JP7474762B2 - 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有機電子デバイスの範囲が知られている。
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た供与体および受容体単位を有する共役共重合体電子供与体と、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）：
ＥＡＧ－ＥＤＧ－ＥＡＧ
（Ｉ）
（式中、ＥＤＧが、多環式ヘテロ芳香族基を含む電子供与基であり、各ＥＡＧが、式（ＩＩ）：
Figure 0007474762000001
（式中、Ｒ１０が、各出現時において、Ｈまたは置換基である）の電子受容基であり、
－－－－はＥＤＧに結合されており、
各Ｘ１～Ｘ４が、独立して、ＣＲ１１またはＮであり、Ｒ１１が、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、ただし、Ｘ１～Ｘ４のうちの少なくとも１つのうちの少なくとも１つの出現が、Ｎである）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、任意選択的に９００ｎｍ超、任意選択的に最大約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を有する有機光検出器と、が提供され、感光性有機層は、供与体化合物と、式（Ｉ）の受容体化合物と、を含有する。
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、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、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、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。
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。
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、開示される技術の実施形態のうちのいくつかの考察の目的で、異なるブロックに分離されてもよいか、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、「本明細書」、「上」、「下」という単語、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「または」という単語は、単語の以下の解釈のすべて、すなわち、リスト内の項目のいずれか、リスト内の項目のすべて、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非常に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、特定の請求項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数の請求項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、任意選択的に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、電子受容体と電子供与体との混合物を含む。任意選択的に、バルクヘテロ接合層は、電子受容体および電子供与体からなる。
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、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、本明細書に記載される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、任意選択的に９００ｎｍ超、任意選択的に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）：
ＥＡＧ－ＥＤＧ－ＥＡＧ
（Ｉ）
（式中、ＥＤＧが、多環式ヘテロ芳香族基を含む電子供与基であり、各ＥＡＧが、式（ＩＩ）：
Figure 0007474762000002
（式中、Ｒ１０が、各出現時において、Ｈまたは置換基である）の電子受容基であり、
－－－－はＥＤＧに結合されており、
各Ｘ１～Ｘ４が、独立して、ＣＲ１１またはＮであり、Ｒ１１が、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、ただし、Ｘ１～Ｘ４のうちの少なくとも１つのうちの少なくとも１つの出現が、Ｎである）の電子受容体（ｎ型）化合物を含有してもよい。
任意選択的に、各Ｘ３はＮである。
任意選択的に、各Ｘ１、Ｘ２、およびＸ４は、ＣＲ１１である。
任意選択的に、各Ｒ１１は、独立して、ＨおよびＣ１－１２アルキルから選択される。
式（ＩＩ）の各ＥＡＧは、ＥＤＧのものよりも深い（すなわち、真空からさらに深い）ＬＵＭＯレベルを有し、好ましくは少なくとも１ｅＶ深い。ＥＡＧおよびＥＤＧのＬＵＭＯレベルは、ＥＡＧ－ＨのＬＵＭＯレベルおよびＨ－ＥＤＧ－ＨのＬＵＭＯレベルをモデル化することによって、すなわち、ＥＡＧとＥＤＧとの間の結合を水素原子への結合で置き換えることによって判定されてもよい。モデル化は、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実施されてもよい。
任意選択的に、ＥＤＧは、少なくとも１つの縮合チオフェンを含有する縮合ヘテロ芳香族基を含む。任意選択的に、縮合ヘテロ芳香族基は、縮合チオフェン、ならびにベンゼン基およびシクロペンタジエン基のうちの一方もしくは両方を含むか、またはそれらからなり、これらの各々は、独立して、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。各チオフェンは、任意選択的に、非置換であるか、またはＨ以外の１つ以上の基Ｒ４で置換されている。各ベンゼンは、任意選択的に、非置換であるか、またはＨ以外の１つ以上の基Ｒ３で置換されている。各シクロペンタジエンは、任意選択的に、非置換であるか、または１つ以上のＲ１基で置換されている。Ｒ１、Ｒ３、およびＲ４は、式（Ｉａ）に関して以下に記載されるとおりである。
任意選択的に、ＥＤＧは、
Figure 0007474762000003
 （式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ４、およびＲ７が、独立して、各出現時において、式（Ｉａ）を参照して、以下に記載されるとおりである）から選択される。
任意選択的に、式（Ｉ）の化合物は、式（Ｉａ）：
Figure 0007474762000004
 （式中、
Ａｒが、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フラン、チオフェン、もしくはベンゼンであり、
各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
各Ａが、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＣＲ１Ｒ２（Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、置換基である）であり、
各Ｒ４～Ｒ９が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
ｐが、０、１、２、または３であり、
ｑが、０、１、２、または３であり、
Ｚ１が、直接結合であるか、または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）を有する。
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。任意選択的に、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原子は、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置き換えられてもよい）から選択されてもよい。
任意選択的に、式（Ｉ）の化合物は、式（Ｉｂ）：
Figure 0007474762000005
（式中、各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基である）を有する。
任意選択的に、式（Ｉ）の化合物は、式（Ｉｃ）：
Figure 0007474762000006
 （式中、Ｒ１３が、各出現時において、独立して、Ｈまたは置換基、任意選択的に、ＨまたはＣ１－１２アルキルであり、１つ以上の隣接していない、非末端のＣ原子が、Ｏ、Ｓ、ＣＯＯ、またはＣＯで置き換えられてもよい）を有する。
任意選択的に、式（Ｉａ）、（Ｉｂ）、または（Ｉｃ）の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、ＮＲ１２、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、Ｒ１２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で置き換えられてもよい）、および
式（Ａｋ）ｕ－（Ａｒ６）ｖ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、ｕが、０または１であり、Ａｒ６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、ｖが、少なくとも１であり、任意選択的に１、２、もしくは３である）からなる群から選択される。
Ａｒ６は、好ましくはフェニルである。
存在する場合、Ａｒ６の置換基は、置換基Ｒ１４であってもよく、Ｒ１４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原子は、Ｏ、Ｓ、ＮＲ１２、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子は、Ｆで置き換えられてもよい）から選択される。
本明細書の任意の場所に記載されるヒドロカルビル基は、任意選択的に、Ｃ１－２０アルキル、非置換フェニル、および１つ以上のＣ１－１２アルキル基で置換されたフェニルから選択される。
ｖが３以上である場合、－（Ａｒ６）ｖは、Ａｒ６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Ａｒ６基の直鎖は、一価の末端Ａｒ６基のみを有し、一方、Ａｒ６基の分岐鎖は、少なくとも２つの一価の末端Ａｒ６基を有する。
任意選択的に、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも１つは、各出現時において、任意選択的に、各Ｒ１およびＲ２は、非置換であるか、または上述されたＲ１４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る。
任意選択的に、式（Ｉａ）または（Ｉｂ）の各Ｒ４～Ｒ９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。
任意選択的に、式（Ｉｂ）の各Ｒ３は、独立して、各出現時において、
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。
Ａｒ５は、好ましくは芳香族基、より好ましくはフェニルである。
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、Ｒ５およびＲ８のうちの少なくとも１つ、任意選択的にその両方が、Ｈではなく、各Ｒ３、Ｒ４、およびＲ６～Ｒ１０が、Ｈである。
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。
式（Ｉ）の例示的な化合物は、
［化７］である。
Figure 0007474762000007
Figure 0007474762000008
Figure 0007474762000009
Figure 0007474762000010
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 0007474762000011
 （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）、式（ＩＩＩｂ）、および式（ＩＩＩｃ）：
Figure 0007474762000012
 （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、任意選択的に、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、任意選択的に、フェニル（非置換であってもよいか、１つ以上の置換基で置換されていてもよい）、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原子は、Ｏ、Ｓ、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、１つ以上のＨ原子は、Ｆで置換されていてもよい）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、任意選択的に、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で置き換えられてもよく、１つ以上のＨ原子は、Ｆで置き換えられてもよい）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（真空からさらに遠い）ＨＯＭＯを有する。任意選択的に、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、もしく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。
任意選択的に、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。任意選択的に、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’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型供与体はまた、複数の電子供与材料の混合物からなり得ることが理解される。
任意選択的に、供与体ポリマーは、式（ＩＶ）：
Figure 0007474762000013
 （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、Ｒ４およびＲ７に関して説明した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。
任意選択的に、供与体ポリマーは、式（Ｖ）：
Figure 0007474762000014
 （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。任意選択的に、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。
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することが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％、任意選択的に少なくとも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。
任意選択的に、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もしく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。
任意選択的に、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、または金であってもよい。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、透明であってもよいか、または透明でなくてもよい。
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、任意選択的に、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）、任意選択的に、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、任意選択的にアルキルまたはアリールエステル、任意選択的に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と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と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、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
電子受容体基前駆体（異性体の混合物）を、以下の反応スキームに従って調製した。
Figure 0007474762000015
 化合物実施例１は、以下の反応スキームに従って電子受容体基前駆体の反応によって形成された。
Figure 0007474762000016
ステップ１およびステップ２
ピリジン－３，４－ジカルボン酸（１０ｇ、５９．８ｍｍｏｌ）を、窒素雰囲気下で３０分間無水酢酸（７０ｍＬ）に還流させた。冷却後、トリメチルアミン（１６．５ｍＬ、１１９ｍｍｏｌ）、続いてｔｅｒｔ－ブチル３－オキソブタン酸塩（９．４６ｇ、５９．８ｍｍｏｌ）を滴下添加し、反応混合物を室温で１８時間撹拌した。揮発物を除去し、粗物質を残した。粗物質を、ＤＣＭ中１０％メタノール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て、１２ｇのグミ状の固体を得た。材料を水に溶解させ、氷浴中で冷却した。１．５Ｎ ＨＣｌ（１００ｍＬ）および濃縮ＨＣｌ（５ｍＬ）を添加して、混合物をｐＨ２～３に酸性化した。茶色の沈殿物が形成され、これを濾過によって単離した。固体をアセトンで２回粉砕し、次いで濾過して乾燥させた。この物質５ｇをアセトニトリルから再結晶し、冷凍庫内に一晩置き、粗製ビス－ケトン２．９ｇを得た。
ステップ３
マロノニトリル（７．７９ｇ、１１８ｍｍｏｌ）を窒素雰囲気下でエタノール（３００ｍＬ）中に溶解させた。酢酸ナトリウム（８．０７ｇ、９８．４ｍｍｏｌ）を添加し、混合物を室温で１時間撹拌した。粗製のステージ２材料（２．９ｇ）を混合物に少量ずつ添加し、１６時間撹拌した。反応混合物を濃縮し、粗製物をアセトン（３００ｍＬ）中に取り込み、４時間撹拌した。固体を濾過によって除去し、濾液を濃縮して１２ｇの粗製物を得た。この粗製物を、水中の１０％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。生成物含有画分を濃縮し、冷凍庫に入れて、６００ｍｇを得た。生成物を１．５Ｎ ＨＣｌ（２５ｍＬ）中に懸濁し、凍結乾燥機に入れた。完了時、そ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４
チオフェンコア（４００ｍｇ、２８８μｍｏｌ）およびステージ３材料（５６２ｍｇ、１１５μｍｏｌ）を窒素雰囲気下でクロロホルム中に溶解させた。ピリジン（５ｍＬ）を添加し、反応物を６５℃で６５時間撹拌した。冷却後、溶媒を除去し、粗残渣を、クロロホルム中の２％メタノール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、アセトニトリルで３時間粉砕した。濾過後、固体をＤＣＭ／ヘキサン（３／３０ｍＬ）から２回沈殿させ、固体を濾過し、乾燥させて、４９５ｍｇの生成物を得た。ＬＣＭＳは、９８．３１％の純度を示した。
モデル化データ
式（Ｉｂ）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、Ｒ５、およびＲ８が各々、メチルであり、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ６、Ｒ７、Ｒ９、およびＲ１０が各々、Ｈであり、Ｘ１～Ｘ４が、表１にあるようなものである。
比較のために、式（Ｉｂ）のＸ１～Ｘ４基が、Ｆで置き換えられたＣ－ＨまたはＣ－Ｆのいずれかである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施した。
Figure 0007474762000017
Figure 0007474762000018
Figure 0007474762000019
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１～３と比較して、ＬＵＭＯがより深く（すなわち、真空レベルから遠く）、バンドギャップが同等または小さくなっている。
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す。化合物実施例１は、ＩＥＩＣＯ－４Ｆ（７６２ｎｍ）よりも著しく長いピーク波長（７８６ｎｍ）を有する。
Figure 0007474762000020
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。
化合物実施例１のＬＵＭＯレベルは、各Ｘ２およびＸ３がＣＦであることを除いて、化合物実施例１の構造を有する比較化合物ＩＥＩＣＯ－４Ｆと比較して、より深く、そのＨＯＭＯ－ＬＵＭＯギャップがより小さい。
Figure 0007474762000021
本明細書に報告される化合物のＨＯＭＯおよび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三級ブチルアンモニウムパークロレートまたは三級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ガラス状炭素作用電極
漏れのないＡｇ／ＡｇＣＩ基準電極
Ｐｔワイヤ補助または対電極。
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。
一態様において、本発明は以下を提供する。
［項目１］
式（Ｉ）：
Figure 0007474762000022
（式中、ＥＤＧが、多環式ヘテロ芳香族基を含む電子供与基であり、各ＥＡＧが、式（ＩＩ）：
［化１］
Figure 0007474762000023
（式中、Ｒ １０ が、各出現時において、Ｈまたは置換基である）の電子受容基であり、
－－－－はＥＤＧに結合されており、
各Ｘ １ ～Ｘ ４ が、独立して、ＣＲ １１ またはＮであり、Ｒ １１ が、各出現時において、Ｈまたは置換基であり、ただし、Ｘ １ ～Ｘ ４ のうちの少なくとも１つのうちの少なくとも１つの出現が、Ｎである）の化合物。
［項目２］
各Ｘ ３ が、Ｎである、項目１に記載の化合物。
［項目３］
各Ｘ １ 、Ｘ ２ 、およびＸ ４ が、ＣＲ １１ である、項目２に記載の化合物。
［項目４］
各Ｒ １１ が、独立して、ＨおよびＣ １－１２ アルキルから選択される、項目１～３のいずれか一項に記載の化合物。
［項目５］
前記化合物が、式（Ｉａ）：
［化２］
Figure 0007474762000024
（式中、
Ａｒが、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フラン、チオフェン、もしくはベンゼンであり、
各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
各Ａが、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＣＲ １ Ｒ ２ （Ｒ １ およびＲ ２ が、独立して、各出現時において、置換基である）であり、
各Ｒ ４ ～Ｒ ９ が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
ｐが、０、１、２、または３であり、
ｑが、０、１、２、または３であり、
Ｚ １ が、直接結合であるか、またはＲ ４ もしくはＲ ５ とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ １ を形成し、
Ｚ ２ が、直接結合であるか、またはＲ ７ もしくはＲ ８ とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ ２ を形成し、
Ｚ ３ が、直接結合であるか、またはＲ ６ とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ ３ を形成し、
Ｚ ４ が、直接結合であるか、またはＲ ９ とともに芳香族もしくはヘテロ芳香族基Ａｒ ４ を形成する）を有する、項目１～４のいずれか一項に記載の化合物。
［項目６］
前記化合物が、式（Ｉｂ）：
［化３］
Figure 0007474762000025
（式中、各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基である）を有する、項目５に記載の化合物。
［項目７］
Ｒ １ およびＲ ２ が、独立して、各出現時において、
直鎖状、分岐状、または環状Ｃ １－２０ 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、ＮＲ １２ 、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、Ｒ １２ が、Ｃ １－１２ ヒドロカルビルであり、Ｃ １－２０ アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられてもよい）、および
式（Ａｋ）ｕ－（Ａｒ ６ ）ｖの基（Ａｋが、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Ｃ １－１２ アルキレン鎖であり、ｕが、０または１であり、Ａｒ ６ 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もしくはヘテロ芳香族基であり、ｖが、少なくとも１である）からなる群から選択される、項目５または６に記載の化合物。
［項目８］
Ｒ １ およびＲ ２ のうちの少なくとも１つが、非置換であるか、またはＣ １－２０ 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、ＮＲ １２ 、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、前記Ｃ １－２０ アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられてもよい、項目７に記載の化合物。
［項目９］
各Ｒ ４ ～Ｒ ９ が、独立して、
Ｈ、
Ｃ １－１２ 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で置き換えられてもよい）、および
芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ ５ （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、項目５～８のいずれか一項に記載の化合物。
［項目１０］
各Ｒ ３ が、独立して、各出現時において、
Ｈ、
Ｃ １－１２ 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で置き換えられてもよい）、および
芳香族またはヘテロ芳香族基Ａｒ ５ （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、項目６～９のいずれか一項に記載の化合物。
［項目１１］
項目１～１０のいずれか一項に記載の式（Ｉ）の化合物と、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。
［項目１２］
１つ以上の溶媒中に溶解または分散されている、項目１～１１のいずれか一項に記載の化合物または組成物を含む、調合物。
［項目１３］
有機光検出器であって、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、を備え、前記感光性有機層が、供与体化合物および項目１～１２のいずれか一項に記載の受容体化合物を含む、有機光検出器。
［項目１４］
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、項目１３に記載の有機光検出器を形成する方法。
［項目１５］
前記感光性有機層の形成が、項目１１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、項目１４に記載の方法。
［項目１６］
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項目１１に記載の有機光検出器と、を備える、光センサ。
［項目１７］
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、項目１２に記載の光センサ。
［項目１８］
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、項目１６または１７に記載の光センサ。
［項目１９］
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項目１３に記載の有機光検出器の応答を測定することと、を含む、方法。
［項目２０］
前記有機光検出器が、項目１６～１８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、項目１９に記載の方法。

Claims (20)

  1. 式（Ｉ）：
    Figure 0007474762000026
    （式中、ＥＤＧが、少なくとも１つの縮合チオフェンを含有する多環式ヘテロ芳香族基を含む電子供与基であり、各ＥＡＧが、式（ＩＩ）：
    Figure 0007474762000027
     （式中、Ｒ１０が、各出現時において、Ｈまたは置換基である）の電子受容基であり、
    －－－－はＥＤＧへの結合であり、
    各Ｘ１～Ｘ４が、独立して、ＣＲ１１またはＮであり、Ｒ１１が、各出現時において、
    Ｈまたは置換基であり、ただし、Ｘ１～Ｘ４のうちの少なくとも１つのうちの少なくとも１つの出現が、Ｎである）の化合物。
  2. 各Ｘ３が、Ｎである、請求項１に記載の化合物。
  3. 各Ｘ１、Ｘ２、およびＸ４が、ＣＲ１１である、請求項２に記載の化合物。
  4. 各Ｒ１１が、独立して、ＨおよびＣ１－１２アルキルから選択される、請求項１～３のいずれか一項に記載の化合物。
  5. 前記化合物が、式（Ｉａ）：
    Figure 0007474762000028
     （式中、
    Ａｒが、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フラン、チオフェン、もしくはベンゼンであり、
    各Ｙが、独立して、ＯまたはＳであり、
    各Ａが、独立して、Ｏ、Ｓ、またはＣＲ１Ｒ２（Ｒ１およびＲ２が、独立して、各出現時において、置換基である）であり、
    各Ｒ４～Ｒ９が、独立して、Ｈまたは置換基であり、
    ｐが、０、１、２、または３であり、
    ｑが、０、１、２、または３であり、
    Ｚ１が、直接結合であるか、または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）を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の化合物。
  6. 前記化合物が、式（Ｉｂ）：
    Figure 0007474762000029
     （式中、各Ｒ３が、独立して、各出現時において、Ｈまたは置換基である）を有する、請求項５に記載の化合物。
  7. 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、ＮＲ１２、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、Ｒ１２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で置き換えられてもよい）、および
    式（Ａｋ）ｕ－（Ａｒ６）ｖの基（Ａｋが、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、ｕが、０または１であり、Ａｒ６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もしくはヘテロ芳香族基であり、ｖ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５または６に記載の化合物。
  8. 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、ＮＲ１２、ＣＯ、またはＣＯＯで置き換えられてもよく、前記Ｃ１－２０アルキルの１つ以上のＨ原子が、Ｆで置き換えられてもよい、請求項７に記載の化合物。
  9. 各Ｒ４～Ｒ９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５～８のいずれか一項に記載の化合物。
  10. 各Ｒ３が、独立して、各出現時において、
    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６～９のいずれか一項に記載の化合物。
  11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の式（Ｉ）の化合物と、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。
  12. １つ以上の溶媒中に溶解または分散されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の化合物または組成物を含む、調合物。
  13. 有機光検出器であって、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、を備え、前記感光性有機層が、供与体化合物および請求項１～１０のいずれか一項に記載の化合物である受容体化合物を含む、有機光検出器。
  14. 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１３に記載の有機光検出器を形成する方法。
  15. 前記感光性有機層の形成が、請求項１２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１４に記載の方法。
  16. 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１３に記載の有機光検出器と、を備える、光センサ。
  17. 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１６に記載の光センサ。
  18. 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１６または１７に記載の光センサ。
  19. 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１３に記載の有機光検出器の応答を測定することと、を含む、方法。
  20. 前記有機光検出器が、請求項１６～１８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１９に記載の方法。
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