机光电器件100c。
半导体基底110可为硅基底，并且集成有传输晶体管92以及电荷存储器55a、55b和55c。
金属线62和垫64形成于半导体基底110上，并且下部绝缘层60形成于金属线和垫上。
第一有机光电器件100a形成于下部绝缘层60上。
第一有机光电器件100a包括：彼此面对的第一电极10a和第二电极20a；在第一电极10a和第二电极20a之间的光电转换层30a；在第一电极10a和光电转换层30a之间的夹层40a；以及在第二电极20a和光电转换层30a之间的辅助层45a。第一电极10a、第二电极20a、光电转换层30a、夹层40a和辅助层45a与上述相同，并且光电转换层30a选择性地吸收红色、蓝色和绿色波长光谱之一中的光。例如，第一有机光电器件100a可为红色光电器件。
在图6中说明的实例实施方式中，第一电极10a、夹层40a、光电转换层30a、辅助层45a和第二电极20a顺序地堆叠，但是本公开内容不限于此，并且第二电极20a、辅助层45a、光电转换层30a、夹层40a和第一电极10a可按顺序设置。
中间绝缘层70形成于第一有机光电器件100a上。
第二有机光电器件100b形成于中间绝缘层70上。
第二有机光电器件100b包括：彼此面对的第一电极10b和第二电极20b；在第一电极10b和第二电极20b之间的光电转换层30b；在第一电极10b和光电转换层30b之间的夹层40b；以及在第二电极20b和光电转换层30b之间的辅助层45b。第一电极10b、第二电极20b、光电转换层30b、夹层40b和辅助层45b与上述相同，且光电转换层30b选择性地吸收红色、蓝色和绿色波长光谱之一中的光。例如，第二有机光电器件100b可为蓝色光电器件。
在图6中说明的实例实施方式中，第一电极10b、夹层40b、光电转换层30b、辅助层45b、和第二电极20b顺序地堆叠，但是本公开内容不限于此，并且第二电极20b、辅助层45b、光电转换层30b、夹层40b和第一电极10b可按顺序设置。
上部绝缘层80形成于第二有机光电器件100b上。下部绝缘层60、中间绝缘层70和上部绝缘层80具有多个分别暴露电荷存储器55a、55b和55c的通孔86a、86b、86c。
第三有机光电器件100c形成于上部绝缘层80上。第三有机光电器件100c包括：第一电极10c和第二电极20c；在第一电极10c和第二电极20c之间的光电转换层30c；在第一电极10c和光电转换层30c之间的夹层40c；以及在第二电极20c和光电转换层30c之间的辅助层45c。第一电极10c、第二电极20c、光电转换层30c、夹层40c和辅助层45a与上述相同，并且光电转换层30c选择性地吸收红色、蓝色和绿色波长光谱之一中的光。例如，第三有机光电器件100c可为绿色光电器件。
在图6中说明的实例实施方式中，第一电极10c、夹层40c、光电转换层30c、辅助层45c、和第二电极20c顺序地堆叠，但是本公开内容不限于此，并且第二电极20c、辅助层45c、光电转换层30c、夹层40c和第一电极10c可按顺序设置。
聚焦透镜(未示出)可进一步形成于有机光电器件100c上。聚焦透镜可控制入射光的方向并且将光聚焦在一个区域中。聚焦透镜可具有例如圆柱体或半球体的形状，但不限于此。
在图6中说明的实例实施方式中，第一有机光电器件100a、第二有机光电器件100b和第三有机光电器件100c顺序地堆叠，但是本公开内容不限于此，并且第一有机光电器件100a、第二有机光电器件100b和第三有机光电器件100c可以各种顺序堆叠。
如上所述，吸收不同波长光谱中的光的第一有机光电器件100a、第二有机光电器件100b和第三有机光电器件100c具有堆叠结构，并且因此可进一步降低图像传感器的尺寸并实现小型化的图像传感器。
另外，有机光电器件100包括夹层40并且因此可如上所述有效地控制在第一电极10和光电转换层30的界面处的形态以及当向其施加反向偏压时改善外量子效率(EQE)，并且有机光电器件100另外地包括辅助层45且可有效地阻挡电荷从第二电极20到光电转换层30的反向迁移并因此改善暗电流。因此，包括有机光电器件100的图像传感器的信号噪音降低，因而其可探测率可改善。
另外，如上所述，辅助层45可包括能够被热蒸发的无机材料，并且因此可在形成辅助层45的过程中防止光电转换层30的热劣化并同时在需要大于或等于约150℃的高温的随后的过程、例如形成聚焦透镜的过程中有效地保护光电转换层30，且作为结果，防止有机光电器件100和包括其的图像传感器的性能劣化。
图像传感器可应用于例如包括可移动电话或数码相机的多种电子设备，但不限于此。
在下文中，参照一些实例实施方式更详细地说明本公开内容。然而，本公开内容不限于此。
有机光电器件的制造
实施例1
通过溅射ITO在玻璃基底上形成150nm厚的阳极。随后，通过在阳极上沉积由化学式A表示的化合物(HOMO：5.46eV，LUMO：3.51eV)而形成30nm厚的夹层。然后，通过在夹层上以1:1的体积比共沉积由化学式A表示的化合物和C60而形成120nm厚的光电转换层。在光电转换层上，通过热蒸发锰氧化物(MnOx，0<x≤2)而形成5nm厚的辅助层。随后，通过在辅助层上溅射ITO而形成阴极。在阴极上形成氧化铝的抗反射层，制造有机光电器件。
[化学式A]
实施例2
根据与实施例1相同的方法制造有机光电器件，除了通过使用由化学式B表示的化合物(HOMO：5.38eV，LUMO：3.43eV)代替由化学式A表示的化合物来形成夹层以外。
[化学式B]
对比例1
根据与实施例1相同的方法制造有机光电器件，除了通过使用由化学式C表示的化合物(HOMO：5.30eV，LUMO：2.33eV)代替由化学式A表示的化合物来形成夹层以外。
[化学式C]
对比例2
根据与实施例1相同的方法制造有机光电器件，除了通过使用氧化钼(MoOx,0<x≤3)代替由化学式A表示的化合物来形成10nm厚的夹层以外。
评价
评价1
评价根据实施例1和2以及对比例1和2的各有机光电器件的外量子效率(EQE)和泄漏电流。
以入射光子到电流效率(IPCE)方法在范围300nm-800nm的波长光谱(λ最大＝560nm)中评价外量子效率(EQE)。通过暗电流密度和可探测率评价泄漏电流，并且在本文中，可在向其施加-3V反向偏压时通过电流流动测量暗电流密度，并且通过将外量子效率(EQE)除以暗电流而获得可探测率。
结果示于图7和表1中。
图7为显示根据实施例1和2以及对比例1和2的有机光电器件在向其施加反向偏压时的暗电流密度的图。
(表1)
参照表1，与根据对比例1和2的光电器件相比，根据实施例1和2的光电器件显示改善的暗电流密度和可探测率以及相当的外量子效率(EQE)。
评价2
关于耐热性质评价根据实施例1和2以及对比例1和2的有机光电器件。
通过如下评价耐热性质：通过在160℃下热处理根据实施例1和2以及对比例1和2的有机光电器件3小时测量其外量子效率(EQE)和泄漏电流变化。
外量子效率(EQE)变化示于表2中，并且其泄漏电流变化示于表3中。
(表2)
(表3)
参照表2和3，根据实施例1和2的有机光电器件显示出与根据对比例1的有机光电器件等同的(相当的)外量子效率和在高温下热处理之后显著降低的暗电流密度。
图8为说明根据一些实例实施方式的电子设备800的图。
参照图8，电子设备800包括存储器820、处理器830、器件840和通信接口(界面)850。器件840可包括本文中说明和描述的任何有机光电器件，包括图1A-B中所示的有机光电器件100的实例实施方式。器件840可包括本文中说明和描述的任何有机CMOS图像传感器，包括图2-3中所示的有机CMOS图像传感器300、图4中所示的有机CMOS图像传感器400和图5-6中所示的有机CMOS图像传感器500的任何实例实施方式。
电子设备800可包括在一个或多个各种电子设备中，包括例如移动电话、数码相机、传感器设备、生物传感器设备等。在一些实例实施方式中，电子设备800可包括如下的一种或多种：图像提供服务器、移动设备、计算设备、图像输出设备和图像捕捉设备。移动设备可包括移动电话、智能电话、个人数字助手(PDA)、其一些组合等。计算设备可包括个人计算机、平板计算机、膝上型计算机、上网本、其一些组合等。图像输出设备可包括TV、智能TV、其一些组合等。图像捕捉设备可包括相机、摄像放像机、其一些组合等。
存储器820、处理器830、显示面板860和通信接口850可通过总线810彼此通信。
通信接口850可使用多种因特网协议从外部设备进行数据通信。例如，通信接口850可将由器件840产生的传感器数据通信至外部设备。外部设备可包括例如图像提供服务器，显示设备，移动设备如移动电话、智能电话、个人数字助手(PDA)、平板计算机和膝上型计算机，计算设备如个人计算机(PC)、平板PC和上网本，图像输出设备如TV和智能TV，以及图像捕捉设备如相机和摄像放像机。
处理器830可执行程序和控制电子设备800。将由处理器830执行的程序编码可存储在存储器820中。电子系统可通过输入/输出器件(未示出)连接至外部设备并且与外部设备交换数据。
存储器820可存储从器件840输出的信息，包括从晶体管92传输的信息。存储器820可为易失性或非易失性存储器。存储器820可为非暂时性计算机可读存储介质。存储器可存储如下的计算机可读指令：当执行时，其导致如本文中描述的一种或多种方法、功能、过程等的执行。在一些实例实施方式中，处理器830可执行在存储器820处存储的计算机可读指令的一条或多条。
在一些实例实施方式中，电子设备可包括可输出至少部分地基于从器件840输出的信息产生的图像的显示面板860。
在一些实例实施方式中，电子设备800可缺少显示面板860。在一些实例实施方式中，通信接口850可包括USB和/或HDMI接口。在一些实例实施方式中，通信接口850可包括无线通信接口。
图9为显示根据一些实例实施方式的太阳能电池900的横截面图。参照图9，太阳能电池900包括第一电极902和第二电极910、以及位于第一电极902和第二电极910之间的光活性层906。
基底(未示出)可位于第一电极902或第二电极910处，且可包括光透射材料。光透射材料可包括例如无机材料(例如玻璃)、或有机材料(例如，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰胺、聚醚砜、或其组合)。
第一电极902和第二电极910之一为阳极且另一个为阴极。第一电极902和第二电极910的至少一个可为光透射电极，且光可朝着光透射电极进入。光透射电极可由如下制成：例如导电氧化物(例如，氧化铟锡(ITO)、铟掺杂的氧化锌(IZO)、氧化锡(SnO2)、铝掺杂的氧化锌(AZO)和/或镓掺杂的氧化锌(GZO))，或者导电碳(例如碳纳米管(CNT)或石墨烯)的透明导体。第一电极902和第二电极910的至少一个可为不透明电极，其可由不透明导体如铝(Al)、银(Ag)、金(Au)和/或锂(Li)制成。
第一和第二辅助层904和908可分别位于第一电极902和光活性层906之间以及在第二电极910和光活性层906之间。第一和第二辅助层904和908可提高在第一电极902和光活性层906之间以及在第二电极910和光活性层906之间的电荷迁移率。第一和第二辅助层904和908可为选自如下的至少一种：例如，电子注入层(EIL)、电子传输层、空穴注入层(HIL)、空穴传输层和空穴阻挡层，但不限于此。可省略第一和第二辅助层904和908之一或二者。
光活性层906可具有其中至少两个光活性层堆叠的串联(tandem)结构。
太阳能电池900可为或包括根据一些实例实施方式的有机光电器件。
图10为根据一些实例实施方式的有机发光显示装置1000的截面图。
参照图10，第一电极1003a和第二电极1003b位于基底1001上，第一发射层1005a位于第一电极1003a上，且第二发射层1005b位于第二电极1003b之下。
基底1001可包括选自如下的材料：玻璃、石英、硅、合成树脂、金属及其组合。合成树脂可包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚降冰片烯和/或聚醚砜(PES)等。所述金属可包括不锈钢箔和/或铝箔等。
第一电极1003a可包括具有约4.3eV-约5.0eV、约4.3eV-约4.7eV或约4.3eV-约4.5eV的功函数的材料。根据实例实施方式，所述材料可包括铝(Al)、铜(Cu)、镁(Mg)、钼(Mo)和/或其合金等。另外，可层合这些金属以提供第一电极。第一电极1003a可具有约10nm-约300nm的厚度。
第二电极1003b可包括具有约10.3eV-约10.7eV或者约10.5eV-约10.7eV的功函数的材料。根据一些实例实施方式，第二电极1003b可包括Ba:Al。第二电极1003b可具有约10nm-约300nm的厚度。
中间电极1009位于第一发射层1005a和第二发射层1005b之间。中间电极1009可包括具有约5.0eV-约5.2eV的功函数的材料。根据一些实例实施方式，所述材料可包括导电聚合物。导电聚合物可包括聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚并苯、聚亚苯基、聚亚苯基亚乙烯基、其衍生物、其共聚物或其混合物。
缓冲层1007可位于第一发射层1005a和中间电极1009之间，且可包括选自金属氧化物、聚电解质及其组合的材料。其组合指的是被混合或层合以提供多层的金属氧化物和聚电解质。另外，可层合不同种类的金属氧化物或聚电解质。
有机发光显示装置1000可为或包括根据一些实例实施方式的有机光电器件。
图11为显示根据一些实例实施方式的传感器1100的图。
参照图11，传感器1100(例如，气体传感器、光传感器、能量传感器，但实例实施方式不限于此)包括至少一个配置成将信号输出至处理器1130的电极1120。处理器1130可包括微处理器，但实例实施方式不限于此。
传感器1100可为或包括根据一些实例实施方式的有机光电器件。
尽管已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本公开内容，但是将理解，本发明不限于所公开的实施方式，而是相反，意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种变型和等同布置。
Claims (17)
1.有机光电器件，包括：
第一电极；
在所述第一电极上的第二电极；
在所述第一电极和所述第二电极之间的光电转换层，所述光电转换层包括p-n结，所述p-n结包括第一材料和第二材料；以及
与所述第一电极邻近的夹层，所述夹层在所述第一电极和所述光电转换层之间并且包括第三材料；
其中所述第一材料和所述第三材料各自为具有1.7eV-2.3eV的能带隙的有机材料，
其中所述第一材料和所述第三材料相同或不同并且各自包括由化学式1表示的化合物，
[化学式1]
其中，在化学式1中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
EDG为供电子基团，
EAG为受电子基团，
R1和R2各自独立地为氢和单价取代基之一，且
Ra和Rb各自独立地为氢、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杂芳基、取代或未取代的C1-C6烷氧基、卤素和氰基之一。
2.如权利要求1所述的有机光电器件，其中所述第一材料的能带隙和所述第三材料的能带隙之间的能带隙差小于或等于0.1eV。
3.如权利要求1所述的有机光电器件，其中所述第一材料和所述第三材料的HOMO能级差或者所述第一材料和所述第三材料的LUMO能级差小于0.2eV。
4.如权利要求1所述的有机光电器件，其中，
所述第一材料由化学式1A表示，和
所述第三材料由化学式1B表示，
[化学式1A]
[化学式1B]
其中，在化学式1A和1B中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Ar为取代或未取代的5元芳环、取代或未取代的6元芳环和两个或更多个前述环的稠环之一，
Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：
取代或未取代的C6-C30芳基，和
取代或未取代的C3-C30杂芳基，且
R1a-R3a、R1b-R3b、Ra和Rb各自独立地为如下之一：
氢，
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杂芳基，
取代或未取代的C1-C6烷氧基，
卤素，和
氰基。
5.如权利要求4所述的有机光电器件，其中，
所述第一材料由化学式1A-1表示，和
所述第三材料由化学式1B-1表示，
[化学式1A-1]
[化学式1B-1]
其中，在化学式1A-1和1B-1中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Z1为O和CRcRd之一，
Y1为N和CRe之一，
Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：
取代或未取代的C6-C30芳基，和
取代或未取代的C3-C30杂芳基，
R1a-R3a、R11a、R12a、R1b-R3b、R11b、R12b和Ra-Re各自独立地为如下之一：
氢，
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杂芳基，
取代或未取代的C1-C6烷氧基，
卤素，和
氰基，
m1为0或1，
m2为0-4的整数，包括端点，和
n1为0或1。
6.如权利要求4所述的有机光电器件，其中，
所述第一材料由化学式1A-2表示，和
所述第三材料由化学式1B-2表示，
[化学式1A-2]
[化学式1B-2]
其中，在化学式1A-2和1B-2中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：
取代或未取代的C6-C30芳基，和
取代或未取代的C3-C30杂芳基，且
R1a-R3a、R15a-R17a、R1b-R3b、R15b-R17b以及Ra和Rb各自独立地为如下之一：
氢，
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杂芳基，
取代或未取代的C1-C6烷氧基，
卤素，和
氰基。
7.如权利要求4所述的有机光电器件，其中，
所述第一材料由化学式1A-3表示，和
所述第三材料由化学式1B-3表示，
[化学式1A-3]
[化学式1B-3]
其中，在化学式1A-3和1B-3中，
X为Se、Te、SO、SO2和SiRaRb之一，
Y3为O、S、Se和Te之一，
Y4为N和NR18之一，
Y5为CR19和C＝CR20(CN)之一，
Ar1a、Ar2a、Ar1b和Ar2b各自独立地为如下之一：
取代或未取代的C6-C30芳基，和
取代或未取代的C3-C30杂芳基，且
R1a-R3a、R1b-R3b、R18-R20、Ra和Rb各自独立地为如下之一：
氢，
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杂芳基，
取代或未取代的C1-C6烷氧基，
卤素，和
氰基。
8.如权利要求1所述的有机光电器件，其中所述夹层进一步包括金属氧化物。
9.如权利要求8所述的有机光电器件，其中所述金属氧化物包括如下的至少一种：钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物和镍氧化物。
10.如权利要求1所述的有机光电器件，进一步包括：
在所述第二电极和所述光电转换层之间的辅助层，其中所述辅助层包括金属氧化物。
11.如权利要求10所述的有机光电器件，其中所述辅助层包括如下的至少一种：含钼氧化物、含钨氧化物、含钒氧化物、含铼氧化物、含镍氧化物、含锰氧化物、含铬氧化物和含钴氧化物。
12.如权利要求11所述的有机光电器件，其中所述辅助层包括如下的至少一种：钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、锰氧化物、锂锰氧化物、铁锰氧化物、钴锰氧化物、钾锰氧化物、锂铬氧化物、铁铬氧化物、钴铬氧化物、钾铬氧化物、锂钴氧化物、铁钴氧化物和钾钴氧化物。
13.如权利要求11所述的有机光电器件，其中所述辅助层进一步包括金属。
14.如权利要求13所述的有机光电器件，其中所述金属包括如下的至少一种：铝(Al)、钙(Ca)、镁(Mg)、锂(Li)、金(Au)、银(Ag)和铜(Cu)。
15.如权利要求1所述的有机光电器件，其中所述第一电极为阳极和所述第二电极为阴极。
16.图像传感器，包括如权利要求1-15任一项所述的有机光电器件。
17.电子设备，包括如权利要求16所述的图像传感器。
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