JP7260646B2 - 光活性化合物 - Google Patents

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Description

本開示の実施形態は、光活性化合物、および有機電子デバイス、特に有機光検出器におけるそれらの使用に関する。
有機発光デバイス、有機電界効果トランジスタ、有機太陽電池デバイス、および有機光検出器（ＯＰＤ）を含む、有機半導体材料を含む広範な有機電子デバイスが知られている。
ＷＯ２０１８／０６５３５２は、フラーレン部位を含有しない小分子受容体と、供与体単位および受容体単位を有する共役コポリマー電子供与体と、を含有する光活性層を有するＯＰＤを開示している。
ＷＯ２０１８／０６５３５６は、フラーレン部位を含有しない小分子受容体と、ランダムに分散されている供与体および受容体単位を有する共役コポリマー電子供与体と、を含有する光活性層を有するＯＰＤを開示している。
Ｙａｏ ｅｔ ａｌ， 「Ｄｅｓｉｇｎ， Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ， ａｎｄ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｓｍａｌｌ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ａｃｃｅｐｔｏｒ ｗｉｔｈ ａｎ Ｕｌｔｒａ－Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｇａｐ」， Ａｎｇｅｗ Ｃｈｅｍ Ｉｎｔ Ｅｄ Ｅｎｇｌ． ２０１７ Ｍａｒ ６；５６（１１）：３０４５－３０４９は、１．２４ｅＶのバンドギャップを有する非フラーレン受容体を開示している。
本明細書に開示される特定の実施形態の態様の要約を以下に記載する。これらの態様は、これらの特定の実施形態の簡潔な要約を読者に提供するために提示されているだけであり、これらの態様は、本開示の範囲を限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。実際に、本開示は、記載されない場合がある様々な態様および／または態様の組み合わせを包含し得る。
本開示の実施形態は、式（Ｉ）：
Figure 0007260646000001
（式中、
各Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、置換基であり、
各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
Ｒ４～Ｒ９が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
各Ｒ１０が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
各Ｒ１１～Ｒ１４が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり（ただし、Ｒ１１～Ｒ１４のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの出現がＣＮであることを条件とする）、
各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
Ｚ１が、直接結合であるか、またはＺ１がＲ４またはＲ５とともに芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ１を形成し、
Ｚ２が、直接結合であるか、またはＲ７もしくはＲ８とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ２を形成し、
Ｚ３が、直接結合であるか、またはＲ６とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ３を形成し、
Ｚ４が、直接結合であるか、またはＲ９とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ４を形成する）の化合物を提供する。
本発明者らは、式（Ｉ）の化合物が、長い波長の、例えば、７５０ｎｍ超、任意選択で９５０ｎｍ超、任意選択で最大約１５００ｎｍの光を吸収することができ、これらの化合物を有機光検出器、特にそのようなＯＰＤおよび近赤外線光源を含有する光センサで使用することを可能にし得ることを見出した。
したがって、いくつかの実施形態では、本明細書に記載される電子受容（ｎ型）化合物および電子供与体（ｐ型）化合物を含有する組成物が提供される。
いくつかの実施形態では、１つ以上の溶媒に溶解または分散されている、本明細書に記載される組成物を含む調合物がある。
いくつかの実施形態では、アノードと、カソードと、アノードとカソードとの間に配置された感光性有機層と、を有する有機光検出器が提供される。感光性有機層は、式（Ｉ）の供与体化合物と受容体化合物とを含み得る。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される有機光検出器と、有機光検出器に逆バイアスを印加するための電圧源、および光検出器によって生成された光電流を測定するように構成されたデバイスのうちの少なくとも１つと、を含む回路が提供される。
いくつかの実施形態では、アノードおよびカソードのうちの一方の上への感光性有機層の形成と、アノードおよびカソードのうちの他方の感光性有機層の上への形成と、を含む、本明細書に記載される有機光検出器を形成する方法が提供される。
いくつかの実施形態では、光源と、光源から放出された光を検出するように構成された本明細書に記載される有機光検出器と、を含む、光センサが提供される。
いくつかの実施形態では、サンプル中の標的材料の存在および／または濃度を判定する方法であって、当該方法が、サンプルを照射することと、照射時にサンプルから放出される光を受け取るように構成された本明細書に記載される有機光検出器の応答を測定することと、を含む、方法が提供される。
開示される技術および添付の図面は、開示される技術のいくつかの実装形態を説明する。
本開示のいくつかの実施形態による有機光検出器を示す。 本開示のいくつかの実施形態による化合物および比較化合物の吸収スペクトルを示す。 受容体ＩＥＩＣＯ－４Ｆを含有する比較ＯＰＤおよびフラーレン受容体を含有する比較ＯＰＤと比較した、化合物実施例１を含有する本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤの外部量子効率を示す。 化合物実施例１を含有する本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤ、化合物実施例２を含有する本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤ、および受容体ＩＥＩＣＯ－４Ｆを含有する比較ＯＰＤの外部量子効率を示す。 化合物実施例１を含有する本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤの、さらなるフラーレン受容体を伴う場合および伴わない場合の外部量子効率を示す。 化合物実施例２を含有する本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤの、さらなるフラーレン受容体を伴う場合および伴わない場合の外部量子効率を示す。
図面は縮尺通りに描かれておらず、様々な視点および見方を有する。図面は、いくつかの実装形態および実施例である。追加的に、いくつかの構成要素および／または動作は、開示される技術のいくつかの実施形態の考察の目的で、異なるブロックに分離されてもよく、または単一のブロックに組み合わされてもよい。さらに、技術は様々な修正物および代替の形態に適応可能であるが、特定の実施形態が図面に例として示され、以下に詳細に説明される。しかしながら、技術を説明された特定の実装形態に限定することを意図しているのではない。逆に、本技術は、添付の特許請求の範囲によって定義される技術の範囲内のすべての修正物、同等物、および代替物を網羅することを意図している。
文脈が別途明確に必要としない限り、説明および特許請求の範囲を通じて、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」などの単語は、排他的または網羅的な意味とは対照的に、包括的な意味で解釈されるべきである。すなわち、「含むが、これらに限定されない」という意味で解釈されるべきである。本明細書で使用される場合、「接続される」、「結合される」という用語、またはそれらの任意の変形は、２つ以上の要素間の直接的または間接的ないずれかの任意の接続または結合を意味し、要素間の結合または接続は、物理的、論理的、電磁的、またはそれらの組み合わせであり得る。追加的に、単語「本明細書」、「上」、「下」、および同様の意味の単語は、本出願で使用される場合、本出願全体を指し、本出願の任意の特定の部分を指すものではない。文脈が許す限り、単数または複数の数字を使用する「発明を実施するための形態」の単語には、それぞれ複数または単数も含まれ得る。２つ以上の項目のリストに関しての単語「または」は、単語の以下の解釈のすべて、つまり、リスト内の項目のいずれか、リスト内のすべての項目、およびリスト内の項目の任意の組み合わせをカバーする。
本明細書で提供される技術の教示は、必ずしも以下に説明されるシステムではなく、他のシステムに適用可能である。以下に記載される様々な実施例の要素および動作を組み合わせて、技術のさらなる実装形態を提供することができる。技術のいくつかの代替の実装形態は、以下に説明されるそれらの実装形態に対する追加の要素だけでなく、より少ない要素も含み得る。
これらおよび他の変更は、以下の詳細な説明に照らし合わせて本技術に加えることができる。説明は、技術の特定の例を説明し、企図される最良のモードを説明しているが、説明がどれほど詳細に見えるとしても、本技術は多くの方法で実践することができる。システムの詳細は、その具体的な実装形態においてかなり異なる場合があるが、本明細書に開示される技術にはなおも包含されている。上述したように、本技術の特定の特徴または態様を説明する際に使用される特定の用語は、その用語が関連する技術の任意の特定の特性、特徴、または態様に限定されるように本明細書で用語が再定義されていることを暗示するとみなされるべきではない。一般に、以下の特許請求の範囲で使用される用語は、「発明を実施するための形態」セクションがそのような用語を明示的に定義しない限り、本技術を本明細書に開示される特定の例に限定すると解釈されるべきではない。したがって、本技術の実際の範囲は、開示された実施例だけでなく、特許請求の範囲に基づく技術を実践または実装するすべての同等の方法も包含する。
請求項の数を減少させるために、本技術の特定の態様は、特定の特許請求の範囲の形態で以下に提示されるが、出願人は、本技術の様々な態様を任意の特許請求の範囲の形態で企図している。例えば、本技術のいくつかの態様は、コンピュータ可読媒体の特許請求の範囲として列挙され得るが、他の態様は、同様に、コンピュータ可読媒体の特許請求の範囲として、またはミーンズプラスファンクションの特許請求の範囲で具体化されるなど、他の形態で具体化されてもよい。
以下の説明では、説明の目的で、開示される技術の実装形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、開示される技術の実施形態がこれらの特定の詳細のうちのいくつかを伴わずに実践できることは、当業者には明らかであろう。
図１は、本開示のいくつかの実施形態によるＯＰＤを示す。ＯＰＤは、カソード１０３と、アノード１０７と、アノードとカソードとの間に配置されたバルクヘテロ接合層１０５と、を含む。ＯＰＤは、基板１０１、任意選択でガラスまたはプラスチック基板上に支持され得る。
図１は、カソードが基板とアノードとの間に配置される構成を示す。他の実施形態では、アノードは、カソードと基板との間に配置され得る。
バルクヘテロ接合層は、式（Ｉ）の電子受容体と電子供与体との混合物を含む。いくつかの実施形態では、バルクヘテロ接合層は、式（Ｉ）の電子受容体と電子供与体とからなる。いくつかの実施形態では、バルクヘテロ接合層は、式（Ｉ）の電子受容体以外のさらなる電子受容体を含む。任意選択で、さらなる電子受容体は、フラーレンである。
アノードおよびカソードの各々は、独立して、単一の導電性層であってもよいか、または複数の層を含んでもよい。
ＯＰＤは、図１に示されるアノード、カソード、およびバルク以外の層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、正孔輸送層は、アノードとバルクヘテロ接合層との間に配置される。いくつかの実施形態では、電子輸送層は、カソードとバルクヘテロ接合層との間に配置される。いくつかの実施形態では、仕事関数修正層は、バルクヘテロ接合層とアノードとの間、および／またはバルクヘテロ接合層とカソードとの間に配置される。
使用時、本開示に記載される光検出器は、このデバイスおよび／または光電流を測定するように構成されたデバイスに逆バイアスを印加するための電圧源に接続されてもよい。光検出器に印加される電圧は可変であり得る。いくつかの実施形態では、光検出器は、使用時に連続的にバイアスがかけられてもよい。
いくつかの実施形態では、光検出器システムは、本明細書に記載される複数の光検出器、例えば、カメラの画像センサを含む。
いくつかの実施形態では、センサは、記載されるｈｅｒｅｉとしてのＯＰＤと、ＯＰＤが光源から放出された光を受け取るように構成された光源と、を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、光源からの光は、ＯＰＤに到達する前に変更されてもよいか、または変更されなくてもよい。例えば、光がＯＰＤに到達する前に、フィルタリング、ダウン変換、またはアップ変換されてもよい。
いくつかの実施形態では、光源は、７５０ｎｍ超、任意選択で９５０ｎｍ超、任意選択で１５００ｎｍ未満のピーク波長を有する。
バルクヘテロ接合層は、式（Ｉ）：
Figure 0007260646000002
（式中、
各Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、置換基であり、
各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
Ｒ４～Ｒ９が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
各Ｒ１０が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
各Ｒ１１～Ｒ１４が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり（ただし、Ｒ１１～Ｒ１４のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの出現がＣＮであることを条件とする）、
各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
Ｚ１が、直接結合であるか、またはＺ１がＲ４またはＲ５とともに芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ１を形成し、
Ｚ２が、直接結合であるか、またはＲ７もしくはＲ８とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ２を形成し、
Ｚ３が、直接結合であるか、またはＲ６とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ３を形成し、
Ｚ４が、直接結合であるか、またはＲ９とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ４を形成する）の電子受容体（ｎ型）化合物を含有してもよい。
任意選択で、Ｒ１およびＲ２は、独立して、各出現時において、
－直鎖状、分岐状、または環状Ｃ１－２０アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１５、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、Ｒ１５が、Ｃ１－１２ヒドロカルビルであり、Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられていてもよい）、および
式（Ａｋ）ｐ－（Ａｒ）ｑの基（Ａｋは、１つ以上のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよいＣ１－１２アルキレン鎖であり、ｐが、０または１であり、Ａｒが、各出現時において、独立して、非置換であるか、または１つ以上の置換基で置換されている芳香族またはヘテロ芳香族基であり、ｑが、少なくとも１であり、任意選択で１、２、または３である）からなる群から選択される。
本明細書で使用される場合、アルキル基の「非末端の」Ｃ原子とは、直鎖（ｎ－アルキル）鎖のメチルＣ原子または分岐アルキル鎖のメチルＣ原子以外のアルキルのＣ原子を意味する。
本明細書の任意の場所に記載されるＣ１－１２ヒドロカルビルは、Ｃ１－１２アルキル、非置換フェニル、および１つ以上のＣ１－６アルキル基で置換されたフェニルであってもよい。
Ａｒは、好ましくはフェニルである。
存在する場合、Ａｒの置換基は、置換基Ｒ１６であってもよく、Ｒ１６は、各出現時において、独立して、Ｃ１－２０アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１２、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられていてもよい）から選択される。
ｐが３以上である場合、－（Ａｒ）ｐは、Ａｒ基の直鎖または分岐鎖であってもよい。本明細書に記載されるＡｒ基の直鎖は、一価の末端Ａｒ基のみを有し、一方、Ａｒ基の分岐鎖は、少なくとも２つの一価の末端Ａｒ基を有する。
好ましくは、Ｒ１およびＲ２は、各々、Ｃ１－２０アルキル、非置換フェニル、ならびに非置換であるか、またはＲ１６から選択される１つ以上の置換基で置換されたフェニルから選択される。
任意選択で、各Ｒ３～Ｒ１０は、独立して、Ｈ、Ｃ１－１２アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置き換えられていてもよい）、および芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ５、任意選択でフェニル（非置換であるか、または１つ以上の置換基で置換されている）から選択される。
Ａｒ５の１つ以上の置換基は、存在する場合、Ｃ１－１２アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子は、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置き換えられていてもよい）から選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、各Ｒ３－Ｒ１０は、Ｈ、Ｃ１－２０アルキル、またはＣ１－２０アルコキシである。
いくつかの実施形態では、Ｒ３～Ｒ１０のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの出現は、Ｈではない。
いくつかの実施形態では、Ｒ５およびＲ８のうちの少なくとも１つ、任意選択で両方は、Ｈではなく、各Ｒ３、Ｒ４、およびＲ６～Ｒ１０は、Ｈである。
任意選択で、各Ｒ１２および／または各Ｒ１３は、ＣＮである。
任意選択で、ＣＮではない各Ｒ１１～Ｒ１４は、ＨまたはＣ１－６アルキル基である。
任意選択で、各Ｒ１１および各Ｒ１４は、Ｈである。
いくつかの実施形態では、各Ｚ１～Ｚ４は直接結合である。
Ｚ１～Ｚ４のうちの１つ以上がそれぞれ芳香族基またはヘテロ芳香族基Ａｒ１～Ａｒ４の一部を形成する実施形態では、各Ａｒ１～Ａｒ４（存在する場合）は、好ましくはチオフェンである。
Ａｒ１～Ａｒ４は、各々独立して、非置換であるか、または１つ以上の置換基で置換されている。任意選択で、Ａｒ１～Ａｒ４の置換基は、Ｃ１－１２アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置換されていてもよい）から選択されてもよい。
任意選択で、式（Ｉ）の化合物は、式（Ｉａ）：
Figure 0007260646000003
式（Ｉ）の例示的な化合物は、
Figure 0007260646000004
式（Ｉ）の化合物は、フラーレン受容体と組み合わせて使用されてもよい。式（Ｉ）の化合物：フラーレン受容体の重量比は、約１：０．１～１：１の範囲であってもよく、好ましくは約１：０．１～１：０．５の範囲である。
フラーレンは、Ｃ６０、Ｃ７０、Ｃ７６、Ｃ７８、もしくはＣ８４フラーレン、またはその誘導体であってもよく、その誘導体は、限定されないが、ＰＣＢＭ型フラーレン誘導体（フェニル－Ｃ６１－ブチル酸メチルエステル（Ｃ６０ＰＣＢＭ）およびフェニル－Ｃ７１－ブチル酸メチルエステル（Ｃ７０ＰＣＢＭ）を含む）、ＴＣＢＭ型フラーレン誘導体（例えば、トリル－Ｃ６１－ブチル酸メチルエステル（Ｃ６０ＴＣＢＭ））、およびＴｈＣＢＭ型フラーレン誘導体（例えば、チエニル－Ｃ６１－ブチル酸メチルエステル（Ｃ６０ＴｈＣＢＭ）を含む。
存在する場合、フラーレン受容体は、式（ＩＩＩ）：
Figure 0007260646000005
（式中、Ａは、フラーレンのＣ～Ｃ基とともに、非置換であってもよいか、または１つ以上の置換基で置換されていてもよい単環式または縮合環基を形成する）を有してもよい。
例示的なフラーレン誘導体としては、式（ＩＩＩａ）、（ＩＩＩｂ）、および（ＩＩＩｃ）：
Figure 0007260646000006
（式中、Ｒ２０～Ｒ３２は、各々独立して、Ｈまたは置換基である）が挙げられる。
置換基Ｒ２０～Ｒ３２は、任意選択で、独立して、各出現時において、アリールまたはヘテロアリール、任意選択で、フェニル（非置換であってもよいか、または１つ以上の置換基で置換されていてもよい）、ならびにＣ１－２０アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子は、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、１つ以上のＨ原子は、Ｆで置き換えられていてもよい）からなる群から選択される。
アリールまたはヘテロアリール基Ｒ２０～Ｒ３２の置換基は、存在する場合、任意選択で、Ｃ１－１２アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子は、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、１つ以上のＨ原子は、Ｆで置き換えられていてもよい）から選択される。
供与体（ｐ型）化合物は特に限定されず、有機ポリマーおよび非ポリマー性有機分子を含む当業者に既知の電子供与材料から適切に選択することができる。ｐ型化合物は、式（Ｉ）の化合物のＬＵＭＯよりも深い（真空からさらに深い）ＨＯＭＯを有する。任意選択で、ｐ型供与体のＨＯＭＯレベルと、式（Ｉ）のｎ型受容体化合物のＬＵＭＯレベルとの間のギャップは、１．４ｅＶ未満である。
好ましい実施形態では、ｐ型供与体化合物は、有機共役ポリマーであり、有機共役ポリマーは、ホモポリマーまたは、交互、ランダム、またはブロックコポリマーを含むコポリマーであり得る。好ましいのは、非結晶性または半結晶性共役有機ポリマーである。さらに好ましくは、ｐ型有機半導体は、低バンドギャップ、典型的には２．５ｅＶ～１．５ｅＶ、好ましくは２．３ｅＶ～１．８ｅＶの共役有機ポリマーである。
任意選択で、ｐ型供与体は、真空レベルから５．５ｅＶ以下のＨＯＭＯレベルを有する。任意選択で、ｐ型供与体は、真空レベルから少なくとも４．１ｅＶのＨＯＭＯレベルを有する。
例示的なｐ型供与体ポリマーとして、共役炭化水素またはヘテロ環式ポリマーから選択されるポリマーが言及されてもよく、これらは、ポリアセン、ポリアニリン、ポリアズレン、ポリベンゾフラン、ポリフルオレン、ポリフラン、ポリインデノフルオレン、ポリインドール、ポリフェニレン、ポリピラゾリン、ポリピレン、ポリピリダジン、ポリピリジン、ポリトリアリルアミン、ポリ（フェニレンビニレン）、ポリ（３－置換チオフェン）、ポリ（３，４－二置換チオフェン）、ポリセレノフェン、ポリ（３－置換セレノフェン）、ポリ（３，４－二置換セレノフェン）、ポリ（ビスチオフェン）、ポリ（テルチオフェン）、ポリ（ビスセレノフェン）、ポリ（テルセレノフェン）、ポリチエノ［２，３－ｂ］チオフェン、ポリチエノ［３，２－ｂ］チオフェン、ポリベンゾチオフェン、ポリベンゾ［１，２－ｂ：４，５－ｂ’ｊジチオフェン、ポリイソチアナフテン、ポリ（一置換ピロール）、ポリ（３，４－置換ピロール）、ポリ－１，３，４－オキサジアゾール、ポリイソチアナフテン、およびこれらの共誘導体を含む。ｐ型供与体の好ましい例は、各々が置換されてもよいポリフルオレンとポリチオフェンとのコポリマー、ならびに各々が置換されていてもよいベンゾチアジアゾール系およびチオフェン系の繰り返し単位を含むポリマーである。ｐ型供与体は、複数の電子供与材料の混合物からも構成され得ることが理解される。
任意選択で、供与体ポリマーは、式（ＩＶ）：
Figure 0007260646000007
（式中、Ｒ５０およびＲ５１が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基である）の繰り返し単位を含む。
置換基Ｒ５０およびＲ５１は、Ｒ３～Ｒ１０に関して説明されているＨ以外の基から選択されてもよい。
好ましくは、各Ｒ５０は、置換基である。好ましい実施形態では、Ｒ５０基は、式－Ｚ１－Ｃ（Ｒ５２）２－の基を形成するように連結されており、式中、Ｚ１は、Ｏ、ＮＲ５３、またはＣ（Ｒ５２）２であり、Ｒ５２は、各出現時において、Ｈまたは置換基、好ましくはＲ１に関して記載される置換基、最も好ましくはＣ１－３０ヒドロカルビル基であり、Ｒ５３は、置換基、好ましくはＣ１－３０ヒドロカルビル基である。
好ましくは、各Ｒ５１は、Ｈである。
任意選択で、供与体ポリマーは、式（Ｖ）：
Figure 0007260646000008
（式中、Ｒ５４が、各出現時において、独立して、Ｈまたは置換基である）の繰り返し単位を含む。任意選択で、置換基Ｒ５４は、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ２、およびＣ１－２０アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられてもよい）からなる群から選択される。
例示的な供与体材料は、例えば、ＷＯ２０１３／０５１６７６に開示されており、その内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、供与体化合物の受容体化合物に対する重量は、約１：０．５～約１：２である。
好ましくは、供与体化合物の受容体化合物に対する重量比は、約１：１または約１：１．５である。
第１および第２の電極のうちの少なくとも１つは、デバイスに入射する光がバルクヘテロ接合層に到達できるように透明である。いくつかの実施形態では、第１および第２の電極の両方が透明である。
各透明電極は、好ましくは、３００～９００ｎｍの範囲の波長に対して少なくとも７０％、任意選択で少なくとも８０％の透過率を有する。
いくつかの実施形態では、一方の電極は透明であり、他方の電極は反射性である。
任意選択で、透明電極は、透明導電性酸化物、好ましくは、インジウムスズ酸化物またはインジウム酸化亜鉛の層を含むか、またはそれからなる。好ましい実施形態では、電極は、ポリ３，４－エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）を含んでもよい。他の好ましい実施形態では、電極は、ＰＥＤＯＴとポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）との混合物を含んでもよい。電極は、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの層からなってもよい。
任意選択で、反射電極は、反射金属の層を含んでもよい。反射材料の層は、アルミニウム、または銀、または金であり得る。いくつかの実施形態では、二層電極が使用されてもよい。例えば、電極は、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）／銀二層、ＩＴＯ／アルミニウム二層、またはＩＴＯ／金二層であってもよい。
デバイスは、基板によって支持されるアノードおよびカソードのうちの一方の上にバルクヘテロ接合層を形成し、アノードまたはカソードのうちの他方をバルクヘテロ接合層の上に堆積させることによって形成されてもよい。
ＯＰＤの面積は、約３ｃｍ２未満、約２ｃｍ２未満、約１ｃｍ２未満、約０．７５ｃｍ２未満、約０．５ｃｍ２未満、または約０．２５ｃｍ２未満であってもよい。基板は、ガラスまたはプラスチック基板であってもよいが、これらに限定されない。基板は、無機半導体として説明することができる。いくつかの実施形態では、基板は、シリコンであってもよい。例えば、基板は、シリコンのウエハであってもよい。使用時に、入射光が基板および基板によって支持される電極を通って透過される場合、基板は透明である。
アノードおよびカソードのうちの一方を支持する基板は、使用時に、入射光がアノードおよびカソードのうちの他方を透過する場合、透明であってもなくてもよい。
バルクヘテロ接合層は、熱蒸発および溶媒堆積法を含むが、これらに限定されない、任意のプロセスによって形成されてもよい。
好ましくは、バルクヘテロ接合層は、受容体材料と、溶媒または２つ以上の溶媒の混合物中に溶解または分散されている、電子供与体材料と、を含む調合物を堆積させることによって形成される。調合物は、スピンコーティング、ディップコーティング、ロールコーティング、スプレーコーティング、ドクターブレードコーティング、ワイヤーバーコーティング、スリットコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、グラビア印刷、およびフレキソ印刷を含むが、これらに限定されない任意のコーティングまたは印刷方法によって堆積されてもよい。
調合物の１つ以上の溶媒は、任意選択で、塩素、Ｃ１－１０アルキル、およびＣ１－１０アルコキシ（２つ以上の置換基が連結されて、非置換であってもよいか、または１つ以上のＣ１－６アルキル基で置換されていてもよい環を形成する）、任意選択で、トルエン、キシレン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、アニソール、インダン、およびそのアルキル置換誘導体、ならびにテトラリンおよびそのアルキル置換誘導体から選択される１つ以上の置換基で置換されたベンゼンを含むか、またはそれらからなり得る。
調合物は、２つ以上の溶媒、好ましくは、上述したように１つ以上の置換基で置換された少なくとも１つのベンゼンと、１つ以上のさらなる溶媒とを含む混合物を含んでもよい。１つ以上のさらなる溶媒は、アルキルまたはアリールカルボン酸のエステル、任意選択でアルキルまたはアリールエステル、任意選択でＣ１－１０アルキル安息香酸塩、ベンジル安息香酸塩、またはジメトキシベンゼンから選択されてもよい。好ましい実施形態では、トリメチルベンゼンと安息香酸ベンジルの混合物を溶媒として使用する。他の好ましい実施形態では、トリメチルベンゼンおよびジメトキシベンゼンとの混合物を溶媒として使用する。
調合物は、電子受容体、電子供与体、および１つ以上の溶媒に加えて、さらなる成分を含んでもよい。そのような成分の例として、接着剤、消泡剤、脱気剤、粘度増強剤、希釈剤、補助剤、流れ改良剤、着色剤、染料または顔料、増感剤、安定剤、ナノ粒子、表面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、および阻害剤が言及され得る。
本明細書に記載される有機光検出器は、周囲光の存在および／または明るさの検出を含むがこれらに限定されない広範囲の用途で、ならびに有機光検出器および光源を含むセンサで使用されてもよい。光検出器は、光源から放出された光が光検出器に入射し、光の波長および／または明るさの変化が、例えば、光源と有機光検出器との間の光経路に配置されたサンプル中の標的材料による光の吸収および／またはそれからの光の放出に起因して検出され得るように構成されてもよい。センサは、ガスセンサ、バイオセンサ、Ｘ線撮像デバイス、カメラ撮像センサなどの撮像センサ、モーションセンサ（例えば、セキュリティアプリケーションで使用するための）、近接センサ、または指紋センサであってもよいが、これらに限定されない。１Ｄまたは２Ｄ光センサアレイは、画像センサ内に本明細書に記載される複数の光検出器を含んでもよい。光検出器は、光源による照射時に光を放出するか、または光源による照射時に光を放出する発光タグに結合された標的分析物から放出された光を検出するように構成されてもよい。光検出器は、標的分析物またはそれに結合した発光タグによって放出される光の波長を検出するように構成されてもよい。
合成
以下の反応スキームに従って、化合物実施例１を調製した。
Figure 0007260646000009
ステップ１
４，５－ジブロモフタル酸（４８ｇ）を無水酢酸（２４０ｍＬ）に溶解させ、１３０℃に４時間加熱した。冷却後、得られた固体を濾過によって単離し、トルエン（２０ｍＬ）で洗浄した。材料（４０ｇ）を、さらに精製することなく次のステップで使用した。
ステップ２
ステージ１の粗物質（４０ｇ）を無水酢酸（１００ｍＬ）およびトリメチルアミン（６０ｍＬ）に溶解させた。ｔｅｒｔ－ブチルアセトアセテート（２０．５ｇ、１３０ｍｍｏｌ）を添加し、反応物を室温で１６時間撹拌した。氷（７５ｇ）および濃縮ＨＣｌ（７５ｍＬ）、続いて５Ｎ ＨＣｌ（２００ｍＬ）を添加した。混合物を１時間７５℃に加熱した。冷却後、有機物をＤＣＭ（３×１００ｍＬ）中で抽出した。組み合わせた有機物を乾燥させ、濾過し、濃縮して、４３ｇの粗物質を得た。粗製品をアセトン（３００ｍＬ）で１時間粉砕し、得られた固体を濾過によって単離して、２２ｇのステージ２材料を得た。
ステップ３
ステージ２材料（２２ｇ）、エタン－１，２－ジオール（４４．８ｇ、７２３ｍｍｏｌ）およびｐ－トルエンスルホン酸（１．２４ｇ、７．２３ｍＬ）をトルエン（６００ｍＬ）に溶解させ、１２５℃に２０時間加熱した。冷却後、揮発物を除去し、粗生成物を、ヘキサン中の２０％酢酸エチルで溶出するシリカ上のカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物を、トルエン（６００ｍＬ）中のエタン－１，２－ジオール（４４．８ｇ、７２３ｍｍｏｌ）およびＰＴＳＡ（１．２４ｇ、７．２３ｍｍｏｌ）で２０時間、１２５℃で再び処理した。冷却後、揮発物を除去し、粗物質をヘキサン（２００ｍＬ）で２時間粉砕し、生成物を淡橙色の固体（２３ｇ）として単離し、これをさらに精製することなく使用した。
ステップ４
ステージ３粗物質（２３ｇ、ヘキサシアノフェレートカリウム（１５．４ｇ、４６３８ｍｍｏｌ）、１－ブチルイミダゾール（１５．２ｇ、１２３ｍｍｏｌ）およびヨウ化銅（Ｉ）（４．４５ｇ、２３．４ｍｍｏｌ）をｏ－キシレン（１．２Ｌ）中に懸濁し、１４０℃に４０時間加熱した。ヨウ化銅（Ｉ）のさらなる部分（４．４５ｇ、２３．４ｍｍｏｌ）を添加し、さらに４８時間加熱を続けた。反応物を６０℃に冷却し、セライト床を通して濾過し、酢酸エチル（２×２５０ｍＬ）およびＤＣＭ（２×２５ｍＬ）で洗浄した。揮発物を濾液から除去し、粗残渣を、ヘキサン中０～４５％酢酸エチルで溶出するカラムクロマトグラフィーによって精製し、次いで、ヘキサン中０～３５％酢酸エチルで再び溶出した。生成物含有画分を濃縮して生成物（６．３ｇ）を得、これをさらに精製することなく次のステップで使用した。
ステップ５
１，４－ジオキサン（５００ｍＬ）を氷／メタノール浴中で冷却し、ＨＣｌガスで２時間パージした。ステージ４粗物質を添加し、反応混合物を室温に温めた。さらにＨＣｌパージした１，４－ジオキサン（２５０ｍＬ）２５０ｍＬを添加し、反応物を４８時間撹拌した。反応混合物を窒素でパージし、溶媒を除去した。粗残渣を、さらに精製することなく次のステップに進めた。
ステージ６
酢酸ナトリウム（１０．４ｇ、１２８ｍｍｏｌ）をエタノール（１５０ｍＬ）に溶解した。マロノニトリル（１２．６ｇ、１９２ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を室温で３０分間撹拌した。次いで、混合物を、粗ステージ５材料（６．３ｇ）のエタノール溶媒（３０ｍＬ）に添加し、室温で１６時間撹拌した。水（１８０ｍＬ）を添加し、溶媒を氷浴中で冷却してから、ｐＨ１～２に酸性化した／有機物をＤＣＭ（３×５００ｍＬ）で抽出し、溶媒を除去して、１３．７ｇの粗物質を得た。これを、水中の０～２０％のアセトニトリルで溶出する逆相カラムクロマトグラフィーによって精製した。単離後、生成物をアセトニトリル（１００ｍＬ）、水（２００ｍＬ）および１．５Ｎ ＨＣｌ（２５ｍＬ）に溶解させ、凍結乾燥前に３０分間撹拌した。約９４％の純度で４６０ｍｇを単離した。
ステージ７
コア（２５０ｍｇ、０．１８ｍｍｏｌ）、ステージ６材料（３００ｍｇ、１．８０ｍｍｏｌ）、およびｐ－トルエンスルホン酸水和物（３０９ｍｇ、１．８０ｍｍｏｌ）を、エタノール（５０ｍＬ）中で６５℃で１６時間加熱した。冷却された反応混合物を濾過し、固体をエタノールで洗浄した後、ヘキサン中の５０～１００％ＤＣＭで溶出するシリカ上でカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物含有画分を濃縮して、９８．５５％の純度を有する濃い固体（１４０ｍｇ）の生成物を得た。
化合物実施例２
Figure 0007260646000010
出発材料を、４－ブロモフタル酸から出発する化合物実施例１と類似の手順を介して作製した。
ステージ１
臭化物材料（４．６８ｇ、１７．１ｍｍｏｌ）をジメチルアセトアミドに溶解させ、窒素で脱気した。フェリシアニドカリウム（５．７４ｇ、１３．６ｍｍｏｌ）、ＤＢＵ（２．６ｇ、１７．１ｍｍｏｌ）、酢酸パラジウム（７６７ｍｇ、３．４ｍｍｏｌ）、およびトリ（ｏ－トリルホスフィン）（２．０８ｇ、６．８ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を１１０℃で１６時間撹拌した。冷却後、反応物を水で急冷し、酢酸エチルで抽出した。組み合わせた有機物を水および食塩水で洗浄した後、硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、濃縮して、粗物質を得た。粗製品を、ＤＣＭ－メタノールを溶出剤としてシリカ上にカラム化した。生成物含有画分をＤＣＭ－ヘキサンから沈殿させて、９８％超の純度を有するステージ１材料（２ｇ）を得た。
ステージ２
コア（８４０ｍｇ、０．６１ｍｍｏｌ）、ステージ１段階材料（９２９ｍｇ、４．２ｍｍｏｌ）およびｐ－トルエンスルホン酸水和物（９２０ｍｇ、４．８ｍｍｏｌ）を、エタノール（５０ｍＬ）中で６５℃で１６時間加熱した。冷却された反応混合物を濾過し、固体をエタノールで洗浄した後、ガソリンエーテル中の５０～１００％ＤＣＭで溶出するシリカ上でカラムクロマトグラフィーによって精製した。生成物含有画分を濃縮し、クロロホルム－アセトニトリルから再結晶して、異性体の混合物として９９％超の純度を有する濃い固体（６３０ｍｇ）として生成物を得た。
モデル化データ
式（Ｉａ）の化合物のＬＵＭＯレベルおよびＨＯＭＯ－ＬＵＭＯバンドギャップをモデル化し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ６、およびＲ８が各々、メチルであり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５、Ｒ７、Ｒ９、およびＲ１０が、Ｈであり、Ｒ１１～Ｒ１４が、表１にあるようなものである。
比較のために、式（Ｉａ）のＣＮ基をＦに置き換えた化合物もモデル化した。
Ｂ３ＬＹＰ（汎関数）およびＬＡＣＶＰ＊（基底関数系）を有するＧａｕｓｓｉａｎ０９を使用して、Ｇａｕｓｓｉａｎから入手可能なＧａｕｓｓｉａｎ０９ソフトウェアを使用して量子化学モデル化を実行した。
Figure 0007260646000011
表１を参照すると、モデル化合物実施例１および２は、モデル比較化合物１または２よりも深い（すなわち、真空レベルからさらに遠い）ＬＵＭＯおよびより小さいバンドギャップを有する。
Figure 0007260646000012
Figure 0007260646000013
吸収
図２は、化合物実施例１および比較化合物ＩＥＩＣＯ－４Ｆの吸収スペクトルを示し、化合物実施例１のＣＮ基Ｒ１２およびＲ１３をＦで置き換えた。
Figure 0007260646000014
ＩＥＩＣＯ－４Ｆ化合物実施例１は、比較化合物ＩＥＩＣＯ－４Ｆ（７６２ｎｍ）よりも著しく長いピーク波長（８２２ｎｍ）を有する。
ＨＯＭＯおよびＬＵＭＯのエネルギーレベル
化合物実施例１および比較化合物ＩＥＩＣＯ－４ＦのフィルムのＨＯＭＯおよびＬＵＭＯレベルを、正方形波ボルタンメトリー（ＳＷＶ）によって判定し、結果を表２に記載する。
上記モデル化データと同様に、化合物１のＬＵＭＯレベルは、比較化合物ＩＥＩＣＯ－４Ｆと比較してより深く、そのＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップはより小さい。
Figure 0007260646000015
本明細書に報告される化合物のＬＵＭＯエネルギーレベルは、室温でＳＷＶを使用して化合物のフィルムから判定した。ＳＷＶにおいて、作用電極における電流は、作用電極と基準電極との間の電位を時間的に直線的に掃引させる間に測定する。順方向パルスと逆方向パルスとの間の差電流は、電位の関数としてプロットされ、ボルタモグラムが得られる。ＳＷＶによってＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギーレベルを測定する装置は、アセトニトリル中のテトラブチルアンモニウムパークロレートまたはテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェートを含有するセル、ガラス状炭素作用電極、白金対電極、および漏れのないＡｇ／ＡｇＣＩ基準電極を含んでもよい。
フェロセンは、計算目的のために実験の終了時に既存のセルに直接添加し、フェロセン対Ａｇ／ＡｇＣＩの酸化および還元のために環状ボルタンメトリー（ＣＶ）を使用して電位を判定する。
装置：
ＣＨＩ６６０Ｄポテンショスタット。
直径３ｍｍのガラス状炭素作用電極の漏れのないＡｇ／ＡｇＣＩ基準電極Ｐｔワイヤー補助または対電極。
０．１Ｍのアセトニトリル中のテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート。
方法：
サンプルをトルエン（３ｍｇ／ｍｌ）に溶解し、ガラス状炭素作用電極に直接３０００ｒｐｍで回転させる。
ＬＵＭＯ＝４．８－Ｅフェロセン（ピーク間平均）－サンプルのＥ還元（ピーク最大）。
ＨＯＭＯ＝４．８－Ｅフェロセン（ピーク間平均）＋サンプルのＥ酸化（ピーク最大）。
典型的なＳＷＶ実験は、１５Ｈｚの周波数、２５ｍＶの振幅、および０．００４Ｖの増分ステップで実行する。結果は、ＨＯＭＯデータおよびＬＵＭＯデータの両方について３つの回転させたばかりのフィルムサンプルから計算する。
すべての実験はアルゴンガスパージの下で実行する。
デバイス実施例１
以下の構造を有するデバイスを調製した：
カソード／供与体：受容体層／アノード
インジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）層でコーティングされたガラス状基板をポリエチレンイミン（ＰＥＩＥ）で処理して、ＩＴＯの作業機能を修飾した。
供与体ポリマー１および化合物実施例１の混合物の厚さ約３００ｎｍのバルクヘテロ接合層を、１，２，４トリメチルベンゼン、ジメトキシベンゼン９５：５ｖ／ｖの溶媒混合物から、供与体：受容体の質量比が１：１．５になるようにバーコーティングすることによって、修飾ＩＴＯ層上に堆積させた。
Ｈｅｒａｅｕｓから入手可能なアノード（Ｃｌｅｖｉｏｓ ＨＩＬ－Ｅ１００）を、スピンコーティングによって供与体／受容体混合物層上に形成した。
Figure 0007260646000016
比較デバイス１Ａ
約５００ｎｍの厚さを有するバルクヘテロ接合層において、化合物実施例１をＩＥＩＣＯ－４Ｆに置き換えたことを除いて、デバイス実施例１について記載したようにデバイスを調製した。
比較デバイス１Ｂ
約５００ｎｍの厚さを有するバルクヘテロ接合層において、化合物実施例１をフラーレン受容体Ｃ７０－ＩＰＨに置き換えたことを除いて、デバイス実施例１について記載したようにデバイスを調製した。
図３を参照すると、デバイス実施例１は、約９５０ｎｍを超える波長の比較デバイス１Ａおよび約９００ｎｍを超える波長の比較デバイス１Ｂと比較して、有意に高い外部量子効率を有する。
デバイス実施例２Ａ
約５００ｎｍの厚さのバルクヘテロ接合層を有するデバイス実施例１について記載したようにデバイスを調製した。
デバイス実施例２Ｂ
化合物実施例１の代わりに化合物実施例２を使用したことを除いて、デバイス実施例２Ａについて記載したようにデバイスを調製した。
図４を参照すると、デバイス実施例２Ａおよび２Ｂは、約９５０ｎｍを超える波長で比較デバイス１Ａよりも著しく高い外部量子効率を有する。
デバイス実施例３
バルクヘテロ接合層が、供与体ポリマー１：化合物実施例１：Ｃ７０ＰＣＢＭを１重量比で１：１．０５：０．４５の比率でフラーレン受容体Ｃ７０ＰＣＢＭをさらに含有することを除いて、デバイス実施例２Ａについて記載したようにデバイスを調製した。
図５を参照すると、外部量子効率は、さらなる受容体を添加すると増加する。
デバイス実施例４
バルクヘテロ接合層が、供与体ポリマー１：化合物実施例２：Ｃ７０ＰＣＢＭを１重量比で１：１．２５：０．２５の比率でフラーレン受容体Ｃ７０ＰＣＢＭさらに含有することを除いて、デバイス実施例２Ｂについて記載したようにデバイスを調製した。
図６を参照すると、外部量子効率は、さらなる受容体を添加すると増加する。

Claims (22)

  1. 式（Ｉ）：
    Figure 0007260646000017
     （式中、
    各Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、置換基であり、
    各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
    Ｒ４～Ｒ９が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
    各Ｒ１０が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、
    各Ｒ１１～Ｒ１４が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基であり（ただし、Ｒ１１～Ｒ１４のうちの少なくとも１つの少なくとも１つの出現がＣＮであることが条件である）、
    各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
    Ｚ１が、直接結合であるか、またはＺ１が、Ｒ４もしくはＲ５とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ１を形成し、
    Ｚ２が、直接結合であるか、またはＲ７もしくはＲ８とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ２を形成し、
    Ｚ３が、直接結合であるか、またはＲ６とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ３を形成し、
    Ｚ４が、直接結合であるか、またはＲ９とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ４を形成する）の化合物。
  2. 少なくとも１つのＲ１２基が、ＣＮである、請求項１に記載の化合物。
  3. 少なくとも１つのＲ１３基が、ＣＮである、請求項１または２に記載の化合物。
  4. 各Ｒ１１が、Ｈである、請求項１～３のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 各Ｒ１４が、Ｈである、請求項１～４のいずれか一項に記載の化合物。
  6. Ｚ１～Ｚ４のうちの少なくとも１つが、直接結合である、請求項１～５のいずれか一項に記載の化合物。
  7. Ｚ１～Ｚ４の各々が、直接結合である、請求項６に記載の化合物。
  8. 式（Ｉ）の前記化合物が、式（Ｉａ）：
    Figure 0007260646000018
     を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の化合物。
  9. Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、
    直鎖状、分岐状、または環状Ｃ１－２０アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１５、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、Ｒ１５が、Ｃ１－１２ヒドロカルビルであり、前記Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられていてもよい）、および
    式（Ａｋ）ｐ－（Ａｒ）ｑの基（Ａｋは、１つ以上のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよいＣ１－１２アルキレン鎖であり、ｐが、０または１であり、Ａｒが、各出現時において、独立して、非置換であるか、または１つ以上の置換基で置換されている芳香族またはヘテロ芳香族基であり、ｑが、少なくとも１である）からなる群から選択される、請求項１～８のいずれか一項に記載の化合物。
  10. Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも１つが、非置換であるか、またはＣ１－２０アルキルから選択される１つ以上の置換基で置換されているフェニルであり、１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１５、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられていてもよく、前記Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられていてもよい、請求項９に記載の化合物。
  11. 各Ｒ３～Ｒ１０が、独立して、
    Ｈ、
    Ｃ１－１２アルキル（１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置き換えられていてもよい）、および
    芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ５（非置換であるか、または１つ以上の置換基で置換されている）から選択される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の化合物。
  12. Ｒ３～Ｒ１０のうちの少なくとも１つの、少なくとも１つの出現が、Ｈではない、請求項１～１１のいずれか一項に記載の化合物。
  13. 請求項１～１２のいずれか一項に記載の式（Ｉ）の化合物と、式（Ｉ）の前記化合物に電子を供与することができる電子供与材料と、を含む、組成物。
  14. １つ以上の溶媒中に溶解または分散されている、請求項１～１２のいずれか一項に記載の化合物または請求項１３に記載の組成物を含む、調合物。
  15. アノードと、カソードと、前記アノードとカソードとの間に配置された感光性有機層と、を含む、有機光検出器であって、前記感光性有機層が、請求項１３に記載の組成物を含む、当該有機光検出器。
  16. 前記アノードおよびカソードのうちの一方の上への前記感光性有機層の形成と、前記アノードおよびカソードのうちの他方の前記感光性有機層の上への形成と、を含む、請求項１５に記載の有機光検出器を形成する方法。
  17. 前記感光性有機層の形成が、請求項１４に記載の調合物の堆積と、前記１つ以上の溶媒の蒸発と、を含む、請求項１６に記載の方法。
  18. 光源と、前記光源から放出された光を検出するように構成された請求項１５に記載の有機光検出器と、を備える、光センサ。
  19. 前記光源が、７５０ｎｍを超えるピーク波長を有する光を放出する、請求項１８に記載の光センサ。
  20. 前記有機光検出器と前記光源との間の光路において、サンプルを受け取るように構成されている、請求項１８または１９に記載の光センサ。
  21. サンプル中の標的材料の存在および／または濃度を判定する方法であって、前記方法が、前記サンプルを照射することと、照射時に前記サンプルから放出される光を受け取るように構成された請求項１５に記載の光検出器の応答を測定することと、を含む、方法。
  22. 前記有機光検出器が、請求項１８～２０のいずれか一項に記載の光センサの前記有機光検出器である、請求項２１に記載の方法。
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