CN107546327B - 有机光电子器件、图像传感器和电子设备 - Google Patents

有机光电子器件、图像传感器和电子设备 Download PDF

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Abstract

公开有机光电子器件、图像传感器和电子设备。所述有机光电子器件包括彼此面对的第一电极和第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括光电转换区域和掺杂区域的光吸收层，所述光电转换区域包括p型光吸收材料和n型光吸收材料，所述掺杂区域包括所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种以及激子猝灭剂，其中所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种选择性地吸收可见光的一部分，且图像传感器包括所述有机光电子器件。

Description

有机光电子器件、图像传感器和电子设备
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0081554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
实例实施方式提供有机光电子器件以及包括其的图像传感器和电子设备。
背景技术
光电子器件可利用光电效应将光转换成电信号或者将电信号转换成光。光电子器件可包括光电二极管、光电晶体管等。光电子器件可应用于多种设备(器件)，包括图像传感器、太阳能电池、有机发光二极管、其一些组合等(例如，包括于其中)。
包括光电二极管的图像传感器要求相对高的分辨率和因此的较小的像素。目前，硅光电二极管被广泛地使用。在一些情况中，由于因相对小的像素所致的相对小的吸收面积，硅光电二极管呈现恶化的灵敏度的问题。因此，已经研究了能够代替硅的有机材料。
有机材料具有相对高的消光系数并取决于分子结构而选择性地吸收特定波长区域中的光，且因而可同时代替光电二极管和滤色器并且结果改善灵敏度和对相对高度的集成作贡献。
发明内容
实例实施方式提供能够提高波长选择性的有机光电子器件。
实例实施方式还提供包括所述有机光电子器件的图像传感器。
实例实施方式还提供包括所述有机光电子器件的电子设备。所述电子设备可包括所述图像传感器、太阳能电池、光电探测器、光电传感器、和有机发光二极管(OLED)。
根据实例实施方式，有机光电子器件包括：彼此面对的第一电极和第二电极、以及在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括p型光吸收材料和n型光吸收材料的光吸收层，其中所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种选择性地吸收可见光的一部分，和所述光吸收层包括光电转换区域和掺杂区域，所述光电转换区域包括所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料，所述掺杂区域包括所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种、以及激子猝灭剂。
所述光电转换区域可包括接近所述第一电极的第一光电转换区域和接近所述第二电极的第二光电转换区域，和所述掺杂区域在所述第一光电转换区域和所述第二光电转换区域之间。
所述第二电极可比所述第一电极更接近光入射侧，和所述第二光电转换区域的厚度可与所述第一光电转换区域的厚度相同或大于所述第一光电转换区域的厚度。
所述激子猝灭剂可包括金属、半金属、金属氧化物、半金属氧化物、有机材料、或其组合。
所述激子猝灭剂可包括能传输空穴的金属、能传输空穴的半金属、能传输空穴的金属氧化物、能传输空穴的半金属氧化物、能传输空穴的有机材料、或其组合。
所述激子猝灭剂可包括铜、银、金、铝、钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、或其组合。
基于所述掺杂区域的总体积，可以小于或等于约50体积％的量包括所述激子猝灭剂。
所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种可选择性地吸收如下的至少一种中的光：大于或等于约400nm且小于500nm的波长区域、约500nm-约600nm的波长区域、和大于约600nm且小于或等于约700nm的波长区域。
所述光吸收层可吸收在彼此不同的波长区域中的第一可见光和第二可见光，和所述第一可见光的大部分可被吸收在所述光电转换区域中且所述第二可见光的大部分可被吸收在所述掺杂区域中。
所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一可选择性地吸收所述第一可见光并且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种可吸收所述第一可见光和所述第二可见光。
所述第一可见光可在约500nm-约600nm的波长区域中且所述第二可见光可在大于或等于约400nm且小于500nm的波长区域中。
所述有机光电子器件对于所述第一可见光和所述第二可见光的外量子效率可满足关系方程1。
[关系方程1]
EQE最大/EQE450nm≥3.80
在关系方程1中，
EQE最大为使用入射光子-电流转换效率(IPCE)方法测量的所述第一可见光在最大吸收波长处的外量子效率，和
EQE450nm为使用入射光子-电流转换效率(IPCE)方法测量的在450nm处的外量子效率。
所述p型光吸收材料可选择性地吸收所述第一可见光且所述n型光吸收材料可吸收所述第一可见光和所述第二可见光。
所述n型光吸收材料可为富勒烯或富勒烯衍生物。
所述p型光吸收材料可为包括包含给电子部分、π共轭连接基团、和受电子部分的核心结构的有机材料。
所述p型光吸收材料可为由化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
EDG为给电子基团，
EAG为受电子基团，和
R1、R2、Ra、和Rb独立地为氢或单价取代基。
所述p型光吸收材料可为由化学式1A或1B表示的化合物。
在化学式1A或1B中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Ar为取代或未取代的5元环、取代或未取代的6元环、或者两个或更多个前述环的稠环，
在化学式1A中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，且在化学式1B中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，和
R1a-R3a和Ra-Rm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、或氰基。
所述p型光吸收材料可为由化学式1A-1至1B-4之一表示的化合物。
[化学式1A-1]
[化学式1A-2]
[化学式1A-3]
[化学式1A-4]
[化学式1B-1]
[化学式1B-2]
[化学式1B-3]
[化学式1B-4]
在化学式1A-1至1B-4中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Z1为O或CRcRd，
Y1为N或CRe，
Y2选自O、S、Se、Te、和C(Rf)(CN)，
Y3为O、S、Se、或Te，
Y4为N或NR18a，
Y5为CR19a或C＝CR20a(CN)，
在化学式1A-1至1A-4中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，且在化学式1B-1至1B-4中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，
R1a-R3a、R11a、R12a、R15a-R20a、R24a、R25a、和Ra-Rm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、或氰基，
n1为0或1，
m1为0或1，和
m2为0-4的整数。
根据实例实施方式，图像传感器包括所述有机光电子器件。
根据实例实施方式，电子设备包括所述图像传感器。
附图说明
图1为显示根据实例实施方式的有机光电子器件的横截面图，
图2为显示图1的有机光电子器件的一个实例的横截面图，
图3为显示根据实例实施方式的有机光电子器件的横截面图，
图4为显示根据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5A为显示图4的CMOS图像传感器的一个实例的横截面图，
图5B为图5A中图解的图像传感器300的部分A的横截面图，
图6为显示图4的有机CMOS图像传感器的另一实例的横截面图，
图7为显示根据实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，和
图8A为图7的有机CMOS图像传感器的横截面图且图8B为图8A中图解的图像传感器500的部分A的横截面图。
图9为图解根据一些实例实施方式的电子设备600的图，
图10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11为根据一些实例实施方式的有机发光二极管显示装置的截面图，和
图12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
将在下文中详细地描述实例实施方式，且其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且将不被解释为限于本文中阐述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。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。
尽管术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、组分、区域、层、和/或部分，但这些元件、组分、区域、层、和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、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，在不背离本公开内容的范围的情况下，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上相对的术语例如“在……之下”、“在……下方”、“下部”、“在……下面”、“在……上方”、“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。将理解，除图中所描绘的方位之外，空间上相对的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，被描述为“在”其它元件或特征“下方”、“之下”或“下面”的元件则将被定向“在”其它元件或特征“上方”。因此，实例术语“在……下方”和“在……下面”可包括在……上方和在……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)，并且本文中所使用的空间上相对的描述词相应地进行解释。另外，当一个元件被称为“在”两个元件“之间”时，所述元件可为在所述两个元件之间的唯一元件，或者可存在一个或多个其它中间元件。
如本文中使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述(该)”也意图包括复数形式，除非上下文清楚地另外指明。将进一步理解，术语“包括”和/或“包含”当用在本说明书中时，表明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件、和/或组分，但不排除存在或增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。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关列举条目的一个或多个的任何和全部组合。表述例如“的至少一个(种)”当在要素列表之前或之后时，修饰整个要素列表而不修饰所述列表的单独要素。此外，术语“示例性(的)”意图指的是实例或例证。
当一个元件被称为“在”另外的元件“上”、“连接到”、“结合到”、或“邻近于”另外的元件时，所述元件可直接在所述另外的元件上、直接连接到、结合到、或邻近于所述另外的元件，或者可存在一个或多个另外的中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”、“直接连接到”、“直接结合到”、或“直接邻近于”另外的元件时，则不存在中间元件。
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相同。术语，例如在常用字典中定义的那些，应被解释为其含义与它们在本公开内容和/或相关领域的背景中的含义一致，并且不应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。
在附图中，为了实施方式的清楚，省略与描述没有关系的部分，并且在说明书中，相同或相似的构成元件始终由相同的参考符号表示。
在下文中，参照附图描述根据实例实施方式的有机光电子器件。
图1为显示根据实例实施方式的有机光电子器件的横截面图，且图2为显示图1的有机光电子器件的一个实例的横截面图。
参照图1，根据实例实施方式的有机光电子器件100包括彼此面对的第一电极10和第二电极20、以及在第一电极10和第二电极20之间的光吸收层30。
第一电极10和第二电极20之一为阳极，且另一个为阴极。第一电极10和第二电极20的至少一个可为光透射电极，且所述光透射电极可至少部分地包括例如透明导体，包括氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)、或薄的单层或多层的金属薄层。当第一电极10和第二电极20之一为非光透射电极时，第一电极10或第二电极20可至少部分地包括例如不透明导体例如铝(Al)。
例如，第一电极10和第二电极20为光透射电极。
光吸收层30包括p型光吸收材料和n型光吸收材料并由此吸收在给定或预定波长区域中的光以产生激子且然后将所产生的激子分离成空穴和电子。
所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种选择性地吸收可见光的一部分，且例如所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种可选择性地吸收如下的至少一种中的光：大于或等于约400nm且小于约500nm的波长区域、约500nm-约600nm的波长区域、和大于约600nm且小于或等于约700nm的波长区域。即，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种可选择性地吸收绿色光、蓝色光、和红色光的至少一种。
例如，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一可选择性地吸收绿色光、蓝色光、和红色光之一，且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种可吸收绿色光、蓝色光、和红色光的两种或更多种。
例如，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一可选择性地吸收绿色光，且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种可吸收蓝色光和/或红色光以及绿色光。
例如，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一可选择性地吸收红色光，且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种可吸收蓝色光和/或绿色光以及红色光。
例如，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一可选择性地吸收蓝色光，且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种可吸收红色光和/或绿色光以及蓝色光。
例如，所述p型光吸收材料可选择性地吸收绿色光，且所述n型光吸收材料可吸收蓝色光和/或红色光以及绿色光。
例如，所述n型光吸收材料可选择性地吸收绿色光，且所述p型光吸收材料可吸收蓝色光和/或红色光以及绿色光。
例如，所述p型光吸收材料可选择性地吸收红色光，且所述n型光吸收材料可吸收蓝色光和/或绿色光以及红色光。
例如，所述n型光吸收材料可选择性地吸收红色光，且所述p型光吸收材料可吸收蓝色光和/或绿色光以及红色光。
例如，所述p型光吸收材料可选择性地吸收蓝色光，且所述n型光吸收材料可吸收绿色光和/或红色光以及蓝色光。
例如，所述n型光吸收材料可选择性地吸收蓝色光，且所述p型光吸收材料可吸收绿色光和/或红色光以及蓝色光。
光吸收层30包括光电转换区域，所述光电转换区域通过由所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料吸收的在给定或预定波长区域中的光产生激子，然后将所产生的激子分离成空穴和电子。
光吸收层30包括掺杂区域，所述掺杂区域包括减少或抑制光电转换的激子猝灭剂。所述掺杂区域可设置在光吸收层30内部，例如，在光电转换区域之间。
光吸收层30的掺杂区域可包括激子猝灭剂掺杂在其中的p型光吸收材料和n型光吸收材料的至少一种。例如，光吸收层30的掺杂区域可包括p型光吸收材料和激子猝灭剂。例如，光吸收层30的掺杂区域可包括n型光吸收材料和激子猝灭剂。例如，光吸收层30的掺杂区域可包括p型光吸收材料、n型光吸收材料、和激子猝灭剂。基于所述掺杂区域的总体积，可以小于或等于约50体积％、例如约0.1体积％-约50体积％、约1体积％-约40体积％、或约5体积％-约40体积％的量包括所述激子猝灭剂。
所述激子猝灭剂没有特别限制，只要其可减少和/或抑制激子的产生或者通过从激子移走能量而减少和/或抑制激子的活性，并且可为例如金属、半金属、金属氧化物、半金属氧化物、有机材料、或其组合。
所述激子猝灭剂可为例如能传输空穴的激子猝灭剂例如能传输空穴的金属、能传输空穴的半金属、能传输空穴的金属氧化物、能传输空穴的半金属氧化物、能传输空穴的有机材料、或其组合。在本文中，空穴传输能力指的是如下特性：通过接收光而贡献出电子和形成或传输空穴，以及具有沿着HOMO能级的传导特性和使空穴被容易地传输。所述能传输空穴的激子猝灭剂可具有例如大于或等于约4.5eV的功函或者大于或等于约5.0eV的HOMO能级，但不限于此。
所述激子猝灭剂可为例如铜、银、金、铝、钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、或其组合，但不限于此。
所述激子猝灭剂可为例如能传输电子的激子猝灭剂且可为例如能传输电子的金属、能传输电子的半金属、能传输电子的金属氧化物、能传输电子的半金属氧化物、能传输电子的有机材料、或其组合。在这里，电子传输能力指的是如下特性：通过接收光而接受电子，以及具有沿着LUMO能级的传导特性和使电子被容易地传输。所述能传输电子的激子猝灭剂可为例如具有小于约4.5eV的功函或者小于或等于约4.5eV的LUMO能级的材料，但不限于此。
所述激子猝灭剂可为例如锰氧化物、钛氧化物、锌氧化物、或其组合，但不限于此。
例如，参照图2，光吸收层30可包括接近第一电极10的第一光电转换区域30a、接近第二电极20的第二光电转换区域30b、以及设置在第一光电转换区域30a和第二光电转换区域30b之间的掺杂区域30c。即，第一光电转换区域30a、掺杂区域30c、和第二光电转换区域30b可沿着光吸收层30的厚度方向顺序地设置。
第一光电转换区域30a和第二光电转换区域30b可分别包括p型光吸收材料和n型光吸收材料，且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料可以体异质结的形式混合。第一光电转换区域30a和第二光电转换区域30b可分别以例如约1:10-约10:1、约2:8-约8:2、约3:7-约7:3、或约4:6-约6:4的体积比包括p型光吸收材料和n型光吸收材料。
掺杂区域30c可包括所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种、和激子猝灭剂。例如，掺杂区域30c可包括所述p型光吸收材料和所述激子猝灭剂的混合物。例如，掺杂区域30c可包括所述n型光吸收材料和所述激子猝灭剂的混合物。例如，掺杂区域30c可包括所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和所述激子猝灭剂的混合物。当掺杂区域30c包括所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和所述激子猝灭剂时，在掺杂区域30c中，所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的组成比可与在第一光电转换区域30a和第二光电转换区域30b中相同。基于掺杂区域30c的总体积，可以小于或等于约50体积％、例如约0.1体积％-约50体积％、约1体积％-约40体积％、或约5体积％-约40体积％的量包括所述激子猝灭剂。
掺杂区域30c可具有约1nm-约50nm、例如约5nm-约40nm、或约10nm-约30nm的厚度。
第一光电转换区域30a与第二光电转换区域30b的厚度之和可大于掺杂区域30c的厚度。第一光电转换区域30a和第二光电转换区域30b的厚度没有特别限制，且例如接近光接收侧的光电转换区域可具有充足的厚度。例如，当第二电极20比第一电极10更接近光接收侧时，第二光电转换区域30b的厚度可与第一光电转换区域30a的厚度相同或大于第一光电转换区域30a的厚度。
掺杂区域30c包括激子猝灭剂且由此可减少和/或抑制由在掺杂区域30c中的p型光吸收材料和/或n型光吸收材料产生的激子的活性以降低在掺杂区域30c中的吸收的光的光电转换效率。
光吸收层30可取决于位置、例如沿着厚度方向而主要吸收在不同波长区域中的光。例如，绿色光可主要被吸收在接近光吸收层30的入射侧的区域中，且蓝色光可主要被吸收在光吸收层30的中间区域中。
在实例实施方式中，考虑到光吸收层30的光吸收区域取决于可见光线波长区域而改变，可在主要吸收不期望的区域的光的区域中形成包括激子猝灭剂的掺杂区域30c以降低在不期望的波长区域中的光电转换效率且因此提高有机光电子器件的波长选择性。
例如，当光吸收层30主要吸收作为期望的波长区域的约500nm-约600nm波长区域的绿色光时，所述约500nm-约600nm波长区域的光的大部分被吸收在第一和第二光电转换区域30a和30b中，且另外的波长区域的光的大部分可被吸收在掺杂区域30c中。
特别地，有机光电子器件100的外量子效率(EQE)可与光吸收层30的吸光度(absorbance)和内量子效率(IQE)成比例，且内量子效率(IQE)可分为电荷分离效率(CS)和电荷收集效率(CC)。
在实例实施方式中，可通过如下保证期望的波长区域的光的吸光度和电荷分离效率：在吸收期望的波长区域的光的区域中以能够发挥最佳效率的组成比包括p型光吸收材料和n型光吸收材料，且同时，可通过如下降低不期望的波长区域的光的电荷分离效率：在吸收不期望的区域的光的区域中形成其中掺杂激子猝灭剂的掺杂区域30c。因此，可保证期望的波长区域的光的外量子效率(EQE)，且同时，可提高所述不期望的波长区域的光的波长选择性。
另一方面，所述激子猝灭剂例如如上所述的能传输空穴的激子猝灭剂或能传输电子的激子猝灭剂可具有电荷转移特性。因此，当从第一和第二光电转换区域30a和30b分离的空穴通过掺杂区域30c时，所述激子猝灭剂可提高所述空穴朝向阳极(即第一电极10和第二电极20的任一个)的迁移率，而且，当从第一和第二光电转换区域30a和30b分离的电子通过掺杂区域30c时，所述激子猝灭剂可提高所述电子朝向阴极(即第一电极10和第二电极20的任一个)的迁移率。特别地，当所述激子猝灭剂为能传输空穴的激子猝灭剂时，在光吸收层30中的电子和空穴之间的迁移率可通过提高通常具有比电子的迁移率低的空穴的迁移率而得以平衡。
因此，根据实例实施方式的有机光电子器件可通过提高电荷迁移率以及波长选择性而实现相对高的效率。
例如，所述波长选择性可例如作为期望的波长区域的光和不期望的波长区域的光的外量子效率(EQE)比计算。例如，当光吸收层30为主要吸收在约500nm-约600nm的波长区域中的光的绿色光吸收层并且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一选择性地吸收在约500nm-约600nm的波长区域中的第一可见光且所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种吸收在大于或等于约400nm且小于约500nm的波长区域中的第二可见光以及在约500nm-约600nm的波长区域中的第一可见光时，所述有机光电子器件对于所述第一可见光和所述第二可见光的外量子效率可满足关系方程1。
[关系方程1]
EQE最大/EQE450nm≥3.80
在关系方程1中，
EQE最大为使用入射光子-电流转换效率(IPCE)方法测量的所述第一可见光在最大吸收波长处的外量子效率，和
EQE450nm为使用入射光子-电流转换效率(IPCE)方法测量的在450nm处的外量子效率。
例如，在所述范围内，例如其可满足关系方程1a。
[关系方程1a]
EQE最大/EQE450nm≥3.85
例如，在所述范围内，例如其可满足关系方程1b。
[关系方程1b]
EQE最大/EQE450nm≥4.00
例如，波长选择性可作为半宽度(FWHM)表示。半宽度(FWHM)指的是在取决于波长的光吸收曲线中对应于最大吸收点的一半的波长的宽度，并且可例如由通过UV-Vis光谱法测量的吸光度定义。光吸收层30可具有例如小于约110nm、例如小于或等于约105nm或者小于或等于约100nm的半宽度(FWHM)。
例如，光吸收层30的p型光吸收材料可选择性地吸收在约500nm-约600nm的波长区域中的第一可见光并且n型光吸收材料可吸收在约500nm-约600nm的波长区域中的第一可见光和在大于或等于约400nm且小于约500nm的波长区域中的第二可见光。
例如，光吸收层30的p型光吸收材料可为例如喹吖啶酮或其衍生物、亚酞菁或其衍生物并且n型光吸收材料可为富勒烯或富勒烯衍生物。
例如，光吸收层30的p型光吸收材料为例如具有包含给电子部分、π共轭连接基团、和受电子部分的核心结构的有机材料，并且n型光吸收材料可为富勒烯或富勒烯衍生物。
例如，光吸收层30的p型光吸收材料可为例如由化学式1表示的化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
EDG为给电子基团，
EAG为受电子基团，和
R1、R2、Ra、和Rb独立地为氢或单价取代基。
所述p型光吸收材料可为例如由化学式1A或1B表示的化合物。
在化学式1A或1B中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Ar为取代或未取代的5元环、取代或未取代的6元环、或者两个或更多个前述环的稠环，
在化学式1A中，Ar1a和Ar2独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，且在化学式1B中，Ar1a和Ar2独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，和
R1a-R3a和Ra-Rm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、或氰基。
所述p型光吸收材料可为例如由化学式1A-1至1A-4之一表示的化合物。
[化学式1A-1]
[化学式1A-2]
[化学式1A-3]
[化学式1A-4]
在化学式1A-1至1A-4中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Z1为O或CRcRd，
Y1为N或CRe，
Y2选自O、S、Se、Te、和C(Rf)(CN)，
Y3为O、S、Se、或Te，
Y4为N或NR18a，
Y5为CR19a或C＝CR20a(CN)，
Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，
R1a-R3a、R11a、R12a、R15a-R20a、R24a、R25a、和Ra-Rf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、或氰基，和
n1为0或1，m1为0或1，且m2为0-4的整数。
由化学式1A-1至1A-4之一表示的化合物可为例如组1的化合物，但不限于此。
[组1]
/>
/>
所述p型光吸收材料可为例如由化学式1B-1至1B-4之一表示的化合物。
[化学式1B-1]
[化学式1B-2]
[化学式1B-3]
[化学式1B-4]
在化学式1B-1至1B-4中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Z1为O或CRcRd，
Y1为N或CRe，
Y2选自O、S、Se、Te、和C(Rf)(CN)，
Y3为O、S、Se、或Te，
Y4为N或NR18a，
Y5为CR19a或C＝CR20a(CN)，
Ar1a和Ar2a独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，
R1a-R3a、R11a、R12a、R15a-R20a、R24a、R25a、和Ra-Rm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、或氰基，
n1为0或1，m1为0或1，和m2为0-4的整数。
由化学式1B-1至1B-4之一表示的化合物可为例如组2的化合物，但不限于此。
[组2]
/>
/>
/>
/>
在组2中，
各芳族环的氢可被选自如下的取代基代替：取代或未取代的C1-C30烷基、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C4-C30杂芳基、卤素、氰基、含氰基的基团、及其组合，和
R16、R17、R18、R20和Rf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C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳基、取代或未取代的C4-C30杂芳基、卤素、氰基、含氰基的基团、或其组合。
光吸收层30可包括包含p型光吸收材料和n型光吸收材料的本征层(I层)，且可进一步包括在所述本征层的一个表面或两个表面上的p型层和/或n型层。例如，有机光电子器件100可包括在第一电极10和第二电极20之间的p型层/I层、I层/n型层、p型层/I层/n型层等的多种组合。所述p型层可包括p型光吸收材料且所述n型层可包括n型光吸收材料。
光吸收层30可具有约1nm-约500nm、和特别地约5nm-约300nm的厚度。当光吸收层30具有在所述范围内的厚度时，光吸收层30可有效地吸收光，有效地将空穴与电子分离，并递送它们，由此有效地改善光电转换效率。
有机光电子器件100可进一步包括在第一电极10或第二电极20的一个表面上的高折射层(即抗反射层)(未示出)。
所述高折射层设置在入射侧并可降低入射光的反射且进一步改善光吸收。例如，当光从第一电极10进入时，所述高折射层可设置在第一电极10的一个表面上，且当光从第二电极20进入时，所述高折射层可设置在第二电极20的一个表面上。
所述高折射层可例如包括具有约1.6-约2.5的折射率的材料例如具有在所述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。所述高折射层可例如包括金属氧化物例如含铝的氧化物、含钼的氧化物、含钨的氧化物、含钒的氧化物、含铼的氧化物、含铌的氧化物、含钽的氧化物、含钛的氧化物、含镍的氧化物、含铜的氧化物、含钴的氧化物、含锰的氧化物、含铬的氧化物、含碲的氧化物、或其组合；金属硫化物例如硫化锌；或有机材料例如胺衍生物，但不限于此。
图3为显示根据实例实施方式的有机光电子器件的横截面图。
参照图3，像图2中所示的以上实例实施方式一样，根据实例实施方式的有机光电子器件200包括彼此面对的第一电极10和第二电极20、以及在第一电极10和第二电极20之间的光吸收层30。第一电极10、第二电极20、和光吸收层30与以上描述的相同。
然而，不同于图2中所示的以上实例实施方式，根据实例实施方式的有机光电子器件200进一步包括在第一电极10和光吸收层30之间以及在第二电极20和光吸收层30之间的电荷辅助层40和50。电荷辅助层40和50可促进从光吸收层30分离的空穴和电子的转移，以提高效率。
电荷辅助层40和50可为选自如下的至少一种：用于促进空穴注入的空穴注入层(HIL)、用于促进空穴传输的空穴传输层(HTL)、用于减少或防止电子传输的电子阻挡层(EBL)、用于促进电子注入的电子注入层(EIL)、用于促进电子传输的电子传输层(ETL)、和用于减少或防止空穴传输的空穴阻挡层(HBL)。
电荷辅助层40和50可包括例如有机材料、无机材料、或有机/无机材料。所述有机材料可为具有空穴或电子特性的有机化合物，且所述无机材料可为例如金属氧化物例如钼氧化物、钨氧化物、镍氧化物等。
所述空穴传输层(HTL)可包括选自例如如下的一种：聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(磺苯乙烯)(PEDOT:PSS)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、m-MTDATA、4,4′,4″-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、及其组合，但不限于此。
所述电子阻挡层(EBL)可包括选自例如如下的一种：聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(磺苯乙烯)(PEDOT:PSS)、多芳基胺、聚(N-乙烯基咔唑)、聚苯胺、聚吡咯、N,N,N',N'-四(4-甲氧基苯基)-联苯胺(TPD)、4-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、m-MTDATA、4,4′,4″-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、及其组合，但不限于此。
所述电子传输层(ETL)可包括选自例如如下的一种：1,4,5,8-萘-四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、LiF、Alq3、Gaq3、Inq3、Znq2、Zn(BTZ)2、BeBq2、及其组合，但不限于此。
所述空穴阻挡层(HBL)可包括选自例如如下的一种：1,4,5,8-萘-四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、LiF、Alq3、Gaq3、Inq3、Znq2、Zn(BTZ)2、BeBq2、及其组合，但不限于此。
可省略电荷辅助层40和50的任一个。
所述有机光电子器件可应用于图像传感器、光电探测器、光电传感器等，但不限于此。
所述有机光电子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子器件的图像传感器的实例。作为图像传感器的实例，说明有机CMOS图像传感器。
图4为显示根据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5A为显示图4的有机CMOS图像传感器的一个实例的横截面图且图5B为图5A中所示的图像传感器300的部分A的横截面图。
参照图4、5A和5B，根据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90、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，和有机光电子器件100。
半导体基底110可为硅基底，并且集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管90、和电荷存储器55。光感测器件50R和50B可为光电二极管。
光感测器件50B和50R、传输晶体管90、和/或电荷存储器55可集成在各个像素中，并且如图中所示，光感测器件50B和50R可包括在蓝色像素和红色像素中且电荷存储器55可包括在绿色像素中。
光感测器件50B和50R感测光，由所述光感测器件感测的信息可通过传输晶体管90传输，并且电荷存储器55与有机光电子器件100电连接，因此电荷存储器55的信息可通过传输晶体管90传输。
在一些实例实施方式、包括图5B中所示的实例实施方式中，金属线62和焊盘(垫，pad)64形成于半导体基底110上。为了减少信号延迟，金属线62和焊盘64可至少部分地包括具有相对低的电阻率的金属例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、和其合金，但不限于此。在一些实例实施方式中，金属线62和焊盘64可位于光感测器件50B和50R下面。
回到参考图5A，下部绝缘层60形成于金属线62和焊盘64上。下部绝缘层60可至少部分地包括无机绝缘材料(包括氧化硅和/或氮化硅)、或低介电常数(低K)材料(包括SiC、SiCOH、SiCO、和SiOF)。下部绝缘层60具有使电荷存储器55暴露的通孔。通孔85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包括形成于蓝色像素中的蓝色滤色器70B和形成于红色像素中的红色滤色器70R。在实例实施方式中，未形成绿色滤色器，但是如果需要，可形成绿色过滤器。
上部绝缘层80形成于滤色器层70上。上部绝缘层80消除由滤色器层70引起的台阶并且使表面光滑。上部绝缘层80和下部绝缘层60可包括使焊盘暴露的接触孔(未示出)、和使绿色像素的电荷存储器55暴露的通孔85。
有机光电子器件100形成于上部绝缘层80上。有机光电子器件100包括如上所述的第一电极10、光吸收层30、和第二电极20。
第一电极10和第二电极20可为透明电极，且光吸收层30与以上描述的相同。光吸收层30可选择性地吸收绿色波长区域中的光并且代替绿色像素的滤色器。
当光从第二电极20进入时，绿色波长区域中的光可主要被吸收在光吸收层30中并且被光电转换，而在剩余的波长区域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。
如上所述，配置成选择性地吸收绿色波长区域中的光的有机光电子器件具有堆结构，且因此图像传感器的尺寸可减小以实现小型化的图像传感器。另外，如上所述，通过改善在有机光电子器件100的光吸收层30中的绿色波长选择性，由于在除绿色之外的其它波长区域中的光所致的串扰可减少且图像传感器的灵敏度可提高。
在图5A中，包括图1的有机光电子器件100，但其不限于此，且因此可以相同的方式应用图3的有机光电子器件200。
在图4和5A中，其中配置成选择性地吸收在绿色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠的堆结构被图解作为实例，但本公开内容不限于此。本公开内容可具有其中配置成选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠并且绿色光感测器件和红色光感测器件可集成在半导体基底110中的结构、或其中配置成选择性地吸收在红色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠并且绿色光感测器件和蓝色光感测器件可集成在半导体基底110中的结构。
图6为显示图4的有机CMOS图像传感器的另一实例的横截面图。
像图5A中所示的以上实例实施方式一样，根据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90、和电荷存储器55的半导体基底110，上部绝缘层80，和有机光电子器件100。
根据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的蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R并且省略滤色器层70。蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R与电荷存储器55电连接并且它们的信息可通过传输晶体管90传递。蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R可根据堆深度选择性地吸收在各波长区域中的光。
如上所述，配置成选择性地吸收在绿色波长区域中的光的有机光电子器件具有堆结构并且红色光感测器件和蓝色光感测器件被堆叠且因此图像传感器的尺寸可减小以实现小型化的图像传感器。另外，如上所述，通过改善在有机光电子器件100的光吸收层30中的绿色波长选择性，由于在除绿色之外的其它波长区域中的光所致的串扰可减小并且灵敏度可提高。
在图6中，包括图1的有机光电子器件100，但其不限于此，且因此可以相同的方式应用图3的有机光电子器件200。
在图6中，示例性地图解了其中配置成选择性地吸收在绿色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠的堆结构，但本公开内容不限于此。本公开内容可具有其中配置成选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠并且绿色光感测器件和红色光感测器件可集成在半导体基底110中的结构、或其中配置成选择性地吸收在红色波长区域中的光的有机光电子器件被堆叠并且绿色光感测器件和蓝色光感测器件可集成在半导体基底110中的结构。
图7为显示根据实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意性顶视平面图，并且图8A为图7的有机CMOS图像传感器的横截面图且图8B为图8A中图解的图像传感器500的部分A的横截面图。
根据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在绿色波长区域中的光的绿色光电子器件、配置成选择性地吸收在蓝色波长区域中的光的蓝色光电子器件、和配置成选择性地吸收在红色波长区域中的光的红色光电子器件，并且它们被堆叠。
根据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、第一有机光电子器件100a、第二有机光电子器件100b、和第三有机光电子器件100c。
半导体基底110可为硅基底，并且集成有传输晶体管90以及电荷存储器55a、55b、和55c。
在一些实例实施方式、包括图9B中所示的实例实施方式中，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62和垫64上。
第一有机光电子器件100a形成于下部绝缘层60上。
第一有机光电子器件100a包括彼此面对的第一电极10a和第二电极20a、以及在第一电极10a和第二电极20a之间的光吸收层30a。第一电极10a和第二电极20a之一可为阳极且另一个可为阴极。光吸收层30a可选择性地吸收在红色、蓝色和绿色波长区域之一中的光。例如，第一有机光电子器件100a可为红色光电子器件。
第二有机光电子器件100b形成于中间绝缘层70上。
第二有机光电子器件100b包括彼此面对的第一电极10b和第二电极20b、以及在第一电极10b和第二电极20b之间的光吸收层30b。第一电极10b和第二电极20b之一可为阳极且另一个可为阴极。光吸收层30b可选择性地吸收在红色、蓝色和绿色波长区域之一中的光。例如，第二有机光电子器件100b可为蓝色光电子器件。
上部绝缘层80形成于第二有机光电子器件100b上。下部绝缘层60、中间绝缘层70、和上部绝缘层80具有使电荷存储器55a、55b和55c暴露的多个通孔。
第三有机光电子器件100c形成于上部绝缘层80上。第三有机光电子器件100c包括第一电极10c和第二电极20c、以及在第一电极10c和第二电极20c之间的光吸收层30c。第一电极10c和第二电极20c之一可为阳极且另一个可为阴极。光吸收层30c可选择性地吸收在红色、绿色和蓝色波长区域之一中的光。例如，第三有机光电子器件100c可为绿色光电子器件。
第一有机光电子器件100a的光吸收层30a、第二有机光电子器件100b的光吸收层30b、和第三有机光电子器件100c的光吸收层30c的至少一个包括如上所述的光电转换区域和包括激子猝灭剂的掺杂区域。具体说明与以上描述的相同。
图8A显示了其中第一有机光电子器件100a、第二有机光电子器件100b、和第三有机光电子器件100c顺序地堆叠的结构，但本公开内容不限于此，并且它们可以多种顺序堆叠。
如上所述，第一有机光电子器件100a、第二有机光电子器件100b、和第三有机光电子器件100c具有堆结构，且因此可将图像传感器的尺寸减小以实现小型化的图像传感器。另外，如上所述，通过改善在有机光电子器件100a、100b和100c的光吸收层30a、30b和30c中的绿色波长选择性，由于在除绿色之外的其它波长区域中的光所致的串扰可减少并且灵敏度可提高。
所述图像传感器可应用于例如多种电子设备例如移动电话或数码照相机，但不限于此。
图9为图解根据一些实例实施方式的电子设备600的图。
参照图9，电子设备600包括存储器620、处理器630、图像传感器640、和通信接口650。图像传感器640可包括本文中图解和描述的任意图像传感器，包括图4和5A-5B中所示的图像传感器300和图7和8A-8B中所示的图像传感器400。
电子设备600可包括各种电子设备的一个或多个，所述电子设备包括例如移动电话、数码照相机等。在实例实施方式中，电子设备600可包括如下的一种或多种：提供图像的服务器、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、个人数字助理(PDA)、其一些组合等。计算设备可包括个人计算机(PC)、平板计算机、膝上型计算机、笔记本、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照相机、可携式摄像机、其一些组合等。
存储器620、处理器630、图像传感器640、和通信接口650可通过总线610相互通信。
通信接口650可使用多种互联网协议从外部设备进行数据通信。例如，通信接口650可将由图像传感器640产生的传感器数据传送到外部设备。所述外部设备可包括例如提供图像的服务器、显示设备、移动设备(包括移动电话、智能电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机、和膝上型计算机)、计算设备(包括个人计算机(PC)、平板PC、和笔记本)、图像输出设备(包括TV和智能TV)、和图像捕捉设备(包括照相机和可携式摄像机)。
处理器630可执行程序和控制电子设备600。待被处理器630执行的程序代码可储存在存储器620中。电子系统可通过输入/输出设备(未示出)连接到外部设备并且与外部设备交换数据。
存储器620可储存从图像传感器640输出的信息，包括从晶体管90传输的信息。存储器620可为易失性或非易失性存储器。存储器620可为非临时性计算机可读存储介质。所述存储器可储存计算机可读指令，当被执行时，所述计算机可读指令导致如本文中所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630可执行储存在存储器620处的计算机可读指令的一条或多条。
在一些实例实施方式中，所述电子设备可包括显示面板660，显示面板660可输出至少部分地基于从图像传感器640输出的信息而产生的图像。
在一些实例实施方式中，电子设备600可不含显示面板660。在一些实例实施方式中，通信接口650可包括USB和/或HDMI接口。在一些实例实施方式中，通信接口650可包括无线通信接口。
图10为显示根据一些实例实施方式的太阳能电池1100的横截面图。参照图10，太阳能电池1100包括第一电极1102和第二电极1110、以及位于第一电极1102和第二电极1110之间的光活性层1106。
基底(未示出)可位于第一电极1102或第二电极1110处，并且可包括光透射材料。所述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1102和第二电极1110之一为阳极且另一个为阴极。第一电极1102和第二电极1110的至少一个可为光透射电极，且光可从所述光透射电极进入。所述光透射电极可由例如如下制成：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)、或导电碳(例如，碳纳米管(CNT)或石墨烯)的透明导体。第一电极1102和第二电极1110的至少一个可为不透明的电极，其可由不透明的导体例如铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、和/或锂(Li)制成。
第一和第二辅助层1104和1108可分别位于第一电极1102和光活性层1106之间、以及第二电极1110和光活性层1106之间。第一和第二辅助层1104和1108可提高在第一电极1102和光活性层1106之间以及在第二电极1110和光活性层1106之间的电荷迁移率。第一和第二辅助层1104和1108可为选自例如如下的至少一种：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1104和1108的一个或两个。
光活性层1106可具有其至少两个被堆叠的串联结构。
太阳能电池1100可包括根据一些实例实施方式的有机光电子器件。
图11为根据一些实例实施方式的有机发光二极管显示装置1200的截面图。
参照图11，第一电极1203a和第二电极1203b位于基底1201上，第一发射层1205a位于第一电极1203a上，且第二发射层1205b位于第二电极1203b下面。
基底1201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。所述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。金属片可包括不锈钢箔和/或铝箔等。
第一电极1203a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，可将这些金属层叠以提供第一电极。
第二电极1203b可包括具有约12.3eV-约12.7eV或约12.5eV-约12.7eV的功函的材料。根据一些实例实施方式，第二电极1203b可包括Ba:Al。
中间电极1209位于第一发射层1205a和第二发射层1205b之间。中间电极1209可包括具有约5.0eV-约5.2eV的功函的材料。根据一些实例实施方式，所述材料可包括导电聚合物。所述导电聚合物可包括聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚并苯、聚苯、聚亚苯基亚乙烯基、其衍生物、其共聚物、或其混合物。
缓冲层1207可位于第一发射层1205a和中间电极1209之间，并且可包括选自如下的材料：金属氧化物、聚电解质、及其组合。其组合指的是金属氧化物和聚电解质被混合或者被层叠以提供多层。另外，可将不同种类的金属氧化物或聚电解质层叠。
有机发光二极管显示装置1200可包括根据一些实例实施方式的有机光电子器件。
图12为显示根据一些实例实施方式的传感器1300的图。
参照图12，传感器1300(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到处理器1330的电极1320。处理器1330可包括微处理器，但实例实施方式不限于此。传感器1300可包括根据一些实例实施方式的有机光电子器件。
在下文中，参照实施例更详细地说明本公开内容。然而，这些实施例是示例性的，且本公开内容不限于此。
有机光电子器件的制造I
实施例1
通过在玻璃基底上溅射ITO而形成约150nm厚的阳极。在阳极上，通过沉积由化学式A表示的化合物而形成5nm厚的下部缓冲层。在下部缓冲层上，通过共沉积作为p型光吸收材料的由化学式B表示的化合物、作为n型光吸收材料的C60和钼氧化物(MoOx，0<x≤3)而形成110nm厚的光吸收层。在这里，光吸收层具有：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成的15nm厚的下部光电转换区域，通过将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以在它们之间2:1:2的体积比三元共沉积而形成的20nm厚的掺杂区域，和通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成的75nm厚的上部光电转换区域。随后，在光吸收层上，通过溅射ITO而形成7nm厚的阴极，并且在其上通过沉积铝氧化物而形成50nm厚的高折射层以制造有机光电子器件。
[化学式A]
[化学式B]
实施例2
根据与实施例1相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：在光吸收层的形成期间，将p型光吸收材料和n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积以形成30nm厚的下部光电转换区域，将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以2:1:2的体积比三元共沉积以形成20nm厚的掺杂区域，和将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积以形成60nm厚的上部光电转换区域。
实施例3
根据与实施例1相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：在光吸收层的形成期间，将p型光吸收材料和n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积以形成30nm厚的下部光电转换区域，将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以在它们之间2:1:1的体积比三元共沉积以形成20nm厚的掺杂区域，和将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积以形成60nm厚的上部光电转换区域。
实施例4
根据与实施例1相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：在光吸收层的形成期间，将p型光吸收材料和n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积以形成45nm厚的下部光电转换区域，将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以在它们之间2:1:2的体积比三元共沉积以形成20nm厚的掺杂区域，和将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积以形成45nm厚的上部光电转换区域。
对比例1
根据与实施例1相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成110nm厚的光吸收层。
评价I
比较实施例1-4和对比例1的有机光电子器件取决于波长区域的外量子效率(EQE)。
以入射光子-电流转换效率(IPCE)方法在400nm到720nm波长区域(λ最大＝570nm)中评价外量子效率(EQE)。绿色波长区域具有约570nm的参比波长作为最大吸收波长(λ最大)，且蓝色波长区域具有450nm的参比波长。
结果提供在表1中。
(表1)
参照表1，根据实施例1-4的有机光电子器件显示低的蓝色光吸收和改善的绿色光的波长选择性。
有机光电子器件的制造II
实施例5
通过在玻璃基底上溅射ITO而形成约150nm厚的阳极。在阳极上，通过将作为p型光吸收材料的由化学式C表示的化合物、作为n型光吸收材料的C60、和钼氧化物(MoOx，0<x≤3)共沉积而形成110nm厚的光吸收层。在这里，所述光吸收层具有：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成的30nm厚的下部光电转换区域，通过将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以2:1:2的体积比三元共沉积而形成的20nm厚的掺杂区域，和通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成的60nm厚的上部光电转换区域。随后，在所述光吸收层上，通过沉积MoOx(0<x≤3):Al(1:1重量/重量)而形成10nm厚的上部缓冲层。在所述上部缓冲层上，通过溅射ITO而形成7nm厚的阴极，和在其上通过沉积铝氧化物作为高折射膜而形成50nm厚的高折射层从而制造有机光电子器件。
[化学式C]
对比例2
根据与实施例5相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成110nm厚的光吸收层。
评价II
比较根据实施例5和对比例2的有机光电子器件取决于波长区域的外量子效率(EQE)。结果显示于表2中。
(表2)
参照表2，实施例5的有机光电子器件吸收更少的蓝色光且因此显示改善的绿色光的波长选择性。
有机光电子器件的制造III
实施例6
通过在玻璃基底上溅射ITO而形成约150nm厚的阳极。在阳极上，通过沉积由化学式A表示的化合物而形成5nm厚的下部缓冲层。在所述下部缓冲层上，通过将作为p型光吸收材料的由化学式D表示的化合物、作为n型光吸收材料的C60、和钼氧化物(MoOx，0<x≤3)共沉积而形成110nm厚的光吸收层。在这里，所述光吸收层具有：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以1.5:1的体积比二元共沉积而形成的30nm厚的下部光电转换区域，通过将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和所述钼氧化物以1.5:1:1.5的体积比三元共沉积而形成的20nm厚的掺杂区域，和通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以1.5:1的体积比二元共沉积而形成的60nm厚的上部光电转换区域。在所述光吸收层上，通过溅射ITO而形成7nm厚的阴极，并且通过在其上沉积铝氧化物而形成50nm厚的高折射层从而制造有机光电子器件。
[化学式D]
实施例7
根据与实施例6相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：在光吸收层的形成期间，通过将p型光吸收材料和n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积而形成20nm厚的下部光电转换区域，将所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料、和钼氧化物以在它们之间2:1:2的体积比三元共沉积以形成20nm厚的掺杂区域，和将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以在它们之间2:1的体积比二元共沉积以形成70nm厚的上部光电转换区域。
对比例3
根据与实施例6相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以1.5:1的体积比二元共沉积以形成110nm厚的光吸收层。
对比例4
根据与实施例6相同的方法制造有机光电子器件，除了如下之外：通过将所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料以2:1的体积比二元共沉积而形成110nm厚的光吸收层。
评价III
比较根据实施例6和对比例3的各有机光电子器件取决于波长区域的外量子效率(EQE)。同样地，比较根据实施例7和对比例4的有机光电子器件取决于波长区域的外量子效率。
结果显示于表3和4中。
(表3)
(表4)
参照表3和4，根据实施例6和7的有机光电子器件吸收更少的蓝色光且因此显示改善的绿色光的波长选择性。
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，本发明构思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修改和等同布置。

Claims (22)

1.有机光电子器件，包括：
彼此面对的第一电极和第二电极；以及
在所述第一电极和所述第二电极之间的光吸收层，
所述光吸收层包括接近所述第一电极的第一光电转换区域、接近所述第二电极的第二光电转换区域、以及在所述第一光电转换区域和所述第二光电转换区域之间的掺杂区域，所述第一光电转换区域、所述掺杂区域和所述第二光电转换区域沿着所述光吸收层的厚度方向顺序地设置，
所述第一光电转换区域包括p型光吸收材料和n型光吸收材料，并且所述第二光电转换区域包括所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料，
所述掺杂区域包括所述p型光吸收材料、所述n型光吸收材料以及激子猝灭剂的混合物，并且所述激子猝灭剂掺杂在所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料中，
其中所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种选择性地吸收可见光的一部分，和
其中所述激子猝灭剂包括金属、半金属、金属氧化物、半金属氧化物、有机材料、或其组合。
2.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中
所述第二电极比所述第一电极更接近光入射侧，和
所述第二光电转换区域的厚度与所述第一光电转换区域的厚度相同或大于所述第一光电转换区域的厚度。
3.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中所述激子猝灭剂包括能传输空穴的金属、能传输空穴的半金属、能传输空穴的金属氧化物、能传输空穴的半金属氧化物、能传输空穴的有机材料、或其组合。
4.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中所述激子猝灭剂为铜、银、金、铝、钼氧化物、钨氧化物、钒氧化物、铼氧化物、镍氧化物、或其组合。
5.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中基于所述掺杂区域的总体积，以小于或等于50体积％的量包括所述激子猝灭剂。
6.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的至少一种选择性地吸收如下的至少一种中的光：大于或等于400nm且小于500nm的波长区域、500nm-600nm的波长区域、和大于600nm且小于或等于700nm的波长区域。
7.如权利要求1所述的有机光电子器件，其中
所述光吸收层吸收在彼此不同的波长区域中的第一可见光和第二可见光，
所述第一可见光的大部分被吸收在所述光电转换区域中，和
所述第二可见光的大部分被吸收在所述掺杂区域中。
8.如权利要求7所述的有机光电子器件，其中
所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料之一选择性地吸收所述第一可见光，和
所述p型光吸收材料和所述n型光吸收材料的另一种吸收所述第一可见光和所述第二可见光。
9.如权利要求8所述的有机光电子器件，其中
所述第一可见光在500nm-600nm的波长区域中，和
所述第二可见光在大于或等于400nm且小于500nm的波长区域中。
10.如权利要求9所述的有机光电子器件，其中所述有机光电子器件对于所述第一可见光和所述第二可见光的外量子效率满足关系方程1：
[关系方程1]
EQE最大/EQE450nm≥3.80
其中，在关系方程1中，
EQE最大为使用入射光子-电流转换效率方法测量的所述第一可见光在最大吸收波长处的外量子效率，和
EQE450nm为使用入射光子-电流转换效率方法测量的在450nm处的外量子效率。
11.如权利要求8所述的有机光电子器件，其中
所述p型光吸收材料选择性地吸收所述第一可见光，和
所述n型光吸收材料吸收所述第一可见光和所述第二可见光。
12.如权利要求11所述的有机光电子器件，其中所述n型光吸收材料为富勒烯或富勒烯衍生物。
13.如权利要求11所述的有机光电子器件，其中所述p型光吸收材料为包括包含给电子部分、π共轭连接基团、和受电子部分的核心结构的有机材料。
14.如权利要求13所述的有机光电子器件，其中所述p型光吸收材料为由化学式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、或SiRaRb，
EDG为给电子基团，
EAG为受电子基团，和
R1、R2、Ra和Rb各自独立地为氢或单价取代基。
15.如权利要求14所述的有机光电子器件，其中所述p型光吸收材料为由化学式1A或1B表示的化合物：
其中，在化学式1A或1B中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Ar为取代或未取代的5元环、取代或未取代的6元环、或者两个或更多个前述环的稠环，
在化学式1A中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，且在化学式1B中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，和
R1a-R3a和Ra-Rm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、或氰基。
16.如权利要求15所述的有机光电子器件，其中所述p型光吸收材料为由化学式1A-1至1B-4之一表示的化合物：
[化学式1A-1]
[化学式1A-2]
[化学式1A-3]
[化学式1A-4]
[化学式1B-1]
[化学式1B-2]
[化学式1B-3]
[化学式1B-4]
其中，在化学式1A-1至1B-4中，
X为Se、Te、SO、SO2、或SiRaRb，
Z1为O或CRcRd，
Y1为N或CRe，
Y2选自O、S、Se、Te、和C(Rf)(CN)，
Y3为O、S、Se、或Te，
Y4为N或NR18a，
Y5为CR19a或C＝CR20a(CN)，
在化学式1A-1至1A-4中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳基、或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，且在化学式1B-1至1B-4中，Ar1a和Ar2a各自独立地为取代或未取代的C6-C30亚芳基、或者取代或未取代的C3-C30亚杂芳基，
G1选自单键、-(CRgRh)n2-、-O-、-S-、-Se-、-N＝、-NRi-、-SiRjRk-、和-GeRlRm-，其中n2为1或2，
R1a-R3a、R11a、R12a、R15a-R20a、R24a、R25a、和Ra-Rm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、或氰基，
n1为0或1，
m1为0或1，和
m2为0-4的整数。
17.图像传感器，其包括如权利要求1-16任一项所述的有机光电子器件。
18.如权利要求17所述的图像传感器，包括：
集成有至少一个第一光感测器件和至少一个第二光感测器件的半导体基底，所述第一光感测器件配置成感测在第一可见光和第二可见光波长区域之一中的光并且所述第二光感测器件配置成感测在所述第一可见光和第二可见光波长区域的另一个中的光；和
在所述半导体基底上的至少一个第三光感测器件，所述第三光感测器件配置成选择性地吸收在与所述第一和第二可见光波长区域不同的第三可见光波长区域中的光，所述第三光感测器件包括如权利要求1-16任一项所述的有机光电子器件。
19.如权利要求18所述的图像传感器，其中
所述第一可见光在大于600nm且小于或等于700nm的波长区域中，
所述第二可见光在大于或等于400nm且小于500nm的波长区域中，和
所述第三可见光在500nm-600nm的波长区域中。
20.电子设备，其包括如权利要求17-19任一项所述的图像传感器。
21.电子设备，其包括如权利要求1-16任一项所述的有机光电子器件。
22.如权利要求21所述的电子设备，其中所述电子设备为太阳能电池、光电探测器、光电传感器、和有机发光二极管。
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