CN118546157A - 化合物、光电器件、光吸收传感器、传感器嵌入式显示面板、和电子设备 - Google Patents
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Abstract
提供化合物以及包括其的光电器件、光吸收传感器、传感器嵌入式显示面板、和电子设备，所述化合物由化学式1表示并且具有小于约0.163eV的化合物的重组能和小于或等于约495nm的通过密度泛函理论(DFT)计算的最大吸收波长值。在化学式1中，各取代基的限定如说明书中所描述的。[化学式1]
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求2023年2月24日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2023-0025425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
实例实施方式涉及化合物、光电器件、光吸收传感器、传感器嵌入式显示面板、和电子设备。
背景技术
近来，对于实施生物特征(biometric)识别技术的显示设备存在增加的需求，生物特征识别技术通过用集中于金融、医疗保健、或移动设备的自动化设备提取人的特定生物特征信息或行为特征信息而对人进行验证。因此，正在对包括能够进行生物特征识别的传感器的显示设备进行研究。
发明内容
这样的能够进行生物特征识别的传感器可设置在显示设备的显示面板下面或者可作为单独的模块单独地制造且安装在显示设备外部。当所述传感器设置在显示面板下面时，所述传感器配置成识别通过显示面板、各种膜、和/或部件识别的对象，具有改善的性能且具有改善的集成，克服可与作为单独的模块制造和安装的传感器相关的在设计和可用性方面的限制。因此，已经提出了包括通过与显示面板集成而能够改善性能的传感器的传感器嵌入式显示面板。
在如上所述的传感器中使用的光电器件为利用光电效应将光转换成电信号的器件，并且可包括光电二极管和光电晶体管。
包括光电二极管的传感器(例如，图像传感器)具有较高的分辨率和较小的像素尺寸。目前，硅光电二极管被广泛使用，但其具有恶化的灵敏度的问题，因为硅光电二极管由于小的像素而具有较小的吸收面积。因此，已经研究了能够代替硅的有机材料。
有机材料具有高的消光系数并且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和滤色器，且结果改善灵敏度并对高的集成做贡献。
因此，在可用于这些传感器中的有机材料方面存在增长的兴趣。
一些实例实施方式提供化合物，其可选择性地吸收可见光区域中的光并且改善器件的光吸收特性。
一些实例实施方式提供光电器件，其选择性地吸收可见光区域中的光并且具有改善的器件的光吸收特性。
一些实例实施方式提供包括所述光电器件的(光吸收)传感器。
一些实例实施方式提供包括所述光电器件或(光吸收)传感器的传感器嵌入式显示面板。
一些实例实施方式提供包括所述光电器件或(光吸收)传感器的电子设备。
根据一些实例实施方式，化合物可由化学式1表示，并且所述化合物可具有小于约0.163eV的所述化合物的重组能和小于或等于约495nm的通过密度泛函理论(DFT)计算的最大吸收波长值。
[化学式1]
在化学式1中，
G1可为单键、O、S、Se、Te、S(＝O)、S(＝O)2、NRa、BRb、-SiRcRd-、-SiRccRdd-、-GeReRf-、-GeReeRff-、-(CRgRh)n1-、-(CRggRhh)-、-(C(Ri)＝(C(Rj))-、或-(C(Rii)＝(C(Rjj))-(其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、和Rj各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，并且Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的各对彼此连接以形成环结构，且-(CRgRh)n1-的n1为1或2)，
Rx、Ry、和Rz可各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，x为0-4的整数，且y为0-3的整数，和
EWG可为含有至少一个吸电子基团的受体部分。
化学式1可包括包含苯环的咔唑基环基团。在化学式1中，咔唑基环基团的苯环的至少一个-CH＝可存在或可被-N＝代替。
在化学式1中，可在咔唑基环基团的1位处包括氮(N)。
在化学式1中，Rx、Ry、和Rz可各自独立地为氢或者选自C1-C10烷基和C1-C10烷氧基的给电子基团。
化学式1可包括环结构。在化学式1中，所述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。
在化学式1中，所述环结构可包括由化学式2表示的部分。
[化学式2]
在化学式2中，
Ar33和Ar34可各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式1中，所述环结构可包括由化学式3表示的部分之一。
[化学式3]
在化学式3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Rdd和Ree的各对彼此连接以形成环结构)，
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，且-(CRfRg)n1-的n1为1或2)，
各环的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，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式3中，部分(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的芳族环中存在的至少一个CH可被N代替。
在化学式1中，EWG可为取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C6-C30烃环基团(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)；取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C30杂环基团(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)；或其稠环；或包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C20烷基(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)。
在化学式1中，EWG可为由化学式4表示的环状基团。
[化学式4]
在化学式4中，
Ar'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和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式1中，EWG可为由化学式5A至化学式5H的任一个表示的环状基团。
[化学式5A]
在化学式5A中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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、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)、含有氰基的基团、或其任意组合，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5B]
其中，在化学式5B中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
Z3可为O、S、Se、Te、或CRaRb(其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)，
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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5C]
其中，在化学式5C中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5D]
其中，在化学式5D中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc(其中Rc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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5E]
其中，在化学式5E中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc(其中Rc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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5F]
其中，在化学式5F中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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，
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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5G]
其中，在化学式5G中，
Z1可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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、含有氰基的基团、或其任意组合，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5H]
其中，在化学式5H中，
Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z1-Z4可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
所述化合物可具有小于或等于约500bhor3(波尔3)的极化率。
所述化合物可具有大于或等于约0.8的振子强度值。
所述化合物的偶极矩可大于或等于约3德拜(Debye)(D)。
所述化合物在薄膜状态下可具有在约500nm至约540nm的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)。
由化学式1表示的化合物的升华温度可小于或等于约280℃。
所述化合物在薄膜状态下可呈现出具有小于或等于约150nm的半宽度(FWHM)的吸收曲线。
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
在所述第一电极和所述第二电极之间的光吸收层，和
所述光吸收层包括由化学式1表示的化合物。
所述光吸收层可配置成吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光。
根据一些实例实施方式，提供包括所述光电器件的光吸收传感器。
所述光吸收传感器可包括：集成有配置成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，以及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且可在所述半导体基板上。
所述光吸收层可包括p型半导体和n型半导体，所述p型半导体包括由化学式1表示的化合物，且所述n型半导体包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或由化学式6表示的化合物。
[化学式6]
在化学式6中，
X5和X6可各自独立地为O或NRa，(其中Ra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、卤素、氰基)，和
R81-R84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、卤素、氰基、或其任意组合。
所述光吸收传感器可进一步包括滤色器层，所述滤色器层包括选择性地透射蓝色波长区域中的光的蓝色滤波器和选择性地透射红色波长区域中的光的红色滤波器。
所述光吸收传感器可包括所述光电器件，其中所述光电器件为配置成感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，所述光吸收传感器进一步包括集成有配置成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，且所述光电器件在所述半导体基板上。
根据一些实例实施方式，传感器嵌入式显示面板可包括基板、设置在所述基板上并且包括光发射层的光发射元件、和设置在所述基板上并且包括光吸收层的光吸收传感器，所述光吸收层沿着所述基板的面内方向与所述光发射层平行地布置，使得所述光吸收层和所述光发射层在所述面内方向上至少部分地重叠，其中所述光吸收层配置成吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光，配置成吸收绿色波长谱的光的所述光吸收层包括由化学式1表示的化合物。
所述光发射元件可包括配置成发射不同波长谱的光的第一、第二和第三光发射元件，并且所述光吸收传感器可配置成吸收从所述第一、第二、或第三光发射元件的至少一个发射且然后被识别目标反射至所述光吸收传感器的光和将所吸收的光转换成电信号。
所述光发射元件和所述光吸收传感器可各自包括配置成向所述光发射元件和所述光吸收传感器施加公共电压的公共电极的单独的部分，并且所述传感器嵌入式显示面板可进一步包括第一公共辅助层，其为在所述光发射层和所述公共电极之间以及在所述光吸收层和所述公共电极之间连续地延伸的单块材料。
在所述第一公共辅助层的LUMO能级和由化学式1表示的化合物的LUMO能级之间的差可小于或等于约1.2eV。
所述传感器嵌入式显示面板可进一步包括第二公共辅助层，其为在所述光发射层和所述基板之间以及在所述光吸收层和所述基板之间连续地延伸的单块材料。
所述光发射元件可包括配置成发射所述红色波长谱、绿色波长谱、或蓝色波长谱的任一波长谱的光的第一、第二、和第三光发射元件，并且所述光吸收层可配置成吸收具有与从所述第一、第二、或第三光发射元件的至少一个发射的光相同的波长谱的光。
所述传感器嵌入式显示面板可包括配置成显示颜色的显示区域和排除所述显示区域的非显示区域，且所述光吸收传感器可在所述非显示区域中。
所述显示区域可包括配置成显示所述红色波长谱的光且包括所述第一光发射元件的多个第一子像素、配置成显示所述绿色波长谱的光且包括所述第二光发射元件的多个第二子像素、和配置成显示所述蓝色波长谱的光且包括所述第三光发射元件的多个第三子像素，并且所述光吸收传感器可在所述多个第一子像素的第一子像素、所述多个第二子像素的第二子像素、或所述多个第三子像素的第三子像素的至少两个(种)子像素之间。
所述光吸收层可包括p型半导体和n型半导体，所述p型半导体包括由化学式1表示的化合物，且所述n型半导体包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或由化学式6表示的化合物。
根据一些实例实施方式，提供包括所述光吸收传感器或传感器嵌入式显示面板的电子设备。
所述化合物可选择性地吸收可见光区域中的光并且具有优异的光吸收特性，且因此其可适宜地用在光电器件或光吸收传感器、尤其是传感器嵌入式显示面板中。
附图说明
图1为说明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为示意性地说明根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的平面图，
图4为图3的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图5为示意性地说明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6为示意性地说明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8A为示意性地说明根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器的示意图，
图8B为图8A的有机CMOS图像传感器的横截面图，
图9为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的实例的平面图，
图10为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的一个实例的横截面图，
图11为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的另一实例的横截面图，
图12为说明作为根据一些实例实施方式的电子设备的智能电话的实例的示意图，和
图13为说明根据一些实例实施方式的电子设备的配置图的实例的示意图。
具体实施方式
下文中，将详细地描述一些实例实施方式，使得本领域技术人员将理解其。然而，实际应用的结构可以多种不同的形式实施并且不限于本文中描述的实施方式。
在附图中，为了清楚，层、膜、面板、区域等的厚度被放大。将理解，当一个元件例如层、膜、区域、或基板被称为“在”另外的元件“上”时，其可直接在所述另外的元件上或者还可存在中间元件。相反，当一个元件被称为“直接在”另外的元件“上”时，不存在中间元件。
在附图中，为了实例实施方式的清楚，省略与描述没有关系的部分，并且在整个说明书中相同或相似的构成元件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”和“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A、B、和C)。
下文中，术语“下部”和“上部”是为了更好的理解和易于描述而使用的，而不限制位置关系。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“取代(的)”指的是化合物或官能团的氢被选自如下的取代基代替：卤素(F、Br、Cl、或I)、羟基、硝基、氰基、胺基、叠氮基、脒基、肼基、腙基、羰基、氨基甲酰基、硫醇基、酯基、羧基或其盐、磺酸基团或其盐、磷酸基团或其盐、C1-C30烷基、C2-C30烯基、C2-C30炔基、C6-C30芳基、C7-C30芳基烷基、C1-C30烷氧基、C1-C20杂烷基、C3-C20杂环基团、C3-C20杂芳基烷基、C3-C30环烷基、C3-C15环烯基、C6-C15环炔基、C3-C30杂环烷基、及其任意组合。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“杂”指的是包括1-4个选自N、O、S、Se、Te、Si、和P的杂原子。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烷基”指的是单价的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，当未另外提供定义时，“烷氧基”作为-OR表示，其中R可为以上描述的烷基。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“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、环己基等。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳基”指的是这样的取代基：其中所有成环元素具有形成共轭的p轨道，并且其可为单环的、多环的、或稠环多环的(例如，共享相邻的碳原子对的环)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”指的是其中至少一个氢被氰基替代的单价基团例如C1-C30烷基、C2-C30烯基、或C2-C30炔基。如本文中使用的，当未另外提供定义时，含有氰基的基团还指的是二价基团例如＝CRx'-(CRxRy)p-CRy'(CN)2，其中Rx、Ry、Rx'、和Ry'可各自独立地为氢或C1-C10烷基且p为0-10(或1-10)的整数。作为单价官能团，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，含有氰基的基团不包括仅包含氰基(-CN)的官能团。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“组合”指的是构成组分(部件)的混合物、堆叠体、或合金。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，化学式的定义中的“其组合”指的是通过单键或C1-C10亚烷基彼此结合的至少两个取代基、或者至少两个稠合的取代基。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“烃环基团”可为C3-C30烃环基团。烃环基团可为芳烃基团(例如，C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团)、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C3-C10环烷基)、或其稠环。例如，其稠环可指的是芳族环(芳烃环)和非芳族环(脂环族环)的稠环，例如至少一个芳族环(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环烷基的稠环。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“杂环基团”可为C2-C30杂环基团。杂环基团指的是在选自如下的环状基团中包括选自N、O、S、Se、Te、P、和Si的1-3个杂原子代替碳原子的环状基团：芳烃基团(例如，C6-C30芳烃基团、C6-C20芳烃基团、或C6-C10芳烃基团)、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)、或其稠环。杂环基团的至少一个碳原子还可被硫羰基(C＝S)替代。
如本文中使用的，“芳烃基团”指的是具有芳族环的烃基团，并且包括单环和多环烃基团，并且所述多环烃基团的另外的环可为芳族环或非芳族环。“杂芳烃基团”指的是在环状基团中包括选自N、O、S、Se、Te、P、和Si的1-3个杂原子的芳烃基团。
在一些实例实施方式中，关于“彼此连接以形成环结构”的“环结构”可指的是提供共轭结构的C5-C10碳环基团(例如，C6-C10芳基或C6芳基)或者提供共轭结构的C2-C10杂环基团(例如，C2-C10杂芳基或C2-C4杂芳基)。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，“芳族烃基团”包括苯基、萘基、C6-C30芳基、或C6-C30亚芳基，但不限于此。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，芳族环可包括芳族环和脂环族环的稠环。“芳族环”指的是C6-C20芳基(例如，C6-C10芳基)或C2-C20杂芳基(例如，C2-C4杂芳基)。“脂环族环”指的是C3-C10环烷基或C2-C10杂环烷基。
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下方或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(例如，结构、表面、方向等)“垂直的”、“平行的”、“共面的”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”、“共面的”等或者可为“基本上垂直的”、“基本上平行的”、“基本上共面的”。相对于其它元件和/或其性质“基本上垂直的”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”等在大小和/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”等在大小和/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/或材料公差内相对于所述其它元件和/或其性质“共面的”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“共面的”等在大小和/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和/或其性质“同样”、“相同”或“相等”，并且将进一步理解，本文中叙述为与其它元件和/或其性质“同样”、“相同”或“相等”的元件和/或其性质可与所述其它元件和/或其性质“同样”、“相同”、或“相等”或者“基本上同样”、“基本上相同”或“基本上相等”。与其它元件和/或其性质“基本上同样”、“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/或材料公差内与所述其它元件和/或其性质同样、相同、或相等的元件和/或其性质。与其它元件和/或其性质同样或者基本上同样和/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。虽然在一些实例实施方式的描述中可使用术语“相同”、“相等”或“同样”，但是应理解，一些不精确性可存在。因此，当一个元件或值被称作与另外的元件或值相同时，应理解，一个元件或值与另外的元件或值在期望的制造或操作公差范围(例如，±10％)内是相同的。将理解，本文中描述为“基本上”相同和/或同样的元件和/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/或其性质是否被修饰为“基本上”，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”或“基本上”时，意图是相关数值包括围绕所陈述的数值的±10％的公差。而且，当关于几何形状使用措辞“约”和“基本上”时，意图是不要求几何形状的精度，而是对于形状的容度在本发明构思的范围内。此外，不管数值或形状是否被修饰为“约”或“基本上”，将理解，这些值和形状应被解释为包括围绕所陈述的数值或形状的制造或操作公差(例如，±10％)。当说明范围时，所述范围包括在其间的所有值，例如0.1％的增量。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，能级为最高占据分子轨道(HOMO)能级或最低未占分子轨道(LUMO)能级。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，功函或能级作为距离真空能级的绝对值表示。另外，当功函或能级被称作深的、高的、或大的时，其可具有基于“0eV”的真空能级的大的绝对值，而当功函或能级被称作浅的、低的、或小的时，其可具有基于“0eV”的真空能级的小的绝对值。另外，在功函和/或能级之间的差可为通过从绝对值的大值减去绝对值的小值而获得的值。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，HOMO能级可使用AC-2(Hitachi)或AC-3(Riken Keiki Co.，Ltd.)通过根据通过将UV光照射到薄膜上的能量发射的光电子的量评价。
如本文中使用的，当未另外提供定义时，如下获得LUMO能级：使用UV-Vis光谱仪(Shimadzu Corporation)获得能带隙，然后由所述能带隙和所测量的HOMO能级计算LUMO能级。
下文中，重组能、偶极矩、和振子强度为使用Gaussian 09程序在DFT B3LYP/DGDZVP水平下计算的值。
极化率指的是每分子的通过单位电场强度产生的平均电偶极矩，并且可通过使用Gaussian 09程序在DFT B3LYP/DGDZVP水平下计算而获得。
另外，升华温度可通过热重分析(TGA)确认，并且可为当在约10Pa或更低的压力下进行热重分析时发生例如与初始重量相比10％的重量损失时的温度。
本发明人已发现，如果通过密度泛函理论计算的所述化合物的重组能和最大吸收波长值在一定范围内，则可提供具有改善的在可见光区域的特定波长区域(例如，绿色波长区域)中的吸收强度和电特性的化合物以完成本发明构思且以改善在其活性层中包括所述化合物的光电器件的功能性(例如，改善的光电转换性能和/或效率)。
下文中，将描述根据一些实例实施方式的化合物。所述化合物由化学式1表示，并且具有小于约0.163eV的化合物的重组能和小于或等于约495nm的通过密度泛函理论(DFT)计算的最大吸收波长值。
[化学式1]
在化学式1中，
G1可为单键、O、S、Se、Te、S(＝O)、S(＝O)2、NRa、BRb、-SiRcRd-、-SiRccRdd-、-GeReRf-、-GeReeRff-、-(CRgRh)n1-、-(CRggRhh)-、-(C(Ri)＝(C(Rj))-、或-(C(Rii)＝(C(Rjj))-(其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、和Rj可各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，并且Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的各对彼此连接以形成环结构，且-(CRgRh)n1-的n1为1或2)，
Rx、Ry、和Rz可各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，x为0-4的整数，且y为0-3的整数，和
EWG为含有至少一个吸电子基团的受体部分。
由化学式1表示的化合物包括咔唑基环基团的电子给体部分、噻吩连接体、和由EWG表示的电子受体部分，并且所述电子给体部分和噻吩连接体通过G1连接。化学式1的化合物具有给体-受体结构，由此可在可见光波长范围的特定的(或替代地预定的)范围(大于或等于约500nm且小于或等于约540nm，例如，大于或等于约500nm且小于或等于约535nm，大于或等于约500nm且小于或等于约534nm，大于或等于约500nm且小于或等于约533nm，大于或等于约500nm且小于或等于约532nm，大于或等于约500nm且小于或等于约531nm，大于或等于约500nm且小于或等于约530nm，大于或等于约500nm且小于或等于约529nm，大于或等于约500nm且小于或等于约528nm，大于或等于约500nm且小于或等于约527nm，大于或等于约500nm且小于或等于约526nm，或大于或等于约500nm且小于或等于约525nm)内调节吸收波长，沉积温度(升华温度)可降低，且吸收系数可增大。
在化学式1(其可包括包含苯环的咔唑基环基团)中，咔唑基环基团的苯环的至少一个-CH＝可存在或可被-N＝代替(例如，可任选地被-N＝代替)。在化学式1中，可在咔唑基环基团的1位处包括氮(N)。在此情况下，分子内相互作用增强，其可改善所述化合物的光吸收特性。
在化学式1中，Rx、Ry、和Rz可各自独立地为氢或者选自C1-C10烷基和C1-C10烷氧基的给电子基团。例如，Rx、Ry、和Rz可各自独立地为氢或者包括C1-C10烷基或C1-C10烷氧基的给电子基团。
化学式1可包括环结构(例如，通过连接Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的化学式1的G1形成的环结构)。在化学式1中，所述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C5-C20环烷基或者取代或未取代的C5-C10环烷基)；或至少一个取代或未取代的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)和至少一个取代或未取代的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)的稠环。所述稠环的实例包括芴基、茚满基等。
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)。另外，所述取代或未取代的C2-C30杂环基团可意指，通过取代或未取代的C5-C30烃环基团例示的稠环包括至少一个杂原子。例如，所述取代或未取代的C2-C30杂环基团可为至少一个取代或未取代的C2-C30杂环烷基(例如，取代或未取代的C3-C20杂环烷基或者取代或未取代的C3-C10杂环烷基)和至少一个取代或未取代的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)的稠环；至少一个取代或未取代的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)和至少一个取代或未取代的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C3-C10杂芳基)的稠环；或至少一个取代或未取代的C2-C30杂环烷基(例如，取代或未取代的C3-C20杂环烷基或者取代或未取代的C3-C10杂环烷基)和至少一个取代或未取代的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C3-C10杂芳基)的稠环。
在化学式1中，所述环结构(通过连接Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的化学式1的G1形成的环结构)可包括由化学式2表示的部分。
[化学式2]
在化学式2中，
Ar33和Ar34可各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，和
*为与化学式1的连接部分(在本文中也称作连接点)。
在化学式1中，所述环结构(通过连接至Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的各对的化学式1的G1形成的环结构)可包括由化学式3表示的部分之一。
[化学式3]
在化学式3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Rdd和Ree的各对可彼此连接以形成环结构)，
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，且-(CRfRg)n1-的n1为1或2)，
所述部分各自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，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式3中，部分(3)、(4)、(5)、(6)、(7)、(8)、或(9)的芳族环中存在的CH可被氮(N)代替。
在化学式1中，EWG可为取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C6-C30烃环基团(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)；取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C30杂环基团(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)；或其稠环；或包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C20烷基(其中Rp和Rq可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团)。在一些实例实施方式中，在C＝CRpRq中，Rp或Rq的至少一个可为氰基或含有氰基的基团。
在化学式1中，EWG可为由化学式4表示的环状基团。
[化学式4]
在化学式4中，
Ar'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和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
在化学式1中，EWG可为由化学式5A表示的环状基团。
[化学式5A]
在化学式5A中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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、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)、含有氰基的基团、或其任意组合，和
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5A的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
由化学式5A表示的环状基团可为由化学式5A-1或化学式5A-2表示的环状基团。
[化学式5A-1]
[化学式5A-2]
在化学式5A-1和化学式5A-2中，
Z3、R11、R12、和R13与化学式5A中的Z3、R11、R12、和R13相同，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式5A中，R11、R12、和R13的两个相邻基团不彼此连接以形成稠环。即，由化学式5A表示的环状基团不包括由化学式5A-3表示的环状基团。如果它含有由化学式5A-3表示的环基团，则不能获得在期望的范围内的重组能和吸收波长值。
[化学式5A-3]
在化学式1中，EWG可为由化学式5B表示的环状基团。
[化学式5B]
在化学式5B中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5B的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
由化学式5B表示的环状基团可为，例如，由化学式5B-1、化学式5B-2或化学式5B-3表示的环状基团。
在化学式5B-1、5B-2、和5B-3中，
R11和R12与化学式5B中的R11和R12相同，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式1中，EWG可为由化学式5C表示的环状基团。
[化学式5C]
在化学式5C中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5C的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
由化学式5C表示的环状基团可为，例如，由化学式5C-1或化学式5C-2表示的环状基团。
在化学式5C-1和5C-2中，
R11-R13与化学式5C中的R11-R13相同，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式1中，EWG可为由化学式5D表示的环状基团。
[化学式5D]
在化学式5D中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc(其中Rc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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5D的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
在化学式1中，EWG可为由化学式5E表示的环状基团。
[化学式5E]
在化学式5E中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z3可为N或CRc(其中Rc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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5E的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
在化学式1中，EWG可为由化学式5F表示的环状基团。
[化学式5F]
其中，在化学式5F中，
Z1和Z2可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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)、含有氰基的基团、或其任意组合，
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、氰基、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
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5F的Z1和Z2两者为CRaRb时，Z1或Z2的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
在化学式1中，EWG可为由化学式5G表示的环状基团。
[化学式5G]
在化学式5G中，
Z1可为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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、含有氰基的基团、或其任意组合，和
*为与化学式1的连接部分。
在化学式1中，EWG可为由化学式5H表示的环状基团。
[化学式5H]
在化学式5H中，
Ra和Rb可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z1-Z4可各自独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd可各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
在一些实例实施方式中，当化学式5F的Z1-Z4全部为CRaRb时，Z1-Z4的至少一个可包括氰基或含有氰基的基团。
化学式1的化合物的具体实例可包括组1-1至组1-5的化合物，但不限于此。
[组1-1]
[组1-2]
[组1-3]
[组1-4]
[组1-5]
在组1-1至1-5中，
各环中存在的至少一个氢可被选自如下的取代基代替：C1-C10烷基、C1-C10烷氧基、C6-C10芳基、C4-C10杂芳基、卤素(F、Cl、Br、或I)、氰基(-CN)、含有氰基的基团、或其任意组合。
在组1-1至1-5中，例示了其中G1为-C(CH3)2-、-S-、或-Si(CH3)2-的化合物，但是也可以相同的方式例示其中G1为单键、O、Se、Te、S(＝O)、S(＝O)2、NRa、BRb、-SiRcRd-、-SiRccRdd-、-GeReRf-、-GeReeRff-、-(CRgRh)n1-、-(CRggRhh)-、-(C(Ri)＝(C(Rj))-、或-(C(Rii)＝(C(Rjj))-的化合物。
另外，在组1-1至1-5中，例示了其中EWG为由化学式5A、化学式5B、化学式5D、或化学式5E表示的环基团或具有吸电子基团的烷基的化合物，但是也可以相同的方式例示其中EWG为由化学式5C、化学式5G、或化学式5H表示的环基团的化合物。
所述化合物可具有小于约0.163eV的重组能。例如，所述化合物的重组能可小于或等于约0.162eV、小于或等于约0.161eV、小于或等于约0.160eV、小于或等于约0.159eV、小于或等于约0.158eV、小于或等于约0.157eV、小于或等于约0.156eV、小于或等于约0.155eV、小于或等于约0.154eV、小于或等于约0.153eV、小于或等于约0.152eV、小于或等于约0.151eV、或小于或等于约0.150eV且大于或等于约0.05eV、大于或等于约0.06eV、或大于或等于约0.07eV。当所述化合物具有在以上范围内的重组能时，所述化合物的迁移率可改善。
另外，所述化合物可具有小于或等于约495nm的通过密度泛函理论(DFT)计算的最大吸收波长。计算的最大吸收波长值可为，例如，小于或等于约490nm、小于或等于约485nm、或小于或等于约480nm且大于或等于约450nm、大于或等于约455nm、或大于或等于约460nm。当计算的最大吸收波长值在以上范围内时，包括所述化合物的薄膜的吸收波长(校正的吸收波长)可在约500nm至约535nm的范围内。如果通过DFT计算的最大吸收波长值超过约495nm，则波长吸收选择性可降低，因为校正的吸收波长在黄色波长区域，而非绿色波长区域中。通过模拟100个具有化学式1的结构的样品化合物的计算结果和实际测量结果得到方程1。发明人验证了方程1找到满足数值范围的化合物。
所述化合物可具有小于或等于约500bhor3、例如小于或等于约490bhor3、小于或等于约480bhor3、小于或等于约470bhor3、小于或等于约460bhor3、小于或等于约450bhor3且大于或等于约340bhor3、例如大于或等于约345bhor3的极化率。当所述化合物具有在以上范围内的极化率时，所述化合物的光吸收特性可改善。
所述化合物可具有大于或等于约3德拜、例如大于或等于约4德拜、或大于或等于约5德拜且小于或等于约10德拜、例如小于或等于约9德拜、或小于或等于约8德拜的偶极矩。当所述化合物具有在以上范围内的偶极矩时，其对于在所述化合物的给体部分和受体部分之间的电荷分离是合乎期望的，并且这容许电子被良好地转移，由此改善器件性能。
所述化合物可具有大于或等于约0.8、例如大于或等于约0.85、或大于或等于约0.90且小于或等于约1.8、例如小于或等于约1.7、或小于或等于约1.6的振子强度值。当振子强度在以上范围内时，所述化合物的吸收系数可增大。
由化学式1表示的化合物为选择性地吸收(例如，配置成选择性地吸收)可见光波长区域(例如，绿色波长区域)中的光的化合物，并且在薄膜状态下可具有在如下的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)：大于或等于约500nm、例如大于或等于约505nm且小于或等于约540nm、例如小于或等于约535nm、小于或等于约534nm、小于或等于约533nm、小于或等于约532nm、小于或等于约531nm、小于或等于约530nm、小于或等于约529nm、小于或等于约528nm、小于或等于约527nm、小于或等于约526nm、或小于或等于约525nm、例如大于或等于约500nm且小于或等于约540nm、例如大于或等于约500nm且小于或等于约535nm、大于或等于约500nm且小于或等于约534nm、大于或等于约500nm且小于或等于约533nm、大于或等于约500nm且小于或等于约532nm、大于或等于约500nm且小于或等于约531nm、大于或等于约500nm且小于或等于约530nm、大于或等于约500nm且小于或等于约529nm、大于或等于约500nm且小于或等于约528nm、大于或等于约500nm且小于或等于约527nm、大于或等于约500nm且小于或等于约526nm、或大于或等于约500nm且小于或等于约525nm。
由化学式1表示的化合物具有拥有小于或等于约150nm、例如约20nm至约150nm、约20nm至约120nm、约20nm至约110nm、或约20nm至约100nm的半宽度(FWHM)的吸收曲线。通过具有在以上范围内的FWHM，对于在可见光波长范围(例如，绿色波长范围)中的特定波长的光的吸收选择性可提高。所述薄膜可为在真空条件下沉积的薄膜。
在一些实例实施方式中，由化学式1表示的化合物的升华温度(通过真空沉积形成的温度，也称作“沉积温度”)可小于或等于约270℃、例如约100℃至约270℃。由于在以上范围内的升华温度，当通过沉积形成薄膜时，存在小的杂质混合的可能性。升华温度可通过热重分析(TGA)确认，并且可为，例如，在10Pa或更低的压力下的热重分析期间发生相对于初始重量的10％的重量损失时的温度。
另外，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)以聚集光。该微透镜阵列的形成需要相对高的温度(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℃)。要求光电器件(例如，有机光电器件)的性能在这些热处理工艺中不恶化。在MLA的热处理期间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。所述形态变化通常是当材料由于热处理而开始热振动时引起的，但是具有坚固的分子结构的材料可不具有所述热振动并且可被防止通过所述热处理而恶化。由化学式1表示的化合物在给体部分中具有通过G1连接的环结构，且因此在MLA热处理期间可被稳定地保持并且保证工艺稳定性
由化学式1表示的化合物可为p型半导体。所述化合物可具有在约4.5eV至约6.5eV的范围内的HOMO能级、和大于或等于约2.0eV、例如约2.0eV至约3.0eV的能带隙。在此情况下，LUMO能级位于约2.5eV和约4.5eV之间。由于控制化学式1的化合物的HOMO和LUMO能级，因此由化学式1表示的化合物可用作p型半导体。
可与由化学式1表示的化合物一起使用的n型半导体可包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、由化学式6表示的化合物、或其任意组合。
包含包括由化学式1表示的化合物的p型半导体和包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或由化学式6表示的化合物的n型半导体的组合物在整个绿色波长范围内具有优异的吸收，并且包括这些的光电器件和光吸收传感器的光电转换效率和/或功耗效率可改善且其暗电流及残余电荷可大大减少，由此改善这样的器件和传感器的功能性(例如，改善光感测和/或图像产生性能，而没有损害功耗)。
由化学式6表示的化合物可包括具有酰亚胺基团或酸酐基团的平面核心。
[化学式6]
在化学式6中，
X5和X6可各自独立地为O或NRa(其中Ra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、卤素、氰基)，和
R81-R84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、卤素、氰基、或其任意组合。
所述富勒烯的实例可包括C60、C70、C76、C78、C80、C82、C84、C90、C96、C240、C540、其混合物、富勒烯纳米管等。所述富勒烯衍生物可指的是这些富勒烯的具有其取代基的化合物。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、噁唑环、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、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、吩噁嗪环、吩噁噻环、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如下的烷基(C1-C30烷基)：其中所述烷基的至少一个氢可被F、Cl、Br、或I代替。
所述噻吩衍生物可例如由化学式8或化学式9表示，但不限于此。
[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、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，氰基或含有氰基的基团。
例如，由化学式6表示的化合物的具体实例包括由化学式6A或6B表示的化合物。
在化学式6A和6B中，
R81-R84、Ra1和Ra2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、卤素、氰基、或其任意组合。
例如，Ra1或Ra2的至少一个可包括吸电子基团。例如，Ra1和Ra2可各自包括吸电子基团。
例如，Ra1或Ra2的至少一个可为卤素；氰基；卤素取代的C1-C30烷基；卤素取代的C6-C30芳基；卤素取代的C3-C30杂环基团；氰基取代的C1-C30烷基；氰基取代的C6-C30芳基；氰基取代的C3-C30杂环基团；取代或未取代的吡啶基；取代或未取代的嘧啶基；取代或未取代的三嗪基；取代或未取代的吡嗪基；取代或未取代的喹啉基；取代或未取代的异喹啉基；取代或未取代的喹唑啉基；被取代或未取代的吡啶基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的吡啶基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的嘧啶基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的嘧啶基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的三嗪基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的三嗪基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的吡嗪基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的吡嗪基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的喹啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的喹啉基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的异喹啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的异喹啉基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的喹唑啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的喹唑啉基取代的C6-C30芳基；或其任意组合。
例如，Ra1和Ra2可各自为卤素；氰基；卤素取代的C1-C30烷基；卤素取代的C6-C30芳基；卤素取代的C3-C30杂环基团；氰基取代的C1-C30烷基；氰基取代的C6-C30芳基；氰基取代的C3-C30杂环基团；取代或未取代的吡啶基；取代或未取代的嘧啶基；取代或未取代的三嗪基；取代或未取代的吡嗪基；取代或未取代的喹啉基；取代或未取代的异喹啉基；取代或未取代的喹唑啉基；被取代或未取代的吡啶基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的吡啶基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的嘧啶基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的嘧啶基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的三嗪基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的三嗪基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的吡嗪基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的吡嗪基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的喹啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的喹啉基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的异喹啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的异喹啉基取代的C6-C30芳基；被取代或未取代的喹唑啉基取代的C1-C30烷基；被取代或未取代的喹唑啉基取代的C6-C30芳基；或其任意组合。
作为实例，Ra1和Ra2可彼此相同或不同，和在一些实例实施方式中，Ra1和Ra2可相同。
由化学式6表示的化合物可为选自，例如，组2中所列的化合物，但不限于此。
[组2]
在组2中，
各芳族环或杂芳族环的至少一个氢可为氢或者可被选自如下的取代基代替：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、卤素、氰基、或其任意组合。
下文中，将参照附图描述包括所述化合物的根据一些实例实施方式的光电器件。
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。
参考图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(其可彼此面对)、以及在第一电极10和第二电极20之间的活性层30(也称作光吸收层)。
第一电极10或者第二电极20之一为阳极且另一个为阴极。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，其可包括如下(例如，可由如下制成)：例如，不透明导体例如铝(Al)。
在一些实例实施方式中，活性层30为包括形成(例如，建立、限定等)pn结的p型半导体和n型半导体的层，并且吸收外部(例如，入射)光以产生激子，然后将产生的激子分离成空穴和电子。
活性层30包括由化学式1表示的化合物。
如上所述，所述p型半导体可包括由化学式1表示的化合物，并且所述n型半导体可包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或由式6表示的化合物。这些的描述与以上描述的相同。当以这些组合使用时，所述光电器件的外量子效率和残余电荷特性可大大改善。结果，基于在活性层30中包括由化学式1表示的化合物，可改善光电器件100的光电转换效率及由此的光电转换性能和/或功耗效率。例如，可改善光电器件100的光电转换性能和/或可降低光电器件100的功耗，而没有损害光电器件100的光电转换性能。
活性层30可具有在大于或等于约500nm、例如大于或等于约505nm且小于或等于约535nm、例如小于或等于约534nm、小于或等于约533nm、小于或等于约532nm、小于或等于约531nm、或小于或等于约530nm的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)。
活性层30可呈现出具有小于或等于约150nm、例如约20nm至约150nm、约20nm至约120nm、约20nm至约110nm、或约20nm至约100nm的相对小的半宽度(FWHM)的吸收曲线。因此，活性层30可具有对于在绿色波长范围中的光的高的选择性。
活性层30可包括双层，所述双层包括：包括前述p型半导体的p型层和包括前述n型半导体的n型层。在此情况下，所述p型层和所述n型层的体积比和/或厚度比可为约1:9至约9:1，和在以上范围内，例如约2:8至约8:2、约3:7至约7:3、约4:6至约6:4、或约5:5。
活性层30可为其中p型半导体和n型半导体以体异质结形式混合的本征层(I层)。在此情况下，所述p型半导体和所述n型半导体可以约1:9至约9:1、例如约2:8至约8:2、约3:7至约7:3、约4:6至约6:4、或约5:5的体积比(或厚度比)混合。通过具有在以上范围内的体积比，可有效地产生激子，且可有效地形成pn结。
除了所述本征层之外，活性层30可进一步包括p型层和/或n型层。所述p型层可包括前述p型半导体，并且所述n型层可包括前述n型半导体。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。
活性层30可具有约1nm至约500nm、和特别地约5nm至约300nm的厚度。当活性层30具有在所述范围内的厚度时，所述活性层可有效地吸收光，有效地分离空穴与电子，和传送它们，由此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、和又例如约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吸收在期望的和/或替代地特定的(或者替代地预定的)波长区域中的光时，可从内部产生激子。激子在活性层30中被分离为空穴和电子，并且分离的空穴被传输至作为第一电极10或第二电极20之一的阳极且分离的电子被传输至作为第一电极10或第二电极20的另一个的阴极以使电流在所述光电器件中流动。
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。
参考图2，像包括图1中所示的实例实施方式的一些实例实施方式一样，根据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之间以及在第二电极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)、聚芳基胺(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)、或其任意组合，但不限于此。
所述电子阻挡层(EBL)可包括选自例如如下的一种：聚(3,4-亚乙基二氧噻吩):聚(磺苯乙烯)(PEDOT:PSS)、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(N-咔唑基)-三苯基胺(TCTA)、或其任意组合，但不限于此。
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、或其任意组合，但不限于此。
所述空穴阻挡层(HBL)可包括选自例如如下的一种:1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTCDA)、浴铜灵(BCP)、LiF、Alq3、Gaq3、Inq3、Znq2、Zn(BTZ)2、BeBq2、或其任意组合，但不限于此。
可省略电荷辅助层40或45的任一个。
光电器件100和200可应用于太阳能电池、光吸收传感器(例如，图像传感器)、光电探测器、光学传感器、和光发射元件，但不限于此。
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(在本文中也称作光吸收传感器)的实例，描述根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器，但是将理解，实例实施方式不限于此。
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视平面图，且图4为显示图3的有机CMOS图像传感器的横截面图。
参考图3和4，根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器300(其也可称作光吸收传感器)包括集成有光感测器件50(50B和50R)(其可称作蓝色光感测器件50B和红色光感测器件50R)、传输晶体管(未示出)、电荷存储器55的半导体基板110，下部绝缘层60，滤色器层70，上部绝缘层80和光电器件100。
半导体基板110可为硅基板，且集成有光感测器件50B和50R、传输晶体管(未示出)、和电荷存储器55。光感测器件50B和50R可为光电二极管。
光感测器件50B和50R、传输晶体管、和/或电荷存储器55可集成在各像素中，例如可集成在半导体基板110中，使得光感测器件50B和50R位于由半导体基板110的最外表面限定的体积空间内并且可至少部分地通过半导体基板110暴露或者可被包封在半导体基板110的内部内。如图中所示，光感测器件50B和50R可分别包括在蓝色像素和红色像素中，并且电荷存储器55可包括在绿色像素中。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)作为在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)作为在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，通过光感测器件50B和50R感测的信息可通过传输晶体管传输，电荷存储器55与光电器件100电连接，并且电荷存储器55的信息可通过传输晶体管传输。
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)(未示出)形成于半导体基板110上。为了减少信号延迟，所述金属线和焊盘可由如下制成：具有低的电阻率的金属，例如铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、及其合金，但不限于此。此外，其不限于所述结构，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焊盘上。下部绝缘层60可由无机绝缘材料例如氧化硅和/或氮化硅、或者低介电常数(低K)材料例如SiC、SiCOH、SiCO和SiOF制成。下部绝缘层60具有使电荷存储器55暴露的沟槽。所述沟槽可用填料填充。
滤色器层70形成于下部绝缘层60上。滤色器层70包括形成于蓝色像素中并且配置成选择性地透射蓝色光的蓝色滤波器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滤波器70R。在一些实例实施方式中，可设置青色滤波器和黄色滤波器代替蓝色滤波器70B和红色滤波器70R。在包括图3和4中所示的实例实施方式的一些实例实施方式中，不包括绿色滤波器，但是在一些实例实施方式中可进一步包括绿色滤波器。
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可取决于其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引起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形成于上部绝缘层80上。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，且活性层30与以上描述的相同。活性层30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。
当光从第二电极20进入时，绿色波长区域中的光可被主要地吸收在活性层30中且被光电转换，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，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且可实现小型化的图像传感器。
另外，如上所述，通过包括由化学式1表示的化合物作为半导体，即使在薄膜状态下也可减少、最小化或防止在化合物之间的附聚，并且可保持取决于波长的光吸收特性。因此，可保持绿色波长选择性，由除绿色波长区域之外的波长区域中的光的不必要的吸收引起的串扰可减少，且灵敏度可提高。
在一些实例实施方式中，在图4中，可在光电器件100上进一步设置另外的滤色器。所述另外的滤色器可包括蓝色滤波器70B和红色滤波器70R或者青色滤波器和黄色滤波器。
在图5中显示具有设置在光电器件上的滤色器的有机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。参考图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：包括蓝色滤波器72B和红色滤波器72R的滤色器层72设置在光电器件100上代替设置在下部绝缘层60上的蓝色滤波器70B和红色滤波器70R。可分别设置青色滤波器和黄色滤波器代替蓝色滤波器72B和红色滤波器72R。
在图4和5中，包括图1的光电器件100，但不限于此，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。
参考图6，像包括图4中所示的实例实施方式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110，下部绝缘层60和上部绝缘层80。
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图像传感器的横截面图。
参考图7，像包括图4中所示的实例实施方式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)、和电荷存储器件55的半导体基板110，绝缘层80和光电器件100。
然而，不同于包括图4中所示的实例实施方式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(例如，与如图7中所示的半导体基板110的上表面延伸的方向垂直)上堆叠在半导体基板110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和下部绝缘层60。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可取决于堆叠深度而选择性地吸收各波长区域中的光。
如上所述，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红色光感测器件和蓝色光感测器件被堆叠，且由此图像传感器的尺寸可减小且可实现小型化的图像传感器。如上所述，光电器件100具有改善的绿色波长选择性，并且在提高的灵敏度的同时可减少由在除绿色之外的波长区域中的光的不必要吸收引起的串扰。结果，包括包含由化学式1表示的化合物的活性层30的光电器件可具有改善的光电转换性能和/或降低的功耗，而没有损害光电转换性能。
在图7中，包括图1的光电器件100，但其不限于此，且因此，可以相同的方式应用图2的光电器件200。
图8A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，且图8B为图8A的有机CMOS图像传感器的横截面图。
参考图8A和8B，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，其中绿色光电器件、蓝色光电器件、和红色光电器件如至少图8A中所示地堆叠。如所示出的，光电器件100a至100c可在竖直方向上堆叠在半导体基板110上，使得光电器件100a至100c在垂直于半导体基板110的上表面110S的竖直方向上彼此至少部分地重叠，但实例实施方式不限于此。
根据一些实例实施方式的有机CMOS图像传感器700包括半导体基板110、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110可为硅基板，且传输晶体管(未示出)以及电荷存储器155a、155b和155c集成于其中。
金属线(未示出)和焊盘(未示出)形成于半导体基板110上，且下部绝缘层60形成于所述金属线和焊盘上。
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、第二或第三器件100a、100b或100c的任一个可为图1或2的光电器件100和/或200(例如，根据一些实例实施方式的绿色光电器件)，且它们的另外两个(红色光电器件和蓝色光电器件)可具有与光电器件100和/或200相同的结构，但是其中的活性层30可选择性地吸收在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或第二电极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、蓝色或绿色的任一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或第二电极20可电连接至第一电荷存储器155a。“光电转换器件”可在本文中可互换地称作“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、蓝色或绿色的任一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或第二电极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、蓝色或绿色的任一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或第二电极20可电连接至第三电荷存储器155c。
可在第三器件100c上进一步形成聚焦透镜(未示出)。所述聚焦透镜可控制入射光的方向并将光聚集在一个区域中。所述聚焦透镜可具有例如圆柱或半球的形状，但不限于此。
在图中，示出了其中第一器件100a、第二器件100b和第三器件100c顺序地堆叠的结构，但不限于此，且堆叠顺序可多样地改变。
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，进一步减小图像传感器的尺寸，实现小型化的图像传感器，并且同时提高灵敏度和减少串扰。
在图中，绿色光电器件、蓝色光电器件、和红色光电器件顺序地堆叠，但堆叠次序可改变而没有限制。
绿色光电器件G可为前述光电器件100或光电器件200，蓝色光电器件B可包括彼此面对的电极以及在其间且包括选择性地吸收蓝色波长区域中的光的有机材料的活性层，并且红色光电器件R可包括彼此面对的电极以及在其间且包括选择性地吸收红色波长区域中的光的有机材料的活性层。
如上所述，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被堆叠，且由此图像传感器的尺寸可减小且可实现小型化的图像传感器。
下文中，描述根据一些实例实施方式的具有嵌入其中的图像传感器(光吸收传感器)的传感器嵌入式显示面板。
根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板可为能够执行显示功能和识别功能(例如，生物特征识别功能)的显示面板，且可为其中执行识别功能(例如，生物特征识别功能)的传感器嵌入显示面板中的内嵌(in-cell)型显示面板。
图9为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的实例的平面图，并且图10为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的一个实例的横截面图。
参考图9和10，根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000包括显示不同颜色的多个子像素PX。多个子像素PX可显示至少三原色，例如显示选自红色、绿色和蓝色的不同的第一颜色、第二颜色和第三颜色的第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3。例如，所述第一颜色、所述第二颜色和所述第三颜色可分别为红色、绿色和蓝色。第一子像素PX1可为显示红色的红色子像素，第二子像素PX2可为显示绿色的绿色子像素，且第三子像素PX3可为显示蓝色的蓝色子像素。然而，本发明构思不限于此，且可进一步包括辅助子像素(未示出)例如白色子像素。
显示颜色可指的是，发射对应于所述颜色的光(例如，在所述颜色的波长谱中的光)。
参考图9，传感器嵌入式显示面板1000可包括配置成显示红色(例如，红色波长谱的光)且包括第一光发射元件(例如，图10中所示的第一光发射元件210)的多个第一子像素PX1、配置成显示绿色(例如，绿色波长谱的光)且包括第二光发射元件(例如，图10中所示的第二光发射元件220)的多个第二子像素PX2、以及配置成显示蓝色(例如，蓝色波长谱的光)且包括第三光发射元件(例如，图10中所示的第三光发射元件230)的多个第三子像素PX3，其中第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3位于显示区域DA中和/或至少部分地限定显示区域DA。
包括第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3的多个子像素PX可构成(例如，可限定)一个单元像素UP以沿着行和/或列重复地布置。在图9中，说明在单元像素UP中包括一个第一子像素PX1、两个第二子像素PX2、和一个第三子像素PX3的结构，但本发明构思不限于此。可包括至少一个第一子像素PX1、至少一个第二子像素PX2、和至少一个第三子像素PX3。在图中，作为实例，说明波形瓦(Pentile)型的布置，但本发明构思不限于此。子像素PX可多样地布置。被多个子像素PX占据并且通过多个子像素PX显示颜色的区域可为显示图像的显示区域DA。例如，子像素PX的区域(例如，在xy平面中)可共同地限定配置成在其上显示图像(例如，配置成显示一种或多种颜色)的显示区域DA。传感器嵌入式显示面板1000的区域(例如，在xy平面中)的排除显示区域DA的部分(例如，传感器嵌入式显示面板100的区域的在xy方向、xy平面等中在相邻的子像素PX之间的部分)可为配置成在其上不显示图像(例如，配置成不显示任何颜色)的非显示区域NDA。
第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3各自可包括光发射元件。作为实例，第一子像素PX1可包括能够发射第一颜色的波长谱的光的第一光发射元件210，第二子像素PX2可包括能够发射第二颜色的波长谱的光的第二光发射元件220，且第三子像素PX3可包括能够发射具有第三颜色的波长谱的光的第三光发射元件230。然而，本发明构思不限于此，并且第一子像素PX1、第二子像素PX2、或第三子像素PX3的至少一个(种)可包括发射第一颜色、第二颜色和第三颜色的组合的光(即白色波长谱中的光)的光发射元件，并且可通过滤色器(未示出)显示第一颜色、第二颜色或第三颜色。这里，术语“波长谱”和“波长区域”可以可互换地使用。
根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000包括光吸收传感器310。光吸收传感器310可设置在非显示区域NDA中。非显示区域NDA可为其中未布置第一子像素PX1、第二子像素PX2、第三子像素PX3、和任选地辅助子像素的除显示区域DA之外的区域(例如，传感器嵌入式显示面板1000的总区域的排除显示区域DA、排除子像素PX、在相邻的子像素PX之间等的部分)。例如，子像素PX的区域(例如，在xy平面中)可共同地限定配置成在其上显示图像(例如，配置成显示一种或多种颜色)的显示区域DA。传感器嵌入式显示面板1000的区域(例如，在xy平面中)的排除显示区域DA的部分(例如，传感器嵌入式显示面板1000的区域的在xy方向、xy平面等中在相邻的子像素PX之间的部分)可为配置成在其上不显示图像(例如，配置成不显示任何颜色)的非显示区域NDA。光吸收传感器310可设置在选自第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3的至少两个(种)子像素之间(例如，在多个第一子像素PX1的第一子像素PX1、多个第二子像素PX2的第二子像素PX2、或多个第三子像素PX3的第三子像素PX3的至少两个(种)子像素之间)，并且可与显示区域DA中的第一、第二和第三光发射元件210、220和230平行地设置，例如沿着半导体基板110的面内方向(例如，所示的xy方向)平行地设置，所述面内方向可为平行于半导体基板110的上表面110S延伸的方向。
光吸收传感器310可为光学型识别传感器(例如，生物特征传感器)。光吸收传感器310可吸收通过从设置在显示区域DA中的第一、第二或第三光发射元件210、220或230的至少一个发射的光经由识别目标90例如活体、工具、或物件的反射而产生的光(例如，可配置成吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光)，然后可将其(吸收的光)转换为电信号。这里，活体可为手指、指纹、手掌、虹膜、面部和/或腕部，但不限于此。光吸收传感器310可为例如指纹传感器、照明传感器、虹膜传感器、距离传感器、血管分布传感器和/或心率传感器，但不限于此。
光吸收传感器310可在与第一、第二和第三光发射元件210、220和230相同的平面上设置在半导体基板110上，并且可嵌入传感器嵌入式显示面板1000中。重申，光吸收传感器310可沿着半导体基板110的面内方向与半导体基板110上的第一、第二和第三光发射元件210、220和230平行。如本文中描述的，半导体基板110的面内方向可为与半导体基板110的至少一部分(包括半导体基板110的上表面110S)平行地延伸的方向(例如，所示的xy方向)。
参考图10，传感器嵌入式显示面板1000包括：半导体基板110；设置在半导体基板110上的薄膜晶体管120；设置在薄膜晶体管120上的绝缘层140；设置在绝缘层140上的像素限定层150；以及设置在通过像素限定层150分隔的空间中的第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310。
半导体基板110(在本文中也称作基板)可为光透射基板，例如玻璃基板或聚合物基板。所述聚合物基板可包括，例如，聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚砜、聚有机硅氧烷、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯共聚物、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚烯烃、或其任意组合，但不限于此。
在半导体基板110上形成多个薄膜晶体管120。一个或多个薄膜晶体管120可被包括在各子像素PX中，并且可包括，例如，至少一个开关(切换)薄膜晶体管和/或至少一个驱动薄膜晶体管。在其上形成薄膜晶体管120的半导体基板110可被称为薄膜晶体管基板(TFT基板)或薄膜晶体管底板(背板)(TFT底板)。
绝缘层140可具有用于电连接第一、第二和第三光发射元件210、220和230与薄膜晶体管120的多个接触孔141、以及用于电连接光吸收传感器310和薄膜晶体管120的多个接触孔142。绝缘层140可包括有机、无机或有机-无机绝缘材料，在一些实例实施方式中，无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、或氧氮化铝；有机绝缘材料例如聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺或聚丙烯酸酯；或有机-无机绝缘材料例如聚有机硅氧烷或聚有机硅氮烷。
像素限定层150也可形成于半导体基板110的整个表面上并且可设置在相邻的子像素PX之间以分隔各子像素PX。像素限定层150可具有设置在各子像素PX中的多个开口151，并且在各开口151中，可设置第一、第二或第三光发射元件210、220或230或光吸收传感器310的任一个。像素限定层150可为绝缘层，其可包括有机、无机或有机-无机绝缘材料，在一些实例实施方式中，无机绝缘材料例如氧化硅、氮化硅、或氧氮化硅；有机绝缘材料例如聚酰亚胺；或有机-无机绝缘材料例如聚有机硅氧烷或聚有机硅氮烷。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230形成于半导体基板110(或薄膜晶体管基板)上，并且沿着半导体基板110的平面方向(例如，xy方向)(也称作半导体基板110的面内方向)重复地布置。如上所述，第一、第二和第三光发射元件210、220和230可分别被包括在第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3中。第一、第二和第三光发射元件210、220和230可电连接至单独的薄膜晶体管120，并且可被独立地驱动。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230可各自独立地发射选自红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的一种光。例如，第一光发射元件210可发射红色波长谱的光，第二光发射元件220可发射绿色波长谱的光，并且第三光发射元件230可发射蓝色波长谱的光。这里，红色波长谱、绿色波长谱、和蓝色波长谱可分别具有在大于约600nm且小于约750nm、约500nm至约600nm、和大于或等于约400nm且小于约500nm的波长区域中的最大发射波长(λ最大)。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230可为例如发光二极管，例如包括有机材料的有机发光二极管。
光吸收传感器310可形成于半导体基板110(或薄膜晶体管基板)上，并且可沿着半导体基板110的平面方向(例如，xy方向)无规地或规律地布置。如上所述，光吸收传感器310可设置在非显示区域NDA中，并且可连接至单独的薄膜晶体管120以被独立地驱动。光吸收传感器310可吸收与从第一、第二或第三光发射元件210、220或230的至少一个发射的光相同的波长谱的光以将其(吸收的光)转换成电信号。例如，其可吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光以将其转换成电信号。光吸收传感器310可为例如光电二极管，例如包括有机材料的有机光电二极管。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310各自可包括单独的相应的像素电极211、221、231、和311；面对像素电极211、221、231、和311并且被施加以公共电压的公共电极320的单独的部分；以及在像素电极211、221、231、和311与公共电极320之间的单独的相应的光发射层212、222和232或者光吸收层330、第一公共辅助层340的单独的部分、和第二公共辅助层350的单独的部分。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310可沿着半导体基板110的平面方向(例如，xy方向)平行地布置，并且形成于整个表面上的公共电极320、第一公共辅助层340、和第二公共辅助层350可被共享。例如，如至少图10中所示，光吸收传感器310的光吸收层330以及第一、第二和第三光发射元件210、220和230的光发射层212、222和232可在半导体基板110的面内方向(例如，xy方向)(其可被理解为平行于如图10中所示的半导体基板110的上表面110S延伸的水平方向)上至少部分彼此重叠(例如，部分地或完全地彼此重叠)，并且光吸收层330与光发射层212、222和232可至少部分地位于相同的平面(例如，与光吸收层330和光发射层212、222和232各自相交的在xy方向上延伸的xy平面)上。
公共电极320作为在光发射层212、222和232以及光吸收层330的上部部分上延伸的单块材料连续地形成，并且基本上形成于半导体基板110的整个表面上。公共电极320可将公共电压施加至第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310。如所示的，第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310可包括单个公共电极320的单独的部分，单个公共电极320为在相应的光发射层212、222和232以及光吸收层330各自上并且在第一、第二和第三光发射元件210、220和230和光吸收传感器310之间延伸的单块材料。
第一公共辅助层340设置在光发射层212、222、和232以及光吸收层330与公共电极320之间，并且可作为在光发射层212、222、和232以及光吸收层330的上部部分上以及在公共电极320的下部部分上延伸的单块材料连续地形成。如所示的，第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310可包括单个第一公共辅助层340的单独的部分，单个第一公共辅助层340为在相应的光发射层212、222和232以及光吸收层330各自上并且在第一、第二和第三光发射元件210、220和230和光吸收传感器310之间延伸的单块材料。
第一公共辅助层340为促进电荷(例如，电子)从公共电极320注入和/或移动至光发射层212、222和232的电荷辅助层(例如，电子辅助层)。例如，第一公共辅助层340的LUMO能级可设置在光发射层212、222和232的LUMO能级与公共电极320的功函之间，并且公共电极320的功函、第一公共辅助层340的LUMO能级、以及光发射层212、222和232的LUMO能级可顺序地变浅。另一方面，第一公共辅助层340的LUMO能级可比光吸收层330的LUMO能级和公共电极320的功函分别浅。
第一公共辅助层340可包括满足所述LUMO能级的有机材料、无机材料、有机-无机材料、或其任意组合，例如卤化金属如LiF、NaCl、CsF、RbCl、和RbI；镧系金属例如Yb；金属氧化物例如Li2O或BaO；Liq(羟基喹啉锂)、Alq3(三(8-羟基喹啉)铝)、1,3,5-三[(3-吡啶基)-苯-3-基]苯、2,4,6-三(3'-(吡啶-3-基)联苯-3-基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(N-苯基苯并咪唑-1-基苯基)-9,10-二萘基蒽、TPBi(1,3,5-三(1-苯基-1H-苯并[d]咪唑-2-基)苯)、BCP(2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)、Bphen(4,7-二苯基-1,10-菲咯啉)、TAZ(3-(4-联苯基)-4-苯基-5-叔丁基苯基-1,2,4-三唑)、NTAZ(4-(萘-1-基)-3,5-二苯基-4H-1,2,4-三唑)、tBu-PBD(2-(4-联苯基)-5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑)、BAlq(双(2-甲基-8-羟基喹啉-N1,O8)-(1,1'-联苯-4-羟基)铝)、Bebq2(双(苯并喹啉-10-羟基)铍)、ADN(9,10-二(萘-2-基)蒽)、BmPyPhB(1,3-双[3,5-二(吡啶-3-基)苯基]苯)、或其任意组合，但不限于此。第一公共辅助层340可为一个层或者两个或更多个层。
第二公共辅助层350可设置在光发射层212、222和232以及光吸收层330与半导体基板110之间，并且可设置在光发射层212、222、232以及光吸收层330与像素电极211、221、231和311之间。第二公共辅助层350可作为在光发射层212、222和232以及光吸收层330的下部部分上并且在像素电极211、221、231和311的上部部分上延伸的单块材料连续地形成。如所示的，第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310可包括单个第二公共辅助层350的单独的部分，单个第二公共辅助层350为在相应的光发射层212、222和232以及光吸收层330各自下面并且在第一、第二和第三光发射元件210、220和230和光吸收传感器310之间延伸的单块材料。
第二公共辅助层350为促进电荷(例如，空穴)从像素电极211、221、和231注入和/或移动至光发射层212、222和232的电荷辅助层(例如，空穴辅助层)。例如，第二公共辅助层350的HOMO能级可设置在光发射层212、222和232的HOMO能级与像素电极211、221、和231的功函之间，并且像素电极211、221、和231的功函、第二公共辅助层350的HOMO能级、以及光发射层212、222和232的HOMO能级可顺序地变深。
第二公共辅助层350可包括满足所述HOMO能级的有机材料、无机材料、有机-无机材料、或其任意组合，例如酞菁化合物例如酞菁铜；DNTPD(N,N'-二苯基-N,N'-双-[4-(苯基-间甲苯基-氨基)-苯基]-联苯-4,4'-二胺)、m-MTDATA(4,4',4”-[三(3-甲基苯基)苯基氨基]三苯基胺)、TDATA(4,4'4”-三(N,N-二苯基氨基)三苯基胺)、2-TNATA(4,4',4”-三(N-(2-萘基)-N-苯基氨基)-三苯基胺)、PEDOT/PSS(聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚(4-磺苯乙烯))、PANI/DBSA(聚苯胺/十二烷基苯磺酸)、PANI/CSA(聚苯胺/樟脑磺酸)、PANI/PSS(聚苯胺/聚(4-磺苯乙烯))、NPB(N,N'-二(萘-1-基)-N,N′-二苯基联苯胺)、包括三苯基胺的聚醚酮(TPAPEK)、[四(五氟苯基)硼酸]4-异丙基-4'-甲基二苯基碘HAT-CN(二吡嗪并[2,3-f:2',3'-h]喹喔啉-2,3,6,7,10,11-六腈)、基于咔唑的衍生物例如N-苯基咔唑、聚乙烯基咔唑等、基于芴的衍生物、TPD(N,N'-二(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1-联苯]-4,4'-二胺)、基于三苯基胺的衍生物例如TCTA(4,4',4”-三(N-咔唑基)三苯基胺)、TAPC(4,4′-环己叉双[N,N-双(4-甲基苯基)苯胺])、HMTPD(4,4'-双[N,N'-(3-甲苯基)氨基]-3,3'-二甲基联苯)、mCP(1,3-双(N-咔唑基)苯)、或其任意组合，但不限于此。第二公共辅助层350可为一个层或者两个或更多个层。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310各自包括面对公共电极320的单独的像素电极211、221、231或311。像素电极211、221、231和311或公共电极320之一为阳极且另一个为阴极。例如，像素电极211、221、231和311可为阳极，且公共电极320可为阴极。像素电极211、221、231和311对于各子像素PX是分开的，并且可电连接至单独的薄膜晶体管120以被独立地驱动。
像素电极211、221、231和311和公共电极320可各自为光透射电极或反射性电极，且例如，像素电极211、221、231和311或公共电极320的至少一个可为光透射电极。
光透射电极可为透明电极或半透射性电极。所述透明电极可具有大于或等于约85％、大于或等于约90％、或大于或等于约95％的透光率，并且所述半透射性电极可具有大于或等于约30％且小于约85％、约40％至约80％、或约40％至约75％的透光率。所述透明电极和所述半透射性电极可包括例如如下的至少一种：氧化物导体、碳导体、或金属薄膜。所述氧化物导体可包括，例如，选自氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化铝锡(ATO)、和氧化铝锌(AZO)的一种或多种，所述碳导体可包括选自石墨烯和碳纳米结构体的一种或多种，且所述金属薄膜可为包括铝(Al)、镁(Mg)、银(Ag)、金(Au)、镁-银(Mg-Ag)、镁-铝(Mg-Al)、其合金、或其任意组合的非常薄的膜。
所述反射性电极可包括具有小于或等于约5％的透光率和/或大于或等于约80％的反射率的反射性层，并且所述反射性层可包括光学不透明的材料。所述光学不透明的材料可包括金属、金属氮化物、或其任意组合，例如银(Ag)、铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、其合金、其氮化物(例如，TiN)、或其任意组合，但不限于此。所述反射性电极可由反射性层形成或者可具有反射性层/透射性层或透射性层/反射性层/透射性层的堆叠结构，并且所述反射性层可为一个层或者两个或更多个层。
例如，当像素电极211、221、231和311为光透射电极且公共电极320为反射性电极时，传感器嵌入式显示面板1000可为朝向半导体基板110发射光的底发射型显示面板。例如，当像素电极211、221、231和311为反射性电极且公共电极320为光透射电极时，传感器嵌入式显示面板1000可为朝着半导体基板110的相反侧发射光的顶发射型显示面板。例如，当像素电极211、221、231和311和公共电极320分别为光透射电极时，传感器嵌入式显示面板1000可为两侧发射型显示面板。
例如，像素电极211、221、231和311可为反射性电极且公共电极320可为半透射性电极。在此情况下，传感器嵌入式显示面板1000可具有微腔结构。在所述微腔结构中，可在间隔开特定的(或替代地预定的)光学长度(例如，在所述半透射性电极和所述反射性电极之间的距离)的所述反射性电极和所述半透射性电极之间反复地发生反射，并且特定的(或替代地预定的)波长谱的光可被增强以改善光学性质。
例如，在从第一、第二和第三光发射元件210、220和230的光发射层212、222和232发射的光之中，特定的(或替代地预定的)波长谱的光可在所述半透射性电极和所述反射性电极之间被反复地反射，然后可被调节(改变，modified)。在被调节的光之中，具有对应于微腔的谐振波长的波长谱的光可被增强以呈现出在窄的波长区域中的放大的光发射特性。因此，传感器嵌入式显示面板1000可表达具有高的色纯度的颜色。
例如，在入射在光吸收传感器310上的光之中，特定的(或替代地预定的)波长谱的光可在所述半透射性电极和所述反射性电极之间被反复地反射以被调节。在被调节的光之中，具有对应于微腔的谐振波长的波长谱的光可被增强以呈现出在窄的波长区域中放大的光电转换特性。因此，光吸收传感器310可呈现出在窄的波长区域中的高的光电转换特性。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230各自包括在像素电极211、221和231与公共电极320之间的光发射层212、222和232。包括在第一光发射元件210中的光发射层212、包括在第二光发射元件220中的光发射层222、和包括在第三光发射元件230中的光发射层232各自可发射在相同或不同波长谱中的光，并且可发射在例如红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合中的光。
例如，当第一光发射元件210、第二光发射元件220、和第三光发射元件230分别为红色光发射元件、绿色光发射元件、和蓝色光发射元件时，包括在第一光发射元件210中的光发射层212可为发射在红色波长谱中的光的红色光发射层，包括在第二光发射元件220中的光发射层222可为发射在绿色波长谱中的光的绿色光发射层，并且包括在第三光发射元件230中的光发射层232可为发射在蓝色波长谱中的光的蓝色光发射层。这里，红色波长谱、绿色波长谱、和蓝色波长谱可分别具有在大于约600nm且小于约750nm、约500nm至约600nm、和大于或等于约400nm且小于约500nm的波长区域中的最大发射波长。
例如，当第一光发射元件210、第二光发射元件220或第三光发射元件230的至少一个为白色光发射元件时，所述白色光发射元件的光发射层可发射全可见光波长谱的光，例如在大于或等于约380nm且小于约750nm、约400nm至约700nm、或约420nm至约700nm的波长谱中的光。
光发射层212、222和232可包括至少一种主体材料和荧光或磷光掺杂剂，并且所述至少一种主体材料或者所述荧光或磷光掺杂剂的至少一种可为有机材料。所述有机材料可包括例如低分子量有机材料，例如可沉积的有机材料。
例如，光发射层212、222和232可包括苝；红荧烯；4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-[对-(二甲基氨基)苯乙烯基]-4H-吡喃；香豆素或其衍生物；咔唑或其衍生物；TPBi(2,2',2”-(1,3,5-苯三基)-三(1-苯基-1-H-苯并咪唑)；TBADN(2-叔丁基-9,10-二(萘-2-基)蒽)；AND(9,10-二(萘-2-基)蒽)；CBP(4,4'-双(N-咔唑基)-1,1'-联苯)；TCTA(4,4',4”-三(咔唑-9-基)-三苯基胺)；DSA(二苯乙烯基亚芳基)；CDBP(4,4'-双(9-咔唑基)-2,2'-二甲基联苯)；MADN(2-甲基-9,10-双(萘-2-基)蒽)；TCP(1,3,5-三(咔唑-9-基)苯)；Alq3(三(8-羟基喹啉)锂)；包括Pt、Os、Ti、Zr、Hf、Eu、Tb、Tm、Rh、Ru、Re、Be、Mg、Al、Ca、Mn、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Pd、Ag和/或Au的有机金属化合物；其衍生物；或其任意组合，但不限于此。
第一、第二和第三光发射元件210、220和230可为例如包括量子点的量子点发光二极管、或包括钙钛矿的钙钛矿发光二极管。
所述量子点可包括例如II-VI族半导体化合物、III-V族半导体化合物、IV-VI族半导体化合物、IV族半导体元素(单质)或化合物、I-III-VI族半导体化合物、I-II-IV-VI族半导体化合物、II-III-V族半导体化合物、或其任意组合。所述II-VI族半导体化合物可例如选自：二元半导体化合物，其选自CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、MgSe、MgS、或其混合物；三元半导体化合物，其选自CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、MgZnSe、MgZnS、或其混合物；和四元半导体化合物，其选自HgZnTeS、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、或其混合物，但不限于此。所述III-V族半导体化合物可例如选自：二元半导体化合物，其选自GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、或其混合物；三元半导体化合物，其选自GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、或其混合物；和四元半导体化合物，其选自GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、或其混合物，但不限于此。所述IV-VI族半导体化合物可例如选自：二元半导体化合物，其选自SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、或其混合物；三元半导体化合物，其选自SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、或其混合物；和四元半导体化合物，其选自SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、或其混合物，但不限于此。所述IV族半导体元素或化合物可例如选自：半导体元素(单质)例如Si、Ge、或其混合物；和二元化合物，其选自SiC、SiGe、或其混合物，但不限于此。所述I-III-VI族半导体化合物可为例如CuInSe2、CuInS2、CuInGaSe、CuInGaS、或其混合物，但不限于此。所述I-II-IV-VI族半导体化合物可为例如CuZnSnSe、CuZnSnS、或其混合物，但不限于此。所述II-III-V族半导体化合物可为例如InZnP，但不限于此。
所述钙钛矿可为CH3NH3PbBr3、CH3NH3PbI3、CH3NH3SnBr3、CH3NH3SnI3、CH3NH3Sn1- xPbxBr3、CH3NH3Sn1-xPbxI3、HC(NH2)2PbI3、HC(NH2)2SnI3、(C4H9NH3)2PbBr4、(C6H5CH2NH3)2PbBr4、(C6H5CH2NH3)2PbI4、(C6H5C2H4NH3)2PbBr4、(C6H13NH3)2(CH3NH3)n-1PbnI3n+1(0<x<1且n为任意正整数)、或其任意组合，但不限于此。
光吸收传感器310包括在像素电极311和公共电极320之间的光吸收层330。光吸收层330沿着半导体基板110的平面方向(例如，xy方向)与第一、第二和第三光发射元件210、220和230的光发射层212、222和232平行地设置。光吸收层330与光发射层212、222和232可设置在相同的平面上。
光吸收层330可吸收特定的(或替代地预定的)波长谱的光并将其转换成电信号。光吸收层330可吸收通过从第一、第二或第三光发射元件210、220或230的至少一个发射的前述光被识别目标90反射而产生的光并可将其转换成电信号。光吸收层330可吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光。
例如，光吸收层330可选择性地吸收具有属于大于约600nm且小于约750nm的最大吸收波长的红色波长谱的光，并且可吸收通过从第一、第二和第三光发射元件210、220和230之中的红色光发射元件发射的光被识别目标90反射而产生的光。
例如，光吸收层330可选择性地吸收具有属于约500nm至约600nm的最大吸收波长的绿色波长谱的光，并且可吸收通过从第一、第二和第三光发射元件210、220和230之中的绿色光发射元件发射的光被识别目标90反射而产生的光。
例如，光吸收层330可选择性地吸收具有属于大于或等于约380nm且小于约500nm的最大吸收波长的蓝色波长谱中的光，并且可吸收通过从第一、第二和第三光发射元件210、220和230之中的蓝色光发射元件发射的光被识别目标90反射而产生的光。
例如，光吸收层330可吸收红色波长谱、绿色波长谱和蓝色波长谱的光，即，大于或等于约380nm且小于约750nm的全可见光波长谱的光。光吸收层330可吸收通过从光发射元件210、220和230发射的光的组合被识别目标90反射而产生的光。
光吸收层330可包括用于将吸收的光光电转换的p型半导体和/或n型半导体。所述p型半导体和所述n型半导体可形成pn结，通过接收来自外部的光而产生激子，然后将产生的激子分离成空穴和电子。所述p型半导体和所述n型半导体各自可为一种或两种或更多种，并且所述p型半导体可为由化学式1表示的化合物。
在一些实例实施方式中，光吸收层330可包括由化学式1表示的化合物作为p型半导体以及富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、或由化学式6表示的化合物作为n型半导体。
所述n型半导体可由化学式6A或6B表示。
光吸收层330可如上所述沿着半导体基板110的平面方向(例如，xy方向)与光发射层212、222和232平行地设置，并且可设置在与光发射层212、222和232相同的平面上。
由化学式1表示的化合物作为光吸收层330的p型半导体可具有能够与第一公共辅助层340形成有效的电匹配的能级。例如，在第一公共辅助层340的LUMO能级和所述化合物的LUMO能级之间的差可为小于或等于约1.2eV、和在以上范围内小于或等于约1.1eV、小于或等于约1.0eV、小于或等于约0.8eV、小于或等于约0.7eV、小于或等于约0.5eV、约0eV至约1.2eV、约0eV至约1.1eV、约0eV至约1.0eV、约0eV至约0.8eV、约0eV至约0.7eV、约0eV至约0.5eV、约0.01eV至约1.2eV、约0.01eV至约1.1eV、约0.01eV至约1.0eV、约0.01eV至约0.8eV、约0.01eV至约0.7eV、或约0.01eV至约0.5eV。因此，在光吸收层330中产生的电荷(例如，电子)可通过第一公共辅助层340并且可有效地移动和/或提取至公共电极320。
光吸收层330可为其中p型半导体和n型半导体以体异质结形式混合的本征层(I层)。在此情况下，所述p型半导体和所述n型半导体可以约1:9至约9:1、和在以上范围内例如约2:8至约8:2、约3:7至约7:3、约4:6至约6:4、或约5:5的体积比(或厚度比)混合。通过具有在以上范围内的体积比，可有效地产生激子，并且可有效地形成pn结。
光吸收层330可包括p型层和n型层代替本征层(I层)或者在本征层(I层)上和/或下面进一步包括p型层和/或n型层。所述p型层可包括例如p型半导体且所述n型层可包括n型半导体。光吸收层330可为例如，I层、p型层/n型层、p型层/I层、I层/n型层、或p型层/I层/n型层，但不限于此。
光发射层212、222和232和光吸收层330可各自独立地具有如下的厚度：约5nm至约300nm，其可为在以上范围内的约10nm至约250nm、约20nm至约200nm、或约30nm至约180nm。在光发射层212、222和232与光吸收层330的厚度之间的差可小于或等于约20nm，在以上范围内小于或等于约15nm、小于或等于约10nm、或小于或等于约5nm。光发射层212、222和232和光吸收层330可基本上具有相同的厚度。
可在第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310上形成封装层95。封装层95可包括例如玻璃板、金属薄膜、有机膜、无机膜、有机-无机膜、或其任意组合。所述有机膜可包括例如丙烯酸类树脂、(甲基)丙烯酸类树脂、聚异戊二烯、乙烯基树脂、环氧树脂、氨基甲酸酯树脂、纤维素树脂、苝树脂、或其任意组合，但不限于此。所述无机膜可包括例如氧化物、氮化物和/或氧氮化物，例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化铝、氮化铝、氧氮化铝、氧化锆、氮化锆、氧氮化锆、氧化钛、氮化钛、氧氮化钛、氧化铪、氮化铪、氧氮化铪、氧化钽、氮化钽、氧氮化钽、或其任意组合，但不限于此。所述有机-无机膜可包括例如聚有机硅氧烷，但不限于此。封装层95可具有一个或两个或更多个层。
如上所述，根据包括图9和10中所示的实例实施方式的一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000在半导体基板110上在相同的平面中包括用于通过发射特定的(或替代地预定的)波长谱的光而显示颜色的第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及吸收通过由识别目标90反射光而产生的光并将其转换成电信号的光吸收传感器310，并且由此可一起执行显示功能和识别功能(例如，生物特征识别功能)。因此，与其中将传感器作为单独的模块制造且然后附着至显示面板的外部或形成于显示面板的下部部分上的常规显示面板不同，可实施高性能纤薄型传感器嵌入式显示面板1000而不增加厚度。
另外，由于光吸收传感器310使用从第一、第二和第三光发射元件210、220和230发射的光，因此可在没有单独的光源的情况下执行识别功能(例如，生物特征识别功能)。因此，由于不需要提供在显示面板外部的单独的光源，所以可防止由于被光源占据的区域所致的显示面板的开口率的降低，且同时节省被单独的光源消耗的功率，改善传感器嵌入式显示面板1000的功耗。
另外，如上所述，第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310共享公共电极320、第一公共辅助层340、和第二公共辅助层350，并且由此与通过单独的工艺形成第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310的情况相比，结构和工艺可简化。
另外，如上所述，光吸收传感器310可为包括有机光吸收层的有机光电二极管。因此，其可具有为无机二极管如硅光电二极管的光吸收的两倍或更多倍高的光吸收，且因此可具有高灵敏度感测功能。
另外，如上所述，光吸收传感器310的光吸收层330可包括由化学式1表示的化合物，由此选择性地提高对绿色波长谱中的光的灵敏度并且改善颜色分离特性而不混合吸收光谱。因此，传感器嵌入式显示面板1000除了前述效果之外可另外实施反欺骗效果，且因此可改善被识别目标90反射的光的颜色分离特性，由此进一步增强识别目标90的形状的细节，并且可选择性地识别反射的光的颜色(例如，皮肤颜色)，由此进一步提升生物特征识别功能的准确性。
另外，如上所述，包括在光吸收传感器310的光吸收层330中的有机材料与第一、第二和第三光发射元件210、220和230的光发射层212、222和232的有机材料具有在特定的(或替代地预定的)范围内的升华温度差，并且因此可在相同的工艺中进行沉积，由此简化工艺并提高工艺稳定性。
此外，如上所述，由于光吸收传感器310可设置在非显示区域NDA中的任何位置(例如，在传感器嵌入式显示面板1000的不与任何光发射元件竖直地重叠(例如，在z方向上)且因此不配置成发射光和/或显示颜色的部分中的任何位置)，因此期望量的光吸收传感器310可设置在传感器嵌入式显示面板1000中的一个或多个期望的位置处。因此，例如，通过在传感器嵌入式显示面板1000的整个区域上无规地或规律地设置、布置、和/或分布光吸收传感器310，可在电子设备例如移动设备的屏幕的任意部分上执行生物特征识别功能，并且根据用户的选择，可仅在其中需要生物特征识别功能的特定位置处选择性地执行生物特征识别功能。
下文中，描述根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000的另一实例。
图11为说明根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板的另一实例的横截面图。
参照图11，像包括图9和10中所示的实例实施方式的一些实例实施方式一样，根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000包括显示不同颜色的多个子像素PX，即，显示选自红色、绿色和蓝色的第一颜色、第二颜色、和第三颜色的第一子像素PX1、第二子像素PX2、和第三子像素PX3，并且第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3分别包括第一光发射元件210、第二光发射元件220和第三光发射元件230。
然而，不同于包括图9和10中所示的实例实施方式的一些实例实施方式，根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000可包括发射在红外波长谱中的光的第四光发射元件240。例如，第四光发射元件240可被包括在与第一子像素PX1、第二子像素PX2和/或第三子像素PX3相邻的第四子像素PX4中，或者可被包括在非显示区域NDA中。第四子像素PX4可连同第一子像素PX1、第二子像素PX2和第三子像素PX3一起形成一个单元像素UP，并且单元像素UP可沿着行和/或列重复地布置。
第一子像素PX1、第二子像素PX2、第三子像素PX3、第一光发射元件210、第二光发射元件220和第三光发射元件230的描述与以上描述的相同。
第四光发射元件240设置在半导体基板110上并且可设置在与第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310相同的平面上。例如，如至少图11中所示，光吸收传感器310的光吸收层330以及第一、第二、第三和第四光发射元件210、220、230和240的光发射层212、222、232和242可在半导体基板110的面内方向(例如，xy方向)(其可理解为平行于如图11中所示的半导体基板110的上表面110S延伸的水平方向)上至少部分地彼此重叠(例如，部分地或完全地彼此重叠)，并且光吸收层330和光发射层212、222、232和2422可至少部分地位于相同的平面(例如，与光吸收层330和光发射层212、222、232和242各自相交的在xy方向上延伸的xy平面)上。
第四光发射元件240可电连接至单独的薄膜晶体管120并且被独立地驱动。第四光发射元件240可具有其中像素电极241、第二公共辅助层350、光发射层242、第一公共辅助层340和公共电极320顺序地堆叠的结构。在它们之中，公共电极320、第一公共辅助层340和第二公共辅助层350可与第一、第二和第三光发射元件210、220和230以及光吸收传感器310共享。光发射层242可发射红外波长谱的光，所述红外波长谱可具有例如在大于或等于约750nm、约750nm至约20μm、约780nm至约20μm、约800nm至约20μm、约750nm至约15μm、约780nm至约15μm、约800nm至约15μm、约750nm至约10μm、约780nm至约10μm、约800nm至约10μm、约750nm至约5μm、约780nm至约5μm、约800nm至约5μm、约750nm至约3μm、约780nm至约3μm、约800nm至约3μm、约750nm至约2μm、约780nm至约2μm、约800nm至约2μm、约750nm至约1.5μm、约780nm至约1.5μm、或约800nm至约1.5μm的范围内的最大发射波长。
光吸收传感器310可吸收通过从第一、第二、第三或第四光发射元件210、220、230或240的至少一个发射的光被识别目标90例如活体或工具反射而产生的光，然后将其转换成电信号。例如，光吸收传感器310可吸收通过从第四光发射元件240发射的光被识别目标90反射而产生的在红外波长谱中的光，然后将其转换成电信号。在此情况下，光吸收传感器310的光吸收层330可包括选择性地吸收在红外波长谱中的光的有机材料、无机材料、有机-无机材料、或其任意组合。例如，光吸收层330可包括量子点、醌型金属络合物化合物、聚甲川(聚甲炔)化合物、菁化合物、酞菁化合物、部花青化合物、萘酞菁化合物、亚铵化合物、二亚铵化合物、三芳基甲烷化合物、二吡咯亚甲基化合物、蒽醌化合物、二醌化合物、萘醌化合物、方酸(squarylium)化合物、萘嵌苯(rylene)化合物、苝化合物、方酸菁(squaraine)化合物、吡喃化合物、硫代吡喃化合物、二酮吡咯并吡咯化合物、硼二吡咯亚甲基化合物、镍-二硫醇络合物化合物、克酮酸(croconium)化合物、其衍生物、或其任意组合，但不限于此。
根据一些实例实施方式的传感器嵌入式显示面板1000包括发射在红外波长谱中的光的第四光发射元件240和吸收红外波长谱中的光的光吸收传感器310。因此，除了识别功能(生物特征识别功能)之外，光吸收传感器310的灵敏度即使在低照度环境中也可改善，并且3D图像的检测能力可通过如下进一步提高：拓宽对于黑色和白色对比度的详细划分的动态范围。因此，传感器嵌入式显示面板1000的感测能力可进一步改善。特别地，由于红外波长谱中的光因其长波长特性而可具有较深的穿透深度并且可有效地获得位于不同距离处的信息，因此除了指纹之外，血管例如静脉、虹膜和/或面部等中的图像或变化也可被有效地被检测，并且应用的范围可进一步扩展。
在一些实例实施方式中，光吸收传感器310可与传感器嵌入式显示面板1000和/或与任何光发射元件分开地(例如，独立地)提供，例如作为电子设备的单独组件。例如，电子设备如图13中所示的电子设备2000可包括多个光吸收传感器310作为单独的至少一个额外的器件1340，以与电子设备2000的任何光发射元件和/或显示面板分开地用作用于电子设备的相机。在一些实例实施方式中，第一公共辅助层340和/或第二公共辅助层350的一个或两个可不存在于传感器嵌入式显示面板1000中，并且光吸收层330可理解为在电极对(例如，像素电极311和公共电极320的一部分)之间(例如，直接在其之间)。在一些实例实施方式中，公共电极320可被各自包括在光发射元件210、220、230和/或240和/或光吸收传感器310的单独一个中的多个单独的像素电极代替，并且可面对单独的像素电极211、221、231、和/或241、和/或311，使得光吸收层330可理解为在电极对之间(例如，直接在其之间)，所述电极对包括像素电极311和被包括在光吸收传感器310中的单独的电极。
前述传感器嵌入式显示面板1000可应用于电子设备例如多种显示设备(例如，被包括在其中)。电子设备例如显示设备可应用于例如移动电话、视频电话、智能电话、智能平板、智能手表、数码相机、平板PC、膝上型PC、笔记本电脑、电脑监视器、可穿戴计算机、电视、数字广播终端、电子书、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、企业数字助理(EDA)、头戴式显示器(HMD)、车辆导航、物联网(IoT)、万物互联网(IoE)、无人机、门锁、保险柜、自动柜员机(ATM)、安全设备、医疗设备或汽车电子部件，但不限于此。
图12为说明根据一些实例实施方式的作为电子设备的智能电话的实例的示意图。
参照图12，电子设备2000可包括前述传感器嵌入式显示面板1000，传感器嵌入式显示面板1000具有设置在其区域的整个或部分上的光吸收传感器310，且因此可在屏幕的任何部分上执行生物特征识别功能，并且根据用户的选择，可仅在其中需要生物特征识别功能的特定位置处选择性地执行生物特征识别功能。
在电子设备2000例如显示设备中对识别目标90进行识别的方法的实例可包括，例如，驱动传感器嵌入式显示面板1000的第一、第二和第三光发射元件210、220和230(或第一、第二、第三和第四光发射元件210、220、230和240)和光吸收传感器310以在光吸收传感器310中检测在从第一、第二和第三光发射元件210、220和230(或第一、第二、第三和第四光发射元件210、220、230和240)发射的光之中的被识别目标90反射的光；将预先存储的识别目标90的图像与通过光吸收传感器310检测的识别目标90的图像进行比较；和判断所比较的图像的一致性，并且如果根据识别目标90的识别完成的测定，它们匹配，则关闭光吸收传感器310，允许用户对显示设备的访问，并且驱动传感器嵌入式显示面板1000显示图像。
图13为说明根据一些实例实施方式的电子设备的配置图的实例的示意图。
参照图13，除了前述构成元件(例如，传感器嵌入式显示面板1000)之外，电子设备2000可进一步包括总线1310、处理器1320、存储器1330、和至少一个额外的器件1340。前述传感器嵌入式显示面板1000、处理器1320、存储器1330、和至少一个额外的器件1340的信息可通过总线1310传输至彼此。在一些实例实施方式中，可省略至少一个额外的器件1340。在一些实例实施方式中，传感器嵌入式显示面板1000可被包括例如仅光发射元件且没有光吸收传感器的显示设备替代，而至少一个额外的器件1340可包括可用作生物传感器、相机等的一个根据任意实例实施方式的光电传感器或多个根据任意实例实施方式的光电传感器(例如，其阵列)。
处理器1320可包括如下的一个或多个制品(例如，单元、实例等)：处理电路系统例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合例如处理器实施的软件；或其任意组合。例如，所述处理电路可为中央处理器(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。作为实例，所述处理电路系统可包括非瞬时性计算机可读存储设备。处理器1320可控制例如传感器嵌入式显示面板1000的显示操作或光吸收传感器310的传感器操作。
存储器1330可为非瞬时性计算机可读存储介质例如作为固态驱动器(SSD)并可存储指令程序(例如，多个指令的程序)，且处理器1320可通过实行所存储的指令程序而执行与传感器嵌入式显示面板1000有关的功能。
至少一个额外的器件1340可包括一个或多个通信接口(例如，无线通信接口、有线接口)、用户接口(例如，键盘、鼠标、按钮等)、电源和/或电源接口、或其任意组合。
本文中描述的单元和/或模块可使用硬件组成元件和软件组成元件实施。本文中描述的单元和/或模块可包括如下的一个或多个制品、可被包括在如下的一个或多个制品中、和/或可通过如下的一个或多个制品实施：处理电路系统例如包括逻辑电路的硬件；硬件/软件组合例如处理器实施的软件；或其任意组合。例如，所述处理电路可为中央处理器(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。例如，所述硬件组成元件可包括麦克风、放大器、带通滤波器、音频至数字转换器、和处理设备。所述处理设备可使用配置成通过进行算术、逻辑、和输入/输出操作而执行和/或实行程序代码的一个或多个硬件设备实施。所述处理设备可包括处理器、控制器和算术逻辑单元、数字信号处理器、微机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器、或能够响应于指令和实行指令的任何其它设备。所述处理设备可响应于操作系统(OS)和在操作系统上运行的一个或多个软件的实行而访问、存储、操作、处理和生成数据。
所述软件可包括计算机程序、代码、指令、或其任意组合，并且可通过独立地或共同地指示和/或配置处理设备如所期望地操作而将处理设备改造用于专用目的。所述软件和数据可作为能够向机器、部件、物理或虚拟设施、计算机存储介质或设备、或处理设备提供或解释指令或数据的信号波永久地或瞬时地实施。所述软件还可被分配在联网的计算机系统上，使得可以分配的方式存储和实行所述软件。所述软件和数据可被一个或多个非瞬时性计算机可读存储设备存储。
可将根据前述实例实施方式的方法记录在非瞬时性计算机可读存储设备中，包括用于实施一些实例实施方式的各种操作的程序指令。所述存储设备还可包括单独的或者组合的程序指令、数据文件、数据结构等。记录在所述存储设备中的程序指令可为对于一些实例实施方式专门设计的或者可为计算机软件技术人员已知的并且可加以使用的。非瞬时性计算机可读存储设备的实例可包括磁性介质诸如硬盘、软盘、和磁带；光学介质诸如CD-ROM盘、DVD和/或蓝光盘；磁光介质诸如光盘；和配置成存储和实行程序指令的硬件设备诸如ROM、RAM、闪存等。前述设备可配置成作为一个或多个软件模块操作来执行前述实例实施方式的操作。
下文中，参照实施例更详细地说明一些实例实施方式。然而，本发明构思的范围不限于这些实施例。
合成实施例
合成实施例1-1：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a-1的合成
将7.7g(36.6mmol)2-碘噻吩和7.5g(30.5mmol)1-溴-9H-咔唑溶解于30ml二氧六环中。随后，向其添加0.29g(1.52mmol)碘化铜(I)、0.70g(6.09mmol)反式-1,2-环己二胺、和12.9g(61.0mmol)磷酸三钾，然后，在回流下加热30小时。这里，将由其获得的产物通过硅胶柱层析法(以己烷:乙酸乙酯＝5:1的体积比)分离和纯化以获得7.2g(产率：72％)的化合物a-1。
(ii)化合物a-2的合成
将7.2g化合物a-1溶解于300ml脱水二乙醚中。随后，将8ml 2.76M正丁基锂(n-BuLi)己烷溶液在-50℃下逐滴添加至其，然后，在室温下搅拌1小时。接着，将1.4g脱水丙酮(二甲基酮(CH3COCH3))在-50℃下添加至其，然后，在室温下搅拌2小时。然后，将从二乙醚萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后，通过向其添加无水硫酸镁而干燥。这里，将来自其的产物通过硅胶柱层析法(以己烷:二氯甲烷＝100:0至50:50的体积比)分离和纯化以获得6.3g化合物a-2。
(iii)化合物a-3的合成
将6.3g化合物a-2溶解于180ml二氯甲烷中。随后，将4.98g三氟化硼-乙醚络合物(BF3.OEt2)在0℃下逐滴添加至其，然后，搅拌2小时。然后，将从二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后，通过向其添加无水硫酸镁而干燥。这里，将由其获得的产物通过硅胶柱层析法(以己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得5.12g化合物a-3。重复以上过程以得到所需的量。
(iv)化合物a-4的合成
将1.9ml磷酰氯(POCl3)在-15℃下逐滴添加至6.0ml N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，然后，在室温下搅拌2小时。将该溶液在-15℃下缓慢滴至5.23g化合物a-3的150ml二氯甲烷溶液，然后，在低压下浓缩，同时在室温下搅拌30小时。随后，向其添加氢氧化钾水溶液，直至pH变成14，然后，在室温下搅拌2小时。然后，将用二氯甲烷萃取的有机层用氯化钠水溶液洗涤，然后，通过向其添加无水硫酸镁而干燥。这里，将由其获得的产物通过硅胶柱层析法(以己烷:二氯甲烷＝50:50的体积比)分离和纯化以获得3.34g化合物a-4。
(v)由化学式1-1表示的化合物的合成
将2.00g化合物a-4悬浮于乙醇中，并且将1.05g 1H-茚-1,3(2H)-二酮添加至其，然后，在50℃下反应24小时以获得2.4g由化学式1-1表示的化合物。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ8.55(d，1H)，8.46(s，1H)8.09(d，1H)，7.93(m，3H)，7.71(dd，2H)，7.52(s，1H)，7.45(d，1H)，7.35(t，1H)，7.16(t，1H)，7.07(t，1H)，1.69(s，6H)。
合成实施例1-2：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1-1中相同的方式获得2.4g由化学式1-2表示的化合物，除了如下之外：使用1-甲基嘧啶-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮使用代替合成实施例1-1的(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ11.06(s，1H)，8.55(d，1H)8.09(d，1H)，8.01(s，1H)，7.94(d，1H)，7.52(s，1H)，7.45(d，1H)，7.35(t，1H)，7.16(t，1H)，7.07(t，1H)，3.62(s，3H)，1.69(s，6H)。
合成实施例1-3：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1-1中相同的方式获得2.4g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-2-硫代二氢嘧啶-4,6(1H,5H)-二酮代替合成实施例1-1的(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ8.55(d，1H)8.09(d，1H)，8.01(s，1H)，7.94(d，1H)，7.52(s，1H)，7.45(d，1H)，7.35(t，1H)，7.16(t，1H)，7.07(t，1H)，3.52(s，6H)，1.69(s，6H)。
合成实施例1-4：由化学式1-4表示的化合物的合成
[化学式1-4]
以与合成实施例1-1中相同的方式获得2.4g由化学式1-4表示的化合物，除了如下之外：使用丙二腈代替合成实施例1-1的(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
1H-NMR(300MHz，DMSO-d6)：δ8.55(d，1H)8.09(d，1H)，7.94(m，2H)，7.45(d，1H)，7.35(t，1H)，7.16(t，1H)，7.07(t，1H)，6.82(s，1H)，1.69(s，6H)。
合成对比例1-1C：由化学式1-1C表示的化合物的合成
[化学式1-1C]
以与合成实施例1-1中相同的方式获得2.4g由化学式1-1C表示的化合物，除了如下之外：使用1H-环戊并[b]萘-1,3(2H)-二酮代替合成实施例1-1的(v)中的1H-茚-1,3(2H)-二酮。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
合成对比例1-2C：由化学式1-2C表示的化合物的合成
[化学式1-2C]
以与合成实施例1-2中相同的方式获得2.4g由化学式1-2C表示的化合物，除了如下之外：使用2-碘硒吩代替合成实施例1-2的(i)中的2-碘噻吩。将所获得的化合物通过升华纯化至99.9％的纯度。
合成实施例2-1：由化学式2-1表示的化合物的合成
[化学式2-1]
将1,4,5,8-萘四羧酸二酐(1eq.(当量))和4-氯苯胺(2.2eq.)的混合物溶解于溶剂二甲基甲酰胺(DMF)中，然后，添加至双颈圆底烧瓶并且在180℃下搅拌24小时。随后，在将温度降低至室温之后，向其添加甲醇以使产物沉淀，将产物过滤以获得粉末型材料。将所述材料用甲醇洗涤几次，然后，通过用乙酸乙酯和二甲亚砜(DMSO)重结晶而纯化。随后，将所获得的产物置于烘箱中并且在80℃下干燥24小时以获得由化学式2-1表示的化合物。其产率为50％或更大。
1H NMR(300MHz，CDCl3和六氟异丙醇)：δ＝8.85(s，4H)，7.63(s，4H)，7.60(s，4H)。
合成实施例2-2：由化学式2-2表示的化合物的合成
[化学式2-2]
将由化学式2-2表示的化合物(由Tokyo Chemical Industry制造)通过升华纯化并且可使用其作为光电器件的n型半导体。
合成实施例2-3：富勒烯的准备
准备富勒烯(C60，nanompurple ST，Frontier Carbon Corp.)并且将其用作光电器件的n型半导体。
评价I:化合物的重组能和最大吸收波长
通过使用Gaussian 09程序在DFT B3LYP/DGDZVP水平下测量合成实施例1-1至1-4以及合成对比例1-1C和1-2C的化合物的重组能、DFT计算的最大吸收波长、和校正的最大吸收波长。结果示于表1中。
(表1)
1)校正的吸收波长为使用方程1计算的值。
[方程1]
0.85232X(DFT计算的最大吸收波长)+120.70138
参考表1，合成实施例1-1至1-4的化合物呈现出0.091eV至0.162eV的低的重组能、454.05nm至475.21nm的DFT计算的最大吸收波长、和507.69nm至525.73nm的校正的最大吸收波长，其证实绿色波长区域的吸收特性。相反，合成对比例1-1C和1-2C的化合物呈现出高的重组能，且另外，合成对比例1-1C的化合物呈现出比合成实施例1-1至1-4的那些长的最大吸收波长。
评价II:化合物的极化率、偶极矩和振子强度
通过使用Gaussian 09程序在DFT B3LYP/DGDZVP水平下获得根据合成实施例1-1至1-4的化合物的根据波长的振子强度、偶极矩和极化率。结果示于表2中。
(表2)
参考表2，合成实施例1-1至1-4的化合物呈现出500bhor3或更小的极化率、3德拜或更大的偶极矩、和0.8或更大的振子强度，并且预期呈现优异的电特性和吸收系数。
评价III：化合物的能级和能带隙
将根据合成实施例1-1至1-4的化合物分别沉积在玻璃基板上，并且测量沉积的薄膜(15nm)的能级。使用AC-2(Hitachi)或AC-3(Riken Keiki Co.，Ltd.)用通过当将UV光照射至薄膜时的能量发射的光电子的量评价HOMO能级。通过使用UV-Vis光谱仪(ShimadzuCorp.)获得能带隙。然后，通过使用所述能带隙和所述HOMO能级计算LUMO能级。结果示于表3中。
(表3)
| HOMO(eV) | LUMO(eV) | 能带隙(eV) | |
| 合成实施例1-1 | 5.58 | 2.73 | 2.85 |
| 合成实施例1-2 | 5.76 | 2.82 | 2.94 |
| 合成实施例1-3 | 5.81 | 2.98 | 2.83 |
| 合成实施例1-4 | 5.92 | 2.96 | 2.96 |
*HOMO、LUMO：绝对值
参考表3，根据合成实施例1-1至合成实施例1-4的化合物可用作p型半导体。
评价IV：化合物的升华温度
评价在合成实施例和合成对比例中获得的化合物的升华温度。
通过热重分析(TGA)由通过在高的真空(约10Pa或更低)下升高温度样品的重量降低相对于初始重量的10％时的温度评价升华温度。
结果示于表4中。
(表4)
| 合成实施例 | Ts(10)(℃) |
| 1-2 | 259 |
| 1-3 | 270 |
| 1-1C | 275 |
*Ts(10)(℃)：样品的重量降低相对于初始重量的10％时的温度(升华温度)
参考表4，根据合成实施例的化合物的升华温度是低的，且因此其沉积稳定性改善。
实施例A
实施例1-1A：光电器件的制造
将Al(10nm)、ITO(100nm)、和Al(8nm)顺序地沉积在玻璃基板上以形成具有Al/ITO/Al结构的下部电极(功函:4.9eV)。接着，将N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-[1,1-联苯]-4,4'-二胺沉积在所述下部电极上以形成空穴辅助层(HOMO：5.30至5.70eV，LUMO：2.00至2.30eV)。然后，将在合成实施例1-1中获得的由化学式1-1表示的化合物以0.25的速率沉积在所述空穴辅助层上以形成p型层(10nm)，并且将根据合成实施例2-1的由化学式2-1表示的化合物以0.25的速率沉积以形成n型层(40nm)，以形成活性层。然后，将4,7-二苯基-1,10-菲咯啉沉积在所述活性层上以形成电子辅助层(HOMO：6.10～6.40eV，LUMO：2.90～3.20eV)。然后，将镁和银沉积在所述电子辅助层上以形成Mg:Ag上部电极以制造光电器件(传感器)。
实施例1-2A至1-4A：光电器件的制造
以与实施例1-1A中相同的方式制造根据实施例1-2A至1-4A的各光电器件(传感器)，除了如下之外：使用根据合成实施例1-2至1-4的由化学式1-2至1-4表示的化合物各自代替根据合成实施例1-1的由化学式1-1表示的化合物。
对比例1-1CA和1-2CA：光电器件的制造
以与实施例1-1A中相同的方式制造根据对比例1-1CA和1-2CA的各光电器件(传感器)，除了如下之外：使用根据合成对比例1-1C或1-2C的由化学式1-1C或1-2C表示的化合物代替根据合成实施例1-1的由化学式1-1表示的化合物。
实施例B
实施例1-1B：光电器件的制造
通过溅射在玻璃基板上层叠ITO以形成约150nm厚的阳极，并且将ITO玻璃基板用丙酮/异丙醇/纯水分别超声波清洁15分钟，然后，UV臭氧清洁。随后，将根据合成实施例1-1的化合物和C60以1:1的体积比共沉积以形成100nm厚的活性层，并且将ITO真空沉积为7nm厚以制造具有ITO(150nm)/活性层(100nm)/ITO(7nm)的结构的光电器件(传感器)。
实施例1-2B至1-4B：光电器件的制造
以与实施例1-1B中相同的方式制造根据实施例1-2B至1-4B的各光电器件(传感器)，除了如下之外：使用根据合成实施例1-2至1-4的由化学式1-2至1-4表示的化合物各自代替根据合成实施例1-1的由化学式1-1表示的化合物。
对比例1-1CB和1-2CB：光电器件的制造
以与实施例1-1B中相同的方式制造根据对比例1-1CB和1-2CB的各光电器件(传感器)，除了如下之外：使用根据合成对比例1-1C或1-2C的由化学式1-1C或1-2C表示的化合物代替根据合成实施例1-1的由化学式1-1表示的化合物。
评价V：光电器件的外量子效率的评价
在高温(85℃)下评价根据实施例1-2A以及对比例1-1CA和1-2CA的光电器件的外量子效率(EQE)。通过使用入射光子-电流转换效率(IPCE)在450nm(蓝色，B)、530nm(绿色，G)、和630nm(红色，R)的波长处评价外量子效率(EQE)。在将所述光电器件在85℃下放置1小时之后测量在高温下的外量子效率。结果示于表5中。
(表5)
参考表5，与根据对比例1-1CA或1-2CA的光电器件相比，根据实施例1-2A的光电器件呈现出改善的在绿色波长谱中的外量子效率(光电转换效率)。
在室温和高温(160℃、180℃、和190℃)下评价根据实施例1-2B以及对比例1-1CB和1-2CB的光电器件的外量子效率(EQE)。通过使用入射光子-电流转换效率(IPCE)在450nm(蓝色，B)、530nm(绿色，G)、和630nm(红色，R)的波长处评价外量子效率(EQE)。在将所述光电器件在160℃、180℃、和190℃下放置1小时之后测量在高温下的外量子效率。
使用Cary 5000UV光谱仪(由Varian制造)在紫外-可见(UV-Vis)区域中测量根据实施例1-2B以及对比例1-1CB和1-2CB的光电器件的吸收系数。结果示于表6中。
(表6)
在表6中，“-”意指器件不能被测量。
参考表6，与根据对比例1-1CB或1-2CB的光电器件相比，根据实施例1-2B的光电器件呈现出改善的在绿色波长谱中的外量子效率(光电转换效率)。另外，实施例1-2B的光电器件呈现出比对比例1-1CB和1-2CB的光电器件高的吸收系数(吸收强度)。
评价VI：残余电荷特性的评价
评价根据实施例1-2A以及对比例1-1CA和1-2CA的残余电荷。
当光电转换的电荷未全部用于信号处理、而是残留在一帧中时，在前一帧中的电荷与后一帧中的电荷重叠且被读取，且这里，在后一帧中的电荷的量被称为残余电荷的量。通过如下测量残余电荷的量：照射532nm的在绿色波长区域中的光，其中可发生光电转换期望的和/或替代地预定的时间(40秒)，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用时间积分。基于5000勒克斯光按mA/cm2单位评价残余电荷的量。结果示于表7中。
(表7)
参考表7，与根据对比例1-2CA的光电器件相比，根据实施例1-2A的光电器件在室温和高温下具有较低数量的残余电荷。
虽然已经关于目前被认为是实践性的实例实施方式的内容描述了本发明构思，但是将理解，发明构思不限于这样的实例实施方式。相反，发明构思的范围意图覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的多种变型和等同布置。
<符号说明>
10：第一电极 20：第二电极
30：活性层 40、45：电荷辅助层
100、200：光电器件
300、400、500、600、700：有机CMOS图像传感器
110：半导体基板70B、72B：蓝色滤波器
70R、72R：红色滤波器
70、72：滤色器层 85：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
90：识别目标 95：封装层
110：基板 120：薄膜晶体管
140：绝缘层 141、142：接触孔
150：像素限定层
310：光吸收传感器
210、220、230：光发射元件
211、221、231、311：像素电极
212、222、232：光发射层 320：公共电极
330：光吸收层 340：第一公共辅助层
350：第二公共辅助层 1000：传感器嵌入式显示面板
2000：电子设备。
Claims (21)
1.化合物，由化学式1表示：
[化学式1]
其中，在化学式1中，
G1为单键、O、S、Se、Te、S(＝O)、S(＝O)2、NRa、BRb、-SiRcRd-、-SiRccRdd-、-GeReRf-、-GeReeRff-、-(CRgRh)n1-、-(CRggRhh)-、-(C(Ri)＝(C(Rj))-、或-(C(Rii)＝(C(Rjj))-，其中Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、Rg、Rh、Ri、和Rj各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，并且Rcc和Rdd、Ree和Rff、Rgg和Rhh、或Rii和Rjj的各对彼此连接以形成环结构，且-(CRgRh)n1-的n1为1或2，
Rx、Ry、和Rz各自独立地为氢、氘、卤素、C1-C10烷基、C1-C10卤代烷基、C1-C10烷氧基、或C6-C20芳基，
x为0-4的整数，且
y为0-3的整数，和
EWG为含有至少一个吸电子基团的受体部分，
其中所述化合物具有小于0.163eV的化合物的重组能，和所述化合物具有小于或等于495nm的通过密度泛函理论(DFT)计算的最大吸收波长值。
2.如权利要求1所述的化合物，其中
化学式1包括包含苯环的咔唑基环基团，和
在化学式1中，咔唑基环基团的苯环的至少一个-CH＝存在或被-N＝代替。
3.如权利要求1所述的化合物，其中
化学式1包括咔唑基环基团，和
在化学式1中，在咔唑基环基团的1位处包括氮(N)。
4.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，Rx、Ry、和Rz各自独立地为氢或者选自C1-C10烷基和C1-C10烷氧基的给电子基团。
5.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，所述环结构为取代或未取代的C5-C30烃环基团或者取代或未取代的C2-C30杂环基团。
6.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，所述环结构包括由化学式2表示的部分：
[化学式2]
其中，在化学式2中，
Ar33和Ar34各自独立地为取代或未取代的C6-C30芳烃基团、取代或未取代的C3-C30杂芳烃基团、或其稠环，和
*为与化学式1的连接部分。
7.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，EWG为：取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C6-C30烃环基团，其中Rp和Rq各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团；取代或未取代的包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C30杂环基团，其中Rp和Rq各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团；或其稠环；或包括选自C＝O、C＝S、C＝Se、C＝Te、和C＝CRpRq的至少一个官能团的C2-C20烷基，其中Rp和Rq各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团。
8.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，EWG为由化学式4表示的环状基团：
[化学式4]
其中，在化学式4中，
Ar'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和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
9.如权利要求1所述的化合物，其中
在化学式1中，EWG为由化学式5A至化学式5H的任一个表示的环状基团：
[化学式5A]
其中，在化学式5A中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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、和R13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)、含有氰基的基团、或其任意组合，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5B]
其中，在化学式5B中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z3为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
R11和R12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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5C]
其中，在化学式5C中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
R11、R12、和R13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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5D]
其中，在化学式5D中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、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为0或1，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5E]
其中，在化学式5E中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、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为0或1，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5F]
其中，在化学式5F中，
Z1和Z2各自独立地为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、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)、含有氰基的基团、或其任意组合，
G2为O、S、Se、Te、SiRxRy、或GeRzRw，其中Rx、Ry、Rz、和Rw各自独立地为氢、氘、卤素、氰基、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
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5G]
其中，在化学式5G中，
Z1为O、S、Se、Te、或CRaRb，其中Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
R11、R12、和R13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，和
*为与化学式1的连接部分，
[化学式5H]
其中，在化学式5H中，
Ra和Rb各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，
Z1-Z4各自独立地为O、S、Se、Te、或CRcRd，其中Rc和Rd各自独立地为氢、氘、取代或未取代的C1-C10烷基、氰基、或含有氰基的基团，和
*为与化学式1的连接部分。
10.如权利要求1所述的化合物，其中
所述化合物具有小于或等于500bhor3的极化率。
11.如权利要求1所述的化合物，其中
所述化合物具有大于或等于0.8的振子强度值。
12.如权利要求1所述的化合物，其中
所述化合物的偶极矩大于或等于3德拜。
13.如权利要求1所述的化合物，其中
所述化合物在薄膜状态下具有在500nm至540nm的波长范围内的最大吸收波长(λ最大)。
14.光电器件，包括
彼此面对的第一电极和第二电极，以及
在所述第一电极和所述第二电极之间的光吸收层，
其中所述光吸收层包括如权利要求1-13任一项所述的化合物。
15.如权利要求14所述的光电器件，其中
所述光吸收层包括p型半导体和n型半导体，
所述p型半导体包括由化学式1表示的化合物，和
所述n型半导体包括富勒烯、富勒烯衍生物、亚酞菁或亚酞菁衍生物、噻吩或噻吩衍生物、由化学式6表示的化合物、或其任意组合:
[化学式6]
其中，在化学式6中，
X5和X6各自独立地为O或NRa，其中Ra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、卤素、或氰基，和
R81-R84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、卤素、氰基、或其任意组合。
16.光吸收传感器，包括如权利要求14或15所述的光电器件。
17.如权利要求16所述的光吸收传感器，其中
所述光电器件为配置成感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，和
所述光吸收传感器进一步包括集成有配置成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，和
所述光电器件在所述半导体基板上。
18.如权利要求16所述的光吸收传感器，其中
所述光电器件为配置成感测绿色波长区域中的光的绿色光电器件，和
所述光吸收传感器包括如下的堆叠体：
所述绿色光电器件，
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，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。
19.传感器嵌入式显示面板，包括
基板，
在所述基板上并且包括光发射层的光发射元件，和
在所述基板上并且包括光吸收层的光吸收传感器，所述光吸收层沿着所述基板的面内方向与所述光发射层平行地布置，使得所述光吸收层和所述光发射层在所述面内方向上至少部分地重叠，
其中所述光吸收层配置成吸收红色波长谱、绿色波长谱、蓝色波长谱、红外波长谱、或其任意组合的光，和
其中配置成吸收绿色波长谱的光的所述光吸收层包括如权利要求1-13任一项所述的化合物。
20.如权利要求19所述的传感器嵌入式显示面板，其中
所述光发射元件包括配置成发射不同波长谱的光的第一、第二、和第三光发射元件，和
所述光吸收传感器配置成吸收从所述第一、第二、或第三光发射元件的至少一个发射且然后被识别目标反射至所述光吸收传感器的光和将所吸收的光转换成电信号。
21.电子设备，包括如权利要求14或15所述的光电器件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |