CN115020588A - 用于光电器件的组合物以及包括其的光电器件、图像传感器和电子设备 - Google Patents
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Abstract
公开用于光电器件的组合物以及包括其的光电器件、图像传感器和电子设备，所述用于光电器件的组合物包括由化学式1表示的化合物。在化学式1中，各基团与详细的说明书中定义的相同。[化学式1]
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2021年3月5日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2021-0029757的优先权和权益，将其全部内容通过引用引入本文中。
技术领域
实例实施方式涉及用于光电器件的组合物以及包括其的光电器件、图像传感器、和电子设备。
背景技术
光电器件可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、光电晶体管等，并且可应用于图像传感器等。
包括光电二极管的图像传感器可要求高的分辨率并且因此小的像素。目前，广泛使用硅光电二极管。在一些情况下，由于因相对小的像素所致的相对小的吸收面积，硅光电二极管呈现出恶化的灵敏度的问题。
发明内容
实例实施方式提供能够选择性地吸收绿色波长区域中的光并且具有改善的热稳定性的用于光电器件的组合物。这样的组合物可为如下的光电器件的有机材料或者可被包括在如下的光电器件的有机材料中：其可在图像传感器中代替硅并且可具有相对高的消光系数且可取决于分子结构而选择性地吸收特定波长区域中的光，且因此可同时代替光电二极管(例如，硅光电二极管)和滤色器，且结果改善灵敏度和对相对高的集成作贡献。
一些实例实施方式还提供能够选择性地吸收绿色波长区域中的光并且在高温条件下的过程中保持改善的效率的光电器件。
一些实例实施方式还提供包括所述光电器件的图像传感器。
一些实例实施方式还提供包括所述图像传感器的电子设备。
根据一些实例实施方式，用于光电器件的组合物包括n型半导体化合物和由化学式1表示的p型半导体化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
L为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以形成环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，或者L连接至Y1或Y4以提供环结构，
Y1-Y6各自独立地为N或CRk，其中Rk为氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、胺基、取代或未取代的C1-C10烷基、或者取代或未取代的C1-C10烷氧基，或者相邻的Rk彼此连接以提供取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，
X1为-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、或-CRffRgg-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、和Rg各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、或者Rff和Rgg中的每一对彼此连接以提供环结构，
X2为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、或-(C(Rp)＝N)-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以提供环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，
Ar3为取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C6-C30烃环基团，取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C2-C30杂环基团，或其稠合环，和
R1和R2各自独立地为氢、氘、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C3-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30酰基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、硝基、五氟硫烷基(-SF5)、羟基、胺基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、-SiRaRbRc、或其任意组合，其中Ra、Rb、和Rc可各自独立地为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基。
在化学式1中，当Y1和Y4为CRk时，Y1或Y4的至少一个和L可彼此连接以提供稠合环。其中L和Y4彼此连接的结构可由化学式2A表示且其中L和Y1彼此连接的结构可由化学式2B表示。
[化学式2A]
在化学式2A中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6相同，
L1可为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy可为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
[化学式2B]
在化学式2B中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6相同，
L1可为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy可为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
在化学式1和其实例结构(化学式2A、化学式2B、以及下面将描述的化学式2A-1、化学式2B-1、化学式2C-1、和化学式3A-1至3A-8)中，X1可为-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、或-CRfRg-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、和Rg可各自独立地为卤素、氰基、被卤素或氰基取代的C1-C20烷基、被卤素或氰基取代的C1-C20烷氧基、被卤素或氰基取代的C6-C20芳基、被卤素或氰基取代的C6-C20芳氧基、或者被卤素或氰基取代的C3-C20杂芳基。
化学式1的X1、X2、和L中的环结构可各自为螺环结构或稠合环结构。
在一些实例实施方式中，所述螺环结构可包括由化学式4表示的部分。
[化学式4]
在化学式4中，
Xa和Xb可各自独立地为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、或-GeRddRee-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、和Re可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc或者Rdd和Ree中的每一对可彼此连接以提供环结构，
La可为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、-(CRfRg)n1-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、和Rp可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，和
*可为连接点。
部分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的各环的至少一个氢可被如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，在化学式4中，部分(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的芳族环中存在的一个或多个CH可被N代替。
在一些实例实施方式中，在化学式1中，Ar3可为由化学式5表示的环状基团。
[化学式5]
在化学式5中，
Ar3'可为取代或未取代的C6-C30芳基或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个可为氰基或含有氰基的基团，和
*可为连接点。
在一些实例实施方式中，在化学式1中，Ar3可为由化学式6A至化学式6G之一表示的环状基团。
[化学式6A]
在化学式6A中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个可为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc，其中Rc为氢、氘、或者取代或未取代的C1-C10烷基，
R11、R12、R13、R14、和R15可各自独立地为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13以及R14和R15可各自独立地存在或者可彼此连接以提供稠合芳族环，
n可为0或1，和
*可为连接点。
[化学式6B]
在化学式6B中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为O、S、Se、Te、或C(Ra)(CN)，其中Ra为氢、氰基(-CN)、或C1-C10烷基，
R11和R12可各自独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*可为连接点。
[化学式6C]
在化学式6C中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个可为氰基或含有氰基的基团，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*可为连接点。
[化学式6D]
在化学式6D中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个可为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc，其中Rc可为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G1可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13可各自独立地存在或者可彼此连接以提供稠合芳族环，
n可为0或1，和
*可为连接点。
[化学式6E]
在化学式6E中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc，其中Rc可为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G2可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，
n可为0或1，和
*可为连接点。
[化学式6F]
在化学式6F中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个可为氰基或含有氰基的基团，
R11可为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，
G3可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
*可为连接点。
[化学式6G]
在化学式6G中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，
Z2-Z4可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRcRd时，Rc或Rd的至少一个为氰基或含有氰基的基团，和
*可为连接点。
在一些实例实施方式中，所述用于光电器件的组合物在薄膜状态下可具有在大于或等于约500nm且小于或等于约600nm的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)。
在一些实例实施方式中，所述用于光电器件的组合物在薄膜状态下可呈现出具有约50nm-约200nm的半宽度(半峰全宽)(FWHM)的光吸收曲线。
在一些实例实施方式中，由化学式1表示的p型半导体化合物的分子的形态比(纵横比，aspect ratio)小于或等于约0.42，所述形态比基于将所述分子的最短轴的长度除以所述分子的最长轴的长度而确定。
所述组合物可包括p型半导体化合物和n型半导体化合物，并且所述p型半导体化合物为由化学式1表示的化合物。
所述组合物中的由化学式1表示的化合物和所述n型半导体化合物的体积比可为约1:100-约100:1。
根据一些实例实施方式，光电器件(例如，有机光电器件)包括彼此面对的第一电极和第二电极、以及活性层，所述活性层在所述第一电极和所述第二电极之间并且包括所述包括n型半导体化合物和由化学式1表示的p型半导体化合物的用于光电器件的组合物。
根据一些实例实施方式，提供包括所述光电器件的图像传感器。
在一些实例实施方式中，所述图像传感器可进一步包括集成有配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的多个第一光感测器件和配置成选择性地感测红色波长区域中的光的多个第二光感测器件的半导体基板，并且所述光电器件可在所述半导体基板上并且配置成选择性地感测绿色波长区域中的光。
在一些实例实施方式中，所述多个第一光感测器件和所述多个第二光感测器件可在竖直方向上堆叠在半导体基板中。
在一些实例实施方式中，所述图像传感器可进一步包括滤色器层，所述滤色器层包括配置成选择性地透射蓝色波长区域中的光的蓝色过滤器和配置成选择性地透射红色波长区域中的光的红色过滤器。
在一些实例实施方式中，所述光电器件可为配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，并且所述图像传感器可包括在所述半导体基板上的所述绿色光电器件、配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件、和配置成选择性地感测红色波长区域中的光的红色光电器件的堆叠体。
在一些实例实施方式中，所述绿色光电器件、所述蓝色光电器件、和所述红色光电器件可在所述半导体基板上平行地排列并且可在与所述半导体基板的上表面平行的水平方向上重叠。
根据一些实例实施方式，提供包括所述图像传感器的电子设备。
根据一些实例实施方式，所述组合物可包括由化学式1表示的化合物，并且所述组合物可包括n型半导体化合物或者可不包括n型半导体化合物。
所述用于光电器件的组合物能够选择性地吸收绿色波长区域中的光并且在热稳定性和电荷迁移率方面是优异的。所述用于光电器件的组合物在绿色波长区域中的波长选择性可提高以改善所述器件的效率，并且其中即使在高温过程中性能也不劣化的光电器件、图像传感器、和电子设备被提供。
附图说明
图1为显示根据一些实例实施方式的光电器件的横截面图，
图2为显示根据一些实例实施方式的光电器件的横截面图，
图3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俯视图，
图4为图3的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图5为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6为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7为根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图8为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意图，
图9为图8的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图10为示意性地显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的透视图，
图11示意性地显示沿着图10的线XI-XI’截取的图10的有机CMOS图像传感器的实例的横截面的图，
图12为包括根据一些实例实施方式的图像传感器的数码相机的框图，和
图13为根据一些实例实施方式的电子设备的示意图。
具体实施方式
下文中，详细地描述一些实例实施方式，使得本领域普通技术人员可容易实施它们。然而，实际应用的结构可以多种不同形式实施，并且不限于本文中描述的实例实施方式。
在附图中，为了清楚，放大了层、膜、面板、区域等的厚度。在说明书中相同的附图标记始终表示相同的元件。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称作“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，当一个元件被称作“直接在”另外的元件“上”时，不存在中间元件。
在附图中，为了实例实施方式的清楚起见，省略了与描述没有关系的部分，并且在说明书中相同或类似的构成元件始终由相同的附图标记表示。
如本文中使用的，“A、B、或C的至少一个(种)”、“A、B、C、或其任意组合之一”以及“A、B、C、及其任意组合之一”指的是各构成要素、及其任意组合(例如，A；B；C；A和B；A和C；B和C；或者A、B和C)。
如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，“取代(的)”指的是化合物或官能团的氢被如下代替：卤素原子(F、Br、Cl、或I)、羟基、硝基、氰基、叠氮基、脒基、胺基(-NR'R”，其中R'和R”各自独立地为氢原子、C1-C20烷基或C6-C30芳基)、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基团、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、C1-C20烷氧基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C30芳基、C7-C30芳基烷基、C2-C20杂芳基、C3-C20杂芳基烷基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C15环炔基、C2-C20杂环烷基、或其任意组合。
“芳烃基团”指的是具有芳族环的烃环基团，并且包括单环型和多环型烃环基团，并且所述多环型烃环基团的另外的环可为芳族环或非芳族环。所述芳烃基团可为C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团。
“杂芳烃基团”指的是在环中包括选自N、O、S、P、和Si的1-3个杂原子的芳烃基团。所述杂芳烃基团可为C3-C30杂芳烃基团、C3-C20杂芳烃基团、或C3-C10杂芳烃基团。
如本文中使用的，“烃环基团”可为C3-C30烃环基团。所述烃环基团可为芳族烃环基团(例如，C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团或者C6-C30芳基、C6-C20芳基、或者C6-C10芳基)、脂环族烃环基团(例如，C3-C30环烷基、C5-C30环烷基、C3-C20环烷基、或者C3-C10环烷基)、或其稠合环基团。例如，所述稠合环基团可指的是芳族环(芳烃环)和非芳族环(脂环族环)的稠合环，例如其中至少一个芳族环(芳烃环)例如C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团或者C6-C30芳基、C6-C20芳基、或C6-C10芳基和至少一个非芳族环(脂环族环)例如C3-C30环烷基、C3-C20环烷基、或C3-C10环烷基彼此稠合的稠合环。
如本文中使用的，“杂环基团”可为C2-C30杂环基团。所述杂环基团可为其中芳族烃环基团(例如，C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团或者C6-C30芳基、C6-C20芳基、或C6-C10芳基)、脂环族烃环基团(例如，C3-C30环烷基、C3-C20环烷基、或C3-C10环烷基)、及其稠合环基团的至少一个、例如1-3个碳原子被选自N、O、S、P、和Si的杂原子代替的环状基团。此外，所述杂环基团的至少一个碳原子可被硫羰基(C＝S)代替。
如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，“杂”指的是包括选自N、O、S、P、和Si的1-3个杂原子者。
如本文中使用的，“烷基”指的是单价直链或支化的饱和烃基团，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基等。
如本文中使用的，“环烷基”指的是其中环的原子为碳的单价烃环基团，例如环丙基、环丁基、环戊基、或环己基。
如本文中使用的，“芳基”指的是其中环的所有元素(所有成环原子)具有形成共轭的p轨道的环状官能团，并且可为单环型、多环型或稠合环多环型(例如，共用相邻碳原子对的环)官能团。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“含有氰基的基团”的是其中至少一个氢被氰基代替的单价基团例如C1-C30烷基、C2-C30烯基、或C2-C30炔基。所述含有氰基的基团还指二价基团例如＝CRx'-(CRxRy)p-CRy'(CN)2，其中Rx、Ry、Rx'、和Ry'可各自独立地为氢或C1-C10烷基并且p为0-10(或者1-10)的整数。所述含有氰基的基团的具体实例可为二氰基甲基、二氰基乙烯基、氰基乙炔基等。如本文中使用的，所述含有氰基的基团不包括仅包括氰基(-CN)的官能团。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳族烃基团”可包括C6-C30芳烃基团例如苯基和萘基、C6-C30芳基、和C6-C30亚芳基，但是不限于此。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“脂族烃基团”可包括C1-C15烷基例如甲基、乙基、丙基等，C1-C15亚烷基，C2-C15烯基例如乙烯基或丙烯基，C2-C15炔基例如乙炔基或丙炔基，但是不限于此。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳族环”指的是提供共轭结构的C6-C10烃环基团(例如，C6-C10芳基)或提供共轭结构的C2-C10杂环基团(例如，C2-C10杂芳基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“螺环结构”可为取代或未取代的C5-C30烃环基团、取代或未取代的C2-C30杂环基团、或其稠合环。所述取代或未取代的C5-C30烃环基团可为例如取代或未取代的C5-C30环烷基(例如，取代或未取代的C5-C20环烷基或者取代或未取代的C5-C10环烷基)或者取代或未取代的C6-C30芳基(例如，取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C10芳基)，并且所述取代或未取代的C2-C30杂环基团可为例如取代或未取代的C2-C20杂环烷基(例如，取代或未取代的C2-C10杂环烷基)或者取代或未取代的C2-C20杂芳基(例如，取代或未取代的C2-C10杂芳基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“稠合环”为两个或更多个取代或未取代的C5-C30烃环基团的稠合环、两个或更多个取代或未取代的C2-C30杂环基团的稠合环、或者取代或未取代的C5-C30烃环基团和取代或未取代的C2-C30杂环基团的稠合环(例如，芴基)。此处，所述烃环基团和所述杂环状基团如以上所定义的。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“组合”指的是两者或更多者的混合物、其中一个取代基被另外的取代基代替的取代、彼此稠合、或者通过单键或C1-C10亚烷基彼此连接。
将进一步理解，当一个元件被称作“在”另外的元件“上”时，其可在所述另外的元件上方或者下面或者与所述另外的元件相邻(例如，水平地相邻)。
将理解，可被称作相对于其它元件和/或其性质“垂直的”、“平行的”、“共平面的”等的元件和/或其性质(例如，结构、表面、方向等)相对于所述其它元件和/或其性质分别可为“垂直的”、“平行的”、“共平面的”等或者可为“基本上垂直的”、“基本上平行的”、“基本上共平面的”等。
相对于其它元件和/或其性质“基本上垂直的”的元件和/或其性质(例如，结构、表面、方向等)将被理解为在制造公差和/或材料公差的范围内相对于所述其它元件和/或其性质“垂直的”和/或具有等于或小于10％的离相对于所述其它元件和/或其性质“垂直的”在大小和/或角度上的偏差(例如，±10％的公差)。
相对于其它元件和/或其性质“基本上平行的”元件和/或其性质(例如，结构、表面、方向等)将被理解为在制造公差和/或材料公差的范围内相对于所述其它元件和/或其性质“平行的”和/或具有等于或小于10％的离相对于所述其它元件和/或其性质“平行的”在大小和/或角度上的偏差(例如，±10％的公差)。
相对于其它元件和/或其性质“基本上共平面的”元件和/或其性质(例如，结构、表面、方向等)将被理解为在制造公差和/或材料公差的范围内相对于所述其它元件和/或其性质“共平面的”和/或具有等于或小于10％的离相对于所述其它元件和/或其性质“共平面的”在大小和/或角度上的偏差(例如，±10％的公差)。
将理解，元件和/或其性质在本文中可被叙述为与其它元件“等同”、“相同”或“相等”，并且将进一步理解，本文中叙述为与其它元件“等同”、“相同”、或者“相等”的元件和/或其性质可与所述其它元件和/或其性质“等同”、“相同”、或者“相等”或者“基本上等同”、“基本上相同”或者“基本上相等”。与其它元件和/或其性质“基本上等同”、“基本上相同”或者“基本上相等”的元件和/或其性质将被理解为包括在制造公差和/或材料公差的范围内与所述其它元件和/或其性质等同、相同、或相等的元件和/或其性质。与其它元件和/或其性质等同或者基本上等同和/或相同或者基本上相同的元件和/或其性质可为在结构上相同或者基本上相同、在功能上相同或者基本上相同、和/或在组成上相同或者基本上相同。
将理解，本文中描述为“基本上”相同和/或等同的元件和/或其性质涵盖具有等于或小于10％的在大小上的相对差异的元件和/或其性质。此外，不管元件和/或其性质是否用“基本上”修饰，都将理解，这些元件和/或其性质应被解释为包括围绕所陈述的元件和/或其性质的制造或操作公差(例如，±10％)。
当在本说明书中关于数值使用术语“约”时，意图是相关数值包括围绕所陈述的数值的制造或操作公差(例如，±10％)。
下文中，描述根据一些实例实施方式的用于光电器件的组合物。所述用于光电器件的组合物包括n型半导体化合物和由化学式1表示的p型半导体化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
L为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以形成环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，或者L任选地连接至Y1或Y4以提供环结构，
Y1-Y6各自独立地为N或CRk，其中Rk为氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、胺基、取代或未取代的C1-C10烷基、或者取代或未取代的C1-C10烷氧基，或者相邻的Rk彼此连接以提供取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，
X1为-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、或-CRffRgg-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、和Rg各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、或者Rff和Rgg中的每一对彼此连接以提供环结构，
X2为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、或-(C(Rp)＝N)-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以提供环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，
Ar3为取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C6-C30烃环基团，取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C2-C30杂环基团，或其稠合环，和
R1和R2各自独立地为氢、氘、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C3-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30酰基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、硝基、五氟硫烷基(-SF5)、羟基、胺基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、-SiRaRbRc、或其任意组合，其中Ra、Rb、和Rc可各自独立地为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基。
由化学式1表示的化合物包括：包括包含氮(N，第一氮)和L的第一环部分和含有X1的第二环部分的电子给体部分；和由Ar3表示的电子受体部分；其中所述包含氮(N，第一氮)和L的第一环部分和所述含有X1的第二环部分通过包含氮(N，第一氮)和X2的第三环部分彼此稠合。在化学式1中，通过将所述包含氮(N，第一氮)和L的第一环部分和所述含有X1的第二环部分通过所述包含氮(N，第一氮)和X2的第三环部分稠合以提供稠合环，所述化合物的分子结构的稳定性可改善，在沉积过程中的所述化合物的分解可被限制和/或防止，使得所述器件的可靠性可改善。此外，通过在包含Y1、Y2、Y3、和N(第二氮)的芳族环基团中包括N(第二氮)，N(第二氮)、X1、和存在于Ar3中的官能团(C＝O、C＝S、C＝Se、或C＝Te)可增强分子内相互作用以改善在特定波长处的吸收强度并且可提高分子结构的平面性。
由化学式1表示的化合物包括：包括包含氮(N，第一氮)和L的第一环部分和含有X1的第二环部分的电子给体部分；和由Ar3表示的电子受体部分；其中所述包含氮(N，第一氮)和L的第一环部分和所述含有X1的第二环部分通过包含氮(N，第一氮)和X2的第三环部分彼此稠合以提供稠合环。
在一些实例实施方式中，化学式1的化合物可由化学式2A表示。
[化学式2A]
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5和Y6相同，
L1可为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy可为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
在一些实例实施方式中，在化学式1、化学式2A、化学式2A-1、或化学式2A-2中，Y3可为N或CRk，其中Rk可为卤素、氰基、C1-C10卤代烷基、或C1-C10氰基烷基(该碳数不包括氰基中的碳)。在一些实例实施方式中，Y3、N(第一氮和第二氮)、X1、和Ar3的官能团(C＝O、C＝S、C＝Se、或C＝Te)增强分子内相互作用，从而提高在特定波长处的吸收强度。
在一些实例实施方式中，在化学式1、化学式2A、化学式2A-1、或化学式2A-2中，Y6可为N或CRk，其中Rk可为卤素、氰基、C1-C10卤代烷基、或C1-C10氰基烷基，并且X2可为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、-(CRfRg)n1-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、或-(C(Rp)＝N)-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp可各自独立地为卤素、C1-C20卤代烷基、或C1-C20氰基烷基。在一些实例实施方式中，Y6和X2可增强分子内相互作用，从而改善在特定波长处的吸收强度。
在一些实例实施方式中，在化学式1中，当Y1和Y4为CRk时，Y1或Y4的至少一个和L可彼此连接以提供稠合环。其中Y4和L连接的结构可由化学式2A表示，和其中Y1和L连接的结构可由化学式2B表示。
[化学式2A]
在化学式2A中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6相同，
L1可为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy可为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
[化学式2B]
在化学式2B中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6相同，
L1可为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy可为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
在一些实例实施方式中，化学式2A和化学式2B的Cy可为芳烃基团、杂芳烃基团、环烯基团、或杂环烯基团，并且它们可具有5元至10元环结构。所述杂芳烃基团或杂环烯基团可在环中包括N。
当化学式2A的Cy具有6元环结构时，化学式2A的化合物可由化学式2A-1表示。
[化学式2A-1]
在化学式2A-1中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5、和Y6相同，
L11可为Si、Ge、或C，和
各芳族环的氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，化学式2A-1中的6元环结构的CH可被N代替，并且在一个6元环结构中可包括一个或多个(例如，1、2、或3个)N。
当化学式2B的Cy具有6元环结构时，化学式2B的化合物可由化学式2B-1表示。
[化学式2B-1]
在化学式2B-1中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6相同，
L11可为Si、Ge、或C，和
各芳族环的氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，化学式2B-1中的6元环结构的CH可被N代替，并且在一个6元环结构中可包括一个或多个(例如，1、2、或3个)N。
在一些实例实施方式中，在化学式1中，Y1(CRk)和L可彼此连接以提供第一稠合环并且Y4(CRk)和L可彼此连接以提供第二稠合环。当所述第一稠合环和所述第二稠合环各自具有6元环结构时，由化学式1表示的化合物可由化学式2C-1表示。
[化学式2C-1]
在化学式2C-1中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y5、和Y6相同，
L11可为Si、Ge、或C，和
各芳族环的氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，化学式2C-1中的6元环结构的CH可被N代替，并且在一个6元环结构中可包括一个或多个(例如，1、2、或3个)N。
在一些实例实施方式中，在化学式1中，当Y1-Y3为CRk并且相邻的Rk彼此连接以提供稠合环(取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其任意组合)时，其可由化学式3A-1至3A-4之一表示。
在化学式3A-1至化学式3A-4中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、和L分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、和L相同，
X4可为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、-CRffRgg-、-CRh＝CRi-、或-CRhh＝CRii-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、和Ri可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg或者Rhh和Rii中的每一对可彼此连接以提供环结构，和
各芳族环的氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，在化学式3A-1至化学式3A-4中，所述芳族环的CH可被N代替并且在一个芳族环中可包括一个或多个(例如，1、2、或3个)N。
在化学式1中，当Y4-Y6为CRk并且相邻的Rk彼此连接以提供稠合环(取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其任意组合)时，其可由化学式3A-5至化学式3A-8之一表示。
在化学式3A-5至化学式3A-8中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、和L分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、和L相同，
X4可为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、-CRffRgg-、-CRh＝CRi-、或-CRhh＝CRii-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、和Ri可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rhh和Rii中的每一对彼此连接以提供环结构，和
各芳族环的氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在一些实例实施方式中，在化学式3A-5至化学式3A-8中，所述芳族环的CH可被N代替并且在一个芳族环中可包括一个或多个(例如，1、2、或3个)N。
在化学式1的X1、X2和L、化学式2A、2B、2A-1、2B-1和2C-1的X1和X2、以及化学式3A-1至3A-8的X1、X2和X4中，其分别的(相应的)环结构可各自为螺环结构或稠合环结构。所述螺环结构可为取代或未取代的C5-C30烃环基团或者取代或未取代的C2-C30杂环基团。所述取代或未取代的C5-C30烃环基团可为例如取代或未取代的C5-C30环烷基(例如，取代或未取代的C3-C20环烷基或者取代或未取代的C3-C10环烷基)、或者取代或未取代的C5-C30环烷基(例如，取代或未取代的C3-C20环烷基或者取代或未取代的C3-C10环烷基)和取代或未取代的C6-C30芳基(例如，取代或未取代的C6-C20芳基或者取代或未取代的C6-C10芳基)的稠合环。所述稠合环的实例包括芴基和茚满基。所述取代或未取代的C2-C30杂环基团可为例如取代或未取代的C2-C30杂环烷基(例如，取代或未取代的C2-C20杂环烷基或者取代或未取代的C2-C10杂环烷基)。
所述稠合环结构可具有稠合的取代或未取代的C5-C30烃环基团、稠合的取代或未取代的C2-C30杂环基团、或其稠合环。所述取代或未取代的C5-C30烃环基团可为例如取代或未取代的C5-C30环烷基(例如，取代或未取代的C5-C20环烷基、或者取代或未取代的C5-C10环烷基)或者取代或未取代的C6-C30芳基(例如，取代或未取代的C6-C20芳基或者取代或未取代的C6-C10芳基)，并且所述取代或未取代的C2-C30杂环基团可为例如取代或未取代的C2-C30杂环烷基(例如，取代或未取代的C2-C20杂环烷基或者取代或未取代的C2-C10杂环烷基)或者取代或未取代的C2-C30杂芳基(例如，取代或未取代的C2-C20杂芳基、或者取代或未取代的C2-C10杂芳基)。
所述螺环结构可包括由化学式4表示的部分。
[化学式4]
在化学式4中，
Xa和Xb可各自独立地为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、或-GeRddRee-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、和Re可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc或者Rdd和Ree中的每一对可彼此连接以提供环结构，
La可为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、-(CRfRg)n1-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、和Rp可各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，并且-(CRfRg)n1-的n1可为1或2，
*可为连接点，和
各环的氢(例如，部分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的各环的至少一个氢)可任选地被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在化学式4中，部分(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的芳族环中存在的一个或多个CH可被N代替。
在化学式1中，Ar3可由化学式5表示。
[化学式5]
在化学式5中，
Ar3'可为取代或未取代的C6-C30芳基或者取代或未取代的C3-C30杂芳基，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，和。
*可为连接点。
在化学式1中，Ar3可为由化学式6A至化学式6G之一表示的环状基团。
[化学式6A]
在化学式6A中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3为N或CRc，其中Rc为氢、氘、或者取代或未取代的C1-C10烷基，
R11、R12、R13、R14、和R15可各自独立地为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13以及R14和R15可各自独立地存在或者可彼此连接以提供稠合芳族环，
n可为0或1，和
*可为连接点。
在一些实例实施方式中，在化学式6A中，CR11、CR12、CR13、CR14、或CR15的至少一个可被氮(N)代替。即，化学式6A的取代或未取代的苯环部分可包括杂原子N。
[化学式6B]
在化学式6B中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为O、S、Se、Te、或C(Ra)(CN)，其中Ra为氢、氰基(-CN)、或C1-C10烷基，
R11和R12可各自独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*可为连接点。
[化学式6C]
在化学式6C中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*可为连接点。
[化学式6D]
在化学式6D中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc，其中Rc可为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G1可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13可各自独立地存在或者可彼此连接以提供稠合芳族环，
n可为0或1，和
*可为连接点。
[化学式6E]
在化学式6E中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc，其中Rc可为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G2可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13可各自独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，
n可为0或1，和
*可为连接点。
[化学式6F]
在化学式6F中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
R11可为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，
G3可为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw可各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
*可为连接点。
[化学式6G]
在化学式6G中，
Z1可为O、S、Se、或Te，
Ra和Rb可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，
Z2-Z4可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRcRd时，Rc或Rd的至少一个为氰基或含有氰基的基团，和
*可为连接点。
由化学式6A表示的环状基团可为由化学式6A-1或化学式6A-2表示的环状基团。
[化学式6A-1]
[化学式6A-2]
在化学式6A-1和化学式6A-2中，
Z3、R11、n、R12、R13、R14、和R15分别与化学式6A中的Z3、R11、n、R12、R13、R14、和R15相同。
当R12和R13和/或R14和R15各自独立地连接以形成稠合芳族环时，由化学式6A表示的环状基团可为由化学式6A-3表示的环状基团。
[化学式6A-3]
在化学式6A-3中，
Z1、Z2、Z3、R11和n分别与化学式6A中的Z1、Z2、Z3、R11和n相同，
R12a和R12b可各自独立地为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，
m1和m2可各自独立地为范围为0-4的整数，和
Ph1和Ph2指的是稠合的亚苯基环，并且可任选地省略Ph1或Ph2之一。
由化学式6B表示的环状基团可为，例如，由化学式6B-1、6B-2、或6B-3表示的环状基团。
在化学式6B-1、6B-2、和6B-3中，
R11和R12分别与化学式6B中的R11和R12相同。
由化学式6C表示的环状基团可为，例如，由化学式6C-1或6C-2表示的环状基团。
在化学式6C-1和6C-2中，
R11-R13分别与化学式6C中的R11-R13相同。
在化学式1中，所述电子给体部分的N、所述含有X1的环的X1、作为电子受体部分的Ar3的官能团(C＝O、C＝S、C＝Se、或C＝Te)增强分子内相互作用以改善在特定波长处的吸收强度。
由化学式1表示的化合物的具体实例可包括组1的化合物，但是不限于此。
[组1]
在组1中，Ar3、R1、R2、和L分别与化学式1中的Ar3、R1、R2、和L相同，
各芳族环的至少一个氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
在组1中，示出了其中在化学式1中X1为-Se-的化合物，但是所述-Se-可被另外的连接基团X1(-S-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、或-CRffRgg-)代替。
在组1中，示出了其中在化学式1中X2为-(C(CH3)(CH3))-的化合物，但是所述-(C(CH3)(CH3))可被另外的连接基团X2(-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、或-(C(Rp)＝N)-)代替。
由化学式2A-1或化学式2B-1表示的化合物的具体实例可包括组2的化合物，但是不限于此。
[组2]
在组2中，Ar3、R1、R2、和L11分别与化学式2A-1或2B-1中的Ar3、R1、R2、和L11相同，
各环(苯环、环己二烯环或含氮杂环)的至少一个氢可被选自如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、和取代或未取代的C6-C20芳氧基。
示出了其中组2中的苯环或吡啶环中存在的CH被一个N代替的结构，但是组2的各环(苯环、吡啶环或环己二烯环)的CH可被N代替，其中一个环可包括一个或多个N，并且多个环可含有N。
在组2中，示出了其中在化学式2A-1或2B-1中X1为-Se-的化合物，但是所述-Se-可被另外的连接基团X1(-S-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、或-CRffRgg-)代替。
在组2中，示出了其中在化学式2A-1或2B-1中X2为-(C(CH3)(CH3))-的化合物，但是所述-(C(CH3)(CH3))可被另外的连接基团X2(-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、或-(C(Rp)＝N)-)代替。
由化学式1表示的化合物的具体实例可为组3的化合物。
[组3]
在由化学式1表示的化合物的分子的三维结构中，通过将最短轴的长度(Z)除以最长轴的长度(X)而获得的形态比(Z/X)可小于或等于约0.42，例如小于或等于约0.41、或者小于或等于约0.40，并且所述形态比(Z/X)可大于0，例如等于或大于约0.001、等于或大于约0.01、或者等于或大于0.1。在以上范围内，所述化合物的平面性可被优异地保持，使得电荷迁移率可改善。
所述n型半导体化合物可为亚酞菁或亚酞菁衍生物、富勒烯或富勒烯衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或其任意组合。
所述富勒烯可包括C60、C70、C76、C78、C80、C82、C84、C90、C96、C240、C540、其混合物、富勒烯纳米管等。富勒烯衍生物可指的是这些富勒烯的具有取代基的化合物。所述富勒烯衍生物可包括取代基例如烷基(例如，C1-C30烷基)、芳基(例如，C6-C30芳基)、杂环基团(例如，C3-C30杂环烷基)等。所述芳基和杂环基团的实例可为苯环、萘环、蒽环、菲环、芴环、苯并[9,10]菲环、并四苯环、联苯环、吡咯环、呋喃环、噻吩环、咪唑环、
唑环、噻唑环、吡啶环、吡嗪环、嘧啶环、哒嗪环、吲嗪环、吲哚环、苯并呋喃环、苯并噻吩环、异苯并呋喃环、苯并咪唑环、咪唑并吡啶环、喹嗪环、喹啉环、酞嗪环、萘啶环、喹喔啉环、喹
唑啉(quinoxazoline)环、喹唑啉环、异喹啉环、咔唑环、菲啶环、吖啶环、菲咯啉环、噻蒽环、色烯环、呫吨环、吩
嗪环、酚黄素环、吩噻嗪环、或吩嗪环。
所述亚酞菁或亚酞菁衍生物可由化学式7表示。
[化学式7]
在化学式7中，
R31-R33可各自独立地为氢、氘、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C3-C30杂芳基、卤素、含有卤素的基团、或其任意组合，
a、b、和c为范围为1-3的整数，和
Z为单价取代基。
例如，Z可为卤素或含有卤素的基团，例如F、Cl、含有F的基团、或含有Cl的基团。
卤素指的是F、Cl、Br、或I，并且含有卤素的基团指的是其中烷基的至少一个氢被F、Cl、Br、或I代替的烷基(例如，C1-C30烷基)。
所述噻吩衍生物可例如由化学式8或9表示，但是不限于此。
[化学式8]
[化学式9]
EWG1-T1-T2-T3-EWG2
在化学式8和9中，
T1、T2、和T3可为包括取代或未取代的噻吩部分的芳族环，
T1、T2、和T3可各自独立地存在或者可彼此稠合，
X3-X8可各自独立地为氢、氘、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C3-C30杂环基团、氰基、含有氰基的基团、或其任意组合，和
EWG1和EWG2可各自独立地为吸电子基团。
例如，在化学式8中，X3-X8的至少一个可为吸电子基团，例如含有氰基的基团。
所述用于光电器件的组合物可进一步包括配置成选择性地吸收绿色光的第二p型半导体化合物。所述第二p型半导体化合物可为由化学式10表示的化合物。
[化学式10]
在化学式10中，
R41-R43可各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C30脂族烃基团、取代或未取代的C6-C30芳族烃基团、取代或未取代的C1-C30脂族杂环基团、取代或未取代的C2-C30芳族杂环基团、取代或未取代的C1-C30烷氧基、取代或未取代的C6-C30芳氧基、硫醇基团、取代或未取代的C1-C30烷硫基、取代或未取代的C6-C30芳硫基、氰基、含有氰基的基团、卤素、含有卤素的基团、取代或未取代的磺酰基(例如，取代或未取代的C0-C30氨基磺酰基、取代或未取代的C1-C30烷基磺酰基或者取代或未取代的C6-C30芳基磺酰基)、或其任意组合，或者R41-R43的两个相邻基团可彼此连接以提供稠合环，
L1-L3可独立地为单键、取代或未取代的C1-C30亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基、二价的取代或未取代的C3-C30杂环基团、或其任意组合，
R51-R53可独立地为取代或未取代的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C3-C30杂环基团、取代或未取代的胺基(例如，取代或未取代的C1-C30烷基胺基、或者取代或未取代的C6-C30芳基胺基)、取代或未取代的甲硅烷基、或其任意组合，和
a-c可独立地为范围为0-4的整数。
基于所述组合物中的100重量份的由化学式1表示的化合物，可在所述组合物中以约500-约1500重量份的量包括所述配置成选择性地吸收绿色光的第二p型半导体化合物。
所述用于光电器件的组合物可配置成选择性地吸收绿色波长区域中的光并且在薄膜状态下可具有在如下的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)：大于或等于约500nm例如大于或等于约510nm、大于或等于约520nm、大于或等于约525nm、或者大于或等于约530nm且小于或等于约600nm、小于或等于约590nm例如小于或等于约580nm、小于或等于约570nm、小于或等于约560nm、小于或等于约555nm、或者小于或等于约550nm。
所述用于光电器件的组合物在薄膜状态下可呈现出具有如下的半宽度(FWHM)的光吸收曲线：约50nm-约200nm，例如约50nm-约150nm、约50nm-约120nm、或约50nm-约100nm。此处，FWHM是与最大吸收点的高度的一半对应的波长宽度。当FWHM小时，通过选择性地吸收窄波长区域中的光，波长选择性提高。如本文中使用的，当未另外提供具体定义时，其可由通过UV-Vis光谱法测量的吸光度定义。当FWHM在所述范围内时，在绿色波长区域中的选择性可提高。所述薄膜可为在真空条件下沉积的薄膜。
可将所述用于光电器件的组合物形成为其中化学式1的化合物和所述n型半导体化合物混合的单个层、或者其中化学式1的化合物的p型层和包括所述n型半导体化合物的n型层堆叠的结构。
所述用于光电器件的组合物可以约1:100-约100:1的体积比包括化学式1的化合物和所述n型半导体化合物。在以上范围内，可以约1:50-约50:1、和例如约1:10-约10:1、约1:5-约5:1、约1:3-约3:1、约1:2-约2:1、约1:1.5-约1.5:1、约1:1.2-约1.2:1、或约1:1的体积比包括它们。在以上体积比范围内，可有效地产生激子，并且可有效地形成pn结。
此外，所述用于光电器件的组合物可在具有高的波长选择性(窄的FWHM)和吸收系数的同时呈现出改善的残余电荷特性，从而减少所述器件的余像。
通过(例如，基于)将p型半导体化合物和n型半导体化合物共沉积或顺序地沉积，可将所述用于光电器件的组合物形成为薄膜。该沉积方法可提供均匀的薄膜并且具有小的将杂质包括到所述薄膜中的可能性。然而，当所述化合物例如p型半导体化合物具有比沉积用温度低的熔点时，从所述化合物分解的产物可被沉积并且因此器件的性能可恶化。因此，由化学式1表示的p型半导体化合物合乎期望地具有比沉积温度高的熔点。由化学式1表示的p型半导体化合物具有比沉积温度高例如至少约10℃、例如至少约20℃、或至少约30℃的熔点并且因此可合乎期望地用于沉积。
更详细地，由化学式1表示的给体-受体型材料可在所述材料的熔点(Tm)处热分解，因为该熔点(Tm)类似于分解温度(Td)。因此，如果通过真空沉积而形成膜时的温度(升华温度、沉积温度，Ts)高于Tm，则分解与升华(沉积)相比更优先地发生，且因此无法制造正常的器件，并且用这些材料制造稳定的图像传感器是不可能的。因此，对于由化学式1表示的给体-受体型材料而言，Tm应高于Ts，且合乎期望地Tm-Ts≥10℃。
此外，在图像传感器的制造期间在制造有机光电器件之后，可形成微透镜阵列(MLA)以集中光。该微透镜阵列可要求相对高的温度(大于或等于约160℃，例如大于或等于约170℃、大于或等于约180℃、或者大于或等于约190℃)。可要求所述光电器件(例如，有机光电器件)的性能在这些热处理过程中不恶化。在MLA的热处理期间所述有机光电器件的性能恶化可不是由有机材料的化学分解，而是由其形态变化导致的。当材料由于热处理而开始热振动时，通常导致形态变化，但是具有稳固分子结构的材料可不具有热振动并且被限制和/或防止因热处理而恶化。由化学式1表示的p型半导体化合物(例如，在根据任意实例实施方式的组合物中)可由于所述给体部分中的共轭结构而被抑制分子的热振动并且因此在MLA热处理期间可得以稳定地保持并且保证工艺稳定性。
在一些实例实施方式中，所述组合物可省略所述n型半导体化合物并且可包括单独的或者与不是如本文中描述的n型半导体化合物的其它材料组合的由化学式1表示的p型半导体化合物。这样的组合物可被包括在根据任意实例实施方式的任意光电器件、图像传感器、和/或电子设备的多个层、结构体等中。
下文中，参照附图描述包括根据一些实例实施方式的用于光电器件的组合物的光电器件。
图1为显示根据一些实例实施方式的光电器件的横截面图。
参照图1，根据一些实例实施方式的光电器件100包括第一电极10和第二电极20(例如，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之间的活性层30。
第一电极10或第二电极20之一为阳极并且另一个为阴极。第一电极10或第二电极20的至少一个可为光透射电极，并且所述光透射电极可由例如如下制成：透明导体例如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)，或者薄的单层或多层的金属薄层。当第一电极10或第二电极20之一为非光透射电极时，其可由例如不透明导体例如铝(Al)制成。
活性层30包括p型半导体和n型半导体以形成pn结，并且吸收外部光以产生激子，然后将所产生的激子分离成空穴和电子。
活性层30包括根据任意实例实施方式的用于光电器件的组合物(例如，包括n型半导体化合物和由化学式1表示的p型半导体化合物的组合物)。
活性层30可具有在如下的波长区域中的最大吸收波长(λ最大)：大于或等于约500nm例如大于或等于约510nm、大于或等于约520nm、大于或等于约525nm、大于或等于约530nm、或者大于或等于约535nm且小于或等于约590nm例如小于或等于约580nm、小于或等于约570nm、或者小于或等于约560nm。
活性层30可呈现出具有如下的相对窄的半宽度(FWHM)的光吸收曲线：约50nm-约200nm，例如约50nm-约150nm、约50nm-约120nm、或约50nm-约100nm。因此，活性层30对于绿色波长区域中的光具有高的选择性。
活性层30可为单层或多层。活性层30可为，例如，本征层(I层)、p型层/I层、I层/n型层、p型层/I层/n型层、p型层/n型层等。
所述本征层(I层)可以约1:100-约100:1的体积比包括化学式1的化合物和所述n型半导体化合物。在根据任意实例实施方式的组合物、包括所述组合物的活性层30、其任意层(例如，所述本征层)、或其任意组合中可以约1:50-约50:1例如约1:10-约10:1、约1:5-约5:1、约1:3-约3:1、约1:2-约2:1、约1:1.5-约1.5:1、约1:1.2-约1.2:1、或约1:1的体积比包括化学式1的化合物和所述n型半导体化合物。当化学式1的化合物和所述n型半导体化合物具有在所述范围内的体积比时，可有效地产生激子，并且可有效地形成pn结。
所述p型层可包括化学式1的半导体化合物，并且所述n型层可包括所述n型半导体化合物。
活性层30可具有约1nm-约500nm并且特别是约5nm-约300nm、约20nm-约250nm、约30nm-约200nm、约50nm-约150nm、约70nm-约130nm、或约80nm-约120nm的厚度。当活性层30具有在所述范围内的厚度时，活性层30可有效地吸收光，使空穴与电子有效地分离，并且输送它们，从而有效地改善光电转换效率。活性层30的合乎期望的厚度可例如由活性层30的吸收系数决定，并且可为，例如，能够吸收至少约70％或更多、例如约80％或更多、和再例如约90％或更多的光的厚度。
在光电器件100中，当光从第一电极10和/或第二电极20进入时，和当活性层30吸收期望的和/或替代地预定的波长区域中的光时，可从内部产生激子。所述激子在活性层30中被分离成空穴和电子，并且所分离的空穴被传输至作为第一电极10或第二电极20之一的阳极并且所分离的电子被传输至作为第一电极10和第二电极20的另一个的阴极以使电流在光电器件100中流动(例如，引起通过光电器件100的至少一部分的电流)。
下文中，参照图2描述根据一些实例实施方式的光电器件。
图2为显示根据一些实例实施方式的光电器件的横截面图。
参照图2，像包括图1中所示的实例实施方式在内的一些实施方式一样，根据包括图2中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式的光电器件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之间的活性层30。
然而，不同于包括图1中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式，根据包括图2中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式的光电器件200进一步包括在第一电极10和活性层30之间、以及第二电极20和活性层30之间的电荷辅助层40和45。电荷辅助层40和45可促进从活性层30分离的空穴和电子的转移，以提高效率。
电荷辅助层40和45可为选自如下的至少一个：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)、和用于防止空穴传输的空穴阻挡层(HBL)。
电荷辅助层40和45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，并且所述无机材料可为例如金属氧化物例如氧化钼、氧化钨、氧化镍等。
所述空穴注入层(HIL)和/或空穴传输层(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)、4,4'-双[N-(1-萘基)-N-苯基-氨基]联苯(α-NPD)、m-MTDATA(4,4',4"-三[苯基(间-甲苯基)氨基]三苯基胺)、4,4',4”-三(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、及其任意组合，但是不限于此。
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)、4,4'-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)、及其任意组合，但是不限于此。
所述电子注入层(EIL)和/或电子传输层(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、及其任意组合，但是不限于此。
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、及其任意组合，但是不限于此。
可省略电荷辅助层40或45的任一个。
所述光电器件可应用于多种领域，例如太阳能电池、图像传感器、光电探测器、光电传感器、和有机发光二极管(OLED)，但是不限于此。
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3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部俯视图，并且图4为显示图3的有机CMOS图像传感器的横截面图。
参照图3和4，根据包括图3和4中所示的实例实施方式在内的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50(其可包括光感测器件50B和50R)、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55的半导体基板310，下部绝缘层60，滤色器层70，上部绝缘层80(本文中也称作绝缘层)，和光电器件100。光电器件100可为根据任意实例实施方式的光电器件并且在(例如，直接在或者间接在)半导体基板310上。
半导体基板310可为硅基板，并且集成有光感测器件50、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55。光感测器件50可包括光感测器件50R和50B。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、和/或电荷存储器55可集成于每个像素中，例如可集成于半导体基板310中，使得光感测器件50B和50R位于由半导体基板310的最外表面限定的体积空间内并且可被半导体基板310至少部分地暴露或者可被围封在半导体基板310的内部之内，并且如图中所示，光感测器件50B和50R可分别被包括在蓝色像素和红色像素中并且电荷存储器55可被包括在绿色像素中。蓝色光感测器件50B可配置成感测(例如，选择性地感测，包括选择性地吸收和光电转换)作为蓝色波长区域中的光的蓝色光，并且红色光感测器件50R可配置成感测(例如，选择性地感测，包括选择性地吸收和光电转换)作为红色波长区域中的光的红色光。
光感测器件50B和50R可配置成感测(例如，选择性地感测)光，被光感测器件50B和50R感测的信息可通过所述传输晶体管传输，电荷存储器55电连接至光电器件100，并且电荷存储器55的信息可通过所述传输晶体管传输。
在图中，光感测器件50B和50R例如平行地布置而没有限制，并且蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R可在竖直方向上堆叠。
金属线(未示出)和焊盘(垫，pad)(未示出)形成于半导体基板310上。为了减少信号延迟，所述金属线和焊盘可由具有低的电阻率的金属例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、及其合金制成，但是不限于此。此外，其不限于所述结构，并且所述金属线和焊盘可安置在光感测器件50B和50R下面。
下部绝缘层60形成于所述金属线和所述焊盘上。下部绝缘层60可由如下制成：无机绝缘材料例如氧化硅和/或氮化硅，或低介电常数(低K)材料例如SiC、SiCOH、SiCO、和SiOF。下部绝缘层60具有使电荷存储器55暴露的沟槽。所述沟槽可用填充物填充。
滤色器层70形成于下部绝缘层60上并且可位于光电器件100和半导体基板310之间。滤色器层70包括形成于蓝色像素中并且配置成选择性地透射蓝色光的蓝色过滤器70B和形成于红色像素中并且配置成选择性地透射红色光的红色过滤器70R。在一些实例实施方式中，可设置青色过滤器和黄色过滤器代替蓝色过滤器70B和红色过滤器70R。在包括图3和4中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式中，不包括绿色过滤器，但是可进一步包括绿色过滤器。
可省略滤色器层70。例如，当蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R在竖直方向上堆叠时，蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R可取决于它们的堆叠深度而选择性地吸收各波长区域中的光，并且可不装备滤色器层70。
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导致的台阶并且使表面平滑。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。
前述光电器件100在(例如，直接或间接在)上部绝缘层80上形成。如上所述，光电器件100包括第一电极10、活性层30、和第二电极20。
第一电极10和第二电极20可为透明电极，并且活性层30与以上描述的相同。活性层30可选择性地吸收和/或感测绿色波长区域中的光并且代替绿色像素的滤色器。因此，光电器件100可在半导体基板310上并且可配置成选择性地感测绿色波长区域中的光。
当光从第二电极20进入时，绿色波长区域中的光可被主要吸收在活性层30中且光电转换，而其余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光电器件被堆叠，且由此图像传感器的尺寸可减小并且可实现小型化图像传感器。
如上所述，可使用由化学式1表示的化合物作为p型半导体化合物，在薄膜状态下化合物之间的聚集被抑制，并且由此取决于波长的光吸收特性可被保持。由此，绿色波长选择性可被保持，由除了绿色波长区域之外的其它光的不必要吸收所导致的串扰可减少并且灵敏度可提高。
在一些实例实施方式中，在图4中，可进一步在光电器件100上设置额外的滤色器。所述额外的滤色器可包括蓝色过滤器70B和红色过滤器70R或者青色过滤器和黄色过滤器。
图5中示出了在所述光电器件上设置有滤色器的有机CMOS图像传感器。
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横截面图。参照图5，有机CMOS图像传感器400具有与图4相同的结构，除了如下之外：在光电器件100上设置包括蓝色过滤器72B和红色过滤器72R的滤色器层72，使得光电器件100在滤色器层72和半导体基板310之间。代替蓝色过滤器72B和红色过滤器72R，可分别设置青色过滤器和黄色过滤器。
在图4和5中，包括图1的光电器件100，但是其不限于此，并且因此可以相同的方式应用图2的光电器件200。
图6为显示光电器件200应用于其的有机CMOS图像传感器500的横截面图。
参照图6，像包括图4中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式一样，有机CMOS图像传感器500包括集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55的半导体基板310，下部绝缘层60，上部绝缘层80，和光电器件200。
然而，不同于包括光电器件100的包括图4中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式，根据包括图6中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器500包括光电器件200。
图7为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意图。
参照图7，像包括图5中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式一样，有机CMOS图像传感器600包括集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55的半导体基板310，绝缘层80，和光电器件100。
然而，不同于包括图5中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器600包括在竖直方向上(例如，垂直于半导体基板310的上表面延伸的方向，如图7中所示)堆叠在半导体基板310中的蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R并且不包括滤色器层70。例如，集成在半导体基板310中的多个红色光感测器件50R的各红色光感测器件50R可与多个蓝色光感测器件50B的单独的蓝色光感测器件50B在竖直方向上堆叠在半导体基板310中。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，并且电荷存储器55的信息可通过传输晶体管(未示出)传输。蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R可取决于堆叠体深度而选择性地吸收在各波长区域中的光。
如上所述，所述选择性地吸收绿色波长区域中的光的光电器件被堆叠并且所述红色光感测器件和所述蓝色光感测器件被堆叠，由此图像传感器的尺寸可减小并且可实现小型化图像传感器。如上所述，光电器件100具有改善的绿色波长选择性，并且在提高灵敏度的同时，由除了绿色之外的波长区域中的光的不必要吸收所导致的串扰可减少。
在图7中，包括图1的光电器件100，但是其不限于此，并且因此可以相同的方式应用图2的光电器件200。
图8为显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意图并且图9为图8的有机CMOS图像传感器的横截面图。
参照图8和9，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器700包括堆叠的配置成选择性地吸收绿色波长区域中的光的绿色光电器件(G)、配置成选择性地吸收蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件(B)、和配置成选择性地吸收红色波长区域中的光的红色光电器件(R)。例如，有机CMOS图像传感器700可包括配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件、配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件、和配置成选择性地感测红色波长区域中的光的红色光电器件，其中所述绿色光电器件、所述蓝色光电器件、和所述红色光电器件是堆叠的，如在至少图8中所示。如所示的，光电器件100a至100c可在竖直方向上堆叠在半导体基板310上，使得光电器件100a至100c在与半导体基板310的上表面40s垂直的竖直方向上彼此至少部分地重叠，但是实例实施方式不限于此。
根据一些实例实施方式的CMOS图像传感器700包括半导体基板310、下部绝缘层60、中间绝缘层65、上部绝缘层80、第一器件(即，光电器件，下同)100a、第二器件100b、和第三器件100c。
半导体基板310可为硅基板，并且传输晶体管(未示出)以及电荷存储器155a、155b、和155c集成在其中。
金属线(未示出)和焊盘(未示出)形成于半导体基板310上，并且下部绝缘层60形成于所述金属线和所述焊盘上。
第一器件100a、第二器件100b、和第三器件100c顺序地形成于下部绝缘层60上。
第一、第二、和第三器件100a、100b、和100c的任一个可为图1或2的光电器件100和200(根据实例实施方式的绿色光电器件)，并且它们中的其余两个(红色光电器件和蓝色光电器件)可具有与光电器件100和200相同的结构，但是其中的活性层30选择性地吸收红色或蓝色波长区域中的光以光电转换所述光。光电器件100和200的详细描述与以上描述的相同。光电器件100和200、红色光电器件和蓝色光电器件的第一电极10和第二电极20可连接至电荷存储器155a、155b、和155c。
第一器件100a的活性层30可选择性地吸收红色、蓝色、或绿色的任意一个波长区域中的光以光电转换所述光。例如，第一器件100a可为配置成选择性地感测红色波长区域中的光的红色光电转换器件。第一器件100a的第一电极10和第二电极20可电连接至第一电荷存储器155a。“光电转换器件”在本文中可被可互换地称作“光电器件”。
中间绝缘层65可形成于第一器件100a上并且第二器件100b可形成于中间绝缘层65上。
第二器件100b的活性层30可选择性地吸收红色、蓝色、或绿色的任意一个波长区域中的光以光电转换所述光。例如，第二器件100b可为配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电转换器件。在另一实例中，第二器件100b可为配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电转换器件。第二器件100b的第一电极10和第二电极20可电连接至第二电荷存储器155b。
上部绝缘层80形成于第二器件100b上。下部绝缘层60、中间绝缘层65、和上部绝缘层80具有使电荷存储器155a、155b、和155c暴露的多个通孔85a、85b、和85c。
第三器件100c形成于上部绝缘层80上。第三器件100c的活性层30可选择性地吸收红色、蓝色、和绿色的任意一个波长区域中的光以光电转换所述光。例如，第三器件100c可为配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电转换器件。在另一实例中，第三器件100c可为配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电转换器件。第三器件100c的第一电极10和第二电极20可电连接至第三电荷存储器155c。
可进一步在第三器件100c上形成聚焦透镜(未示出)。所述聚焦透镜可控制入射光的方向并且将所述光聚集在一个区域中。所述聚焦透镜可具有例如圆柱体或半球的形状，但是不限于此。
在图中，其中第一器件100a、第二器件100b、和第三器件100c顺序地堆叠的结构，但是不限于此，并且堆叠次序可多样地变化。
如上所述，吸收不同波长区域中的光的第一器件100a、第二器件100b、和第三器件100c具有堆叠结构，从而进一步减小所述图像传感器的尺寸，实现小型化图像传感器，并且同时提高灵敏度和减少串扰。
图10为示意性地显示根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的实例的透视图，并且图11为示意性地显示沿着图10的线XI-XI’截取的图10的有机CMOS图像传感器的实例的横截面的图。
参照图10和11，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器800，如在包括在至少图4中所示的实例实施方式在内的一些实例实施方式中那样，包括半导体基板310和绝缘层80。有机CMOS图像传感器800可包括可配置成选择性地透射多种波长区域的光(例如，选择性地透射可见光)的滤光器250。在一些实例实施方式中，可省略滤光器250。有机CMOS图像传感器800包括多个光电器件100aa、100bb、100cc、和100dd，其水平地堆叠在半导体基板310上，例如在与半导体基板310的上表面40s平行的方向上堆叠，使得光电器件100aa至100dd在与半导体基板310的上表面40s平行的水平方向上彼此至少部分地重叠。
如例如在图10中所示，光电器件100aa和100cc可为配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件，光电器件100bb可为配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，并且光电器件100dd可为配置成选择性地感测红色波长区域中的光的红色光电器件，但是实例实施方式不限于此，并且光电器件100aa至100dd各自可配置成选择性地感测任意波长区域的光，包括可见光或非可见(例如，红外或紫外)光，条件是光电器件100aa至100dd中的至少一个为根据实例实施方式的绿色光电器件，例如，如图1或2中所示的光电器件100或200。
如所示的，光电器件100aa至100dd可沿着半导体基板310的平面方向(例如，XY方向)并排排列并且分别经由分别的通孔85连接至集成于半导体基板310中的分别的电荷存储器155a至155d。如所示的，光电器件100aa至100dd的分别的第一电极210a至210d、活性层230a至230d、和第二电极220a至220d可沿着半导体基板310的平面方向(例如，XY方向)并排排列(例如，在水平方向上重叠)。
光电器件100aa至100dd的至少一个可各自独立地为图1或2的光电器件100和200(根据实例实施方式的绿色光电器件)，并且其余的(包括红色光电器件和蓝色光电器件)可具有与光电器件100和200相同的结构，但是其中的活性层30选择性地吸收红色或蓝色波长区域中的光以光电转换所述光。光电器件100和200的详细描述与以上描述的相同。光电器件100和200、红色光电器件和蓝色光电器件的第一电极10和第二电极20可连接至电荷存储器155a、155b、和155c。
光电器件100aa包括第一电极210a、活性层230a、和第二电极220a。光电器件100bb包括第一电极210b、活性层230b、和第二电极220b。光电器件100cc包括第一电极210c、活性层230c、和第二电极220c。光电器件100dd包括第一电极210d、活性层230d、和第二电极220d。
第一电极210a至210d可各自与图1或2的光电器件100和200的第一电极10相同。第二电极220a至220d可各自与图1或2的光电器件100和200的第二电极20相同。活性层230a至230d可各自与图1或2的光电器件100和200的活性层30相同。活性层230a至230d的至少一些可具有不同的材料组成并且可配置成感测(例如，选择性地吸收和光电转换)不同波长区域中的光。活性层230a和230c可各自配置成选择性地吸收蓝色波长区域中的光并且光电转换所吸收的光，活性层230b可配置成选择性地吸收绿色波长区域中的光并且光电转换所吸收的光，并且活性层230d可配置成吸收红色波长区域中的光并且光电转换所吸收的光。
在一些实例实施方式中，第二电极220a至220d的一些或全部可为在光电器件100aa至100dd的每一个之间延伸的单个连续材料块的独立部分以建立公共电极，而第一电极210a至210d可为在独立的光电器件100aa至100dd中的独立的材料块。在一些实例实施方式中，第一电极210a至210d的一些或全部可为在光电器件100aa至100dd的每一个之间延伸的单个连续材料块的独立部分以建立公共电极，而第二电极220a至220d可为在独立的光电器件100aa至100dd中的独立的材料块。
所述图像传感器吸收在合适波长区域中的光并且可显示全部改善的灵敏度(YSNR10)和颜色再现性(ΔE*ab)，尽管为堆叠结构。
此处，YSNR10指示如下测量的图像传感器的灵敏度：以2007International ImageSensor Workshop(Ogunquit Maine,USA)中刊登的Juha Alakarhu的“Image Sensors andImage Quality in Mobile Phones”中描述的方法，但是在10的信噪比下由勒克斯(lux)表示的最小照度。因此，YSNR10越小，灵敏度越高。
另一方面，颜色再现性(ΔE*ab)显示与X-Rite图中的标准颜色的差异，并且ΔE*ab(也简单地表示为ΔE)定义为在由CIE(国际照明委员会，Commission International deL'Eclairage)于1976年制定的L*a*b*色空间上的两个点之间的距离。例如，颜色差异可根据方程1计算。
[方程1]
在方程1中，
ΔE表示颜色再现性(本文中也表示为ΔE*ab)，
ΔL*表示与在室温(约20℃-约25℃)下的色坐标L*相比色坐标L*的变化，
Δa*表示与在室温(约20℃-约25℃)下的色坐标a*相比色坐标a*的变化，和
Δb*表示与在室温(约20℃-约25℃)下的色坐标b*相比色坐标b*的变化。
为了制造具有高的灵敏度和高的颜色再现性的图像传感器，在ΔE*ab≤3下YSNR10≤100勒克斯，和在本文中，所述化合物可实现YSNR10≤100勒克斯的灵敏度和在ΔE*ab≤3下的颜色再现性。
所述图像传感器可应用于多种电子设备例如移动电话、数码相机等(例如被包括在其中)，但不限于此。
图12为包括根据一些实例实施方式的图像传感器的数码相机的框图。
参考图12，数码相机1000包括镜头1010、图像传感器1020、马达1030、和引擎1040。图像传感器1020可为根据包括本申请的图3-11中所示的实例实施方式的任一个在内的一些实例实施方式的图像传感器之一。
镜头1010使入射光集中在图像传感器1020上。图像传感器1020对于通过镜头1010接收的光产生RGB数据。
在一些实例实施方式中，图像传感器1020可与引擎1040交互(接合、联系，interface)。
马达1030可响应于从引擎1040接收的控制信号调整镜头1010的焦距或者执行快门。引擎1040可控制图像传感器1020和马达1030。
引擎1040可连接至主机/应用1050。
图13为显示根据一些实例实施方式的电子设备的示意图。
参考图13，电子设备1100可包括经由总线1110电连接(耦合)在一起的处理器1120、存储器1130、和图像传感器1140。
图像传感器1140可为根据包括本申请的图3-11中所示的实例实施方式的任一个在内的实例实施方式的任一个的图像传感器、有机CMOS图像传感器等。存储器1130可为非瞬时性计算机可读介质并且可存储指令程序。存储器1130可为非易失性存储器例如闪存、相变随机存取存储器(PRAM)、磁阻式RAM(MRAM)、电阻式RAM(ReRAM)、或铁电RAM(FRAM)，或者易失性存储器例如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、或同步DRAM(SDRAM)。处理器1120可实行所存储的指令程序以执行一种或多种功能。例如，处理器1120可配置为处理由图像传感器1140产生的电信号。处理器1120可包括处理电路系统例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合例如执行软件的处理器；或其任意组合。例如，所述处理电路系统更特别地可包括，但不限于，中央处理器(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。处理器1120可配置成基于这样的处理产生输出(例如，待显示在显示界面上的图像)。
处理器1120、存储器1130、马达1030、引擎1040、或主机/应用1050的一个或多个可被包括在如下中、包括如下、和/或实施如下：一种或多种情形的处理电路系统例如包括逻辑电路的硬件、硬件/软件组合例如执行软件的处理器、或其任意组合。在一些实例实施方式中，所述一种或多种情形的处理电路系统可包括，但不限于，中央处理器(CPU)、应用处理器(AP)、算术逻辑单元(ALU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器、微机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、或专用集成电路(ASIC)等。在一些实例实施方式中，如本文中描述的存储器、存储器单元等的任意者可包括存储指令程序的非瞬时性计算机可读存储设备例如固态硬盘(固态驱动器，SSD)，并且所述一种或多种情形的处理电路系统可配置成执行所述指令程序以实施根据如本文中描述的任意实例实施方式的处理器1120、存储器1130、马达1030、引擎1040、或主机/应用1050等的任意者的一些或全部的功能。
下文中，参照实施例更详细地说明一些实例实施方式。然而，这些实施例是非限制性的，且发明构思不限于此。
合成实施例1：由化学式1-1表示的化合物的合成
[化学式1-1]
[反应方案1-1]
(i)化合物1-1A的合成
将14.0g(54mmol)的2-碘-硒吩和5.2g(18.0mmol)的9-溴-5,5-二甲基-5,10-二氢苯并[b][1,8]萘啶置于100mL圆底烧瓶中并且溶解于20ml的1,4-二氧六环中。向其添加5.1g(26mmol)碘化亚铜(CuI)、0.9mL(7.3mmol)反式-(±)-1,2-二氨基环己烷、和16.0g(75mmol)磷酸三钾(K3PO4)并且在100℃反应3天。然后，将产物使用硅藻土(Celite)过滤并且将滤液浓缩，并且通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝10:1的体积比)分离和纯化。通过这，获得4.4g(产率：62％)的化合物1-1A。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.37(d,1H),7.72(d,1H),7.46(m,3H),7.09(m,3H),6.50(d,1H),1.59(s,6H)。
(ii)化合物1-1B的合成
将3mL(16mmol)的2-异丙烯基硼酸频哪醇酯、0.65g(0.48mmol)四(三苯基膦)钯(0)、2g(14.5mmol)碳酸钾(K2CO3)、以及各自2.5mL的水和乙醇添加至溶解于5ml甲苯中的2.0g(4.8mmol)化合物1-1A的溶液，然后在鼓入氮气的同时搅拌20分钟。使反应物在微波反应器中在110℃反应24小时。在将反应物在二氯甲烷中稀释以分离有机层之后，将通过硅藻土和二氧化硅的滤液浓缩，并且通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝10:1的体积比)进行分离和纯化。通过这，获得1.28g(产率：70％)的化合物1-1B。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.33(d,1H),7.71(d,1H),7.42(d,1H),7.35(d,1H),7.19(t,1H),7.14(d,1H),7.08(q,1H),6.95(q,1H),6.48(d,1H),4.90(d,1H),4.79(d,1H),1.87(s,3H),1.59(s,6H)。
(iii)化合物1-1C的合成
在0℃将1.5g(3.9mmol)化合物1-1B溶解于10ml的4N HCl 1,4-二氧六环溶液中并且搅拌12小时。在通过LC-MS确认反应物被消耗之后，将混合物倒入冰水中并且通过添加2M氢氧化钠水溶液而中和，然后将用甲苯萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤。将无水硫酸镁添加至该有机层、干燥、浓缩并且通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝9:1的体积比)纯化以获得0.6g的化合物1-1C(产率：40％)。重复以上过程以获得充足量的化合物1-1C。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.23(d,1H),7.76(d,1H),7.54(d,1H),7.41(d,1H),7.37(d,1H),7.31(d,1H),7.17(t,1H),7.05(q,1H),1.63(s,6H),1.61(s,6H)。
13C-NMR(125.77MHz,CD2Cl2)：δ146.3,143.0,133.7,132.9,132.4,132.0,130.2,128.8,125.9,125.5,125.1,123.9,123.6,123.0,118.0,36.5,36.0,33.3,31.9。
(iv)化合物1-1D的合成
在0℃将0.74ml(7.9mmol)磷酰氯逐滴添加至2.00ml(25.7mmol)的N,N-二甲基甲酰胺，之后在室温搅拌2小时。在0℃将该溶液缓慢地添加至0.92g(2.42mmol)化合物1-1C在40ml二氯甲烷中的溶液，之后在室温搅拌1小时。向所获得的产物添加水，并且添加2M氢氧化钠水溶液直至pH值为14,之后在室温搅拌2小时。将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，用无水硫酸镁干燥，然后浓缩。将所获得的产物通过硅胶柱层析法(体积比从己烷:二氯甲烷＝3:2的体积比变化至100体积％的二氯甲烷)分离和纯化以获得0.84g(产率：85％)的化合物1-1D。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ9.79(s,1H),8.33(d,1H),8.03(s,1H),7.86(d,1H),7.43(m,2H),7.24(t,1H),7.17(q,1H)1.67(s,6H),1.65(s,6H)
13C-NMR(125.77MHz,CD2Cl2)：δ185.3,145.1,142.8,142.3,139.4,138.0,134.9,132.3,130.9,130.4,130.1,126.8,125.3,125.0,124.6,119.3,36.2,35.9,33.7,33.1
(v)由化学式1-1表示的化合物的合成
将0.65g(1.6mmol)化合物1-1D悬浮在50ml乙醇中，向其添加0.24g(1.05mmol)的1H-茚-1,3(2H)-二酮，并且将混合物在50℃搅拌24小时并且在减压下浓缩。在硅胶过滤之后，使用氯仿和乙醇重结晶以获得0.69g(产率：80％)的由化学式1-1表示的化合物。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.54(d,1H),8.18(s,1H),8.02(s,1H),7.93(dd,1H),7.88(t,1H),7.31(t,1H),7.72(m,2H),7.47(m,2H),7.28(m,2H),1.69(s,6H),1.69(s,6H)。
合成实施例2：由化学式1-2表示的化合物的合成
[化学式1-2]
以与合成实施例1中相同的方式获得由化学式1-2表示的化合物，除了如下之外：使用1,3-二甲基-2-硫代巴比妥酸代替合成实施例1的步骤(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.70(s,1H),8.55(d,1H),8.28(s,1H),7.96(d,1H),7.49(m,2H),7.31(m,2H),3.82(s,3H),3.77(s,3H),1.69(s,6H),1.69(s,6H)。
合成实施例3：由化学式1-3表示的化合物的合成
[化学式1-3]
以与合成实施例1中相同的方式获得由化学式1-3表示的化合物，除了如下之外：使用1,3-二甲基巴比妥酸代替合成实施例1的步骤(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(500MHz,CD2Cl2)：δ8.71(s,1H),8.52(d,1H),8.22(s,1H),7.93(d,1H),7.47(m,2H),7.29(m,2H),3.41(s,3H),3.36(s,3H),1.69(s,6H),1.68(s,6H)。
13C-NMR(125.77MHz,CD2Cl2)：δ163.3,162.6,155.2,151.9,151.4,148.4,145.4,143.3,135.2,133.4,133.1,132.9,131.0,130.8,127.7,125.6,125.2,124.9,120.3,103.8,36.0,35.7,33.7,33.1,28.3,27.6。
合成参比例1：由化学式2-1表示的化合物的合成
[化学式2-1]
[反应方案2-1]
(i)化合物2-1A的合成
参照Efficient Synthesis of 2-Iodo and 2-Dicyanomethyl Derivatives ofThiophene,Selenophene,Tellurophene,and Thieno[3,2-b]thiophene,Takahashi,K.；Tarutani,S.Heterocycles 1996,43,1927-1935中公开的方法合成2-碘硒吩。
(ii)化合物2-1B的合成
将7.47g(28.7mmol)的2-碘硒吩和5.00g(23.9mmol)的9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶在5摩尔％的Pd(dba)2、10摩尔％的P(tBu)3和6.89g(71.7mmol)的NaOtBu的存在下溶解于80ml甲苯中，并且将混合物在回流下加热2小时。将所获得的产物通过硅胶柱层析法(甲苯:己烷＝1:4的体积比)分离和纯化以获得3.1g(产率：39.5％)的化合物2-1B(9,9-二甲基-10-(硒吩-2-基)-9,10-二氢吖啶)。
(iii)化合物2-1C的合成
在0℃将1.7ml磷酰氯逐滴添加至4.4ml的N,N-二甲基甲酰胺并且在室温(24℃)搅拌1小时。将混合物在0℃缓慢地逐滴添加至溶解在二氯甲烷中的3.00g化合物2-1B的90ml溶液，之后在室温搅拌1小时。向其添加100ml水，并且向其添加氢氧化钠水溶液直至pH值变成14，之后在室温搅拌2小时。将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。将所获得的产物通过硅胶柱层析法(体积比从二氯甲烷:己烷＝3:2的体积比变成100％的二氯甲烷)分离和纯化以获得2.90g(产率：89.3％)的化合物2-1C(5-(9,9-二甲基吖啶-10(9H)-基)硒吩-2-甲醛)。
(iv)由化学式2-1表示的化合物的合成
将1.00g(2.73mmol)所获得的化合物2-1C悬浮在乙醇中，并且向其添加0.440g(30.1mmol)的1H-茚-1,3(2H)-二酮并且在50℃反应2小时，之后用硅胶过滤器过滤。之后，通过从氯仿和乙醇重结晶而获得1.05g(产率：77.8％)的由化学式2-1表示的化合物。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz,CDCl3)：δ7.9(s,1H),7.8(m,5H),7.7(m,2H),7.6(d,2H),7.4(m,4H),7.0(d,1H),1.6(s,6H)。
合成参比例2：由化学式2-2表示的化合物的合成
[化学式2-2]
[反应方案2-2]
(i)化合物2-2A的合成
将9.4g(36.5mmol)的2-碘硒吩和7.5g(30.5mmol)的1-溴-9H-咔唑溶解于30ml二氧六环中。向其添加0.29g(1.52mmol)碘化亚铜(I)、0.70g(6.09mmol)反式-1,2-环己烷二胺、和12.9g(61.0mmol)磷酸三钾并且将混合物在回流下加热30小时。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:乙酸乙酯＝5:1的体积比)分离和纯化以获得8.18g(产率：72％)的化合物2-2A。重复以上过程以获得充足量的化合物2-2A。
(ii)化合物2-2B的合成
将12.0g(32.0mmol)化合物2-2A溶解于300ml的脱水二乙基醚中。在-50℃逐滴添加12ml(32.0mmol)的2.76M正丁基锂(n-BuLi)己烷溶液，之后在室温搅拌1小时。在-50℃向其添加2.0g(35.2mmol)的脱水丙酮(二甲基酮，CH3COCH3)，并且将混合物在室温搅拌2小时。将从二乙基醚萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷的体积比从100:0变化至50:50)分离和纯化以获得6.3g(产率：56％)的化合物2-2B。
(iii)化合物2-2C的合成
将6.23g(17.6mmol)化合物2-2B溶解于180ml二氯甲烷中。在0℃逐滴添加4.98g(35.5mmol)三氟化硼-乙醚络合物并且搅拌2小时。将从二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得5.12g(产率：87％)的化合物2-2C。重复以上过程以获得充足量的化合物2-2C。
(iv)化合物2-2D的合成
在-15℃将1.9ml(20.2mmol)磷酰氯逐滴添加至6.0ml(77.5mmol)的N,N-二甲基甲酰胺，然后在室温搅拌2小时。在-15℃将该溶液缓慢地添加至5.23g(15.5mmol)化合物2-2C在150ml二氯甲烷中的溶液，在室温搅拌30小时，然后在低的压力下浓缩。向其添加水，并且添加氢氧化钠水溶液直至pH值为14，之后在室温搅拌2小时。将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。将由此获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得3.34g(产率：65％)的化合物2-2D。
(v)由化学式2-2表示的化合物的合成
将1.50g(4.11mmol)化合物2-2D溶解于20ml四氢呋喃中，添加0.72g(4.93mmol)的1H-茚-1,3(2H)-二酮，并且将混合物在50℃搅拌4小时并且在减压下浓缩。进行使用氯仿和乙醇的重结晶以获得2.03g(产率：74％)的由化学式2-2表示的化合物。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz，二氯甲烷-d2)：δ8.15(d,1H),8.14(s,1H),8.07(s,1H),8.03(d,1H),7.95-7.88(m,3H),7.82-7.77(m,2H),7.72(td,1H),7.45-7.55(m,3H),1.79(s,6H)。
合成参比例3：由化学式2-3表示的化合物的合成
[化学式2-3]
[反应方案2-3]
(i)化合物2-3A的合成
将12.6g(30.9mmol)的(4-溴-5-碘硒吩-2-基)三甲基硅烷和5.8g(25.7mmol)的10,10-二甲基-5,10-二氢二苯并[b,e][1,4]氮杂硅杂环己烷溶解在90ml甲苯中。在5摩尔％的Pd(dba)2、5摩尔％的P(tBu)3、和7.4g(77.2mmol)的NaOtBu的存在下，将混合物在回流下加热2小时。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:乙酸乙酯＝5:1的体积比)分离和纯化以获得2.7g(产率：21％)的化合物2-3A。
(ii)化合物2-3B的合成
将2.7g(3.4mmol)化合物2-3A溶解于50ml的脱水二乙基醚中。在-50℃逐滴添加4.3ml(10.7mmol)的2.76M n-BuLi己烷溶液，之后在室温搅拌1小时。在-50℃向其添加0.8ml(10.7mmol)的脱水丙酮(二甲基酮，CH3COCH3)，并且将混合物在室温搅拌2小时。将从二乙基醚萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷的体积比从100:0变化至50:50)分离和纯化以获得1.6g(产率：62％)的化合物2-3B。
(iii)化合物2-3C的合成
将1.6g(3.3mmol)化合物2-3B溶解在180ml二氯甲烷中。在0℃逐滴添加3.04ml(30.4mmol)的1M BBr3溶液，并且搅拌2天。将从二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后通过添加无水硫酸镁而干燥。此时，将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得1.2g(产率：85％)的化合物2-3C。
(iv)化合物2-3D的合成
在-15℃将0.4ml(4.72mmol)磷酰氯逐滴添加至1.5ml(20.3mmol)的N,N-二甲基甲酰胺，然后在室温搅拌2小时。在-15℃将该溶液缓慢滴入到1.2g(2.9mmol)化合物2-3C在二氯甲烷中的100ml溶液中，在室温搅拌30小时，然后在低的压力下浓缩。向其添加水，并且添加氢氧化钠水溶液直至pH值为14，之后在室温搅拌2小时。将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。将由此获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得0.4g(产率：33％)的化合物2-3D。
(v)由化学式2-3表示的化合物的合成
将0.4g(1.0mmol)化合物2-3D溶解于20ml四氢呋喃中，并且在添加0.17g(1.2mmol)的1H-茚-1,3(2H)-二酮之后，将混合物在50℃搅拌4小时并且在减压下浓缩。进行使用氯仿和乙醇的重结晶以获得0.4g(产率：69％)的由化学式2-3表示的化合物。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(500MHz，二氯甲烷-d2)：δ8.04(d,1H),7.98(s,2H),7.83-7.81(m,1H),7.78-7.76(m,1H),7.70-7.67(m,3H),7.52(dd,1H),7.47(dd,1H),7.44(td,1H),7.35(td,1H),7.28(t,1H),1.92(s,3H),1.37(s,3H),0.72(s,3H),0.27(s,3H)。
合成参比例4：由化学式2-4表示的化合物的合成
[化学式2-4]
[反应方案2-4]
(i)化合物2-4A的合成
参照Efficient Synthesis of 2-Iodo and 2-Dicyanomethyl Derivatives ofThiophene,Selenophene,Tellurophene,and Thieno[3,2-b]thiophene,Takahashi,K.；Tarutani,S.Heterocycles 1996,43,1927-1935中公开的方法合成2-碘碲吩。
(ii)化合物2-4B的合成
将15.0g(49.1mmol)的2-碘碲吩和10.0g(44.6mmol)的10,10-二甲基-5,10-二氢二苯并[b,e][1,4]氮杂硅杂环己烷在5摩尔％的Pd(dba)2、5摩尔％的P(tBu)3、和12.9g(133.9mmol)的NaOtBu的存在下溶解于200ml无水甲苯中，并且将混合物在回流下加热2小时。将所获得的产物通过硅胶柱层析法(甲苯:己烷＝1:4的体积比)分离和纯化以获得6.8g(产率37.8％)的化合物2-4B(10,10-二甲基-5-(碲吩-2-基)-5,10-二氢二苯并[b,e][1,4]氮杂硅杂环己烷)。
(iii)化合物2-4C的合成
在-15℃将6.2ml磷酰氯逐滴添加至30.0ml的N,N-二甲基甲酰胺并且在室温(24℃)搅拌2小时。在-15℃将这缓慢地逐滴添加至300ml二氯甲烷和6.8g化合物2-4B的混合物，在室温搅拌30分钟，并且在减压下浓缩。向其添加300ml水，并且添加氢氧化钠水溶液直至pH值为14，之后在室温搅拌2小时。将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后用无水硫酸镁干燥。将所获得的产物通过硅胶柱层析法(己烷:乙酸乙酯＝4:1的体积比)分离和纯化以获得2.82g(产率：38.8％)的化合物2-4C(5-(10,10-二甲基二苯并[b,e][1,4]氮杂硅杂环己烷-5(10H)-基)碲吩-2-甲醛)。
(iv)由化学式2-4表示的化合物的合成
将2.82g(6.54mmol)所获得的化合物2-4C悬浮在乙醇中，并且向其添加1.35g(7.85mmol)的1,3-二甲基-2-硫代巴比妥酸，之后在50℃反应2小时以获得2.98g(产率：77.8％)的由化学式2-4表示的化合物。将所获得的化合物通过升华而纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(500MHz，二氯甲烷-d2)：δ8.46(s,1H),8.26(d,1H),7.80(d,2H),7.71(d,2H),7.54(t,2H),7.42(t,2H),6.93(d,1H),3.68(d,6H),0.45(s,6H)。
实施例1：光电器件的制造
通过溅射而在玻璃基板上层叠ITO以形成约150nm厚阳极，并且将该ITO玻璃基板分别用丙酮/异丙醇/纯水进行超声波清洁15分钟，然后进行UV臭氧清洁。随后，将根据合成实施例1的化合物和C60以1.2:1的体积比共沉积在所述ITO玻璃基板上以形成120nm厚活性层，并且真空沉积ITO至7nm厚以制造具有ITO(150nm)/活性层(120nm)/ITO(7nm)的结构的光电器件。
实施例2和3以及参比例1-4：光电器件的制造
根据与实施例1相同的方法制造根据实施例2、实施例3、和参比例1-4的光电器件，除了如下之外：分别使用根据合成实施例2、合成实施例3和合成参比例1-4的化合物的每一个代替合成实施例1的化合物。
评价1：化合物的光吸收特性
评价根据合成实施例1-3的化合物的取决于波长的光吸收特性(最大吸收波长(λ最大)和半宽度(FWHM))。光吸收特性是使用在制备在合成实施例1-3中获得的化合物之后通过将它们分别以1.0×10-5mol/L溶解在甲苯中而制备的样品评价的。结果示于表1中。
(表1)
参照表1，合成实施例1-3的化合物呈现出在绿色波长区域中的最大吸收波长和小的半宽度(FWHM)。因此，合成实施例1-3的化合物呈现出优异的在绿色波长区域中的吸收选择性。
评价2：化合物的能级、重组能、和振子强度
分别使用根据合成实施例1-3的化合物作为p型半导体化合物，并且将所述化合物(p型半导体化合物)和C60(n型半导体化合物)以1:1.2的体积比共沉积以形成薄膜。对于各薄膜，使用AC-3光电子能谱仪(RIKEN KEIKI)设备测量紫外-可见光(UV-Vis)区域中的HOMO能级，并且由使用UV光谱仪(由Varian,Inc.制造)测量的UV光谱获得带隙。使用HOMO能级和带隙计算LUMO能级。使用Gaussian 09程序以DFT B3LYP/6-311G(d,p)水平计算重组能和振子强度。结果示于表2中。
(表2)
参照表2，根据合成实施例1-3的化合物的能级(HOMO和LUMO)显示，根据合成实施例1-3的化合物适合用作p型半导体。由低的重组能，可预期在沉积过程期间分子的优异的稳定性和优异的堆积性质，并且由高的振子强度可预期化合物的高的消光系数。
评价3：化合物的热稳定性
通过测量根据合成实施例1-3的化合物的熔点(Tm)、沉积温度(升华温度)、和分解温度评价热稳定性。通过热重分析(TGA)评价沉积温度，并且通过使所述化合物在10Pa压力的高真空下升华，由随着温度升高的重量损失评价沉积特性。结果示于表3中。
(表3)
*Ts10(℃)(10重量％)：样品的重量降低10重量％时的温度
Td10(℃)(10重量％)：10重量％的样品分解时的温度
参照表3，根据合成实施例1-3的化合物具有良好的热稳定性。
评价4：化合物的平面性
对于根据合成实施例1-3的化合物，通过密度泛函理论(DFT)计算而计算能量上被优化的结构的分子骨架，并且测量在分子骨架中的在长轴处的最长长度(即，最长轴的长度)(X)和在短轴处的最短长度(即，最短轴的长度)(Z)以计算短轴/长轴长度的比率(Z/X)作为形态比。结果示于表4中。
(表4)
| 形态比 | |
| 合成实施例1 | 0.377 |
| 合成实施例2 | 0.391 |
| 合成实施例3 | 0.398 |
参照表4，根据合成实施例1-3的化合物的形态比低至约0.40。这些结果表明，根据合成实施例1-3的化合物保持平面性。
评价5:光电器件的外量子效率
评价根据实施例1-3的光电器件的根据波长和电压的外量子效率(EQE)。
通过使用IPCE测量系统(韩国的McScience Inc.)测量外量子效率。首先，使用Si光电二极管(日本的Hamamatsu Photonics K.K.)校准该系统，并且将根据实施例1-3的光电器件安装在该系统上，然后，在约350nm-750nm的波长范围内测量其外量子效率。根据实施例1和实施例2的光电器件的在3V下的EQE、最大吸收波长和FWHM示于表5中。
(表5)
参照表5，根据实施例1和2的光电器件呈现出在绿色波长区域中的最大吸收波长并且具有优异的在绿色波长区域中的吸收选择性，因为半宽度(FWHM)是窄的，并且在室温下的外量子效率也是优异的。
评价6：光电器件的高温稳定性
在将根据实施例1-3的光电器件分别在180℃和200℃退火之后，通过评价5中描述的方法测量外量子效率。在它们之中，根据实施例2的光电器件的评价结果示于表6中。为了对比，还描述在室温下的EQE。
(表6)
| EQE(室温，％) | EQE(180℃，％) | EQE(200℃，％) | |
| 实施例2 | 70 | 63 | 55 |
参照表6，根据实施例2的光电器件不仅在室温下，而且在于180℃或更高温度下退火之后呈现出优异的外量子效率。
评价7:光电器件的残余电荷特性
评价根据实施例1-3和参比例1-4的光电器件的残余电荷。
当被光电转换的电荷在一帧中未被全部用于信号处理，而是残留时，前一帧中的电荷与后一帧中的电荷重叠并且一起被读取，并且此处，后一帧中的电荷的量被称作残余电荷的量。残余电荷的量是通过如下测量的：照射532nm的绿色波长区域中的光，其中光电转换可发生期望的和/或替代地预定的时间；关闭所述光；和将用示波器设备以10-6秒的单位测量的电流按时间积分。残余电荷的量是基于5000勒克斯光通过h+/μm2单位评价的。在将根据实施例1-3和参比例1-4的光电器件在180℃退火之后，通过以上描述的方法测量残余电荷。表7显示根据实施例2和参比例4的光电器件的残余电荷测量结果。
(表7)
参照表7，根据实施例2的光电器件与根据参比例4的光电器件相比在室温和高温下呈现出更低的残余电荷。
评价8：光电器件的暗电流特性
评价实施例1-3和参比例1-4的光电器件的暗电流。
通过使用IPCE测量系统(韩国的McScience Inc.)测量暗电流。在将该设备用Si光电二极管(日本的Hamamatsu Photonics K.K.)校准之后，将根据实施例1-3和参比例1-4的光电器件安装在该设备上并且在范围为约350nm-750nm的波长区域中测量暗电流。在将根据实施例1-3和参比例1-4的光电器件在180℃退火之后，通过以上描述的方法测量暗电流。在它们之中，根据实施例2的光电器件的暗电流测量结果示于表8中。
(表8)
| 暗电流(180℃，h/s/μm<sup>2</sup>) | |
| 实施例2 | 6 |
参照表8，根据实施例2的光电器件在高温下呈现出低的暗电流。
评价9：光电器件的迁移率
通过测量TDCF(延时采集场，time-delayed collection field)迁移率评价电荷迁移率。将根据实施例1-3的光电器件用光源通过550nm的激光(脉冲宽度：6nm)照射，然后，向其施加偏压(V)以测量光电流。使用方程2获得TDCF迁移率。
[方程2]
迁移率＝(T)2/(t*V)
在方程2中，
T为活性层的厚度，t为从照射该激光的时刻至光电流被最大化时的时刻所花费的时间，并且V为偏压。
根据实施例2的光电器件的TDCF迁移率结果示于表9中。
(表9)
参照表9，根据实施例2的光电器件呈现出改善的迁移率。
评价10:图像传感器的串扰
评价包括根据实施例1-3和参比例1-4的光电器件的具有图4中所示的结构的图像传感器的串扰。
所述串扰是通过经由使用LUMERRICAL 3D程序的模拟而评价的。此处，将波长区域划分成如下三个区域：440nm-480nm(蓝色)、520nm-560nm(绿色)、和590nm-630nm(红色)，并且评价每个区域中另外两个不同颜色的光电器件的光学干涉程度。换而言之，当将蓝色器件在440nm-480nm的蓝色区域中的灵敏度曲线的积分视为100时，计算红色和绿色器件在440-480nm的蓝色区域中的灵敏度曲线的相对积分。所获得的值为关于440nm-480nm的蓝色区域的红色和绿色器件的串扰。
同样，当将在520nm-560nm的绿色区域中的灵敏度曲线的积分视为100时，计算红色和蓝色器件在520nm-560nm的绿色区域中的灵敏度曲线的相对积分。该值为关于520nm-560nm的绿色区域的红色和蓝色器件的串扰。
同样，当在590-630nm的红色区域中的灵敏度曲线的积分为100时，计算蓝色和绿色器件在520nm-560nm的红色区域中的灵敏度曲线的相对积分。该值为关于590nm-630nm的红色区域的蓝色和绿色器件的串扰。
最后，将串扰值取平均以获得平均串扰。在它们之中，根据参比例2和实施例2的结果示于表10中。
(表10)
| 平均串扰(％) | |
| 参比例2 | 26 |
| 实施例2 | 21 |
参照表10，与其中应用根据参比例2的光电器件的情况相比，当应用根据实施例2的光电器件时，串扰减少。
虽然已经关于当前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了发明构思，但是将理解，发明构思不限于这样的实例实施方式。相反，发明构思意图覆盖被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。
<附图标记说明>
10：第一电极 20：第二电极
30：活性层 40,45：电荷辅助层
100,200,100a,100b,100c,100aa,100bb,100cc,100dd：光电器件
300,400,500,600,700,800：有机CMOS图像传感器
310：半导体基板 70B,72B：蓝色过滤器
70R,72R：红色过滤器
70,72：滤色器层 85,85a,85b,85c：通孔
60：下部绝缘层 80：上部绝缘层
50B,50R：光感测器件 55：电荷存储器
1000：数码相机 1010：镜头
1020：图像传感器 1030：马达
1040：引擎 1050：主机/应用
Claims (21)
1.用于光电器件的组合物，所述组合物包括：
由化学式1表示的化合物：
[化学式1]
其中，在化学式1中，
L为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以形成环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，或者L连接至Y1或Y4以提供环结构，
Y1-Y6各自独立地为N或CRk，其中Rk为氢、氘、卤素、氰基、硝基、羟基、胺基、取代或未取代的C1-C10烷基、或者取代或未取代的C1-C10烷氧基，或者相邻的Rk彼此连接以提供取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，
X1为-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-CRfRg-、或-CRffRgg-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、和Rg各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、或者Rff和Rgg中的每一对彼此连接以提供环结构，
X2为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、-GeRddRee-、-(CRfRg)n1-、-(CRffRgg)-、-(C(Rm)＝C(Rn))-、-(C(Rmm)＝C(Rnn))-、或-(C(Rp)＝N)-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rm、Rn、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc、Rdd和Ree、Rff和Rgg、或者Rmm和Rnn中的每一对彼此连接以提供环结构，并且-(CRfRg)n1-的n1为1或2，
Ar3为取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C6-C30烃环基团，取代或未取代的具有选自C＝O、C＝S、C＝Se、和C＝Te的至少一个官能团的C2-C30杂环基团，或其稠合环，和
R1和R2各自独立地为氢、氘、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C3-C30杂芳基、取代或未取代的C2-C30酰基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、硝基、五氟硫烷基(-SF5)、羟基、胺基、肼基、腙基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、-SiRaRbRc、或其任意组合，其中Ra、Rb、和Rc各自独立地为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基。
2.如权利要求1所述的组合物，其中化学式1的化合物由化学式2A表示：
[化学式2A]
其中，在化学式2A中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y1-Y3、Y5和Y6相同，
L1为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
3.如权利要求1所述的组合物，其中化学式1的化合物由化学式2B表示：
[化学式2B]
其中，在化学式2B中，
X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6分别与化学式1中的X1、X2、Ar3、R1、R2、Y2、Y3、Y4、Y5、和Y6相同，
L1为N、B、Si、Ge、或C，和
Cy为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、取代或未取代的C5-C30环烯基团、取代或未取代的C5-C30杂环烯基团、或其稠环。
4.如权利要求1所述的组合物，其中
X1为-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、
或-CRfRg-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、和Rg各自独立地为卤素、氰基、被卤素或氰基取代的C1-C20烷基、被卤素或氰基取代的C1-C20烷氧基、被卤素或氰基取代的C6-C20芳基、被卤素或氰基取代的C6-C20芳氧基、或者被卤素或氰基取代的C3-C20杂芳基。
5.如权利要求1所述的组合物，其中化学式1的X1、X2、和L中的环结构各自为螺环结构或稠合环结构。
6.如权利要求5所述的组合物，其中所述螺环结构包括由化学式4表示的部分：
[化学式4]
其中，在化学式4中，
Xa和Xb各自独立地为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-S(＝O)-、-S(＝O)2-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-SiRbbRcc-、-GeRdRe-、或-GeRddRee-，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、和Re各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、取代或未取代的C6-C20芳氧基、或者取代或未取代的C3-C20杂芳基，并且Rbb和Rcc或者Rdd和Ree中的每一对彼此连接以提供环结构，
La为-O-、-S-、-Se-、-Te-、-NRa1-、-BRa2-、-SiRbRc-、-GeRdRe-、-(CRfRg)n1-、-(C(Rp)＝N)-、或单键，其中Ra1、Ra2、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、和Rp各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，和
*为连接点，
其中部分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的各环的至少一个氢任选地被如下的至少一个取代基代替：氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C6-C20芳基、或者取代或未取代的C6-C20芳氧基，或者
其中在化学式4中，部分(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的芳族环中存在的一个或多个CH任选地被N代替。
7.如权利要求1所述的组合物，其中Ar3为由化学式5表示的环状基团：
[化学式5]
其中，在化学式5中，
Ar3'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，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，和
*为连接点。
8.如权利要求1所述的组合物，其中在化学式1中，Ar3为由化学式6A至化学式6G之一表示的环状基团：
[化学式6A]
其中，在化学式6A中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3为N或CRc，其中Rc为氢、氘、或者取代或未取代的C1-C10烷基，
R11、R12、R13、R14、和R15独立地为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13以及R14和R15独立地存在或者彼此连接以提供稠合芳族环，
n为0或1，和
*为连接点，
[化学式6B]
其中，在化学式6B中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3为O、S、Se、Te、或C(Ra)(CN)，其中Ra为氢、氰基(-CN)、或C1-C10烷基，
R11和R12独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*为连接点，
[化学式6C]
其中，在化学式6C中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
R11、R12、和R13独立地为氢、氘、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(-CN)、或其任意组合，和
*为连接点，
[化学式6D]
其中，在化学式6D中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3为N或CRc，其中Rc为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G1为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，其中R12和R13独立地存在或者彼此连接以提供稠合芳族环，
n为0或1，和
*为连接点，
[化学式6E]
其中，在化学式6E中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
Z3为N或CRc，其中Rc为氢或者取代或未取代的C1-C10烷基，
G2为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，
R11、R12、和R13独立地为氢、氘、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、含有氰基的基团、或其任意组合，
n为0或1，和
*为连接点，
[化学式6F]
其中，在化学式6F中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Z2为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRaRb时，Ra或Rb的至少一个为氰基或含有氰基的基团，
R11为氢、氘、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C4-C30杂芳基、卤素、氰基、含有氰基的基团、或其任意组合，
G3为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw独立地为氢、氘、卤素、取代或未取代的C1-C20烷基、或者取代或未取代的C6-C20芳基，和
*为连接点，
[化学式6G]
其中，在化学式6G中，
Z1为O、S、Se、或Te，
Ra和Rb独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，
Z2-Z4独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd独立地为氢、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或者含有氰基的基团，条件是当Z2为CRcRd时，Rc或Rd的至少一个为氰基或含有氰基的基团，和
*为连接点。
9.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物在薄膜状态下具有在大于或等于500nm且小于或等于600nm的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)。
10.如权利要求1所述的组合物，其中所述组合物在薄膜状态下呈现出具有50nm-200nm的半宽度(FWHM)的光吸收曲线。
11.如权利要求1所述的组合物，其中由化学式1表示的化合物的分子的形态比小于或等于0.42，所述形态比基于将所述分子的最短轴的长度除以所述分子的最长轴的长度而确定。
12.如权利要求1所述的组合物，其中
所述组合物包括p型半导体化合物和n型半导体化合物，和
所述p型半导体化合物为所述由化学式1表示的化合物。
13.如权利要求12所述的组合物，其中
所述组合物中的由化学式1表示的化合物和所述n型半导体化合物的体积比为1:100-100:1。
14.光电器件，其包括：
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活性层，
其中所述活性层包括如权利要求1-13任一项所述的组合物。
15.图像传感器，其包括如权利要求14所述的光电器件。
16.如权利要求15所述的图像传感器，其进一步包括：
半导体基板，其集成有配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的多个第一光感测器件和配置成选择性地感测红色波长区域中的光的多个第二光感测器件，
其中所述光电器件在所述半导体基板上并且配置成选择性地感测绿色波长区域中的光。
17.如权利要求16所述的图像传感器，其进一步包括：
滤色器层，
其中所述滤色器层包括配置成选择性地透射蓝色波长区域中的光的蓝色过滤器和配置成选择性地透射红色波长区域中的光的红色过滤器。
18.如权利要求16所述的图像传感器，其中所述多个第一光感测器件和所述多个第二光感测器件在竖直方向上堆叠在所述半导体基板中。
19.如权利要求15所述的图像传感器，其中：
所述光电器件为配置成选择性地感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，和
所述图像传感器包括在半导体基板上的如下的堆叠体：
所述绿色光电器件，
配置成选择性地感测蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件，和
配置成选择性地感测红色波长区域中的光的红色光电器件。
20.如权利要求15所述的图像传感器，其中
所述绿色光电器件、所述蓝色光电器件、和所述红色光电器件在所述半导体基板上平行地排列并且在与所述半导体基板的上表面平行的水平方向上重叠。
21.电子设备，其包括权如利要求15-20任一项所述的图像传感器。
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