CN109891614A - 用于制备光敏有机电子器件的溶剂体系 - Google Patents
用于制备光敏有机电子器件的溶剂体系 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109891614A CN109891614A CN201780066467.8A CN201780066467A CN109891614A CN 109891614 A CN109891614 A CN 109891614A CN 201780066467 A CN201780066467 A CN 201780066467A CN 109891614 A CN109891614 A CN 109891614A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electronic device
- unsubstituted
- alkyl
- anode
- organic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N dicyandiamide Chemical compound NC(N)=NC#N QGBSISYHAICWAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 56
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims abstract description 44
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical class C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims abstract description 19
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 24
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical group C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims description 15
- -1 benzoic acid aryl ester Chemical class 0.000 claims description 13
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical group 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 7
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N Benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 5
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 5
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 claims description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 2
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 claims 1
- 125000001820 oxy group Chemical group [*:1]O[*:2] 0.000 claims 1
- DXYYSGDWQCSKKO-UHFFFAOYSA-N 2-methylbenzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC(C)=NC2=C1 DXYYSGDWQCSKKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 10
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 7
- XSIFPSYPOVKYCO-UHFFFAOYSA-N butyl benzoate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1 XSIFPSYPOVKYCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- UUGLJVMIFJNVFH-UHFFFAOYSA-N Hexyl benzoate Chemical compound CCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1 UUGLJVMIFJNVFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 4
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 4
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 4
- GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1 GWHJZXXIDMPWGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UDEWPOVQBGFNGE-UHFFFAOYSA-N benzoic acid n-propyl ester Natural products CCCOC(=O)C1=CC=CC=C1 UDEWPOVQBGFNGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N butyric acid octyl ester Natural products CCCCCCCCOC(=O)CCC PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 3
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- OLXYLDUSSBULGU-UHFFFAOYSA-N methyl pyridine-4-carboxylate Chemical compound COC(=O)C1=CC=NC=C1 OLXYLDUSSBULGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N n-butyric acid methyl ester Natural products CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 3
- FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1C FYGHSUNMUKGBRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butylpyridine Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=NC=C1 YSHMQTRICHYLGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CUFNKYGDVFVPHO-UHFFFAOYSA-N azulene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC2=C1 CUFNKYGDVFVPHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N benzyl benzoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OCC1=CC=CC=C1 SESFRYSPDFLNCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OBISXEJSEGNNKL-UHFFFAOYSA-N dinitrogen-n-sulfide Chemical compound [N-]=[N+]=S OBISXEJSEGNNKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 150000002240 furans Chemical class 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- AOCTZXQONZALCQ-UHFFFAOYSA-N phenol;selenium Chemical compound [Se].OC1=CC=CC=C1 AOCTZXQONZALCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 2
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003233 pyrroles Chemical class 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N (R)-(-)-Propylene glycol Chemical compound C[C@@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-GSVOUGTGSA-N 0.000 description 1
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trichlorobenzene Chemical class ClC1=CC=CC(Cl)=C1Cl RELMFMZEBKVZJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VIDOPANCAUPXNH-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC(CC)=C1CC VIDOPANCAUPXNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNLWIOJSURYFIB-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-triethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=C(CC)C(CC)=C1 WNLWIOJSURYFIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000005072 1,3,4-oxadiazoles Chemical class 0.000 description 1
- OHZAHWOAMVVGEL-UHFFFAOYSA-N 2,2'-bithiophene Chemical compound C1=CSC(C=2SC=CC=2)=C1 OHZAHWOAMVVGEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVLVGYXYGXOSOG-UHFFFAOYSA-N 2-hexoxybenzoic acid Chemical compound CCCCCCOC1=CC=CC=C1C(O)=O BVLVGYXYGXOSOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N Benzyl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002042 Silver nanowire Substances 0.000 description 1
- MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N [60]pcbm Chemical compound C123C(C4=C5C6=C7C8=C9C%10=C%11C%12=C%13C%14=C%15C%16=C%17C%18=C(C=%19C=%20C%18=C%18C%16=C%13C%13=C%11C9=C9C7=C(C=%20C9=C%13%18)C(C7=%19)=C96)C6=C%11C%17=C%15C%13=C%15C%14=C%12C%12=C%10C%10=C85)=C9C7=C6C2=C%11C%13=C2C%15=C%12C%10=C4C23C1(CCCC(=O)OC)C1=CC=CC=C1 MCEWYIDBDVPMES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FNBBNRGOHBQXCM-UHFFFAOYSA-N [S].OC1=CC=CC=C1 Chemical compound [S].OC1=CC=CC=C1 FNBBNRGOHBQXCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000002152 alkylating effect Effects 0.000 description 1
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 1
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001118 alkylidene group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 1
- 229960002903 benzyl benzoate Drugs 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 229920000547 conjugated polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 150000003997 cyclic ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 150000004816 dichlorobenzenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical class C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N indane Chemical compound C1=CC=C2CCCC2=C1 PQNFLJBBNBOBRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJULCNAVAGQLAT-UHFFFAOYSA-N indeno[2,1-a]fluorene Chemical compound C1=CC=C2C=C3C4=CC5=CC=CC=C5C4=CC=C3C2=C1 PJULCNAVAGQLAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N pyrazoline Chemical compound C1CN=NC1 DNXIASIHZYFFRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007761 roller coating Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- SEEPANYCNGTZFQ-UHFFFAOYSA-N sulfadiazine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)NC1=NC=CC=N1 SEEPANYCNGTZFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003577 thiophenes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005259 triarylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000005199 trimethylbenzenes Chemical class 0.000 description 1
- MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N tunicamycin Natural products CC(C)CCCCCCCCCC=CC(=O)NC1C(O)C(O)C(CC(O)C2OC(C(O)C2O)N3C=CC(=O)NC3=O)OC1OC4OC(CO)C(O)C(O)C4NC(=O)C MEYZYGMYMLNUHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/10—Deposition of organic active material
- H10K71/12—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
- H10K71/15—Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating characterised by the solvent used
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/151—Copolymers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
- H10K85/215—Fullerenes, e.g. C60 comprising substituents, e.g. PCBM
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/50—Photovoltaic [PV] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及包含p型和n型有机半导体和溶剂混合物的配制物,所述溶剂混合物包含取代有一个或多个选自烷基和烷氧基的取代基的芳族烃以及未取代或取代的苯并噻唑,例如2‑甲基苯并噻唑。该配制物可用于形成光敏有机电子器件例如有机光检测器的光活性层(3),所述光敏有机电子器件包括阳极(2)、阴极(4)以及在阳极与阴极之间的光活性层。
Description
发明领域
本发明涉及包含p型和n型有机半导体和溶剂体系的配制物,其用于制造光敏有机电子器件的用途,并且涉及通过使用所述配制物制备的光敏有机电子器件,特别是有机光检测器(photodetector)。
发明背景
对于作为无机光电子器件的替代物的新型有机光敏电子器件的开发越来越感兴趣,因为它们提供高的柔性并且可以通过使用低温真空沉积或溶液加工技术以相对低的成本制造和加工。
作为有机光敏电子器件的实例,可提及有机光伏器件(OPV)、光电池和光检测器。通常,这种有机光敏电子器件包括作为光活性层的p-n结,其通过从溶液中薄膜沉积供体/受体共混物而制备,并使得该器件能够将入射辐射转变成电流。
p型材料的典型实例是共轭有机低聚物或聚合物(例如噻吩、亚苯基、芴、聚乙炔、苯并噻二唑的低聚物或聚合物及其组合),而已知富勒烯和富勒烯衍生物(例如C60PCBM和C70PCBM)为n型材料(参见例如EP 1 447 860 A1和US 2012/205596)。
WO2013/029733公开了含p型有机半导体、n型有机半导体和溶剂的配制物,所述溶剂选自烷基化四氢化萘、烷基化萘和烷基化苯甲醚。
在有机光检测器器件的情形中,在没有任何光子入射到器件上的情况下,流过器件的电流(称为暗电流)可能影响器件的检测极限。
本发明的一个目的是提供用于形成高效有机光敏电子器件的配制物。
本发明的另一个目的是提供用于形成具有低的暗电流的有机光检测器器件的配制物。
发明概述
本发明利用本文所定义的权利要求书的主题来解决这些目的。在下面的部分中将进一步详细说明本发明的优点。
本发明人出乎意料地发现,在包含n型和p型有机半导体的配制物中使用特定溶剂混合物允许以优异的效率形成有机光敏器件,并且在光检测器器件的情形中,具有低的暗电流。
在第一方面,本发明提供一种配制物,其包含n型有机半导体、p型有机半导体和溶剂混合物,其中所述溶剂混合物包含烷基化芳族烃以及未取代或取代的苯并噻唑。
在第二方面,本发明涉及一种制造有机光敏电子器件的方法,该有机光敏电子器件包含阳极、阴极以及在阴极和阳极之间的光活性层,该方法包括:在阳极和阴极之一上方施加第一方面的配制物以形成湿膜;干燥所述湿膜以提供光活性层;和在所述光活性层上方形成阳极和阴极中的另一个。
本文所用的在下层的“上方”形成一个层是指在下层之上直接形成该层或者在如此形成的层和下层之间的居间层之上形成该层。可以没有居间层或者存在一个或多个居间层。
本发明的第三方面涉及一种有机光敏电子器件,该器件包括阳极、阴极和通过第二方面的上述方法制造的光活性层。
在以下说明书和权利要求中描述了根据本发明的配制物和本发明其它方面的优选实施方案。
附图简述
图1示意性地说明了光检测器器件;
图2A是使用含有苯甲酸苄酯溶剂的对比配制物形成的对比器件和使用含有2-甲基苯并噻唑溶剂的本发明实施方案的配制物形成的器件的外部量子效率对波长的坐标图;
图2B是图2A的器件的电流密度对电压的坐标图;
图3A是使用含有4-叔丁基吡啶溶剂的对比配制物形成的对比器件和使用含有2-甲基苯并噻唑溶剂的本发明实施方案的配制物形成的器件的外部量子效率对波长的坐标图;
图3B是图3A的器件的电流密度对反向偏置电压的坐标图;和
图4是使用含有苯甲酸苄酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸丙酯或苯甲酸己酯溶剂的对比配制物形成的对比器件的外部量子效率对波长的坐标图。
发明详述
为了更全面理解本发明,现在参考其说明性实施方案的以下描述。
半导体配制物
第一方面,本发明涉及包含n型有机半导体、p型有机半导体和溶剂混合物的配制物,其中所述溶剂混合物包含取代有一个或多个取代基的芳族烃以及未取代或取代的苯并噻唑,所述取代基选自烷基和烷氧基。
任选地,所述芳族烃是苯,优选式(I)的化合物:
其中R1在每次出现时独立地表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,并且n为至少1,任选地为1、2或3。在n为2或更大的情形中,两个基团R1可以连接以形成环,所述环可以是未取代的或取代有一个或多个C1-5烷基。在n为2或更大的情形中,优选没有R1基团连接形成环。所述或每个R1优选为甲基。
作为根据式(I)的化合物的具体实例,可提及1,2-二烷基苯(例如邻二甲苯)、1,2,4-三烷基苯(例如1,2,4-三甲基苯、1,2,4-三乙基苯、1,2-二甲基-4-乙基苯)、1,2,3-三烷基苯(例如1,2,3-三甲基苯、1,2,3-三乙基苯)、二氢化茚及其烷基取代的衍生物、以及四氢化萘和其烷基取代的衍生物。
任选地,未取代或取代的苯并噻唑由式(II)表示:
其中R2在每次出现时独立地表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基;R3表示H、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,并且m为0、1、2、3或4。优选地,m为0。优选地,R3为C1-C6烷基,更优选为甲基。
任选地,未取代或取代的苯并噻唑的沸点在200-300℃的范围内,任选在200-250℃的范围内。
任选地,取代的芳族烃以如下含量范围存在:50-99.5体积%,优选70-99体积%,基于溶剂混合物的总体积。
任选地,未取代或取代的苯并噻唑以如下含量范围存在:0.5至50体积%,优选1-20体积%,基于溶剂混合物的总体积。
任选地,取代的芳族烃:未取代的或取代的苯并噻唑的体积比在如下范围内:70:30至99.5:0.5或者70:30至99:1或者70:30至98:2。
虽然可优选溶剂混合物由取代的芳族烃和未取代的或取代的苯并噻唑组成,但溶剂混合物可包含一种或多种其它溶剂。所述或每种其它溶剂可选自在25℃和1atm下为液体的材料,并且n型OSC和p型OSC中的一者或两者以0.2mg/ml以上的溶解度可溶于其中。这些附加溶剂没有特别限制,并且可以由技术人员适当选择。示例性的其它溶剂包括但不限于萘、线性或环状酮(例如环己酮)、脂族醚、脂族醇或芳族醇、任选取代的噻吩和氯化的溶剂(例如氯苯、三氯苯、二氯苯或氯仿)及其混合物。然而,从环境友好的观点来看,优选溶剂混合物不包含任何氯化溶剂。如果存在,另外的溶剂任选地具有如下总含量:小于3体积%,更优选小于2体积%,相对于溶剂总体积而言。
任选地,溶剂混合物不包含苯甲酸芳基酯,例如苯甲酸苄酯。任选地,溶剂混合物不包含苯甲酸烷基酯。
p型OSC没有特别限制,并且可以适当地选自本领域技术人员已知的和在文献中描述的标准给电子材料,包括有机聚合物、低聚物和小分子。在优选实施方案中,p型OSC包括有机共轭聚合物,其可以是均聚物或共聚物,包括交替、无规或嵌段的共聚物。优选的是非结晶或半结晶的共轭有机聚合物。进一步优选地,p型有机半导体是具有低带隙的共轭有机聚合物,所述带隙典型在2.1eV和1.1eV之间,优选在1.9eV和1.1eV之间,并且最优选在1.7eV和1.1eV之间。作为示例性的p型OSC聚合物,可以提及选自共轭的烃或杂环聚合物的聚合物,包括多并苯、聚苯胺,聚薁、聚苯并呋喃、聚芴、聚呋喃、聚茚并芴、聚吲哚、聚亚苯基,聚吡唑啉、聚芘、聚哒嗪、聚吡啶、聚三芳基胺、聚(亚苯基亚乙烯基)、聚(3-取代的噻吩)、聚(3,4-二取代的噻吩)、聚硒吩、聚(3-取代的硒酚)、聚(3,4-二取代的硒吩)、聚(二硫酚)、聚(三噻吩)、聚(二硒酚)、聚(三硒吩)、聚噻吩并[2,3-b]噻吩、聚噻吩并[3,2-b]噻吩、聚苯并噻吩、聚苯并[1,2-b:4,5-b']二噻吩、聚异硫茚、聚(单取代的吡咯)、聚(3,4-二取代的吡咯)、聚-1,3,4-噁二唑、聚异硫茚、其衍生物和共聚物。p型OSC的优选实例是:聚芴和聚噻吩(它们各自可以被取代)的共聚物,以及包含基于苯并噻二唑和基于噻吩的重复单元(它们各自可以被取代)的聚合物。应当理解,该p型OSC也可以由多种给电子材料的混合物组成。
p型OSC优选包含式(III)的重复单元:
其中R3在每次出现时独立地为H或取代基。
任选地,每个R3独立地选自:C1-20烷基,其中该烷基的一个或多个非相邻的非末端碳原子可以被O、S或C=O替换,并且其中该C1-20烷基的一个或更多H原子可以被F替换;芳基或杂芳基,优选苯基,其可以是未取代的或取代有一个或多个取代基;和氟。
芳基或杂芳基的取代基任选地选自F、CN、NO2和C1-20烷基,其中该烷基的一个或多个非相邻的非末端碳原子可以被O、S或C=O替换。
本文所用的“非末端”是指除直链烷基(正烷基)链的甲基和支化烷基链的甲基以外的碳原子。
优选地,每个R3是氟。
包含式(I)重复单元的聚合物优选是包含一种或多种共聚重复单元的共聚物。所述一种或多种共聚重复单元可包含下列中的一种或多种或者由下列中的一种或多种组成:C6-20单环或多环亚芳基重复单元,其可以是未取代的或取代有一个或多个取代基;5-20元单环或多环杂亚芳基重复单元,其可以是未取代的或取代有一个或多个取代基。
所述一种或多种共聚重复单元可具有式(IV):
其中Ar1在每次出现时是亚芳基或杂亚芳基;x为至少1;R17在每次出现时独立地为取代基;y在每次出现时独立地为0或正整数,任选为0、1、2、3或4;并且两个基团R17可以连接形成环。
任选地,每个R17独立地选自直链、支化或环状C1-20烷基,其中该C1-20烷基的一个或多个非相邻的非末端C原子可以被O、S、COO或CO替换。
两个基团R17可以连接以形成C1-10亚烷基,其中该亚烷基的一个或多个非相邻C原子可以被O、S、COO或CO替换。
任选地,x为2。
任选地,每个Ar1独立地是5元或6元杂亚芳基,任选为选自噻吩、呋喃、硒吩、吡咯、二唑、三唑、吡啶、二嗪和三嗪的杂亚芳基,优选为噻吩。
任选地,式(IV)的重复单元具有式(IVa):
任选地,基团R17连接形成2-5元桥接基团。任选地,该桥接基团具有式-O-C(R18)2-,其中R18在每次出现时独立地为H或取代基。取代基R18任选地选自C1-20烷基。优选地,每个R18是H。
本文所述的聚合物p型OSC可具有在如下范围内的通过凝胶渗透色谱法测量的聚苯乙烯当量数均分子量(Mn):约1×103至1×108,并且优选为1×103至5×106。本文所述聚合物的聚苯乙烯当量重均分子量(Mw)可以是1×103至1×108,并且优选为1×104至1×107。
n型OSC也没有特别限制并且可以适当地选自本领域技术人员已知的电子接受材料,并且可以由多种电子接受材料的混合物组成。作为其实例,可提及n型共轭聚合物、富勒烯和富勒烯衍生物。优选地,n型OSC是富勒烯和/或富勒烯衍生物的单一类型或混合物,包括C60、C70、C76、C78、C84、C96、PCBM型富勒烯衍生物(包括苯基-C61-丁酸甲酯)(C60PCBM)、TCBM型富勒烯衍生物(例如甲苯基-C61-丁酸甲酯(C60TCBM))、ThCBM型富勒烯衍生物(例如噻吩基-C61-丁酸甲酯(C60ThCBM))。
富勒烯衍生物可具有式(V):
其中A与富勒烯的C-C基团一起形成单环或稠环基团,该基团可以是未取代的或取代有一个或多个取代基。
示例性的富勒烯衍生物包括式(Va)、(Vb)和(Vc):
其中R4-R15各自独立地为H或取代基。
取代基R4-R15在每次出现时任选且独立地选自:芳基或杂芳基,任选为苯基,其可以是未取代的或取代有一个或多个取代基;以及C1-20烷基,其中一个或多个非相邻的非末端C原子可以被O、S、CO或COO替换并且一个或多个H原子可以被F替换。
芳基或杂芳基的取代基,当存在时,任选地选自C1-12烷基,其中一个或多个非相邻的非末端C原子可以被O、S、CO或COO替换,并且一个或多个H原子可以被F替换。
作为富勒烯衍生物的其它实例,可提及WO 2004/073082A1、US2011/0132439A1、WO2015/036075A1和US2011/0132439A1中公开的那些,通过引用将其内容并入本文。
配制物中存在的p型材料与n型材料的重量比任选地在10:1至1:10的范围内,更优选地在4:1至1:4的范围内,特别优选地在1:1至1:3的范围内。
优选地,墨汁浓度,即溶剂混合物中n-型材料和p-型材料的浓度,在如下范围内:0.1-10.0w/v%,更优选1.0-6w/v%。
除了n型有机半导体、p型有机半导体和溶剂混合物之外,配制物可以包含其它组分。作为这些组分的实例,可提到粘合剂、消泡剂、脱气剂、粘度增强剂、稀释剂、助剂、流动改进剂、着色剂、染料或颜料、敏化剂、稳定剂、纳米颗粒、表面活性化合物、润滑剂、润湿剂、分散剂和抑制剂。
将理解,除了其中至少一些特征相互排斥的组合之外,上面所述的优选特征可以按任何组合进行组合。
上面限定的配制物用作有机光敏器件的光活性层的溶液沉积的起始材料,特别是具有优异性能的光检测器。
有机光敏电子器件及其制造方法
在第二实施方案中,本发明涉及一种制造有机光敏电子器件的方法,该有机光敏电子器件包括阳极、阴极以及在阴极和阳极之间的光活性层,该方法包括:在阳极和阴极之一上方施加根据上述第一实施方案的配制物以形成湿膜;干燥所述湿膜以提供光活性层;和在所述光活性层上方形成阳极和阴极中的另一个。
在图1中示意描绘了根据本发明的有机光敏电子器件的典型一般结构。这里,通常由高功函数材料组成的阳极2沉积在由对可见光透明的材料制成的基底1上。典型的阳极材料包括导电金属氧化物,例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO),氧化铝锌(AlZnO)和金属(例如金),而玻璃或塑料通常用作基底材料。在可以由金属(例如Ag,Ag:Mg)或金属氧化物制成的阴极4和阳极2之间是通过溶液沉积根据第一实施方案的配制物形成的包含本体异质结的光活性层3,该本体异质结包含n型OSC和p型OSC的混合物或由该混合物组成。在阳极2和阴极4之间提供触部5,其可以包括用于向器件施加反向偏置电压的电压源和检测器(例如电流计或读取器件,与所述反向偏置电压源串联连接,作为检测电路),例如用以测量产生的光电流。
应理解,图1仅用于说明目的,并且器件中可存在一个或多个其它层,例如电子阻挡层(EBL)、空穴注入层(HIL)、电子注入层(EIL)、激子阻挡层(XBL)、间隔层、连接层、空穴阻挡层(HBL)和电极改性层用以改变电极的功函数。
将理解的是,阳极可以支承在基底上,如图1所示,并且配制物可以沉积在阳极上方以形成光活性层,然后形成阴极,或者阴极可以支承在基底上,在这种情形中,可以将配制物沉积在阴极上方以形成光活性层,然后形成阳极。
可以通过任何合适的溶液沉积方法施加根据本发明的配制物,包括但不限于旋涂、浸涂、辊涂、喷涂、刮刀涂布、线棒涂布、狭缝涂布、喷墨印刷、凸版印刷、分配印刷、丝网印刷、凹版印刷、胶版印刷和柔版印刷。
OPD的活性层的分配印刷是向用于将OPD与其它部件集成的简单加成制造工艺的步骤。这里,从位于距基底限定距离的喷嘴沉积墨汁的连续流。通过喷嘴和基底的相对运动产生所需的图案。
通过控制喷嘴分配速率(溶液流速)、图案密度(线间距)、喷嘴移动速度(线速度)以及墨汁浓度,可以调节光活性层膜的均匀性。
在将配制物溶液沉积以形成湿膜之后,干燥溶剂混合物。可以通过如下方式从湿膜中蒸发溶剂:通过在环境温度和压力下干燥,通过加热沉积的湿膜,任选地加热到50-200℃的温度,和/或通过施加减压,任选地在0.01至0.1毫巴范围内的压力,优选在形成湿膜后立即进行。
除去溶剂后产生的光活性层的厚度优选为10nm至3μm,更优选为20nm至2μm。
光活性层可以是均质的或相分离的,并且可以包含不同的相,该相可以在p型材料与n型材料的比例方面不同。光活性层在整个光活性层的厚度上可以具有基本均匀的比例,或者p型材料与n型材料的比例可以在光活性层的整个厚度上逐渐地或逐步地变化。
在第三方面,本发明涉及一种有机光敏电子器件,其包含阳极、阴极以及在阴极和阳极之间的光活性层,该光活性层由根据第一实施方案的配制物形成,或者是通过根据第二方面的方法形成。
图1中描绘了本发明的有机光敏器件的说明性实例。
有机光敏电子器件可以是光伏器件或太阳能电池、光导电池或光检测器,例如,根据期望的目的,其中每一个可以作为单个器件或以阵列运行。在光检测器的情形中,可以使用光检测器的阵列,每个光检测器与一个或多个光源相关联。为了充分利用本发明的益处,本发明的有机光敏电子器件优选是有机光电二极管,其以光导模式运行(其中施加外部电压,即所谓的反向偏压)从而充当光导电池或光检测器,这与以光伏模式(具有零偏压)运行的太阳能电池相反。
如本文所述的有机光检测器可用于广泛的应用,包括但不限于:检测环境光的存在和/或亮度,以及在包括至少一个如本文所述的有机光检测器和至少一个光源的传感器中。可以配置该光电检测器使得从光源发射的光入射在该光检测器上,并且可以检测光的波长和/或亮度的变化。可以配置如本文所述的光检测器阵列以检测从单个光源或从两个或更多个光源发射的光。传感器可以是但不限于气体传感器、生物传感器、X射线成像或运动传感器(例如安全应用中使用的运动传感器)、接近传感器或指纹传感器。
实施例
配制物实施例
制备包含如下成分的配制物:富勒烯C70-IPH或C70-IPB作为n型有机半导体(63重量%)和具有结构式(1)的p型有机半导体聚合物(37重量%),或者富勒烯C70-PCBM作为n型有机半导体(67重量%)和具有结构式(1)的p型有机半导体聚合物(33重量%),在1,2,4-三甲基苯(溶剂A)和表1中列出的溶剂(溶剂B)的溶剂混合物中。
表1
器件实施例1-3
制备具有以下结构的器件:
阴极/供体:受体层/阳极
通过如下方式形成器件实施例1-3:通过线棒涂覆将配制物实施例1-3分别涂覆到涂有氧化铟锡(ITO)层和聚(乙烯亚胺)(PEIE)层的玻璃基底上以形成厚度约900nm的光活性层。通过旋涂可获自Heraeus公司的空穴传输材料在光活性层上方形成阳极。
对比器件1
除了使用对比配制物1代替配制物实施例1之外,按关于器件实施例1-3所述方式制备器件。
参考图2A,使用含1,2,4-三甲基苯(TMB)和苯甲酸苄酯(BB)的对比配制物1形成的对比器件1的外部量子效率类似于分别使用含2-甲基苯并噻唑(2MBT)的配制物实施例1-3形成的器件实施例1-3的效率。然而,参考图2B,对比器件1的暗电流显著高于器件实施例1-3任一个的暗电流。
器件实施例4
制备具有以下结构的器件:
阴极/供体:受体层/空穴传输层/阳极
通过旋涂将配制物实施例4沉积到涂有氧化铟锡(ITO)层和聚(乙烯亚胺)(PEIE)层的玻璃基底上,以形成厚度约350nm的光活性层。通过旋涂可获自Solvay的空穴传输材料在光活性层上方形成空穴传输层。通过旋涂银纳米线形成阳极。
对比器件2
除了使用对比配制物2代替配制物实施例4之外,按关于器件实施例4所述方式制备器件。
与器件实施例4相比,用于形成对比器件2的低沸点溶剂4-叔丁基吡啶导致非常低的外部量子效率,如图3A所示,并且如图3B所示,在3V的反向偏压下具有更高的暗电流,并且当施加正向偏压时具有较低的导电率。
对比器件3-6
除了使用分别含有苯甲酸丙酯(PB)、苯甲酸丁酯(BuB)、苯甲酸己酯(HB)和苯甲酸苄酯(BB)的对比配制物3-6代替配制物实施例4之外,按关于器件实施例4所述方式制备对比器件3-6。
参考图4,尽管代替2-甲基苯并噻唑使用的溶剂具有与2-甲基苯并噻唑类似的溶解度和沸点,但对比器件3-5的外部量子效率低。对比配制物6含有苯甲酸苄酯。虽然由该配制物形成的对比器件6的外部量子效率相对较高,但如图2B所示,使用苯甲酸苄酯代替2-甲基苯并噻唑导致相对高的暗电流。
出乎意料地,与其中溶剂具有相似沸点和汉森溶解度的对比配制物相比,示例性配制物提供更好的外量子效率和低的暗电流。
虽然已经关于具体的示例性实施方案描述了本发明,然而应理解的是,在不偏离以下权利要求书所述的本发明范围的情况下,本文所公开特征的各种修改、改变和/或组合对本领域技术人员而言将是明显的。
附图标记
1:基底层
2:阳极
3:光活性层
4:阴极
5:接触部
Claims (15)
1.一种配制物,其包含n型有机半导体、p型有机半导体和溶剂混合物,其中所述溶剂混合物包含取代有一个或多个取代基的芳族烃以及未取代或取代的苯并噻唑,所述取代基选自烷基和烷氧基。
2.根据权利要求1所述的配制物,其中所述芳族烃是苯。
3.根据权利要求2所述的配制物,其中取代有一个或多个取代基的芳族烃由式(I)表示:
其中R1在每次出现时独立地表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,并且n为至少1。
4.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述未取代或取代的苯并噻唑由式(II)表示:
其中R2在每次出现时独立地表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基;R3表示H、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,并且m为0、1、2、3或4。
5.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述未取代或取代的苯并噻唑的沸点在200-300℃的范围内。
6.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中取代的芳族烃以50-99.5体积%的含量范围存在,基于溶剂混合物的总体积。
7.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述未取代或取代的苯并噻唑以0.5至50体积%的含量范围存在,基于溶剂混合物的总体积。
8.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中取代的芳族烃:未取代的或取代的苯并噻唑的体积比在70:30至99.5:0.5的范围内。
9.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述溶剂混合物不包含选自苯甲酸烷基酯和苯甲酸芳基酯的溶剂。
10.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述溶剂混合物由取代的芳族烃以及未取代或取代的苯并噻唑组成。
11.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述p型有机半导体是共轭的有机聚合物。
12.根据前述权利要求任一项所述的配制物,其中所述n型有机半导体是富勒烯或富勒烯衍生物。
13.一种制造有机光敏电子器件的方法,该有机光敏电子器件包含阳极、阴极以及在阴极和阳极之间的光活性层,该方法包括:
通过溶液沉积方法施加根据前述权利要求任一项所述的配制物以形成湿膜;
干燥所述湿膜以提供光活性层;和
在所述光活性层上方形成阳极和阴极中的另一个。
14.一种有机光敏电子器件,其包含阳极、阴极和光活性层,该有机光敏电子器件是通过权利要求13所述的方法制造。
15.根据权利要求14所述的有机光敏电子器件,其中所述有机光敏电子器件是有机光检测器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB1616279.4A GB2554404A (en) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | Solvent systems for preparation of photosensitive organic electronic devices |
GB1616279.4 | 2016-09-26 | ||
PCT/GB2017/052820 WO2018055379A1 (en) | 2016-09-26 | 2017-09-21 | Solvent systems for the preparation of photosensitive organic electronic devices |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109891614A true CN109891614A (zh) | 2019-06-14 |
CN109891614B CN109891614B (zh) | 2024-04-30 |
Family
ID=57539901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201780066467.8A Active CN109891614B (zh) | 2016-09-26 | 2017-09-21 | 用于制备光敏有机电子器件的溶剂体系 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11152572B2 (zh) |
EP (1) | EP3516708A1 (zh) |
JP (1) | JP7164518B2 (zh) |
KR (1) | KR20190056392A (zh) |
CN (1) | CN109891614B (zh) |
GB (1) | GB2554404A (zh) |
WO (1) | WO2018055379A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113140678A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-20 | 华南理工大学 | 一种具有高探测率和低暗电流的全聚合物光探测器 |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110892543B (zh) * | 2017-07-18 | 2023-07-28 | 默克专利有限公司 | 有机功能材料的制剂 |
KR20210005030A (ko) * | 2018-05-01 | 2021-01-13 | 미쯔비시 케미컬 주식회사 | 조성물, 및 유기 전계 발광 소자의 제조 방법 |
GB2575324A (en) * | 2018-07-06 | 2020-01-08 | Sumitomo Chemical Co | Organic Photodetector |
GB2579416A (en) * | 2018-11-30 | 2020-06-24 | Sumitomo Chemical Co | Photoactive compound |
JP2022113086A (ja) * | 2021-01-22 | 2022-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 有機変調素子及び変調装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103748703A (zh) * | 2011-08-26 | 2014-04-23 | 默克专利股份有限公司 | 有机半导体制剂 |
WO2016034262A1 (de) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | Merck Patent Gmbh | Formulierungen und elektronische vorrichtungen |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6670213B2 (en) | 2001-10-10 | 2003-12-30 | Cambridge Display Technology Limited | Method of preparing photoresponsive devices, and devices made thereby |
CN100583485C (zh) * | 2004-09-24 | 2010-01-20 | 普莱克斯托尼克斯公司 | 含杂原子立体规则性聚(3-取代噻吩)的光电池 |
JP5225305B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2013-07-03 | 株式会社東芝 | 有機薄膜太陽電池およびその製造方法 |
KR101943110B1 (ko) * | 2010-05-27 | 2019-01-28 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 유기 전자 소자의 제조를 위한 제형 및 방법 |
US9012770B2 (en) * | 2011-05-26 | 2015-04-21 | Brookhaven Science Associates, Llc | Conductive polymer/fullerene blend thin films with honeycomb framework for transparent photovoltaic application |
JP5658633B2 (ja) | 2011-08-19 | 2015-01-28 | 株式会社クラレ | 有機半導体用組成物及びそれを用いた光電変換素子 |
JP5662916B2 (ja) * | 2011-09-28 | 2015-02-04 | 富士フイルム株式会社 | 有機薄膜太陽電池、これに用いられる有機半導体ポリマーおよび有機半導体材料用組成物 |
JP6020463B2 (ja) * | 2011-11-15 | 2016-11-02 | コニカミノルタ株式会社 | 有機光電変換素子、ならびにそれを用いた太陽電池及び光センサアレイ |
KR102154260B1 (ko) * | 2012-08-27 | 2020-09-10 | 코닝 인코포레이티드 | 반도체성 융합 티오펜 중합체 잉크 제형 |
WO2014042090A1 (ja) * | 2012-09-14 | 2014-03-20 | 東レ株式会社 | 共役系重合体、これを用いた電子供与性有機材料、光起電力素子用材料および光起電力素子 |
EP2979312A2 (en) * | 2013-03-29 | 2016-02-03 | Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG | Non-polar solvents as an adhesion promoter additive in pedot/pss dispersions |
WO2015018480A1 (en) * | 2013-08-07 | 2015-02-12 | Merck Patent Gmbh | Formulation for the preparation of organic electronic (oe) devices comprising a polymeric binder |
EP3044217B1 (en) * | 2013-09-11 | 2019-03-13 | Merck Patent GmbH | Cyclohexadiene fullerene derivatives |
WO2015082056A1 (de) * | 2013-12-06 | 2015-06-11 | Merck Patent Gmbh | Verbindungen und organische elektronische vorrichtungen |
JP6297891B2 (ja) * | 2014-04-01 | 2018-03-20 | 株式会社リコー | 有機材料及び光電変換素子 |
CN107004768B (zh) * | 2014-08-18 | 2020-08-21 | 巴斯夫欧洲公司 | 含有液体介质的有机半导体组合物 |
CN107109090B (zh) * | 2014-11-13 | 2021-10-08 | 住友化学株式会社 | 油墨组合物和使用该油墨组合物制造的光电转换元件 |
JP2016134464A (ja) | 2015-01-19 | 2016-07-25 | 本田技研工業株式会社 | 有機薄膜太陽電池及びその製造方法 |
US20180358571A1 (en) * | 2015-06-25 | 2018-12-13 | Global Frontier Center For Multiscale Energy Syste | Perovskite-based solar cell using graphene as conductive transparent electrode |
-
2016
- 2016-09-26 GB GB1616279.4A patent/GB2554404A/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-09-21 WO PCT/GB2017/052820 patent/WO2018055379A1/en active Application Filing
- 2017-09-21 EP EP17777334.8A patent/EP3516708A1/en not_active Withdrawn
- 2017-09-21 KR KR1020197010565A patent/KR20190056392A/ko unknown
- 2017-09-21 CN CN201780066467.8A patent/CN109891614B/zh active Active
- 2017-09-21 JP JP2019515868A patent/JP7164518B2/ja active Active
- 2017-09-21 US US16/336,812 patent/US11152572B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103748703A (zh) * | 2011-08-26 | 2014-04-23 | 默克专利股份有限公司 | 有机半导体制剂 |
WO2016034262A1 (de) * | 2014-09-05 | 2016-03-10 | Merck Patent Gmbh | Formulierungen und elektronische vorrichtungen |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113140678A (zh) * | 2021-03-15 | 2021-07-20 | 华南理工大学 | 一种具有高探测率和低暗电流的全聚合物光探测器 |
CN113140678B (zh) * | 2021-03-15 | 2023-02-14 | 华南理工大学 | 一种具有高探测率和低暗电流的全聚合物光探测器 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20200028085A1 (en) | 2020-01-23 |
GB201616279D0 (en) | 2016-11-09 |
KR20190056392A (ko) | 2019-05-24 |
JP7164518B2 (ja) | 2022-11-01 |
EP3516708A1 (en) | 2019-07-31 |
GB2554404A (en) | 2018-04-04 |
US11152572B2 (en) | 2021-10-19 |
WO2018055379A1 (en) | 2018-03-29 |
CN109891614B (zh) | 2024-04-30 |
JP2019535136A (ja) | 2019-12-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109891614A (zh) | 用于制备光敏有机电子器件的溶剂体系 | |
TWI618709B (zh) | 用於有機電子裝置之電子注入層的經改良電子傳遞組合物 | |
CN101432904A (zh) | 有机光电转换元件的制造方法和有机光电转换元件 | |
KR20170047370A (ko) | 유기 전자 장치에 사용하기 위한 풀러렌 혼합물 | |
JP2021520069A (ja) | 近赤外有機光検出器 | |
Nath et al. | Performance improvement of bilayer CuPc/BPPC organic photodetector by thermal annealing | |
US11968885B2 (en) | Organic photodetector | |
CN109314187A (zh) | 用于光活性层的溶剂共混物 | |
JP2021530107A (ja) | 有機光検出器 | |
WO2023012366A1 (en) | Photoresponsive nonfullerene acceptors of the a-d-a'-d-a type for use in optoelectronic devices | |
CN110462864A (zh) | 用于制备光敏有机电子器件的溶剂体系 | |
US11043645B2 (en) | Organic photodetector | |
WO2024115329A1 (en) | Compounds useful in the preparation of photoresponsive device | |
TW202235421A (zh) | 光活性材料 | |
CN117715916A (zh) | 用于光电子装置中的a-d-a'-d-a型的光响应性非富勒烯受体 | |
KR20200122680A (ko) | 중합체 및 이를 포함하는 유기 태양 전지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |