TW201925261A

TW201925261A - 有機半導性化合物

Info

Publication number: TW201925261A
Application number: TW107138785A
Authority: TW
Inventors: 威廉米契爾; 阿格尼茲卡普隆; 曼首耳德拉巴力; 肯恩赫德
Original assignee: 德商馬克專利公司
Priority date: 2017-11-02
Filing date: 2018-11-01
Publication date: 2019-07-01
Also published as: CN111315796B; EP3704176A1; WO2019086400A1; US20200369824A1; CN111315796A; TWI797185B; US11649321B2; EP3704176B1

Abstract

本發明係關於含有多環單元之新穎有機半導性化合物；其製備方法及其中所使用之離析物或中間物；含有其之組合物、聚合物摻合物及調配物；該等化合物、組合物及聚合物摻合物作為有機半導體用於有機電子(OE)裝置中或用於製備有機電子裝置之用途，該等有機電子裝置尤其是有機光伏打(OPV)裝置、基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)裝置、有機光偵測器(OPD)、有機場效電晶體(OFET)及有機發光二極體(OLED)；及包含此等化合物、組合物或聚合物摻合物之OE、OPV、PSC、OPD、OFET及OLED裝置。

Description

有機半導性化合物

本發明係關於含有多環單元之新穎有機半導性化合物；其製備方法及其中所使用之離析物或中間物；含有其之組合物、聚合物摻合物及調配物；該等化合物、組合物及聚合物摻合物作為有機半導體用於有機電子(OE)裝置中或用於製備有機電子裝置之用途，尤其有機光伏打(OPV)裝置、基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)裝置、有機光偵測器(OPD)、有機場效電晶體(OFET)及有機發光二極體(OLED)；及包含此等化合物、組合物或聚合物摻合物之OE、OPV、PSC、OPD、OFET及OLED裝置。

近年來，為了製造更通用、成本更低之電子裝置，已開發出有機半導性(OSC)材料。此類材料在廣泛範圍之裝置或設備中得到應用，包括(僅舉幾例)有機場效電晶體(OFET)、有機發光二極體(OLED)、有機光偵測器(OPD)、有機光伏打(OPV)電池、基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)裝置、感測器、記憶體元件及邏輯電路。有機半導性材料通常以例如厚度在50 nm與300 nm之間的薄層形式存在於電子裝置中。

一個重要的特定領域為有機光伏打裝置(OPV)。共軛聚合物已用於OPV中，因為其允許藉由諸如旋轉澆鑄、浸塗或噴墨印刷之溶液加工技術製造裝置。與用於製造無機薄膜裝置之蒸發技術相比，溶液加工可較便宜地且在較大規模上進行。目前，基於聚合物之光伏打裝置達到10%以上之效率。

另一重要的特定領域為OFET。OFET裝置之效能主要基於半導性材料之電荷載流子遷移率及電流開/關比，因此理想的半導體應在關閉狀態下具有低電導率及高電荷載流子遷移率(＞ 1 × 10^-3 cm² V^-1 s^-1 )。另外，由於氧化導致裝置效能降低，半導性材料對氧化穩定，亦即其具有高電離電勢為重要的。對半導性材料之其他要求為良好可加工性，尤其針對大規模製造薄層及所需圖案，及較高穩定性、膜均一性及有機半導體層之完整性。

有機光偵測器(OPD)為另一重要的特定領域，此係由於共軛吸光聚合物使得有效裝置可藉由溶液處理技術，諸如(僅舉幾例)旋轉澆鑄、或噴墨印刷製備。

OPV或OPD裝置中之感光層通常由至少兩種材料構成：p型半導體，其通常為共軛聚合物、寡聚物或成分確定之分子單元；及n型半導體，其通常為富勒烯或經取代之富勒烯、石墨烯、金屬氧化物或量子點。

然而，先前技術中所揭示之用於OE裝置之OSC材料具有數個缺點。其通常難以合成或純化(富勒烯)，及/或不強烈吸收在＞700nm之近IR光譜中之光。另外，其他OSC材料並不通常形成用於有機光伏打裝置或有機光偵測器之有利形態及/或供體相可混性。

因此，仍需要用於如OPV、PSC、OPD及OFET之OE裝置中之OSC材料，其具有有利特性，特定言之良好可加工性、在有機溶劑中之高溶解度、良好結構組織及成膜特性。另外，OSC材料應易於合成，尤其藉由適合於大批量生產之方法合成。關於在OPV電池中使用，OSC材料尤其應具有低帶隙，其使得能夠提高光敏層之光收集且可引起較高電池效率、高穩定性及長使用壽命。關於在OFET中使用，OSC材料尤其應具有高電荷載流子遷移率、在電晶體裝置中之高開/關比、高氧化穩定性及長使用壽命。

本發明之目標為提供新穎OSC化合物，尤其n型OSC，其可克服來自先前技術之OSC的缺陷，且其提供上文所提及之有利特性中之一或多者，尤其易於藉由適合於大批量生產的方法合成、良好可加工性、高穩定性、在OE裝置中之長使用壽命、在有機溶劑中之良好溶解度、高電荷載流子遷移率及低帶隙。本發明之另一目標為擴大可供專家可使用之OSC材料及n型OSC之材料的範圍。專家根據以下實施方式可即刻顯而易知本發明之其他目標。

本發明之發明人已發現以上目標中之一或多個可藉由提供如在下文中所揭示及所主張之化合物實現。此等化合物包含如式I中所展示之二環戊二烯并苯并型多環中心單元。

已發現包含此中心多環單元，且進一步包含一個或兩個末端拉電子基團之化合物可用作展示如上文所描述之有利特性的n型OSC。

先前技術中已揭示基於線性稠合多環芳香族單元之共軛聚合物用作p型OSC，諸如苯并二茚并二噻吩(IDT)，例如WO 2010/020329 A1及EP 2075274 A1中所揭示，或苯并二茚并二噻吩并噻吩(IDTT)，例如WO 2015/154845 A1中所揭示。

已由K-T. Wong, T-C. Chao, L-C. Chi, Y-Y. Chu, A. Balaiah, S-F. Chiu, Y-H. Liu, 及Y. Wang,Org. Lett. ,2006 ,8 , 5033提出具有IDT芯之OSC小分子用作OLED中之發色團。

最近，在CN104557968A及CN105315298 A中已報告包含經2-(3-側氧-2,3-二氫茚-1-亞基)丙二腈封端之IDT或IDTT芯之OSC小分子在OPV裝置中用作非富勒烯n型OSC，例如由Y. Lin, J. Wang, Z.-G. Zhang, H. Bai, Y. Li, D. Zhu及X. Zhan,Adv. Mater. ,2015 ,27 , 1170及由H. Lin, S. Chen, Z. Li, J. Y. L. Lai, G. Yang, T. McAfee, K. Jiang, Y. Li, Y. Liu, H. Hu, J. Zhao, W. Ma, H. Ade及H. Yan, Zhan,Adv. Mater. ,2015 ,27 , 7299所報告。

然而，如在下文中揭示及主張之化合物尚未揭示於先前技術中。

本發明係關於一種式I化合物

其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義：
Ar¹ 係選自由下式及其鏡像組成之群：

Ar² 係選自由下式及其鏡像組成之群：

Ar³ 係選自由下式及其鏡像組成之群：

Ar⁴ 、Ar⁵ 、Ar⁶ 伸芳基或伸雜芳基，其具有5至20個環原子，其為單環或多環，其視情況含有稠環，且其未經取代或經一或多個相同或不同之基團L或CY¹ =CY² 或-CºC-取代，
Y¹ 、Y² H、F、Cl或CN，
U¹ CR³ R⁴ 、SiR³ R⁴ 、GeR³ R⁴ 、NR³ 或C=O，
V¹ CR⁵ 或N，
W¹ S、O、Se或C=O，
R^1-7 R^W 、H、F、Cl、CN或具有1至30、較佳1至20個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中一或多個CH₂ 基團各自視情況經-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=S)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR⁰ -、-SiR⁰ R⁰⁰ -、-CF₂ -、-CR⁰ =CR⁰⁰ -、-CY¹ =CY² -或-CºC-置換，置換方式為使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯，且其中一或多個H原子各自視情況經F、Cl、Br、I或CN置換，且其中一或多個CH₂ 或CH₃ 基團各自視情況經陽離子或陰離子基團置換；或芳基、雜芳基、芳烷基、雜芳烷基、芳氧基或雜芳氧基，其中前述環狀基團中之各者具有5至20個環原子，為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代，
且R¹ 及R² 之對亦可與其所連接之C原子一起形成具有5至20個環原子之螺環接基團，該螺環接基團為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代，
且R³ 及R⁴ 之對亦可與其所連接之C、Si或Ge原子一起形成具有5至20個環原子之螺環接基團，該螺環接基團為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代，
R^W 拉電子基團，其較佳具有針對拉電子基團R^T1 所給出之含義之一，
L F、Cl、-NO₂ 、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、R⁰ 、OR⁰ 、SR⁰ 、-C(=O)X⁰ 、-C(=O)R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-NH₂ 、-NHR⁰ 、-NR⁰ R⁰⁰ 、-C(=O)NHR⁰ 、-C(=O)NR⁰ R⁰⁰ 、-SO₃ R⁰ 、-SO₂ R⁰ 、-OH、-CF₃ 、-SF₅ ，或視情況經取代之矽基，或具有1至30、較佳1至20個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子，該等雜原子較佳為F、-CN、R⁰ 、-OR⁰ 、-SR⁰ 、-C(=O)-R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-O-C(=O)-OR⁰ 、-C(=O)-NHR⁰ 或-C(=O)-NR⁰ R⁰⁰ ，
R⁰ 、R⁰⁰ H或視情況氟化之具有1至20、較佳1至12個C原子的直鏈或分支鏈烷基，
X⁰ 鹵素，較佳F或Cl，
R^T1 、R^T2 H、F、Cl、CN、NO₂ _，或具有1至30個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經一或多個基團L取代且視情況包含一或多個雜原子，
a、b、c 0或1至10之整數，較佳0、1、2、3、4或5，
d 1、2或3，
e 0、1、2或3，
k 0或1至10之整數，較佳0、1、2、3、4、5、6、7、8或9，
m 0或1至10之整數，較佳0、1、2、3、4、5、6、7、8或9，
其中R^T1 及R^T2 中之至少一者為拉電子基團，且其中式I含有至少一個選自下式及其鏡像之部分：
。

本發明進一步關於製備式I化合物之新穎合成方法及其中所使用之新穎中間物。

本發明進一步關於式I化合物較佳在半導性材料、電子或光電裝置、或電子或光電裝置之組件中作為半導體、較佳作為電子受體或n型半導體的用途。

本發明進一步關於式I化合物作為染料或顏料之用途。

本發明進一步關於包含一或多種式I化合物之組合物，且該組合物進一步包含一或多種具有半導性、電洞或電子傳遞、電洞或電子阻擋、絕緣、黏結、電導、光導、光敏性或發光特性中之一或多者的化合物。

本發明進一步關於包含一或多種式I化合物之組合物，且該組合物進一步包含黏合劑，較佳電惰性黏合劑，極佳電惰性聚合黏合劑。

本發明進一步關於包含式I化合物之組合物，且該組合物進一步包含較佳選自共軛聚合物的一或多種電子供體或p型半導體。

本發明進一步關於包含一或多種n型半導體之組合物，該等n型半導體中之至少一者為式I化合物，且該組合物進一步包含一或多種p型半導體。

本發明進一步關於包含一或多種n型半導體之組合物，該等n型半導體中之至少一者為式I化合物，且該等n型半導體中之至少一個其他者為富勒烯或富勒烯衍生物，且該組合物進一步包含一或多種較佳選自共軛聚合物之p型半導體。

本發明進一步關於塊材異質接面(BHJ)，其由包含作為電子受體或n型半導體之式I化合物，及一或多種為電子供體或p型半導體且較佳選自共軛聚合物之化合物的組合物形成。

本發明進一步關於式I化合物或如上文及下文所描述之組合物作為半導性、電荷輸送、電導、光導、光敏性或發光材料之用途。

本發明進一步關於式I化合物或如上文及下文所描述之組合物在電子或光電裝置、或在此裝置之組件或在包含此裝置的總成中之用途。

本發明進一步關於包含式I化合物或如上文及下文所描述之組合物的半導性、電荷輸送、電導、光導、光敏性或發光材料。

本發明進一步關於包含式I化合物或如上文及下文所描述之組合物的電子或光電裝置、或其組件、或包含其之總成。

本發明進一步關於電子或光電裝置、或其組件、或包含其之總成，其包含如上文及下文所描述之半導性、電荷輸送、電導、光導或發光材料。

本發明進一步關於包含一或多種式I化合物、或包含如上文及下文所描述之組合物或半導性材料且進一步包含一或多種較佳選自有機溶劑之溶劑的調配物。

本發明進一步關於如上文及下文所描述之調配物用於製備電子或光電裝置或其組件之用途。

本發明進一步關於電子或光電裝置或其組件，其經由如上文及下文所描述之調配物之用途獲得。

電子或光電裝置包括(但不限於)：有機場效電晶體(OFET)、有機薄膜電晶體(OTFT)、有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)、有機發光電化電池(OLEC)、有機光伏打裝置(OPV)、有機光偵測器(OPD)、有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池(DSSC)、有機光電化學電池(OPEC)、基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)、雷射二極體、肖特基二極體、光導體、光偵測器及熱電裝置。

較佳裝置為OFET、OTFT、OPV、PSC、OPD及OLED，特定言之OPD及BHJ OPV或倒置式BHJ OPV。

電子或光電裝置之組件包括(但不限於)：電荷注入層、電荷輸送層、夾層、平坦化層、抗靜電膜、聚合物電解質膜(PEM)、導電基板及導電圖案。

包含電子或光電裝置之總成包括(但不限於)：積體電路(IC)、射頻識別(RFID)標籤、安全標記、安全裝置、平板顯示器、平板顯示器之背光、電子照相裝置、電子照相記錄裝置、有機記憶體裝置、感測器裝置、生物感測器及生物晶片。

另外，式I化合物及如上文及下文所描述之組合物可用作電池組中、或用於偵測及鑑別DNA序列的組件或裝置中之電極材料。

如本文所使用，術語「聚合物」應理解為意謂具有高相對分子質量之分子，其結構基本上包含實際上或概念上自具有低相對分子質量之分子衍生之多次重複的單元(Pure Appl. Chem. ,1996 ,68 , 2291)。術語「寡聚物」應理解為意謂具有中等相對分子質量之分子，其結構基本上包含實際上或概念上自具有低相對分子質量之分子衍生的小複數個單元(Pure Appl. Chem. ,1996 ,68 , 2291)。在如本發明所使用之較佳含義中，聚合物應理解為意謂具有＞ 1，亦即至少2個重複單元、較佳≥ 5、極佳≥10個重複單元之化合物，且寡聚物應理解為具有＞ 1且＜ 10、較佳＜ 5個重複單元之化合物。

另外，如本文所使用，術語「聚合物」應理解為意謂涵蓋一或多種相異類型之重複單元(分子之最小組成單元)之主鏈(backbone/main chain)且包括通常已知之術語「寡聚物」、「共聚物」、「均聚物」、「無規聚合物」及其類似者之分子。另外，應理解，術語聚合物除了包括聚合物自身以外亦包括來自伴隨此聚合物之合成之引發劑、催化劑及其他元素的殘餘物，其中此等殘餘物應理解為不共價地入至該聚合物。另外，雖然此等殘餘物及其他元素通常在聚合後純化製程期間被移除，但此等殘餘物及其他元素通常與聚合物混合或共混，使得當聚合物在容器之間或在溶劑或分散介質之間轉移時，此等殘餘物及其他元素一般與聚合物保持在一起。

如本文所使用，在展示聚合物或重複單元之式中，星號(*)應理解為意謂與相鄰單元或聚合物主鏈中之端基之化學鍵。在例如苯環或噻吩環之環中，星號(*)應理解為意謂稠合至相鄰環之C原子。

如本文所使用，術語「重複單元」及「單體單元」可被互換地使用，且應理解為意謂組成重複單元(CRU)，其為最小組成單元，該最小組成單元之重複構成規則巨分子、規則寡聚物分子、規則嵌段或規則鏈(Pure Appl. Chem. ,1996 ,68 , 2291)。如本文進一步所使用，術語「單元」應理解為意謂可獨自地為重複單元或可與其他單元一起形成組成重複單元之結構單元。

如本文所使用，「端基」應理解為意謂終止聚合物主鏈之基團。表述「在主鏈中之末端位置中」應理解為意謂在一側連接至此端基且在另一側鍵聯至另一重複單元之二價單元或重複單元。此類端基包括封端基團，或連接至形成聚合物主鏈之單體的反應基，該等反應基不參與聚合反應，例如具有如下文所定義之R³¹ 或R³² 之含義的基團。

如本文所使用，術語「封端基團」應理解為意謂連接至聚合物主鏈之端基或置換聚合物主鏈之端基的基團。可藉由封端製程將封端基團引入至聚合物中。可例如藉由使聚合物主鏈之端基與單官能化合物(「封端子(endcapper)」) (例如烷基鹵化物或芳基鹵化物、烷基錫烷或芳基錫烷或烷基酸酯或芳基酸酯)反應來進行封端。可例如在聚合反應之後添加封端子。可替代地，可在聚合反應之前或期間將封端子原位添加至反應混合物中。封端子之原位添加亦可用於終止聚合反應，且由此控制形成之聚合物之分子量。典型封端基團為例如H、苯基及低碳數烷基。

如本文所使用，術語「小分子」應理解為意謂典型地不含有反應性基團之單體化合物，藉由該反應性基團，該單體化合物可起反應以形成聚合物，且該反應性基團被指定為以單體形式使用。與此對比，除非另外說明，否則術語「單體」應理解為意謂承載一或多個反應性官能基之單體化合物，藉由該一或多個反應性官能基，該單體化合物可起反應以形成聚合物。

如本文所使用，術語「供體」或「供予」及「受體」或「接受」應理解為分別意謂電子供體或電子受體。「電子供體」應理解為意謂將電子供予至另一化合物或化合物之原子之另一基團的化學實體。「電子受體」應理解為意謂接受自另一化合物或化合物之原子之另一基團轉移至自身之電子的化學實體。亦參見International Union of Pure and Applied Chemistry, Compendium of Chemical Technology, Gold Book，2.3.2版本，2012年8月19日，第477及480頁。

如本文所使用，術語「n型」或「n型半導體」應理解為意謂傳導電子密度超過行動電洞密度之外質半導體，且術語「p型」或「p型半導體」應理解為意謂行動電洞密度超過傳導電子密度之外質半導體(亦參見J. Thewlis, Concise Dictionary of Physics, Pergamon Press, Oxford, 1973)。

如本文所使用，術語「脫離基」應理解為意謂自被視為參與指定反應之分子之殘餘或主要部分中之原子分離之原子或基團(其可帶電或不帶電) (亦參見Pure Appl. Chem. ,1994 ,66 , 1134)。

如本文所使用，術語「共軛」應理解為意謂主要含有具有sp² 混成化(或視情況亦存在之sp混成化)之C原子，且其中此等C原子亦可經雜原子置換之化合物(例如聚合物)。在最簡單的情況下，此為例如具有交替C-C單及雙(或參)鍵之化合物，但亦包括具有例如1,4-伸苯基之芳族單元之化合物。就此而論，術語「主要」應理解為意謂具有天然(自發地)產生之缺陷或具有藉由設計所包括之缺陷(其可能導致共軛之中斷)之化合物仍被視為共軛化合物。

如本文所使用，除非另外說明，否則以數目平均分子量M_n 或重量平均分子量M_W 之形式給出分子量，其係在諸如四氫呋喃、三氯甲烷(TCM，氯仿)、氯苯或1,2,4-三氯苯之溶離劑溶劑中藉由凝膠滲透層析法(GPC)針對聚苯乙烯標準物確定。除非另外說明，否則氯苯用作溶劑。聚合度，亦稱為重複單元之總數n，應理解為意謂以n = M_n /M_U 形式給出之數量平均聚合度，其中M_n 為數目平均分子量且M_U 為單個重複單元之分子量，參見J. M. G. Cowie,Polymers: Chemistry & Physics of Modern Materials , Blackie, Glasgow, 1991。

如本文所使用，術語「碳基」應理解為意謂包含至少一個碳原子之不具有任何非碳原子(例如-C≡C-)或視情況與諸如B、N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge之至少一個非碳原子組合之任何單價或多價有機部分(例如羰基等)。

如本文所使用，術語「烴基」應理解為意謂另外含有一或多個H原子且視情況含有一或多個例如B、N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge之雜原子之碳基。

如本文所使用，術語「雜原子」應理解為意謂有機化合物中非H原子或C原子之原子，且較佳應理解為意謂B、N、O、S、P、Si、Se、Sn、As、Te或Ge。

包含3個或3個以上C原子之鏈之碳基或烴基可為直鏈、分支鏈及/或環狀的，且可包括螺連接環及/或稠環。

較佳碳基及烴基包括烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基，其各自視情況經取代且具有至多40、較佳至多25、極佳至多18個C原子；此外視情況經取代之芳基或芳氧基，其具有6至40、較佳6至25個C原子；此外烷基芳氧基、芳基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基，其各自視情況經取代且具有6至40、較佳7至40個C原子，其中此等基團中之各者視情況含有一或多個較佳選自B、N、O、S、P、Si、Se、Sn、As、Te或Ge之雜原子。

更佳碳基及烴基包括例如：C₁ -C₄₀ 烷基、C₁ -C₄₀ 氟烷基、C₁ -C₄₀ 烷氧基或氧雜烷基、C₂ -C₄₀ 烯基、C₂ -C₄₀ 炔基、C₃ -C₄₀ 烯丙基、C₄ -C₄₀ 烷基二烯基、C₄ -C₄₀ 聚烯基、C₂ -C₄₀ 酮基、C₂ -C₄₀ 酯基、C₆ -C₁₈ 芳基、C₆ -C₄₀ 烷芳基、C₆ -C₄₀ 芳烷基、C₄ -C₄₀ 環烷基、C₄ -C₄₀ 環烯基及其類似物。在前述基團中較佳分別為C₁ -C₂₀ 烷基、C₁ -C₂₀ 氟烷基、C₂ -C₂₀ 烯基、C₂ -C₂₀ 炔基、C₃ -C₂₀ 烯丙基、C₄ -C₂₀ 烷基二烯基、C₂ -C₂₀ 酮基、C₂ -C₂₀ 酯基、C₆ -C₁₂ 芳基及C₄ -C₂₀ 聚烯基。

亦包括具有碳原子之基團與具有雜原子之基團的組合，例如經矽基、較佳三烷基矽基取代之炔基、較佳乙炔基。

碳基或烴基可為非環狀基團或環狀基團。在碳基或烴基為非環狀基團之情況下，其可為直鏈或分支鏈的。在碳基或烴基為環狀基團之情況下，其可為非芳族碳環或雜環基或芳基或雜芳基。

如上文及下文所提及之非芳族碳環基為飽和或不飽和且較佳具有4至30個環C原子。如上文及下文所提及之非芳族雜環基較佳具有4至30個環C原子，其中該等環C原子中之一或多個各自視情況經較佳選自N、O、P、S、Si及Se之雜原子置換，或經-S(O)-或-S(O)₂ -基團置換。非芳族碳環基及雜環基為單環或多環，亦可含有稠環，較佳含有1、2、3或4個稠環或非稠環，且視情況經一或多個基團L取代。

L選自F、Cl、-CN、-NO₂ 、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-R⁰ 、-OR⁰ 、-SR⁰ 、-C(=O)X⁰ 、-C(=O)R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-NH₂ 、-NHR⁰ 、-NR⁰ R⁰⁰ 、-C(=O)NHR⁰ 、-C(=O)NR⁰ R⁰⁰ 、-SO₃ R⁰ 、-SO₂ R⁰ 、-OH、-CF₃ 、-SF₅ ，或視情況經取代之矽基，或具有1至30、較佳1至20個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子，其中X⁰ 為鹵素，較佳F或Cl，且R⁰ 、R⁰⁰ 各自獨立地表示H或視情況氟化之具有1至20、較佳1至12個C原子的直鏈或分支鏈烷基。

較佳L選自：F、-CN、R⁰ 、-OR⁰ 、-SR⁰ 、-C(=O)-R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-O-C(=O)-OR⁰ 、-C(=O)-NHR⁰ 及-C(=O)-NR⁰ R⁰⁰ 。

更佳L選自：F，或具有1至12個C原子之烷基、烷氧基、氧雜烷基、硫代烷基、氟烷基、氟烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基，或具有2至12個C原子之烯基或炔基。

較佳非芳族碳環基或雜環基為：四氫呋喃、茚滿、哌喃、吡咯啶、哌啶、環戊烷、環己烷、環庚烷、環戊酮、環己酮、二氫呋喃-2-酮、四氫哌喃-2-酮及氧雜環庚-2-酮。

如上文及下文所提及之芳基較佳具有4至30、極佳5至20個環C原子，該芳基為單環或多環且亦可含有稠環，較佳含有1、2、3或4個稠環或非稠環，且視情況經一或多個如上文所定義之基團L取代。

如上文及下文所提及之雜芳基較佳具有4至30、極佳5至20個環C原子，其中環C原子中之一或多個經較佳選自N、O、S、Si及Se之雜原子置換，該雜芳基為單環或多環且亦可含有稠環，較佳含有1、2、3或4個稠環或非稠環，且視情況經一或多個如上文所定義之基團L取代。

如上文及下文所提及之芳烷基或雜芳烷基較佳表示-(CH₂ )_a -芳基或-(CH₂ )_a -雜芳基，其中a為1至6之整數，較佳1，且「芳基」及「雜芳基」具有上文及下文所給出之含義。較佳芳烷基為視情況經L取代之苯甲基。

如本文所使用，「伸芳基」應理解為意謂二價芳基，且「伸雜芳基」應理解為意謂二價雜芳基，包括如上文及下文所給出之芳基及雜芳基之所有較佳含義。

較佳芳基及雜芳基為苯基，另外其中一或多個CH基團可以各自經N、萘、噻吩、硒吩、噻吩并噻吩、二噻吩并噻吩、茀及噁唑置換，所有芳基及雜芳基皆可未經取代、經如上文所定義之L單取代或多取代。極佳芳基及雜芳基係選自：吡咯(較佳N-吡咯)、呋喃、吡啶(較佳2-吡啶或3-吡啶)、嘧啶、噠嗪、吡嗪、三唑、四唑、吡唑、咪唑、異噻唑、噻唑、噻二唑、異噁唑、噁唑、噁二唑、噻吩(較佳2-噻吩)、硒吩(較佳2-硒吩)、2,5-二噻吩-2',5'-二基、噻吩并[3,2-b]噻吩、噻吩并[2,3-b]噻吩、呋喃并[3,2-b]呋喃、呋喃并[2,3-b]呋喃、硒吩并[3,2-b]硒吩、硒吩并[2,3-b]硒吩、噻吩并[3,2-b]硒吩、噻吩并[3,2-b]呋喃、吲哚、異吲哚、苯并[b]呋喃、苯并[b]噻吩、苯并[1,2-b;4,5-b']二噻吩、苯并[2,1-b;3,4-b']二噻吩、喹啉、2-甲基喹啉、異喹啉、喹喏啉、喹唑啉、苯并三唑、苯并咪唑、苯并噻唑、苯并異噻唑、苯并異噁唑、苯并噁二唑、苯并噁唑、苯并噻二唑、4H-環戊[2,1-b;3,4-b']二噻吩、7H-3,4-二硫雜-7-矽-環戊[a]并環戊二烯，其所有皆可未經取代、經如上文所定義之L單取代或多取代。芳基及雜芳基之其他實例為選自下文所展示之基團之彼等基團。

烷基或烷氧基，亦即其中末端CH₂ 基團經-O-置換，可為直鏈或分支鏈的。尤佳直鏈具有2、3、4、5、6、7、8、12或16個碳原子且因此較佳表示例如乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、十二基或十六基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、十二烷氧基或十六烷氧基，此外甲基、壬基、癸基、十一基、十三基、十四基、十五基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。

烯基，亦即其中一或多個CH₂ 基團各自經-CH=CH-置換，可為直鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈，具有2至10個C原子且因此較佳為乙烯基；丙-1-烯基或丙-2-烯基；丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基；戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基；己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基；庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基或庚-6-烯基；辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基；壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基；癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。

尤佳烯基為C₂ -C₇ -1E-烯基、C₄ -C₇ -3E-烯基、C₅ -C₇ -4-烯基、C₆ -C₇ -5-烯基及C₇ -6-烯基，尤其為C₂ -C₇ -1E-烯基、C₄ -C₇ -3E-烯基及C₅ -C₇ -4-烯基。尤其較佳烯基之實例為乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基、6-庚烯基及其類似基團。具有至多5個C原子之基團一般為較佳的。

氧雜烷基，亦即其中一個CH₂ 基團經-O-置換，可為直鏈。尤佳直鏈為例如2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)；2-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)；2-氧雜戊基、3-氧雜戊基或4-氧雜戊基；2-氧雜己基、3-氧雜己基、4-氧雜己基或5-氧雜己基；2-氧雜庚基、3-氧雜庚基、4-氧雜庚基、5-氧雜庚基或6-氧雜庚基；2-氧雜辛基、3-氧雜辛基、4-氧雜辛基、5-氧雜辛基、6-氧雜辛基或7-氧雜辛基；2-氧雜壬基、3-氧雜壬基、4-氧雜壬基、5-氧雜壬基、6-氧雜壬基、7-氧雜壬基或8-氧雜壬基或2-氧雜癸基、3-氧雜癸基、4-氧雜癸基、5-氧雜癸基、6-氧雜癸基、7-氧雜癸基、8-氧雜癸基或9-氧雜癸基。

在一個CH₂ 基團經-O-置換且一個CH₂ 基團經-C(O)-置換之烷基中，此等基團較佳相鄰。因此，此等基團一起形成羰氧基-C(O)-O-或氧羰基-O-C(O)-。較佳地，此基團為直鏈且具有2至6個C原子。因此，其較佳為乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、乙醯氧基甲基、丙醯氧基甲基、丁醯氧基甲基、戊醯氧基甲基、2-乙醯氧基乙基、2-丙醯氧基乙基、2-丁醯氧基乙基、3-乙醯氧基丙基、3-丙醯氧基丙基、4-乙醯氧基丁基、甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、丁氧羰基、戊氧羰基、甲氧羰基甲基、乙氧羰基甲基、丙氧羰基甲基、丁氧羰基甲基、2-(甲氧羰基)乙基、2-(乙氧羰基)乙基、2-(丙氧羰基)乙基、3-(甲氧羰基)丙基、3-(乙氧羰基)丙基或4-(甲氧羰基)-丁基。

兩個或兩個以上CH₂ 基團經-O-及/或-C(O)O-置換之烷基可為直鏈或分支鏈的。其較佳為直鏈且具有3至12個C原子。因此，其較佳為雙羧基-甲基、2,2-雙羧基-乙基、3,3-雙羧基-丙基、4,4-雙羧基-丁基、5,5-雙羧基-戊基、6,6-雙羧基-己基、7,7-雙羧基-庚基、8,8-雙羧基-辛基、9,9-雙羧基-壬基、10,10-雙羧基-癸基、雙(甲氧羰基)-甲基、2,2-雙(甲氧羰基)-乙基、3,3-雙(甲氧羰基)-丙基、4,4-雙(甲氧羰基)-丁基、5,5-雙(甲氧羰基)-戊基、6,6-雙(甲氧羰基)-己基、7,7-雙(甲氧羰基)-庚基、8,8-雙(甲氧羰基)-辛基、雙(乙氧羰基)-甲基、2,2-雙(乙氧羰基)-乙基、3,3-雙(乙氧羰基)-丙基、4,4-雙(乙氧羰基)-丁基或5,5-雙(乙氧羰基)-己基。

硫代烷基，亦即其中一個CH₂ 基團經-S-置換，較佳為直鏈硫代甲基(-SCH₃ )、1-硫代乙基(-SCH₂ CH₃ )、1-硫代丙基(= -SCH₂ CH₂ CH₃ )、1-(硫代丁基)、1-(硫代戊基)、1-(硫代己基)、1-(硫代庚基)、1-(硫代辛基)、1-(硫代壬基)、1-(硫代癸基)、1-(硫代十一基)或1-(硫代十二基)，其中較佳與sp² 混成乙烯基碳原子相鄰之CH₂ 基團經置換。

氟烷基可為全氟烷基C_i F_2i+1 (其中i為1至15之整數)，特定言之CF₃ 、C₂ F₅ 、C₃ F₇ 、C₄ F₉ 、C₅ F₁₁ 、C₆ F₁₃ 、C₇ F₁₅ 或C₈ F₁₇ 極佳為C₆ F₁₃ ，或較佳具有1至15個C原子的部分氟化烷基，特定言之1,1-二氟烷基，前述中之所有皆為直鏈或分支鏈基團。

較佳地，「氟烷基」意謂部分氟化(亦即未全氟化)烷基。

烷基、烷氧基、烯基、氧雜烷基、硫代烷基、羰基及羰氧基可為非對掌性或對掌性基團。尤佳對掌性基團為例如2-丁基(1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丁基辛基、2-己基癸基、2-辛基十二基、3,7-二甲基辛基、3,7,11-三甲基十二基、2-丙基戊基，尤其2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基-戊氧基、2-乙基-己氧基、2-丁基辛氧基、2-己基癸氧基、2-辛基十二烷氧基、3,7-二甲基辛氧基、3,7,11-三甲基十二烷氧基、1-甲基己氧基、2-辛氧基、2-氧雜-3-甲基丁基、3-氧雜-4-甲基-戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二基、6-甲氧基-辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛醯氧基、5-甲基庚氧基-羰基、2-甲基丁醯氧基、3-甲基戊醯氧基、4-甲基己醯氧基、2-氯-丙醯氧基、2-氯-3-甲基丁醯氧基、2-氯-4-甲基-戊醯基-氧基、2-氯-3-甲基戊醯氧基、2-甲基-3-氧雜戊基、2-甲基-3-氧雜-己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛氧基、2-氟癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基及2-氟甲基辛氧基。極佳的為2-甲基丁基、2-乙基己基、2-丁基辛基、2-己基癸基、2-辛基十二基、3,7-二甲基辛基、3,7,11-三甲基十二基、2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基及1,1,1-三氟-2-辛氧基。

較佳非對掌性分支鏈基團為異丙基、異丁基(=甲基丙基)、異戊基(=3-甲基丁基)、第三丁基、異丙氧基、2-甲基-丙氧基及3-甲基丁氧基。

在一較佳實施例中，芳基或雜芳環上之取代基彼此獨立地選自具有1至30個C原子之一級、二級或三級烷基、烷氧基、氧雜烷基、硫代烷基、烷基羰基或烷氧基羰基，其中一或多個H原子各自視情況經F置換，或視情況經烷基化、烷氧基化、烷基硫醇化或酯化且具有4至30、較佳5至20個環原子之芳基、芳氧基、雜芳基或雜芳氧基。更佳取代基選自由下式組成之群：

其中RSub_1-3 各自表示如上文及下文所定義之L，且其中至少、較佳所有RSub_1-3 為具有至多24個C原子、較佳至多20個C原子之視情況氟化之烷基、烷氧基、氧雜烷基、硫代烷基、烷基-羰基或烷氧基羰基，且其中虛線表示與此等基團連接之環的鍵聯。在此等取代基中極佳為所有RSub_1-3 亞基皆相同之彼等基團。

如本文所使用，若芳基(芳氧基)或雜芳基(雜芳氧基)係「烷基化或烷氧基化的」，則此意謂其經一或多個具有1至24個C原子且為直鏈或分支鏈的烷基或烷氧基取代，且其中一或多個H原子各自視情況經F原子取代。

在上文及下文中，Y¹ 及Y² 彼此獨立地為H、F、Cl或CN。

如本文所使用，-CO-、-C(=O)-及-C(O)-應理解為意謂羰基，亦即具有結構之基團。

如本文所使用，C=CR¹ R² 應理解為意謂具有結構之基團。

如本文所使用，「鹵素」包括F、Cl、Br或I，較佳F、Cl或Br。表示環或鏈上之取代基的鹵素原子較佳為F或Cl，極佳F。表示單體或中間物中之反應性基團的鹵素原子較佳為Br或I。

在上文及下文中，術語「鏡像」意謂一個部分，其可藉由將另一部分在外部對稱平面或延伸穿過該部分之對稱平面中豎直或水平翻轉自該另一部分獲得。舉例而言，部分

本發明之化合物易於合成且展現有利特性。其展示裝置製造製程之良好可加工性、在有機溶劑中之高溶解度，且尤其適合於使用溶液加工方法之大規模生產。

式I化合物尤其適用作(電子)受體或n型半導體，且適用於製備適合用於OPD或BHJ OPV裝置中之n型及p型半導體的摻合物。

式I化合物進一步適合於置換迄今已用作OPV或OPD裝置中之n型半導體的富勒烯化合物。

此外，式I化合物展示以下有利特性：
i) 在位置R^1-4 及/或Ar^1-6 經例如增溶基團取代，使得塊材異質接面之光穩定度更大。
ii) 在位置R^1-4 及/或Ar^1-6 經例如增溶基團取代，使得經由結晶及/或相分離動力之介導得到塊材異質接面對光照射之更大穩定性，由此使BHJ中之初始平衡熱動力學穩定。
iii) 在位置R^1-4 及/或Ar^1-6 經例如增溶基團取代，使得經由結晶及/或相分離動力之介導得到塊材異質接面之更大熱穩定性，由此使BHJ中之初始平衡熱動力學穩定。
iv) 與先前所揭示之用於OPV/OPD應用之n型OSC相比，式I化合物提供以下優點：其能夠經由取代使多環單元之HOMO及LUMO含量進一步最佳化，且對Ar^1-6 單元之謹慎選擇可以提供經改良光吸收。
v) 經由取代及/或對Ar^1-6 單元之謹慎選擇使式I中之多環單元之HOMO及LUMO含量進一步最佳化可以提高斷路電位(V_oc )。
vi) 當在OPV或OPD之光敏層中之具有p型OSC之組合物中使用化合物作為n型OSC時，例如經由取代及/或對Ar^1-6 單元之謹慎選擇對式I中之多環單元之HOMO及LUMO含量進行另外微調可以減少光敏層中n型受體及p型供體材料之間的電子轉移過程中之能量損失。
vii) 歸因於增溶基團之數目增加，在位置R^1-4 及/或Ar^1-6 中之取代能夠實現在非鹵化溶劑中之較高溶解度。可以例如藉由使用不同增溶基團(例如其中R¹ ≠ R² )尤其增強溶解度。

式I化合物之合成可基於熟習此項技術者已知及文獻中所描述之方法實現，如本文中將進一步說明。

較佳式I中之基團Ar¹ 在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：

其中R^1-6 如上文及下文所定義。

較佳式I中之基團Ar² 在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：

其中R^1-7 如上文及下文所定義。

較佳式I中之基團Ar⁴ 、Ar⁵ 及Ar⁶ 各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自伸芳基或伸雜芳基，其具有5至20個環原子，其為單環或多環，其視情況含有稠環，且其未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代。

式I中之極佳基團Ar⁴ 、Ar⁵ 及Ar⁶ 各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：

其中V¹ 、W¹ 、R⁵ 、R⁶ 及R⁷ 如上文及下文所定義，R⁸ 具有針對R⁵ 所給出之含義之一，
V² 為CR⁶ 或N，
W² 為S、O、Se或C=O，
W³ 為S、O、Se、NR⁰ 或C=O，
且R⁰ 如上文及下文所定義。

較佳式I化合物為其中W¹ 及W² 表示S或Se、極佳S之彼等化合物。

更佳為其中W¹ 及W² 具有相同含義且較佳皆表示S或Se、極佳S之式I化合物。

更佳為其中W¹ 及W² 具有不同含義，且較佳一個表示S且另一個表示Se之式I化合物。

較佳式I化合物為其中W³ 表示S或Se、極佳S之彼等化合物。

更佳為其中W³ 表示NR⁰ 之式I化合物。

極佳式I中之基團Ar⁴ 、Ar⁵ 及Ar⁶ 各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：

其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 具有上文及下文針對R¹ 所給出之含義之一，且較佳表示H、F、Cl、-CN、R⁰ 、OR⁰ 或C(=O)OR⁰ ，且R⁰ 如上文及下文所定義。

較佳式AR1、AR2、AR5、AR6、AR7、AR8、AR9、AR10及AR11為含有至少一個，較佳一個、兩個或四個選自F及Cl、極佳F之取代基X^1-4 之彼等。

較佳式I中之基團R^T1 及R^T2 各自獨立地選自H、F、Cl、Br、-NO₂ 、-CN、-CF₃ 、R*、-CF₂ -R*、-O-R*、-S-R*、-SO₂ -R*、-SO₃ -R*、-C(=O)-H、-C(=O)-R*、-C(=S)-R*、-C(=O)-CF₂ -R*、-C(=O)-OR*、-C(=S)-OR*、-O-C(=O)-R*、-O-C(=S)-R*、-C(=O)-SR*、-S-C(=O)-R*、-C(=O)NR*R**、-NR*-C(=O)-R*、-NHR*、-NR*R**、-CR*=CR*R**、-C≡C-R*、-C≡C-SiR*R**R***、-SiR*R**R***、-CH=CH(CN)、-CH=C(CN)₂ 、-C(CN)=C(CN)₂ 、-CH=C(CN)(R^a )、CH=C(CN)-C(=O)-OR*、-CH=C(CO-OR*)₂ 、-CH=C(CO-NR*R**)₂ ，及由下式組成之群：

T6 T7

其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義：
R^a 、R^b 芳基或雜芳基，其各自具有4至30、較佳5至20個環原子，視情況含有稠環且未經取代或經一或多個基團L取代，或針對L所給出之含義之一，
R*、R**、R*** 具有1至20個C原子之烷基，其為直鏈、分支鏈或環狀的，且未經取代或經一或多個F或Cl原子或CN基團取代，或經全氟化，且其中一或多個C原子視情況經-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=S)-、-SiR⁰ R⁰⁰ -、-NR⁰ R⁰⁰ -、-CHR⁰ =CR⁰⁰ -或-CºC-置換，使得O原子及/或S原子彼此不直接鍵聯，
L F、Cl、-NO₂ 、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、R⁰ 、OR⁰ 、SR⁰ 、-C(=O)X⁰ 、-C(=O)R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-NH₂ 、-NHR⁰ 、-NR⁰ R⁰⁰ 、-C(=O)NHR⁰ 、-C(=O)NR⁰ R⁰⁰ 、-SO₃ R⁰ 、-SO₂ R⁰ 、-OH、-NO₂ 、-CF₃ 、-SF₅ ，或視情況經取代之矽基，或具有1至30、較佳1至20個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子，該等雜原子較佳為F、-CN、R⁰ 、-OR⁰ 、-SR⁰ 、-C(=O)-R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-O-C(=O)-OR⁰ 、-C(=O)-NHR⁰ 、-C(=O)-NR⁰ R⁰⁰ ，
L' H或L之含義之一，
R⁰ 、R⁰⁰ H或視情況氟化之具有1至20、較佳1至12個C原子直鏈或分支鏈烷基，
Y¹ 、Y² H、F、Cl或CN，
X⁰ 鹵素，較佳F或Cl，
r 0、1、2、3或4，
s 0、1、2、3、4或5，
t 0、1、2或3，
u 0、1或2，
且其中R^T1 及R^T2 中之至少一者表示拉電子基團。

較佳式I化合物為其中R^T1 及R^T2 皆表示拉電子基團之彼等化合物。

較佳拉電子基團R^T1 及R^T2 各自獨立地選自-CN、-C(=O)-OR^* 、-C(=S)-OR^* 、-CH=CH(CN)、-CH=C(CN)₂ 、-C(CN)=C(CN)₂ 、-CH=C(CN)(R^a )、CH=C(CN)-C(=O)-OR^* 、-CH=C(CO-OR^* )₂ 及式T1至T60。

極佳基團R^T1 及R^T2 各自獨立地選自下式：

其中L、L'、R^a 、r及s具有上文及下文所給出之含義，且L'為H或具有針對L所給出之含義之一。較佳在此等式L'中為H。更佳在此等式中r為0。

上式T1-T60意謂亦包括參照與相鄰基團Ar⁴ 或Ar⁵ 成α位置之C=C鍵，其各別E立體異構體或Z立體異構體，由此例如基團

較佳式I化合物經選擇具有下式：

其中R^T1 、R^T2 、Ar⁴ 、Ar⁵ 、Ar⁶ 、a、b、c、d及e如上文及下文所定義，且「核心1」及「核心2」各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式：

其中R^1-8 具有上文及下文所給出之含義，且R⁹ 及R¹⁰ 具有針對R⁵ 所給出之含義之一。

極佳式I化合物經選擇具有下式：

其中R^T1 、R^T2 、Ar⁴ 、Ar⁵ 、a及b如上文及下文所定義，且「核心1」選自如上文所定義之式C1至C49。

更佳式I化合物選自以下基團：
1) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T10。
2) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T36。
3) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T37。
4) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T38。
5) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T39。
6) 由式IA化合物及式IA1化合物組成之群，其中Ar⁴ 及Ar⁵ 各自獨立地選自式AR1至AR11，a及b為0、1或2，且R^T1 及R^T2 選自式T47。

在式I、IA、IA1及C1至C49中，較佳R¹ 及R² 中之一者或兩者不同於H，且R³ 及R⁴ 中之一者或兩者不同於H。

在一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^1-4 在不同於H時各自獨立地選自F、Cl或直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、氫硫基烷基、磺醯基烷基、烷基羰基、烷氧基羰基及烷基羰氧基，極佳烷基或烷氧基，其各自具有1至20個C原子且未經取代或經一或多個F原子取代，最佳來自上文式SUB1至SUB6。

在另一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^1-4 在不同於H時各自獨立地選自單環或多環芳基或雜芳基，其各者視情況經一或多個如式I中所定義之基團L取代且具有5至20個環原子，且其中兩個或更多個環可以彼此稠合或藉由共價鍵彼此連接，極佳選自視情況經取代，較佳在4-位置、3-位置、2,4-位置、3,5-位置、2,6-位置、3,4,5-位置或2,4,6-位置經取代之苯基，或選自視情況經取代，較佳在5-位置、4,5-位置、3,5-位置、3,4-位置或3,4,5-位置經具有1至16個C原子之烷基、烷氧基或硫代烷基取代的噻吩-2-基，最佳選自上文式SUB7至SUB18。

在本發明之一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^5-10 為H。

在本發明之另一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^5-10 中之至少一者不同於H。

在本發明之一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^5-10 在不同於H時各自獨立地選自F、Cl或直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、氫硫基烷基、磺醯基烷基、烷基羰基、烷氧基羰基及烷基羰氧基，其各自具有1至20個C原子且未經取代或經一或多個F原子取代。

在本發明之另一較佳實施例中，式I、IA、IA1及C1至C49中之R^5-10 在不同於H時各自獨立地選自芳基或雜芳基，其各者視情況經一或多個如式I中所定義之基團L取代且具有5至20個環原子。

較佳芳基及雜芳基R^1-10 各自獨立地選自下式：

其中R^11-17 彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地表示H或具有針對式I中之L所給出的含義之一或如上文及下文所給出的其較佳含義之一。

極佳芳基及雜芳基R^1-10 各自獨立地選自下式：

其中R^11-15 如上文所定義。最佳芳基R^1-10 各自獨立地選自如上文所定義之式SUB7至SUB18。

在另一較佳實施例中，R^1-10 中之一或多者表示具有1至50、較佳2至50、極佳2至30、更佳2至24、最佳2至16個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中一或多個CH₂ 或CH₃ 基團經陽離子或陰離子基團置換。

陽離子基團較佳選自由以下組成之群：鏻、鋶、銨、、硫、鈲或雜環陽離子，諸如咪唑鎓、吡錠、吡咯啶鎓、三唑鎓、嗎福啉鎓或哌啶鎓陽離子。

較佳陽離子基團選自由以下組成之群：四烷基銨、四烷基鏻、N-烷基吡錠、N, N-二烷基吡咯啶鎓、1,3-二烷基咪唑鎓，其中「烷基」較佳表示具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基且極佳選自式SUB1至6。

更佳陽離子基團選自由下式組成之群：

其中R¹ '、R² '、R³ '及R⁴ '彼此獨立地表示H、具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基，或非芳族碳環或雜環基或芳基或雜芳基，前述基團中之各者具有3至20、較佳5至15個環原子，為單環或多環，且視情況經一或多個如上文所定義之相同或不同的取代基L取代，或表示與各別基團R^1-10 之鍵聯。

在上文所提及式之上文陽離子基團中，基團R¹ '、R² '、R³ '及R⁴ '中的任一個(若其置換CH₃ 基團則)可以表示與各別基團R^1-10 之鍵聯，或兩個相鄰基團R¹ '、R² '、R³ '及R⁴ ' (若其置換CH₂ 基團則)可以表示與各別基團R¹ 之鍵聯。

陰離子基團較佳選自由以下組成之群：硼酸根、醯亞胺、磷酸根、磺酸根、硫酸根、丁二酸根、環烷酸根或羧酸根，極佳選自磷酸根、磺酸根或羧酸根。

在本發明之一較佳實施例中，式I中之基團R^T1 及R^T2 各自獨立地選自具有1至16個C原子之烷基，其為直鏈、分支鏈或環狀的，且未經取代、經一或多個F或Cl原子或CN基團取代，或經全氟化，且其中一或多個C原子各自視情況經-O-、-S-、-C(O)-、-C(S)-、-SiR⁰ R⁰⁰ -、-NR⁰ R⁰⁰ -、-CHR⁰ =CR⁰⁰ -或-CºC-置換，使得O原子及/或S原子彼此不直接鍵聯。

更佳式I化合物選自以下較佳實施例或其任何組合：
- W¹ 、W² 及W³ 為S或Se，較佳S，
- U¹ 為CR³ R⁴ 或SiR³ R⁴ ，
- V¹ 為CR⁵ 且V² 為CR⁶ ，
- V¹ 為CR⁵ 且V² 為N，
- V¹ 及V² 為N，
- m為0、1、2、3、4、5、6、7、8或9，較佳1、2、3、4、5、6或7，
- k為0、1、2、3、4、5、6、7、8或9，較佳1、2、3、4、5、6或7，
- d為1且e為0，
- a為1或2，較佳1，
- b為1或2，較佳1，
- a=b=0，
- a=b=1或2，
- c為0，
- 在Ar² 及Ar³ 中之一者或兩者中，所有取代基R^5-7 為H，
- 在Ar² 及Ar³ 中之一者或兩者中，R^5-7 中之至少一個、較佳一個或兩個不同於H，且極佳表示F，
- 在Ar⁴ 及Ar⁵ 中之一者或兩者中，所有取代基R^5-8 為H，
- 在Ar⁴ 及Ar⁵ 中之一者或兩者中，R^5-8 中之至少一個，較佳一個、兩個或四個不同於H，
- Ar⁴ 及Ar⁵ 表示噻吩、噻唑、噻吩并[3,2-b]噻吩、噻唑并[5,4-d]噻唑、苯、2,1,3-苯并噻二唑、1,2,3-苯并噻二唑、噻吩并[3,4-b]噻吩、苯并三唑或噻二唑[3,4-c]吡啶，其經如上文所定義之X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 取代，
- Ar⁴ 及Ar⁵ 表示噻吩、噻唑、噻吩并[3,2-b]噻吩、噻唑并[5,4-d]噻唑、苯、2,1,3-苯并噻二唑、1,2,3-苯并噻二唑、噻吩并[3,4-b]噻吩、苯并三唑或噻二唑[3,4-c]吡啶，其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 為H，
- Ar⁴ 及Ar⁵ 表示噻吩、噻唑、噻吩并[3,2-b]噻吩、噻唑并噻唑、苯、2,1,3-苯并噻二唑、1,2,3-苯并噻二唑、噻吩并[3,4-b]噻吩、苯并三唑或噻二唑[3,4-c]吡啶，其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中之一或多者不同於H，
- R¹ 及R² 中之一者或兩者及R³ 及R⁴ 中之一者或兩者不同於H，
- R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 在不同於H時各自獨立地選自H、F、Cl，或直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、氫硫基烷基、磺醯基烷基、烷基羰基、烷氧基羰基及烷基羰氧基，該等基團各自具有1至20個C原子且未經取代或經一或多個F原子取代，且不經全氟化，或視情況氟化之具有1至12個C原子的烷基或烷氧基，
- R¹ 、R² 、R³ 及R⁴ 在不同於H時各自獨立地選自芳基或雜芳基，其各者視情況經一或多個如式I中所定義之基團L取代且具有4至30個環原子，較佳選自苯基，該苯基視情況較佳在4-位置或在2,4-位置或在2,4,6-位置或在3,5-位置經具有1至20個C原子、較佳1至16個C原子之烷基或烷氧基取代；極佳選自4-烷基苯基，其中烷基為C1-16烷基，最佳4-甲基苯基、4-己基苯基、4-辛基苯基或4-十二基苯基；或選自4-烷氧基苯基，其中烷氧基為C1-16烷氧基，最佳4-己氧基苯基、4-辛氧基苯基或4-十二烷氧基苯基；或選自2,4-二烷基苯基，其中烷基為C1-16烷基，最佳2,4-二己基苯基或2,4-二辛基苯基；或選自2,4-二烷氧基苯基，其中烷氧基為C1-16烷氧基，最佳2,4-二己氧基苯基或2,4-二辛氧基苯基；或選自3,5-二烷基苯基，其中烷基為C1-16烷基，最佳3,5-二己基苯基或3,5-二辛基苯基；或選自3,5-二烷氧基苯基，其中烷氧基為C1-16烷氧基，最佳3,5-二己氧基苯基或3,5-二辛氧基苯基；或選自2,4,6-三烷基苯基，其中烷基為C1-16烷基，最佳2,4,6-三己基苯基或2,4,6-三辛基苯基；或選自2,4,6-三烷氧基苯基，其中烷氧基為C1-16烷氧基，最佳2,4,6-三己氧基苯基或2,4,6-三辛氧基苯基；或選自4-硫代烷基苯基，其中硫代烷基為C1-16硫代烷基，最佳4-硫代己基苯基、4-硫代辛基苯基或4-硫代十二基苯基；或選自2,4-二硫代烷基苯基，其中硫代烷基為C1-16硫代烷基，最佳2,4-二硫代己基苯基或2,4-二硫代辛基苯基；或選自3,5-二硫代烷基苯基，其中硫代烷基為C1-16硫代烷基，最佳3,5-二硫代己基苯基或3,5-二硫代辛基苯基；或選自2,4,6-三硫代烷基苯基，其中硫代烷基為C1-16硫代烷基，最佳2,4,6-三硫代己基苯基或2,4,6-三硫代辛基苯基，
- L'為H，
- L、L'表示F、Cl、CN、NO₂ 或視情況氟化之具有1至16個C原子的烷基或烷氧基，
- r為1且L為F、Cl、CN、NO₂ 或視情況氟化之具有1至16個C原子的烷基或烷氧基，
- r為2且L為F、Cl、CN、NO₂ 或視情況氟化之具有1至16個C原子的烷基或烷氧基，
- r為4且L為F、Cl、CN、NO₂ 或視情況氟化之具有1至16個C原子的烷基或烷氧基，
- R^5-10 在不同於H時各自獨立地選自F、Cl或直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、氫硫基烷基、磺醯基烷基、烷基羰基、烷氧基羰基及烷基羰氧基，該等基團各自具有至多20個C原子且未經取代或經一或多個F原子取代，且不經全氟化，較佳選自F或視情況氟化之具有至多16個C原子的烷基或烷氧基。

本發明之另一實施例係關於包含式I化合物之組合物，且其進一步包含較佳選自共軛聚合物的一或多種電子供體或p型半導體。較佳地，該組合物中所使用之共軛聚合物包含至少一個電子供予單元(「供體單元」)及至少一個電子接受單元(「受體單元)」，及視情況選用之至少一個將供體單元與受體單元分離之間隔單元，其中各供體單元及受體單元直接連接至另一供體或受體單元或連接至間隔單元，且其中所有供體、受體及間隔單元各自獨立地選自伸芳基或伸雜芳基，該伸芳基或伸雜芳基具有5至20個環原子，為單環或多環，視情況含有稠環，未經取代或經一或多個如上文所定義之相同或不同之基團L取代。

較佳地，若存在，間隔單元位於供體單元與受體單元之間以使得供體單元及受體單元不直接連接至彼此。

較佳共軛聚合物包含以下、極佳由以下組成：一或多個選自式U1、U2及U3之單元，及/或一或多個選自式U3及U4之單元
-(D-Sp)- U1
-(A-Sp)- U2
-(A-D)- U3
-(D)- U4
-(Sp-A-Sp)- U5
其中D表示供體單元，A表示受體單元且Sp表示間隔單元，其皆各自獨立地選自伸芳基或伸雜芳基，該伸芳基或伸雜芳基具有5至20個環原子，為單環或多環，視情況含有稠環，未經取代或經一或多個如上文所定義之相同或不同之基團L取代。

極佳的為式Pi及Pii之聚合物
-[(D-Sp)_x -(A-Sp)_y ]_n - Pi
-[(A-D)_x -(A-Sp)_y ]_n - Pii
-[(D)_x -(Sp-A-Sp)_y ]_n - Piii
其中A、D及Sp如式U1至U5中所定義，x及y表示相對應單元之莫耳分率，x及y各自彼此獨立地＞0且＜1，其中x+y=1，且n為＞1之整數。

較佳供體單元或單元D係選自下式：

其中R¹¹ 、R¹² 、R¹³ 、R¹⁴ 彼此獨立地表示H或具有如上文所定義之L的含義之一。

較佳受體單元或單元A係選自下式：

其中R¹¹ 、R¹² 、R¹³ 、R¹⁴ 彼此獨立地表示H或具有如上文所定義之L的含義之一。

較佳間隔單元或單元Sp係選自下式：

其中R¹¹ 、R¹² 、R¹³ 、R¹⁴ 彼此獨立地表示H或具有如上文所定義之L的含義之一。

在式Sp1至Sp17中，較佳R¹¹ 及R¹² 為H。在式Sp18中，較佳R^11-14 為H或F。

較佳地，共軛聚合物含有以下、較佳由以下組成：
a) 一或多個供體單元，其選自由以下組成之群：式D1、D7、D10、D11、D19、D22、D29、D30、D35、D36、D37、D44、D55、D84、D87、D88、D89、D93、D106、D111、D119、D140、D141、D146及D147，及/或
b) 一或多個受體單元，其選自由以下組成之群：式A1、A5、A7、A15、A16、A20、A74、A88、A92、A94及A98、A99、A100，
及
c) 視情況選用之一或多個間隔單元，其選自由以下組成之群：式Sp1至Sp18，極佳式Sp1、Sp6、Sp11及Sp14，
其中間隔單元(若存在)較佳位於供體單元與受體單元之間以使得供體單元及受體單元不直接連接至彼此。

在第二較佳實施例中，式I化合物為包含以下、較佳由以下組成之共軛聚合物：
一或多個，較佳一、二、三或四個相異重複單元D，及
一或多個、較佳一、二或三個相異重複單元A。

較佳地，根據此第二較佳實施例之共軛聚合物含有一至六、極佳一、二、三或四個相異單元D及一至六、極佳一、二、三或四個相異單元A，其中d1、d2、d3、d4、d5及d6表示各相異單元D之莫耳比，且a1、a2、a3、a4、a5及a6表示各相異單元A的莫耳比，及
d1、d2、d3、d4、d5及d6中之各者為0至0.6，且d1+d2+d3+d4+d5+d6為0.2至0.8，較佳0.3至0.7，及
a1、a2、a3、a4、a5及a6中之各者為0至0.6，且a1+a2+a3+a4+a5+a6為0.2至0.8，較佳0.3至0.7，及
d1+d2+d3+d4+d5+d6+a1+a2+a3+a4+a5+a6為0.8至1，較佳1。

較佳地，根據此第二較佳實施例之共軛聚合物含有以下、較佳由以下組成：
a) 一或多個供體單元，其選自由以下組成之群：式D1、D7、D10、D11、D19、D22、D29、D30、D35、D36、D37、D44、D55、D84、D87、D88、D89、D93、D106、D111、D119、D140、D141、D146及D147，及/或
b) 一或多個受體單元，其選自由以下組成之群：式A1、A5、A7、A15、A16、A20、A74、A88、A92、A94、A98、A99及A100。

在上文共軛聚合物中，如式P及其子式之彼等共軛聚合物，重複單元n之總數目較佳為2至10,000。重複單元之總數目n較佳≥ 5、極佳≥ 10、最佳≥ 50，且較佳≤ 500、極佳≤ 1,000、最佳≤ 2,000，包括前述n之下限及上限之任何組合。

共軛聚合物較佳為統計或無規共聚物。

極佳共軛聚合物係選自下式：

其中R^11-17 、x、y及n如上文所定義，w及z具有針對y所給出之含義之一，x+y+w+z=1，R¹⁸ 及R¹⁹ 具有針對R¹¹ 所給出的含義之一，且X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 表示H、F或Cl。

更佳為包含一或多個選自式P1至P53之重複單元的聚合物，其中n為1，x及y為0或1，且x+y＞0。

在由兩個建構組元[ ]_x 及[ ]_y 構成之式Pi、Pii、Piii及P1至P53聚合物中，x及y較佳為0.1至0.9、極佳0.25至0.75、最佳0.4至0.6。

在由三個建構組元[ ]_x 、[ ]_y 及[ ]_z 構成之式Pi、Pii、Piii及P1至P53聚合物中，x、y及z較佳為0.1至0.8、極佳0.2至0.6、最佳0.25至0.4。

在式P1至P53中，較佳X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 中之一或多者表示F，極佳所有X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 表示F，或X¹ 及X² 表示H且X³ 及X⁴ 表示F。

在式P1至P53中，較佳R¹¹ 及R¹² 為H。更佳地，R¹¹ 及R¹² 在不同於H時表示視情況氟化之具有1至30、較佳1至20個C原子的直鏈或分支鏈烷基。

在式P1至P53中，較佳R¹⁵ 及R¹⁶ 為H，且R¹³ 及R¹⁴ 不同於H。

在式P1至P53中，較佳R¹³ 、R¹⁴ 、R¹⁵ 及R¹⁶ 在不同於H時各自獨立地選自以下基團：
- 由以下組成之群：視情況氟化之具有1至30、較佳1至20個C原子的直鏈或分支鏈烷基、烷氧基或氫硫基烷基，
- 由以下組成之群：視情況氟化之具有2至30、較佳2至20個C原子的直鏈或分支鏈烷基羰基或烷基羰氧基。

在式P1至P53中，較佳R¹⁷ 及R¹⁸ 在不同於H時各自獨立地選自以下基團：
- 由以下組成之群：視情況氟化之具有1至30、較佳1至20個C原子的直鏈或分支鏈烷基、烷氧基或氫硫基烷基，
- 由以下組成之群：視情況氟化之具有2至30、較佳2至20個C原子的直鏈或分支鏈烷基羰基或烷基羰氧基。
- 由以下組成之群：F及Cl。

更佳為式PT所選擇之共軛聚合物：
R³¹ -鏈-R³² PT
其中「鏈」表示式Pi、Pii或P1至P53所選擇的聚合物鏈，且R³¹ 與R³² 彼此獨立地具有如上文所定義之R¹¹ 的含義之一，或彼此獨立地表示H、F、Br、Cl、I、-CH₂ Cl、-CHO、-CR'=CR"₂ 、-SiR'R"R"'、-SiR'X'X"、-SiR'R"X'、-SnR'R"R"'、-BR'R"、-B(OR')(OR")、-B(OH)₂ 、-O-SO₂ -R'、-C≡CH、-C≡C-SiR'₃ 、-ZnX'或封端基團，X'及X"表示鹵素，R'、R"及R'"彼此獨立地具有式I中給定之R⁰ 的含義之一，且較佳表示具有1至12個C原子之烷基，且R'、R"及R'"中之兩者亦可與其所連接之各別雜原子一起形成具有2至20個C原子的環矽基、環錫烷基、環硼烷或環酸酯基團。

較佳封端基團R³¹ 及R³² 為H、C_1-20 烷基或視情況經取代之C_6-12 芳基或C_2-10 雜芳基，極佳H、苯基或噻吩。

可以根據熟習此項技術者已知及描述於文獻中之方法或以類似於該等方法之方式合成式I化合物及式Pi、Pii、Pii、P1至P53及PT共軛聚合物。其他製備方法可自實例獲取。

舉例而言，本發明之化合物可藉由芳基-芳基偶合反應適當地製備，諸如山本偶合(Yamamoto coupling)、鈴木偶合(Suzuki coupling)、施蒂勒偶合(Stille coupling)、薗頭偶合(Sonogashira coupling)、赫克偶合(Heck coupling)或布赫瓦爾德偶合(Buchwald coupling)。離析物可根據熟習此項技術者已知之方法來製備。

用於如上文及下文所描述之合成方法的較佳芳基-芳基偶合方法為山本偶合、熊田偶合(Kumada coupling)、根岸偶合(Negishi coupling)、鈴木偶合、施蒂勒偶合、薗頭偶合、赫克偶合、C-H活化偶合、烏爾曼偶合(Ullmann coupling)或布赫瓦爾德偶合。尤佳為鈴木偶合、根岸偶合、施蒂勒偶合及山本偶合。鈴木偶合描述於例如WO 00/53656 A1中。根岸偶合描述於例如J. Chem. Soc., Chem. Commun. ,1977 , 683-684中。山本偶合描述於例如T. Yamamoto等人,Prog. Polym. Sci. ,1993 ,17 , 1153-1205或WO 2004/022626 A1中。施蒂勒偶合描述於例如Z. Bao等人,J. Am. Chem. Soc. , 1995,117 , 12426-12435中且C-H活化描述於例如M. Leclerc等人,Angew. Chem. Int. Ed. , 2012, 51, 2068-2071中。舉例而言，當使用山本偶合時，較佳使用具有兩個反應性鹵基之離析物。當使用鈴木偶合時，較佳使用具有兩個反應性酸或酸酯基團或兩個反應性鹵基之離析物。當使施蒂勒偶合時，較佳使用具有兩個反應性錫烷基或兩個反應性鹵基之離析物。當使用根岸偶合時，較佳使用具有兩個反應性有機鋅基或兩個反應性鹵基之離析物。

較佳催化劑，尤其用於鈴木、根岸或施蒂勒偶合之催化劑選自Pd(0)錯合物或Pd(II)鹽。較佳Pd(0)錯合物為帶有至少一個諸如Pd(Ph₃ P)₄ 之膦配位體之彼等錯合物。另一較佳膦配位體為參(鄰甲苯基)膦，亦即Pd(o-Tol₃ P)₄ 。較佳Pd(II)鹽包括乙酸鈀，亦即Pd(OAc)₂ 。或者，Pd(0)錯合物可藉由使Pd(0)二亞苄基丙酮錯合物(例如參(二亞苄基丙酮)二鈀(0)、雙(二亞苄基丙酮)鈀(0))或例如乙酸鈀之Pd(II)鹽與膦配位體(例如三苯膦、參(鄰甲苯基)膦、參(鄰甲氧苯基)膦或三(第三丁基)膦)混合來製備。鈴木偶合在例如碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、氫氧化鋰、磷酸鉀或諸如四乙基碳酸銨或四乙基氫氧化銨之有機鹼的鹼存在下進行。山本偶合採用Ni(0)錯合物，例如雙(1,5-環辛二烯基)鎳(0)。

作為如上文所描述之鹵素的替代基，可使用式-O-SO₂ Z⁰ 之脫離基，其中Z⁰ 為烷基或芳基，較佳為C_1-10 烷基或C_6-12 芳基。此類脫離基之特定實例為甲苯磺酸酯、甲磺酸酯及三氟甲磺酸酯。

式I及其子式之化合物尤其適合且較佳的合成方法在下文中所展示之合成流程中說明。

流程 1

流程 2

流程 3

流程 4

流程 5

流程 6

流程 7

流程 8

流程 9

製備如上文及下文所描述之式I化合物之新穎方法為本發明之另一態樣。

式I化合物亦可例如與具有電荷輸送、半導性、電導、光導及/或發光半導性特性之單體或聚合化合物或例如與具有適用作PSC或OLED中之夾層或電荷阻擋層的電洞阻擋或電子阻擋特性之化合物一起用於組合物。

因此，本發明之另一態樣係關於包含一或多種式I化合物及一或多種具有電荷輸送、半導性、電導、光導、電洞阻擋及電子阻擋特性中之一或多者的小分子化合物及/或聚合物之組合物。

此等組合物摻合物可藉由先前技術中所描述且熟習此項技術者已知之習知方法製備。通常，化合物及/或聚合物彼此混合或溶解於適合之溶劑及合併之溶液中。

本發明之另一態樣係關於包含一或多種式I化合物或如上文及下文所描述之組合物及一或多種有機溶劑的調配物。

較佳溶劑為脂族烴、氯化烴、芳族烴、酮、醚及其混合物。可使用之其他溶劑包括1,2,4-三甲苯、1,2,3,4-四甲苯、戊苯、均三甲苯、異丙苯、異丙基甲苯、環己苯、二乙苯、四氫萘、十氫萘、2,6-二甲基吡啶、2-氟-間二甲苯、3-氟-鄰二甲苯、2-氯三氟甲苯、N,N-二甲基甲醯胺、2-氯-6-氟甲苯、2-氟苯甲醚、苯甲醚、2,3-二甲基吡嗪、4-氟苯甲醚、3-氟苯甲醚、3-三氟-甲基苯甲醚、2-甲基苯甲醚、苯乙醚、4-甲基苯甲醚、3-甲基苯甲醚、4-氟-3-甲基苯甲醚、2-氟苯甲腈、4-氟兒茶酚二甲醚、2,6-二甲基苯甲醚、3-氟苯甲腈、2,5-二甲基苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、苯甲腈、3,5-二甲基-苯甲醚、N,N-二甲基苯胺、苯甲酸乙酯、1-氟-3,5-二甲氧基-苯、1-甲基萘、N-甲基吡咯啶酮、3-氟三氟甲苯、三氟甲苯、二噁烷、三氟甲氧基-苯、4-氟三氟甲苯、3-氟吡啶、甲苯、2-氟-甲苯、2-氟三氟甲苯、3-氟甲苯、4-異丙基聯苯、苯醚、吡啶、4-氟甲苯、2,5-二氟甲苯、1-氯-2,4-二氟苯、2-氟吡啶、3-氯氟-苯、1-氯-2,5-二氟苯、4-氯氟苯、氯苯、鄰二氯苯、2-氯氟苯、對二甲苯、間二甲苯、鄰二甲苯或鄰二甲苯、間二甲苯及對二甲苯之混合物或前述之混合物。具有相對低極性之溶劑一般為較佳的。對於噴墨印刷，具有高沸點溫度之溶劑及溶劑混合物較佳。對於旋塗，如二甲苯及甲苯之烷基化苯較佳。

尤其較佳溶劑之實例包括(但不限於)：二氯甲烷、三氯甲烷、氯苯、鄰二氯苯、四氫呋喃、苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、1-甲基萘、嗎啉、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、1,4-二噁烷、丙酮、甲基乙基酮、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲亞碸、1,5-二甲基四氫萘、苯丙酮、苯乙酮、四氫萘、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩、十氫化萘、茚滿、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、均三甲苯或其混合物。

溶液中化合物或聚合物之濃度較佳為0.1至10重量%，更佳0.5至5重量%。視情況，如例如WO 2005/055248 A1中所描述，溶液亦包含一或多種黏合劑以調節流變特性。

在適當混合及老化之後，將溶液評估為以下種類中之一種：完全溶液、邊界溶液或不溶物。繪製等值線以概述劃分可溶性及不可溶性之可溶性參數-氫鍵限制。在可溶區域內之『完全』溶劑可選自諸如公開於「Crowley, J.D., Teague, G.S. Jr及Lowe,J.W.Jr,Journal of Paint Technology ,1966 ,38(496) , 296」中之文獻值。亦可使用溶劑摻合物且可如「Solvents, W.H.Ellis, Federation of Societies for Coatings Technology, 第9-10頁, 1986」中所描述加以識別。此類程序可產生將溶解兩種本發明之聚合物之『非』溶劑的摻合物，但摻合物中需要具有至少一種真溶劑。

式I化合物亦可用於如上文及下文所描述之裝置中之圖案化OSC層。對於現代微電子中之應用，一般需要產生小結構或圖案以降低成本(每單位面積更多裝置)及功率消耗。包含根據本發明之聚合物之薄層的圖案化可例如藉由光微影、電子束微影或雷射圖案化進行。

對於用作電子或電光裝置中之薄層，本發明之化合物、組合物或調配物可藉由任何適合方法沈積。裝置之液體塗佈比真空沈積技術更合乎需要。溶液沈積法尤其較佳。本發明調配物能夠使用多種液體塗佈技術。較佳沈積技術包括(但不限於)：浸塗、旋塗、噴墨印刷、噴嘴印刷、凸版印刷、網版印刷、凹版印刷、刮刀塗佈、滾筒印刷、反向滾筒印刷、平版印刷、乾式平版印刷、彈性凸版印刷、捲筒紙印刷、噴塗、簾式塗佈、刷塗、縫染塗佈或移印。

當需要製備高解析度層及裝置時，噴墨印刷尤其較佳。所選之本發明調配物可藉由墨噴印刷或微量分配(microdispensing)塗覆於預製的裝置基板上。較佳可使用工業壓電列印頭，諸如(但不限於)由Aprion、Hitachi-Koki、InkJet Technology、On Target Technology、Picojet、Spectra、Trident、Xaar所供應之彼等列印頭，將有機半導體層塗覆於基板。另外，可使用半工業用頭，諸如由Brother、Epson、Konica、Seiko Instruments Toshiba TEC製造之彼等半工業用頭；或單噴嘴微量分配器，諸如由Microdrop及Microfab生產之彼等微量分配器。

為了藉由噴墨印刷或微量分配塗覆，化合物或聚合物應首先溶解於適合溶劑中。溶劑必須滿足上述要求且必須對所選擇的列印頭不具有任何不利影響。另外，為了防止由列印頭內溶液變乾所引起之可操作性問題，溶劑之沸點應＞100℃，較佳＞140℃，且更佳＞150℃。除上文所提及之溶劑之外，適合溶劑包括經取代及未經取代之二甲苯衍生物、二-C_1-2 烷基甲醯胺、經取代及未經取代之苯甲醚及其他酚-醚衍生物、經取代之雜環(諸如經取代之吡啶、吡嗪、嘧啶、吡咯啶酮)、經取代及未經取代之N,N -二-C_1-2 烷基苯胺及其他氟化或氯化芳族物。

用於藉由噴墨印刷沈積式I化合物之較佳溶劑包含具有經一或多個取代基取代之苯環的苯衍生物，其中一或多個取代基中之碳原子之總數目至少為三。舉例而言，苯衍生物可經丙基或三個甲基取代，在任一情況下存在總計至少三個碳原子。此類溶劑使得能夠形成包含溶劑與化合物或聚合物之噴墨流體，其減少或防止在噴射期間噴口堵塞及組分分離。溶劑可包括選自以下實例清單之彼等溶劑：十二烷基苯、1-甲基-4-第三丁基苯、萜品醇、檸檬烯、異杜烯、萜品油烯、異丙基甲苯及二乙基苯。溶劑可為溶劑混合物，亦即兩種或兩種以上溶劑之組合，各溶劑之沸點較佳＞100℃，更佳＞140℃。此類溶劑亦增進所沈積之層中膜之形成且減少層中之缺陷。

噴墨流體(亦即溶劑、黏合劑及半導性化合物之混合物)較佳在20℃下具有1至100 mPa.s、更佳1至50 mPa.s及且最佳1至30 mPa.s之黏度。

根據本發明之組合物及調配物可另外包含一或多種選自例如以下之其他組分或添加劑：表面活性化合物、潤滑劑、濕潤劑、分散劑、疏水劑、黏附劑、流動改進劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑(其可為反應性或非反應性的)、助劑、著色劑、染料或顏料、敏化劑、穩定劑、奈米粒子或抑制劑。

根據本發明之化合物適用作光學、電光學、電子、電致發光或光致發光組件或裝置中之電荷輸送、半導性、電導、光導或發光材料。在此等裝置中，本發明之化合物通常以薄層或膜形式塗覆。

因此，本發明亦提供半導性化合物或組合物或層在電子裝置中之用途。化合物或組合物可在各種裝置及設備中用作高遷移率半導性材料。化合物或組合物可例如以半導性層或膜之形式使用。因此在另一態樣中，本發明提供供用於電子裝置之半導性層，該層包含根據本發明之化合物或組合物。層或膜可小於約30微米。對於各種電子裝置應用，厚度可小於約1微米厚。該層可藉由前述溶液塗佈或印刷技術中之任何沈積於例如電子裝置之一部分上。

本發明另外提供包含根據本發明之化合物或組合物或有機半導性層的電子裝置。尤其較佳裝置為OFET、TFT、IC、邏輯電路、電容器、RFID標籤、OLED、OLET、OPED、OPV、PSC、OPD、太陽能電池、雷射二極體、光導體、光偵測器、電子照相裝置、電子照相記錄裝置、有機記憶體裝置、感測器裝置、電荷注入層、肖特基二極體、平坦化層、抗靜電膜、導電基板及導電圖案。

尤其較佳電子裝置為OFET、OLED、OPV、PSC及OPD裝置，特定言之OPD、PSC及塊材異質接面(BHJ) OPV裝置。舉例而言，在OFET中，汲極與源極之間的作用中半導體通道可包含本發明之化合物或組合物。作為另一實例，在OLED裝置中，電荷(電洞或電子)注入或輸送層可包含本發明之化合物或組合物。

對於在OPV或OPD裝置之光敏層中之使用，根據本發明之化合物較佳用於包含或含有一或多種p型(電子供體)半導體及一或多種n型(電子受體)半導體、更佳基本上由其組成之組合物中。

至少一種n型半導體為式I化合物。p型半導體較佳為如上文所定義之共軛聚合物。

組合物亦可包含作為n型半導體、如共軛聚合物之p型半導體及較佳為富勒烯或經取代之富勒烯的第二n型半導體之式I化合物。

富勒烯例如為如ICBA之茚-C₆₀ -富勒烯雙加合物或(6,6)-苯基-丁酸甲酯衍生甲橋C₆₀ 富勒烯，亦稱為「PCBM-C₆₀ 」或「C₆₀ PCBM」，如例如G. Yu, J. Gao, J.C. Hummelen, F. Wudl, A.J. Heeger, Science 1995,第270卷,第1789頁及以下中所揭示，且具有下文所展示之結構，或與例如C₆₁ 富勒烯基團、C₇₀ 富勒烯基團或C₇₁ 富勒烯基團結構類似化合物，或有機聚合物(參看例如Coakley, K. M.及McGehee, M. D.Chem. Mater . 2004,16 , 4533)。

較佳地，根據本發明之聚合物與諸如富勒烯或式Full-I之經取代富勒烯之n型半導體摻合以形成OPV或OPD裝置中之作用層，

其中
C_n 表示包含n個碳原子之富勒烯，視情況具有一或多個截留於內部之原子，
加合物¹ 以任何連通性附加至富勒烯C_n 之一級加合物，
加合物² 以任何連通性附加至富勒烯C_n 之二級加合物或二級加合物之組合，
k ≥1之整數，
且
l 為0、≥1之整數或＞0之非整數。

在式Full-I及其子式中，k較佳表示1、2、3或4，極佳1或2。

式Full-I及其子式中之富勒烯C_n 可包含任何碳原子數目n。較佳地，在式XII及其子式之化合物中，構成富勒烯C_n 之碳原子數目n為60、70、76、78、82、84、90、94或96，極佳60或70。

式Full-I及其子式中之富勒烯C_n 較佳選自基於碳之富勒烯、內嵌富勒烯或其混合物，極佳選自基於碳之富勒烯。

適合且較佳之基於碳之富勒烯包括(但不限於) (C_60-Ih )[5,6]富勒烯、(C_70-D5h )[5,6]富勒烯、(C_76-D2* )[5,6]富勒烯、(C_84-D2* )[5,6]富勒烯、(C_84-D2d )[5,6]富勒烯或上述基於碳之富勒烯中之兩種或兩種以上之混合物。

內嵌富勒烯較佳為金屬富勒烯。適合且較佳之金屬富勒烯包括(但不限於) La@C₆₀ 、La@C₈₂ 、Y@C₈₂ 、Sc₃ N@C₈₀ 、Y₃ N@C₈₀ 、Sc₃ C₂ @C₈₀ 或上述金屬富勒烯中之兩種或兩種以上之混合物。

較佳地，富勒烯C_n 在[6,6]及/或[5,6]鍵處經取代，較佳在至少一個[6,6]鍵上經取代。

在式Full-I及其子式中被命名為「加合物1」及「加合物2」之一級及二級加合物較佳各自選自下式：

其中
Ar^S1 、Ar^S2 彼此獨立地表示具有5至20、較佳5至15個環原子之芳基或雜芳基，該芳基或雜芳基為單環或多環，且視情況經一或多個具有如上文及下文所定義L之含義之一的相同或不同取代基取代，
l 表示1、2、3、4、5、6、7、8、9或10，較佳1，
R^S1 、R^S2 、R^S3 、R^S4 及R^S5 彼此獨立地表示H、CN或具有如上文及下文所定義L之含義之一。

較佳式Full-I化合物係選自以下子式：

其中
R^S1 、R^S2 、R^S3 、R^S4 、R^S5 及R^S6 彼此獨立地表示H或具有如上文及下文所定義R^S 之含義之一。

最佳地，富勒烯為PCBM-C60、PCBM-C70、雙-PCBM-C60、雙-PCBM-C70、ICMA-c60 (1',4'-二氫-萘并[2',3':1,2][5,6]富勒烯-C60)、ICBA、oQDM-C60 (1',4'-二氫-萘并[2',3':1,9][5,6]富勒烯-C60-Ih)或雙-oQDM-C60。

OPV或OPD裝置較佳進一步包含光敏層之一側上之透明或半透明基板上的第一透明或半透明電極及光敏層之另一側上之第二金屬或半透明電極。

更佳地，OPV或OPD裝置在光敏層與第一或第二電極之間包含一或多個額外緩衝層充當電洞輸送層及/或電子阻擋層，其包含諸如以下之物質：金屬氧化物，例如ZTO、MoO_x 、NiO_x ；共軛聚合物電解質，例如PEDOT:PSS；共軛聚合物，例如聚三芳基胺(PTAA)；絕緣聚合物，例如納菲、聚乙二亞胺或聚苯乙烯磺酸鹽；有機化合物，例如N,N'-二苯基-N,N'-雙(1-萘基)(1,1'-聯二苯)-4,4'二胺(NPB)、N,N'-二苯基-N,N'-(3-甲基苯基)-1,1'-聯二苯-4,4'-二胺(TPD)，或替代地充當電洞阻擋層及/或電子輸送層，其包含諸如以下之物質：金屬氧化物，例如ZnO_x 、TiO_x ；鹽，例如LiF、NaF、CsF；共軛聚合物電解質，例如聚[3-(6-三甲基銨己基)噻吩]、聚(9,9-雙(2-乙基己基)-茀]-b -聚[3-(6-三甲基銨己基)噻吩]或聚[(9,9-雙(3'-(N, N-二甲胺基)丙基)-2,7-茀)-交替-2,7-(9,9-二辛基茀)]；或有機化合物，例如參(8-喹啉根基)-鋁(III) (Alq₃ )、4,7-二苯基-1,10-啡啉。

在根據本發明之包含式I化合物及共軛聚合物之組合物中，聚合物:式I化合物比率較佳為按重量計5:1至1:5，更佳為按重量計3:1至1:3，最佳為按重量計2:1至1:2。

根據本發明之組合物亦可包含按重量計較佳地0.001至95%之聚合黏合劑。黏合劑之實例包括聚苯乙烯(PS)、聚二甲基矽烷(PDMS)、聚丙烯(PP)及聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

較佳為聚合物之用於如前所述之調配物中之黏合劑可包含絕緣黏合劑或半導性黏合劑或其混合物，在本文中可稱為有機黏合劑、聚合黏合劑或簡單地稱為黏合劑。

較佳地，聚合黏合劑包含在1,000至5,000,000 g/mol範圍內之重量平均分子量，尤其在1,500至1,000,000 g/mol且更佳地為2,000至500,000 g/mol。可實現聚合物具有至少10,000 g/mol、更佳地至少100,000 g/mol之重量平均分子量之出人意料的效果。

特定言之，聚合物可具有在1.0至10.0之範圍內之多分散指數M_w /M_n ，更佳在1.1至5.0之範圍內且最佳在1.2至3之範圍內。

較佳地，惰性黏合劑為具有在-70℃至160℃、較佳為0℃至150℃、更佳為50℃至140℃且最佳為70℃至130℃範圍內的玻璃轉化溫度之聚合物。可藉由量測聚合物之DSC (DIN EN ISO 11357，加熱速率10℃/分鐘)測定玻璃轉化溫度。

聚合黏合劑比如式I之彼化合物的OSC化合物之重量比為較佳在30:1至1:30範圍內、尤其在5:1至1:20範圍內且更佳在1:2至1:10範圍內。

根據較佳實施例，黏合劑較佳包含自苯乙烯單體及/或烯烴單體衍生之重複單元。較佳聚合黏合劑可包含至少80重量%、較佳90重量%且更佳99重量%之自苯乙烯單體及/或烯烴衍生之重複單元。

苯乙烯單體為此項技術中所熟知。此等單體包括苯乙烯、諸如α-甲基苯乙烯及α-乙基苯乙烯之在側鏈中以烷基取代基取代之苯乙烯、諸如乙烯基甲苯及對甲基苯乙烯之在環上以烷基取代基取代之苯乙烯、諸如單氯苯乙烯、二氯苯乙烯、三溴苯乙烯及四溴苯乙烯之鹵化苯乙烯。

烯烴單體由氫原子及碳原子組成。此等單體包括乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯及1,3-丁二烯。

根據本發明之較佳實施例，聚合黏合劑為具有在50,000至2,000,000 g/mol、較佳100,000至750,000 g/mol範圍內、更佳在150,000至600,000 g/mol範圍內且最佳在200,000至500,000 g/mol範圍內的重量平均分子量之聚苯乙烯。

適合黏合劑之其他實例揭示於(例如) US 2007/0102696 A1中。尤其適合且較佳黏合劑描述於以下。

黏合劑應較佳能夠形成膜，更佳形成可撓性膜。

適合作為黏合劑之聚合物包括聚(1,3-丁二烯)、聚苯、聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(α-乙烯基萘)、聚(乙烯基甲苯)、聚乙烯、順聚丁二烯、聚丙烯、聚異戊二烯、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(4-甲基苯乙烯)、聚(三氟氯乙烯)、聚(2-甲基-1,3-丁二烯)、聚(對二甲苯)、聚(α-α-α'-α'-四氟對二甲苯)、聚[1,1-(2-甲基丙烷)雙(4-苯基)碳酸酯]、聚(甲基丙烯酸環己酯)、聚(氯苯乙烯)、聚(2,6-二甲基-1,4-伸苯基醚)、聚異丁烯、聚(乙烯基環己烷)、聚(桂皮酸乙烯酯)、聚(4-乙烯聯苯)、1,4-聚異戊二烯、聚降莰烯、聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯)；31% wt苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯)；30% wt苯乙烯、聚(苯乙烯-共聚-順丁烯二酸酐) (及乙烯/丁烯) 1至1.7%順丁烯二酸酐、聚(苯乙烯-嵌段乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯)三嵌段聚合物13%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段乙烯-丙烯-嵌段-苯乙烯)三嵌段聚合物37% wt苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯)三嵌段聚合物29% wt苯乙烯、聚(1-乙烯基萘)、聚(1-乙烯吡咯啶酮-共聚-苯乙烯) 64%苯乙烯、聚(1-乙烯吡咯啶酮-共聚-乙酸乙烯酯) 1.3:1、聚(2-氯苯乙烯)、聚(2-乙烯基萘)、聚(2-乙烯吡啶-共聚-苯乙烯) 1:1、聚(4,5-二氟-2,2-雙(CF3)-1,3-間二氧雜環戊烯-共聚-四氟乙烯) 鐵氟龍、聚(4-氯苯乙烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(4-甲基苯乙烯)、聚(4-乙烯吡啶-共聚-苯乙烯) 1:1、聚(α-甲基苯乙烯)、聚(丁二烯-接枝-聚(丙烯酸甲酯-共聚-丙烯腈)) 1:1:1、聚(甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸異丁酯) 1:1、聚(甲基丙烯酸丁酯-共聚-甲基丙烯酸甲酯) 1:1、聚(甲基丙烯酸環己酯)、聚(乙烯-共聚-1-丁烯-共聚-1-己烯) 1:1:1、聚(乙烯-共聚-丙烯酸乙酯-共聚-順丁烯二酸酐)；2%酸酐、32%丙烯酸乙酯、聚(乙烯-共聚-甲基丙烯酸縮水甘油酯) 8%甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚(乙烯-共聚-丙烯酸甲酯-共聚-甲基丙烯酸縮水甘油酯) 8%甲基丙烯酸縮水甘油酯25%丙烯酸甲酯、聚(乙烯-共聚-辛烯) 1:1、聚(乙烯-共聚-丙烯-共聚-5-亞甲基-2-降莰烯) 50%乙烯、聚(乙烯-共聚-四氟乙烯) 1:1、聚(甲基丙烯酸異丁酯)、聚(異丁烯)、聚(甲基丙烯酸甲酯)-共聚-(螢光素O-甲基丙烯酸酯) 80%甲基丙烯酸甲酯、聚(甲基丙烯酸甲酯-共聚-甲基丙烯酸丁酯) 85%甲基丙烯酸甲酯、聚(甲基丙烯酸甲酯-共聚-丙烯酸乙酯) 5%丙烯酸乙酯、聚(丙烯-共聚-丁烯) 12% 1-丁烯、聚(苯乙烯-共聚-烯丙醇) 40%烯丙醇、聚(苯乙烯-共聚-順丁烯二酸酐) 7%順丁烯二酸酐、聚(苯乙烯-共聚-順丁烯二酸酐)異丙苯封端(1.3:1)、聚(苯乙烯-共聚-甲基丙烯酸甲酯) 40%苯乙烯、聚(乙烯基甲苯-共聚-α-甲基苯乙烯) 1:1、聚-2-乙烯吡啶、聚-4-乙烯吡啶、聚-α-蒎烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸苯甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚乙烯、聚對苯二甲酸伸乙酯、聚乙烯-共聚-丙烯酸乙酯18%丙烯酸乙酯、聚乙烯-共聚-乙酸乙烯酯12%乙酸乙烯酯、聚乙烯-接枝-順丁烯二酸酐0.5%順丁烯二酸酐、聚丙烯、聚丙烯-接枝-順丁烯二酸酐8至10%順丁烯二酸酐、聚苯乙烯聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯)接枝順丁烯二酸酐2%順丁烯二酸酐1:1:1其他、聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯)分支鏈1:1、聚(苯乙烯-嵌段-丁二烯-嵌段-苯乙烯)、30%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-異戊二烯)10% wt苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-異戊二烯-嵌段-苯乙烯)17% wt苯乙烯、聚(苯乙烯-共聚-4-氯甲基苯乙烯-共聚-4-甲氧基甲基苯乙烯2:1:1、聚苯乙烯-共聚-丙烯腈25%丙烯腈、聚苯乙烯-共聚-α-甲基苯乙烯1:1、聚苯乙烯-共聚-丁二烯4%丁二烯、聚苯乙烯-共聚-丁二烯45%苯乙烯、聚苯乙烯-共聚-氯甲基苯乙烯1:1、聚氯乙烯、聚桂皮酸乙烯酯、聚乙烯環己烷、聚偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共聚-六氟丙烯假定1:1、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丙烯-嵌段-苯乙烯) 30%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丙烯-嵌段-苯乙烯) 18%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丙烯-嵌段-苯乙烯) 13%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段乙烯嵌段-乙烯/丙烯-嵌段苯乙烯) 32%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段乙烯嵌段-乙烯/丙烯-嵌段苯乙烯) 30%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯) 31%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯) 34%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯) 30%苯乙烯、聚(苯乙烯-嵌段-乙烯/丁烯-嵌段-苯乙烯) 60%、苯乙烯、分支鏈或未分支鏈聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯、聚苯乙烯-嵌段(聚乙烯-ran-丁烯)-嵌段-聚苯乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯-嵌段-聚苯乙烯、聚苯乙烯-(乙烯-丙烯)-二嵌段-共聚物(例如KRATON®-G1701E, Shell)、聚(丙烯-共聚-乙烯)及聚(苯乙烯-共聚-甲基丙烯酸甲酯)。

如前所述之用於調配物中的較佳絕緣黏合劑為聚苯乙烯、聚(α-甲基苯乙烯)、聚桂皮酸乙烯酯、聚(4-乙烯聯苯)、聚(4-甲基苯乙烯)及聚甲基丙烯酸甲酯。最佳絕緣黏合劑為聚苯乙烯及聚甲基丙烯酸甲酯。

黏合劑亦可選自可交聯黏合劑，如(例如)丙烯酸酯、環氧樹脂、乙烯基醚、硫醇烯等。黏合劑亦可為液晶原基或液晶。

有機黏合劑自身可為半導體，在此情況下在本文中其將被稱為半導性黏合劑。半導性黏合劑仍較佳為如本文所定義之低電容率的黏合劑。用於本發明之半導性黏合劑較佳具有至少1500至2000、更佳至少3000、甚至更佳至少4000且最佳至少5000之數目平均分子量(M_n )。半導性黏合劑較佳具有至少10^-5 cm² V^-1 s^-1 、更佳至少10^-4 cm² V^-1 s^-1 之電荷載流子遷移率。

較佳半導性黏合劑包含含有芳胺(較佳三芳基胺)之均聚物或共聚物(包括嵌段-共聚物)。

為在BHJ OPV裝置中產生薄層，可藉由任何適合之方法沈積本發明之化合物、組合物及調配物。裝置之液體塗佈比真空沈積技術更合乎需要。溶液沈積法尤其較佳。本發明調配物能夠使用多種液體塗佈技術。較佳沈積技術包括(但不限於)：浸塗、旋塗、噴墨印刷、噴嘴印刷、凸版印刷、網版印刷、凹版印刷、刮刀塗佈、滾筒印刷、反向滾筒印刷、平版印刷、乾式平版印刷、彈性凸版印刷、捲筒紙印刷、噴塗、簾式塗佈、刷塗、縫染塗佈或移印。對於OPV裝置及模組之製造，與可撓性基板相容之區域印刷法較佳，例如縫染塗佈、噴塗及其類似區域印刷法。

必須製備含有式I化合物及聚合物之混合物的適合溶液或調配物。在調配物之製備中，必須選擇合適溶劑以確保兩種組分p型及n型充分溶解且考慮藉由所選印刷法引入之邊界條件(例如流變性)。

有機溶劑一般用於此目的。典型溶劑可為芳族溶劑、鹵化溶劑或氯化溶劑，包括氯化芳族溶劑。實例包括(但不限於)：氯苯、1,2-二氯苯、氯仿、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、四氯化碳、甲苯、環己酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、苯甲醚、2,4-二甲基苯甲醚、1-甲基萘、嗎啉、甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯、對二甲苯、1,4-二噁烷、丙酮、甲基乙基酮、1,2-二氯乙烷、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、N,N-二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺、二甲亞碸、1,5-二甲基四氫萘、苯丙酮、苯乙酮、四氫萘、2-甲基噻吩、3-甲基噻吩、十氫化萘、茚滿、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、均三甲苯及其組合。

OPV裝置可為例如自文獻已知之任何類型(例如參見Waldauf等人,Appl. Phys. Lett. ,2006 ,89 , 233517)。

根據本發明之第一較佳OPV裝置包含以下層(以自下至上之順序)：
- 視情況選用之基板，
- 充當陽極之高功函數電極，其較佳包含金屬氧化物，例如ITO，
- 視情況選用之導電聚合物層或電洞輸送層，其較佳地包含有機聚合物或聚合物摻合物，例如PEDOT:PSS (聚(3,4-伸乙二氧基噻吩):聚(苯乙烯-磺酸酯)或TBD (N,N'-二苯基-N-N'-雙(3-甲基苯基)-1,1'聯苯-4,4'-二胺)或NBD (N,N'-二苯基-N-N'-雙(1-萘基苯基)-1,1'聯苯-4,4'-二胺)，
- 包含p型及n型有機半導體、亦稱為「光敏層」之層，其可以例如p型/n型雙層或相異的p型層及n型層或摻合物或p型及n型半導體之形式存在，形成BHJ，
- 視情況選用之具有電子輸送特性之例如包含LiF或PFN之層，
- 充當陰極之低功函數電極，其較佳包含金屬，例如鋁，
其中至少一個電極，較佳陽極，對可見光透明，及
其中n型半導體為式I化合物。

根據本發明之第二較佳OPV裝置為倒置式OPV裝置且包含以下層(以自下至上之順序)：
- 視情況選用之基板，
- 充當陰極之高功函數金屬或金屬氧化物電極，其包含例如ITO，
- 具有電洞阻擋特性之層，其較佳包含有機聚合物、聚合物摻合物、金屬或金屬氧化物，如TiO_x 、ZnO_x 、Ca、Mg、聚(伸乙亞胺)、乙氧基化聚(伸乙亞胺)或聚[(9,9-雙(3'-(N,N-二甲胺基)丙基)-2,7-茀)-交替-2,7-(9,9-二辛基茀)]，
- 包含p型及n型有機半導體、位於電極之間之光敏層，其可例如以p型/n型雙層或相異的p型層及n型層或摻合物或p型及n型半導體之形式存在，形成BHJ，
- 視情況選用之導電聚合物層或電洞輸送層，其較佳包含有機聚合物或聚合物摻合物、金屬或金屬氧化物，例如PEDOT:PSS、納菲、經取代三芳基胺衍生物(例如TBD或NBD)或WO_x 、MoO_x 、NiO_x 、Pd或Au，
- 充當陽極之電極，其包含高功函數金屬，例如銀，
其中至少一個電極，較佳陰極，對可見光透明，及
其中n型半導體為式I化合物。

在本發明之OPV裝置中，p型及n型半導體材料較佳選自如上文所描述之材料，如化合物/聚合物/富勒烯系統。

當光敏層沈積於基板上時，其形成在奈米級水準下相分離之BHJ。關於奈米級相分離之論述，參見Dennler等人,Proceedings of the IEEE ,2005 ,93(8) , 1429或Hoppe等人,Adv. Func. Mater ,2004 ,14(10) , 1005。隨後視情況存在之退火步驟可為必要的，以使摻合物形態最佳化，且因此使OPV裝置效能最佳化。

使裝置效能最佳化之另一方法為製備用於製造OPV (BHJ)裝置之調配物，該等調配物可包括高沸點添加劑以便以正確方式促進相分離。已使用1,8-辛二硫醇、1,8-二碘基辛烷、硝基苯、氯萘及其他添加劑以獲得高效率太陽能電池。實例揭示於J. Peet,等人,Nat. Mater. ,2007 ,6 , 497或Fréchet等人J. Am. Chem. Soc. ,2010 ,132 , 7595-7597中。

本發明之另一較佳實施例係關於根據本發明之化合物或組合物作為DSSC或基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)中之染料、電洞輸送層、電洞阻擋層、電子輸送層及/或電子阻擋層之用途，且關於包含根據本發明之化合物或組合物的DSSC或PSC。

DSSC及PSC可如例如Chem. Rev. 2010, 110, 6595-6663, Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 2-15或WO2013171520A1之文獻中所描述製造。

根據本發明之較佳OE裝置為太陽能電池，較佳PSC，其包含如下文所描述之至少部分無機的光吸收劑。

在包含根據本發明之光吸收劑的太陽能電池中，關於至少部分無機之光吸收劑材料的選擇不存在本身限制。

術語「至少部分無機」意謂光吸收劑材料可選自大體上無機且較佳具有結晶結構(其中可藉由有機離子分配結晶結構中之單個位置)之有機金屬錯合物或材料。

較佳地，根據本發明之包含於太陽能電池中之光吸收劑具有≤ 2.8 eV且≥ 0.8 eV的光學帶隙。

極佳地，根據本發明之太陽能電池中之光吸收劑具有≤ 2.2 eV且≥ 1.0 eV的光學帶隙。

根據本發明之用於太陽能電池的光吸收劑的確較佳地不含富勒烯。富勒烯之化學屬於有機化學之領域。因而富勒烯不滿足根據本發明「至少部分無機」之定義。

較佳地，至少部分無機之光吸收劑為具有鈣鈦礦結構之材料或具有2D結晶鈣鈦礦結構之材料。

如上文及下文所使用之術語「鈣鈦礦」一般指示具有鈣鈦礦結晶結構或2D結晶鈣鈦礦結構之材料。

術語鈣鈦礦太陽能電池(PSC)意謂包含光吸收劑之太陽能電池，該光吸收劑為具有鈣鈦礦結構之材料或具有2D結晶鈣鈦礦結構的材料。

至少部分無機之光吸收劑由以下組成但不限於：具有鈣鈦礦結晶結構之材料、具有2D結晶鈣鈦礦結構的材料(例如CrystEngComm, 2010,12, 2646-2662)、Sb₂ S₃ (輝銻礦)、Sb₂ (S_x Se_(x-1) )₃ 、PbS_x Se_(x-1) 、CdS_x Se_(x-1) 、ZnTe、CdTe、ZnS_x Se_(x-1) 、InP、FeS、FeS₂ 、Fe₂ S₃ 、Fe₂ SiS₄ 、Fe₂ GeS₄ 、Cu₂ S、CuInGa、CuIn(Se_x S_(1-x) )₂ 、Cu₃ Sb_x Bi_(x-1) 、(S_y Se_(y-1) )₃ 、Cu₂ SnS₃ 、SnS_x Se_(x-1) 、Ag₂ S、AgBiS₂ 、BiSI、BiSeI、Bi₂ (S_x Se_(x-1) )₃ 、BiS_(1-x) Se_x I、WSe₂ 、AlSb、金屬鹵化物(例如BiI₃ 、Cs₂ SnI₆ )、黃銅礦(例如CuIn_x Ga_(1−x) (S_y Se_(1-y) )₂ )、硫銅錫鋅礦(例如Cu₂ ZnSnS₄ 、Cu₂ ZnSn(Se_x S_(1-x) )₄ 、Cu₂ Zn(Sn_1-x Ge_x )S₄ )及金屬氧化物(例如CuO、Cu₂ O)或其混合物。

較佳地，至少部分無機之光吸收劑為鈣鈦礦。

在光吸收劑之上述定義中，x及y各獨立地定義如下：(0≤x≤1)且(0≤y≤1)。

極佳地，光吸收劑為特殊鈣鈦礦，亦即如上文及下文詳細描述之金屬鹵化物鈣鈦礦。最佳地，光吸收劑為包含於鈣鈦礦太陽能電池(PSC)中之有機/非有機混合金屬鹵化物鈣鈦礦。

在本發明之一個尤佳實施例中，鈣鈦礦指示具有化學式ABX₃ 之金屬鹵化物鈣鈦礦，
其中
A 為單價有機陽離子、金屬陽離子或兩個或多於兩個此等陽離子之混合，
B 為二價陽離子，且
X 為F、Cl、Br、I、BF₄ 或其組合。

較佳地，鈣鈦礦之單價有機陽離子選自烷基銨(其中烷基為具有1至6個C原子之直鏈或分支鏈)、甲脒鎓或鈲或其中金屬陽離子選自K⁺ 、Cs⁺ 或Rb⁺ 。

適合且較佳二價陽離子B為Ge²⁺ 、Sn²⁺ 或Pb²⁺ 。

適合且較佳鈣鈦礦材料為CsSnI₃ 、CH₃ NH₃ Pb(I_1-x Cl_x )₃ 、CH₃ NH₃ PbI₃ 、CH₃ NH₃ Pb(I_1-x Br_x )₃ 、CH₃ NH₃ Pb(I_1-x (BF₄ )_x )₃ 、CH₃ NH₃ Sn(I_1-x Cl_x )₃ 、CH₃ NH₃ SnI₃ 或CH₃ NH₃ Sn(I_1-x Br_x )₃ ，其中x各自獨立地定義如下：(0＜x≤1)。

其他適合且較佳鈣鈦礦可包含對應於式Xa_(3-x) Xb_(x) 之兩種鹵化物，其中Xa及Xb各自獨立地選自Cl、Br或I，且x大於0且小於3。

適合且較佳鈣鈦礦亦揭示於WO 2013/171517之請求項52至71及請求項72至79中，其以全文引用之方式併入本文中。材料定義為包含兩種或兩種以上選自鹵化物陰離子及硫族化物陰離子之不同陰離子之混合陰離子鈣鈦礦。較佳鈣鈦礦揭示於第18頁，第5至17行。如所描述，鈣鈦礦通常選自CH₃ NH₃ PbBrI₂ 、CH₃ NH₃ PbBrCl₂ 、CH₃ NH₃ PbIBr₂ 、CH₃ NH₃ PbICl₂ 、CH₃ NH₃ SnF₂ Br、CH₃ NH₃ SnF₂ I及(H₂ N=CH-NH₂ )PbI_3z Br_3(1-z) ，其中z大於0且小於1。

本發明進一步係關於如上文及下文所描述之包含光吸收劑之太陽能電池，較佳PSC，其中採用式I化合物作為一個電極與光吸收劑層之間的層。

本發明進一步係關於如上文及下文所描述之包含光吸收劑之太陽能電池，較佳PSC，其中式I化合物包含於電子選擇性層中。

電子選擇性層定義為提供高電子導電性及低電洞導電性有助於電子-電荷輸送之層。

本發明進一步關於如上文及下文所描述之包含光吸收劑之太陽能電池，較佳PSC，其中採用式I化合物作為電子選擇性層之部分的電子輸送材料(ETM)或電洞阻擋材料。

較佳地，採用式I化合物作為電子輸送材料(ETM)。

在替代性較佳實施例中，採用式I化合物作為電洞阻擋材料。

根據本發明之PSC裝置之裝置架構可為自文獻已知的任何類型。

根據本發明之PSC裝置之第一較佳裝置架構包含以下層(以由下至上的順序)：
- 視情況選用之基板，其在任何組合中可為可撓性或剛性且透明、半透明或不透明且導電或不導電的；
- 高功函數電極，其較佳包含摻雜金屬氧化物，例如摻氟氧化錫(FTO)、摻錫氧化銦(ITO)或摻鋁氧化鋅；
- 電子選擇性層，其包含一或多種電子輸送材料，且在一些情況下，其亦可為緻密層及/或由奈米粒子構成，且其較佳包含金屬氧化物，諸如TiO₂ 、ZnO₂ 、SnO₂ 、Y₂ O₅ 、Ga₂ O₃ 、SrTiO₃ 、BaTiO₃ 或其組合，該一或多種電子輸送材料中之至少一者為式I化合物；
- 視情況選用之多孔架構，其可為電導、半導性或絕緣的，且其較佳包含諸如TiO₂ 、ZnO₂ 、SnO₂ 、Y₂ O₅ 、Ga₂ O₃ 、SrTiO₃ 、BaTiO₃ 、Al₂ O₃ 、ZrO₂ 、SiO₂ 或其組合之金屬氧化物，且其較佳地可由奈米粒子、奈米棒、奈米薄片、奈米管或奈米柱構成；
- 包含至少部分為無機、尤佳為如上文所描述之金屬鹵化物鈣鈦礦之光吸收劑的層，在一些情況下，其亦可為緻密或多孔層且其視情況部分或全部浸潤至底層中；
- 視情況選用之電洞選擇性層，其包含一或多種電洞輸送材料，且在一些情況下，其亦可包含添加劑，該等添加劑諸如例如LiY之鋰鹽、較佳雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、諸如4-第三丁吡啶之三級胺或例如參(2-(1H-吡唑-1-基)-4-第三丁吡啶)-鈷(III)參(雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺))的任何其他共價或離子化合物，其中Y為單價有機陰離子，該等添加劑可增強電洞選擇性層之例如電導率之特性且/或有助於其加工；
及背電極，其可為金屬(例如由Au、Ag、Al、Cu、Ca、Ni或其組合製成)或非金屬且透明、半透明或不透明的。

根據本發明之PSC裝置之第二較佳裝置架構包含以下層(以自下至上的順序)：
- 視情況選用之基板，其在任何組合中可為可撓性或剛性且透明、半透明或不透明且導電或不導電的；
- 高功函數電極，其較佳包含摻雜金屬氧化物，例如摻氟氧化錫(FTO)、摻錫氧化銦(ITO)或摻鋁氧化鋅；
- 視情況選用之電洞注入層，其例如改變底層電極之功函數且/或修飾底層之表面且/或有助於將底層之粗糙表面平坦化，且在一些情況下，其亦可為單層；
- 視情況選用之電洞選擇性層，其包含一或多種電洞輸送材料，且在一些情況下，其亦可包含添加劑，該等添加劑諸如例如LiY之鋰鹽、較佳雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺、諸如4-第三丁吡啶之三級胺或例如參(2-(1H-吡唑-1-基)-4-第三丁吡啶)-鈷(III)參(雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺))的任何其他共價或離子化合物，其中Y為單價有機陰離子，該等添加劑可增強電洞選擇性層之例如電導率之特性且/或有助於其加工；
- 包含至少部分無機之光吸收劑的層，該光吸收劑尤佳為如所描述或如上較佳描述之金屬鹵化物鈣鈦礦；
- 電子選擇性層，其包含一或多種電子輸送材料，且在一些情況下，其亦可為緻密層及/或由奈米粒子構成，且其較佳包含諸如TiO₂ 、ZnO₂ 、SnO₂ 、Y₂ O₅ 、Ga₂ O₃ 、SrTiO₃ 、BaTiO₃ 或其組合之金屬氧化物，該一或多種電子輸送材料中之至少一者為式I化合物，且/或其可包含經取代富勒烯，例如[6,6]-苯基C61-丁酸甲酯，且/或其可包含分子、寡聚或聚合電子輸送材料，例如2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉，或其混合物；
及背電極，其可為金屬(例如由Au、Ag、Al、Cu、Ca、Ni或其組合製成)或非金屬且透明、半透明或不透明的。

為在根據本發明之PSC裝置中產生電子選擇性層，式I化合物視情況連同呈摻合物或混合物形式之其他化合物或添加劑一起可藉由任何適合方法沈積。裝置之液體塗佈比真空沈積技術更合乎需要。溶液沈積法尤其較佳。包含式I化合物之調配物能夠使用多種液體塗佈技術。較佳沈積技術包括(但不限於)：浸塗、旋塗、噴墨印刷、噴嘴印刷、凸版印刷、網板印刷、凹版印刷、刮刀塗佈、滾筒印刷、反向滾筒印刷、平版印刷、乾式平版印刷、彈性凸版印刷、捲筒紙印刷、噴塗、簾式塗佈、刷塗、槽模塗佈或移印。針對PSC裝置及模組之製造，用於大面積塗佈之沈積技術為較佳的，例如槽模塗佈或噴塗。

可用於在根據本發明之光電裝置中、較佳在PSC裝置中產生電子選擇性層的調配物包含如上文所描述之式I或較佳實施例之呈摻合物或混合物形式的視情況連同一或多種其他電子輸送材料及/或電洞阻擋材料及/或黏合劑及/或如上文及下文所描述之其他添加劑一起的一或多種化合物及一或多種溶劑。

調配物可包括或包含如上文或下文所描述之該必需或視情況選用之成分，基本上由如上文或下文所描述之該必需或視情況選用之成分組成或由如上文或下文所描述之該必需或視情況選用之成分組成。可用於調配物之所有化合物或組分為已知或可商購的或可藉由已知方法合成。

如前所述之調配物可藉由製程製備，該製程包含：
(i) 首先混合式I化合物、視情況選用之黏合劑或如前所述的黏合劑之前驅體、視情況選用之另一電子輸送材料、視情況選用的如上文及下文所描述之一或多種其他添加劑及如上文及下文所描述的溶劑或溶劑混合物，及
(ii) 將此類混合物塗覆至基板；且視情況將一或多種溶劑蒸發以形成根據本發明之電子選擇性層。

在步驟(i)中，溶劑可為用於式I化合物之單一溶劑，且有機黏合劑及/或其他電子輸送材料各可溶解於分離溶劑中接著混合所得溶液以混合化合物。

可替代地，黏合劑可藉由以下原位形成：將式I化合物混合或溶解於黏合劑之前驅體中，例如液體單體、寡聚物或可交聯聚合物，視情況在存在溶劑的情況下，且例如藉由將其浸漬、噴射、塗漆或印刷而將混合物或溶液沈積於基板上以形成液體層，且隨後例如藉由曝露於輻射、熱或電子射束而固化液體單體、寡聚物或可交聯聚合物以產生固體層。若使用預先形成之黏合劑，則其可連同式I化合物一起溶解於如前所述的適合溶劑中，且可例如藉由將溶液浸漬、噴射、油漆或印刷而沈積於基板上以形成液體層且隨後移除溶劑以保留固體層。應瞭解，選擇能夠溶解調配物之所有成分且當自溶液摻合物蒸發時產生相干缺陷自由層之溶劑。

除該等組分以外，如前所述之調配物可包含其他添加劑及加工助劑。此等添加劑及加工助劑尤其包括表面活性物質(界面活性劑)、潤滑劑及潤滑脂、修改黏度之添加劑、提高導電性之添加劑、分散劑、疏水劑、黏著促進劑、流動改進劑、消泡劑、排氣劑、可為反應性或非反應性之稀釋劑、填充劑、助劑、加工助劑、染料、顏料、穩定劑、敏化劑、奈米粒子及抑制劑。

添加劑可用於增強電子選擇性層之特性及/或相鄰層中之任一者的特性及/或根據本發明之光電裝置之效能。添加劑亦可用於有助於電子選擇性層之沈積、加工或形成及/或相鄰層中之任一者的沈積、加工或形成。較佳地，使用增強電子選擇性層之電導率及/或鈍化相鄰層中之任一者的表面之一或多種添加劑。

併入一或多種添加劑之適合方法包括例如在大氣壓下或減壓下暴露於添加劑之蒸氣，將含有一或多種添加劑的溶液或固體與如所描述或如前較佳描述之材料或調配物混合，使一或多種添加劑與如前所述之材料或調配物接觸，藉由如前所述的材料或調配物之熱量擴散或藉由將一或多種添加劑離子植入至如前所述之材料或調配物中。

用於此目的之添加劑可為有機材料、無機材料、金屬材料或混合材料。添加劑可為分子化合物，例如有機分子、鹽、離子液體、配位錯合物或有機金屬化合物、聚合物或其混合物。添加劑亦可為粒子，例如混合粒子或無機粒子，較佳為奈米粒子或諸如富勒烯、奈米碳管或石墨烯薄片之碳基材料。

用於提高電導率之添加劑的實例係例如鹵素(例如I₂ 、Cl₂ 、Br₂ 、ICl、ICl₃ 、IBr及IF)；路易斯酸(例如PF₅ 、AsF₅ 、SbF₅ 、BF₃ 、BCl₃ 、SbCl₅ 、BBr₃ 及SO₃ )；質子酸、有機酸或胺基酸(例如HF、HCl、HNO₃ 、H₂ SO₄ 、HClO₄ 、FSO₃ H及ClSO₃ H)；過渡金屬化合物(例如FeCl₃ 、FeOCl、Fe(ClO₄ )₃ 、Fe(4-CH₃ C₆ H₄ SO₃ )₃ 、TiCl₄ 、ZrCl₄ 、HfCl₄ 、NbF₅ 、NbCl₅ 、TaCl₅ 、MoF₅ 、MoCl₅ 、WF₅ 、WCl₆ 、UF₆ 及LnCl₃ (其中Ln為鑭系元素))；陰離子(例如Cl^- 、Br^- 、I^- 、I₃ ^- 、HSO₄ ^- 、SO₄ ^2- 、NO₃ ^- 、ClO₄ ^- 、BF₄ ^- 、PF₆ ^- 、AsF₆ ^- 、SbF₆ ^- 、FeCl₄ ^- 、Fe(CN)₆ ^3- 及各種磺酸之陰離子，諸如芳基-SO₃ ^- )；陽離子(例如H⁺ 、Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 、Rb⁺ 、Cs⁺ 、Co³⁺ 及Fe³⁺ )；O₂ ；氧化還原活性鹽(例如XeOF₄ 、(NO₂ ⁺ ) (SbF₆ ^- )、(NO₂ ⁺ ) (SbCl₆ ^- )、(NO₂ ⁺ ) (BF₄ ^- )、NOBF₄ 、NOPF₆ 、AgClO₄ 、H₂ IrCl₆ 及La(NO₃ )₃ ^. 6H₂ O)；強接受電子之有機分子(例如2,3,5,6-四氟-7,7,8,8-四氰基對醌二甲烷(F4-TCNQ))；過渡金屬氧化物(例如WO₃ 、Re₂ O₇ 及MoO₃ )；鈷、鐵、鉍及鉬之金屬-有機錯合物；(對BrC₆ H₄ )₃ NSbCl₆ ；鉍(III)參(三氟乙酸)；FSO₂ OOSO₂ F；乙醯膽鹼；R₄ N⁺ (R為烷基)；R₄ P⁺ (R為直鏈或分支鏈烷基1至20)；R₆ As⁺ (R為烷基)；R₃ S⁺ (R為烷基)；及離子液體(例如1-乙基-3-甲基咪唑鎓雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺)。除參(2-(1H-吡唑-1-基)-4-第三丁吡啶)-鈷(III)參(雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺))外之適合鈷錯合物為如WO 2012/114315、WO 2012/114316、WO 2014/082706、WO 2014/082704、EP 2883881或JP 2013-131477中所描述之鈷錯合物鹽。

適合鋰鹽為除雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰、參(五氟乙基)三氟磷酸鋰、二氰胺鋰、甲基硫酸鋰、三氟甲烷磺酸鋰、四氰基硼酸鋰、二氰胺鋰、三氰甲基鋰、硫氰酸鋰、氯化鋰、溴化鋰、碘化鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、過氯酸鋰、六氟銻酸鋰、六氟砷酸鋰或兩種或兩種以上之組合之外的鋰鹽。較佳鋰鹽為雙(三氟甲磺醯基)醯亞胺鋰。

較佳地，調配物包含0.1 mM至50 mM、較佳5至20 mM之鋰鹽。

用於包含式I化合物及混合鹵化物鈣鈦礦的PSC之適合裝置結構描述於WO 2013/171517，請求項52至71及請求項72至79中，其以全文引用之方式併入本文中。

用於包含式化合物及連同鈣鈦礦一起的介電架構之PSC之適合裝置結構描述於WO 2013/171518，請求項1至90或WO 2013/171520，請求項1至94中，其以全文引用之方式併入本文中。

用於包含式I化合物、半導體及鈣鈦礦之PSC的適合裝置結構描述於WO 2014/020499，技術方案1及3至14中，其以全文引用之方式併入本文中。其中所描述的表面增加架構結構包含施加及/或固定於載體層上之奈米粒子，例如多孔TiO₂ 。

用於包含式化合物且包含平面異質接面之PSC的適合裝置結構描述於WO 2014/045021，請求項1至39中，其以全文引用之方式併入本文中。此裝置之特徵在於具有安置於n型(電子導電)層與p型(電洞導電)層之間的光吸收或發光鈣鈦礦之薄膜。較佳地，薄膜為緊密薄膜。

本發明進一步關於製備如上文或下文所描述之PSC的方法，該方法包含以下步驟：
- 提供第一及第二電極；
- 提供包含式I化合物之電子選擇性層。

本發明此外關於包含如上文及下文所描述之根據本發明之至少一種裝置的串聯裝置。較佳地，串聯裝置為串聯太陽能電池。

根據本發明之串聯裝置或串聯太陽能電池可具有兩個半單元，其中半單元中之一者在如所描述或較佳地如上文所描述的主動層中包含化合物、寡聚物或聚合物。不存在針對另一種類型之半電池的選擇之限制，該半電池可為此項技術中已知的任何其他類型之裝置或太陽能電池。

存在此項技術中已知的兩種不同類型之串聯太陽能電池。所謂的2-終端或單塊串聯太陽能電池僅具有兩個連接。兩個子電池(或同義半電池)經串聯連接。因此，在兩個子電池中所產生之電流相同(電流匹配)。功率轉換效率之增益係歸因於隨著兩個子電池之電壓增加而升高電壓。

另一種類型之串聯太陽能電池為所謂的4終端或堆疊串聯太陽能電池。在此情況下，獨立地操作兩個子電池。因此，兩個子電池皆可在不同電壓下操作且亦可產生不同電流。串聯太陽能電池之功率轉換效率為兩個子電池的功率轉換效率之總和。

本發明此外關於包含如之前所描述或如之前較佳描述的根據本發明之裝置之模組。

本發明之化合物及組合物亦可用作其他應用中之染料或顏料，例如用作染色塗料、油墨、塑膠、織物、化妝品、食物及其他材料中的墨染料、雷射染料、螢光標記物、溶劑染料、食用色素、對比染料或顏料。

本發明之化合物及組合物亦適合用於OFET之半導性通道。因此，本發明亦提供包含閘電極、絕緣(或閘極絕緣體)層、源電極、汲電極及連接源電極及汲電極之有機半導性通道的OFET，其中有機半導性通道包含根據本發明之化合物及組合物。OFET之其他特徵為熟習此項技術者所熟知。

OSC材料在閘極介電與汲電極及源電極之間以薄膜形式排列之OFET一般為已知的且描述於例如US 5,892,244、US 5,998,804、US 6,723,394中及先前技術部分中所引用之參考文獻中。由於該等優點，如使用根據本發明之化合物之溶解特性且因此大表面可加工性進行低成本生產，此等OFET之較佳應用為諸如積體電路、TFT顯示器及安全應用。

OFET裝置中之閘電極、源電極及汲電極及絕緣層及半導性層可以任何順序配置，其限制條件為源電極及汲電極藉由絕緣層與閘電極分離，閘電極及半導性層均接觸絕緣層，且源電極及汲電極均接觸半導性層。

根據本發明之OFET裝置較佳包含：
- 源電極，
- 汲電極，
- 閘電極，
- 半導性層，
- 一或多個閘極絕緣層，
- 視情況選用之基板。
其中半導性層較佳包含式I化合物。

OFET裝置可為頂閘極裝置或底閘極裝置。OFET裝置之適合結構及製造方法為熟習此項技術者所已知且描述於例如US 2007/0102696 A1之文獻中。

閘極絕緣層較佳包含氟聚合物，例如市售Cytop 809M®或Cytop 107M® (來自Asahi Glass)。較佳地，閘極絕緣層例如藉由旋塗、刀片刮抹、環棒式塗佈、噴塗或浸塗或其他已知方法自包含絕緣體材料及一或多種具有一或多個氟原子之溶劑(含氟溶劑)、較佳全氟溶劑之調配物沈積。適合全氟溶劑為例如FC75® (可購自Acros，目錄號12380)。其他適合氟聚合物及含氟溶劑在先前技術中已知，例如全氟聚合物Teflon AF® 1600或2400 (獲自DuPont)或Fluoropel® (獲自Cytonix)或全氟溶劑FC 43® (Acros, 第12377號)。尤其較佳的為如揭示於例如US 2007/0102696 A1或US 7,095,044中之具有1.0至5.0、極佳1.8至4.0之低電容率(或介電常數)之有機介電材料(「低k材料」)。

在安全應用中，具有根據本發明之半導性材料之OFET及其他裝置(如電晶體或二極體)可用於RFID標籤或安全標記，以對具有價值之文件，如鈔票、信用卡或ID卡、國家ID文件、執照，或任何具有貨幣價值之產品，如郵票、票據、股票、支票等進行鑑認及防偽。

可替代地，根據本發明之化合物及組合物(在下文中被稱作「材料」)可用於OLED，例如作為平板顯示器應用中之活性顯示材料，或作為例如液晶顯示器之平板顯示器的背光。普通OLED使用多層結構實現。發射層一般包夾在一或多個電子輸送層及/或電洞輸送層之間。藉由施加電壓電子及電洞作為電荷載流子朝向發射層移動，在發射層中其再結合導致包含於發射層中之生光團單元激發且因此發光。根據本發明之材料可對應於其電氣及/或光學特性用於一或多個電荷輸送層中及/或發射層中。此外，若根據本發明之材料自身展示電致發光特性或包含電致發光基團或化合物，則在發射層中使用其為尤其有利的。適用於OLED中之單體、寡聚及聚合化合物或材料之選擇、表徵以及加工一般為熟習此項技術者所已知，參見例如Müller等人,Synth. Metals ,2000 ,111-112 , 31-34, Alcala,J. Appl. Phys. ,2000 ,88 , 7124-7128及其中所引用之文獻。

根據另一用途，根據本發明之材料，尤其展示光致發光特性之材料，可用作例如顯示裝置中之光源材料，如EP 0 889 350 A1中或由C. Weder等人,Science ,1998 ,279 , 835-837所述。

本發明之另一態樣係關於根據本發明之材料之氧化及還原形式。電子之損失或獲得導致形成具有高導電性之高度非定域離子形式。此可在暴露於常用摻雜物時發生。適合摻雜劑及摻雜方法為熟習此項技術者已知，例如自EP 0 528 662、US 5,198,153或WO 96/21659已知。

摻雜方法通常意味著在氧化還原反應中用氧化或還原劑處理半導體材料以在材料中形成非定域離子中心，伴隨對應相對離子自應用之摻雜劑衍生。適合摻雜方法包含例如在大氣壓力中或在減壓下暴露於摻雜蒸氣、在含有摻雜劑之溶液中進行電化學摻雜、使摻雜劑與待熱擴散之半導體材料接觸及將摻雜劑離子植入至半導體材料中。

當將電子用作載體時，適合摻雜物為例如鹵素(例如I₂ 、Cl₂ 、Br₂ 、ICl、ICl₃ 、Ibr及IF)、路易斯酸(例如PF₅ 、AsF₅ 、SbF₅ 、BF₃ 、BCl₃ 、SbCl₅ 、BBr₃ 及SO₃ )、質子酸、有機酸或胺基酸(例如HF、HCl、HNO₃ 、H₂ SO₄ 、HClO₄ 、FSO₃ H及ClSO₃ H)、過渡金屬化合物(例如FeCl₃ 、FeOCl、Fe(ClO₄ )₃ 、Fe(4-CH₃ C₆ H₄ SO₃ )₃ 、TiCl₄ 、ZrCl₄ 、HfCl₄ 、NbF₅ 、NbCl₅ 、TaCl₅ 、MoF₅ 、MoCl₅ 、WF₅ 、WCl₆ 、UF₆ 及LnCl₃ (其中Ln為鑭系元素)、陰離子(例如Cl^- 、Br^- 、I^- 、I₃ ^- 、HSO₄ ^- 、SO₄ ^2- 、NO₃ ^- 、ClO₄ ^- 、BF₄ ^- 、PF₆ ^- 、AsF₆ ^- 、SbF₆ ^- 、FeCl₄ ^- 、Fe(CN)₆ ^3- 及各種磺酸之陰離子，諸如芳基-SO₃ ^- )。當電洞用作載流子時，摻雜劑之實例為陽離子(例如H⁺ 、Li⁺ 、Na⁺ 、K⁺ 、Rb⁺ 及Cs⁺ )、鹼金屬(例如Li、Na、K、Rb及Cs)、鹼土金屬(例如Ca、Sr及Ba)、O₂ 、XeOF₄ 、(NO₂ ⁺ ) (SbF₆ ^- )、(NO₂ ⁺ ) (SbCl₆ ^- )、(NO₂ ⁺ ) (BF₄ ^- )、AgClO₄ 、H₂ IrCl₆ 、La(NO₃ )₃ ^. 6H₂ O、FSO₂ OOSO₂ F、Eu、乙醯膽鹼、R₄ N⁺ (R為烷基)、R₄ P⁺ (R為烷基)、R₆ As⁺ (R為烷基)及R₃ S⁺ (R為烷基)。

根據本發明之材料之導電形式可在包括(但不限於)以下的應用中用作有機「金屬」：OLED應用中之電荷注入層及ITO平坦化層、平板顯示器及觸控螢幕之膜、抗靜電膜、諸如印刷電路板及電容器的電子應用中之印刷導電基板、圖案或管道。

根據本發明之材料亦可適用於有機電漿發射二極體(OPED)，如例如Koller等人,Nat. Photonics ,2008 ,2 , 684中所述。

根據另一用途，根據本發明之材料可單獨或與其他材料一起用於LCD或OLED裝置中之配向層中或用作LCD或OLED裝置中之配向層，其如例如US 2003/0021913中所述。使用根據本發明之電荷輸送化合物可提高配向層之電導率。當用於LCD中時，此提高之電導率可降低可切換LCD電池中之不利殘餘dc影響且抑制影像殘留，或例如在鐵電LCD中，減少藉由鐵電LC之自發性極化電荷之切換所產生之殘餘電荷。當用於包含提供於配向層上之發光材料之OLED裝置中時，此提高之電導率可增進發光材料之電致發光。

具有液晶原基或液晶特性之根據本發明之材料可形成如上文所描述的定向各向異性膜，其尤其適用作配向層以誘導或增強在各向異性膜上之液晶介質中提供之配向。

根據另一用途，根據本發明之材料適用於液晶(LC)窗，亦稱為智能窗。

根據本發明之材料亦可與光異構化化合物及/或發色團組合用於光配向層中或用作光配向層，如US 2003/0021913 A1中所述。

根據另一用途，根據本發明之材料，尤其其水溶性衍生物(例如具有極性或離子性側基)或離子摻雜形式，可用作化學感測器或材料用於偵測及鑑別DNA序列。此類用途例如描述於L. Chen, D. W. McBranch, H. Wang, R. Helgeson, F. Wudl及D. G. Whitten,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. ,1999 ,96 , 12287；D. Wang, X. Gong, P. S. Heeger, F. Rininsland, G. C. Bazan及A. J. Heeger,Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. ,2002 ,99 , 49；N. DiCesare, M. R. Pinot, K. S. Schanze及J. R. Lakowicz,Langmuir ,2002 ,18 , 7785；D. T. McQuade, A. E. Pullen, T. M. Swager,Chem. Rev. ,2000 ,100 , 2537中。

除非上下文另外明確表明，否則如本文所用，本文之術語的複數形式應視為包括單數形式，且反之亦然。

在本說明書之實施方式及申請專利範圍通篇中，詞語「包含(comprise)」及「含有(contain)」及該等詞語之變體，例如「包含(comprising)」及「包含(comprises)」意謂「包括(但不限於)」，且不意欲(且不)排除其他組分。

應瞭解，可對本發明之前述實施例作出變化，但其仍在本發明之範疇內。除非另外說明，否則本說明書中所揭示之各特徵可經用於相同、等效或類似目的之替代性特徵替換。因此，除非另外說明，否則所揭示之各特徵僅為一系列通用等效或類似特徵之一個實例。

除至少一些此類特徵及/或步驟相互排斥的組合之外，本說明書中所揭示之所有特徵可以任何組合形式組合。特定言之，本發明之較佳特徵適用於本發明之所有態樣，且可以任何組合予以使用。同樣地，以非基本組合形式而描述之特徵可分離地(不以組合)予以使用。

除非另外說明，否則上文及下文百分比為重量百分比，且溫度以攝氏度為單位給出。

現將參考以下實例更詳細地描述本發明，該等實例僅為說明性的且不限制本發明之範疇。

實例 1
中間物 1

向s -二環戊二烯并苯并[1,2-b:5,6-b']二噻吩(5.46 g，20.0 mmol)於無水四氫呋喃(100 cm³ )中之懸浮液中添加2-己基癸醛(10.6 g, 44.0 mmol)。藉由使氮氣鼓泡使混合物脫氣20分鐘。歷經15分鐘逐滴添加第三丁醇鉀溶液(25 cm³ ，25 mmol，1.0 M於第三丁醇中)。在22℃下攪拌溶液17小時，接著添加乙酸(10 cm³ )。在真空中濃縮溶液。將甲醇(100 cm³ )添加至殘留物中，且將混合物靜置30分鐘。藉由過濾收集固體，用甲醇洗滌且藉由管柱層析純化(40至60石油)，得到呈鮮黃色固體之中間物1(12.9 g，97%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 300 MHz) 7.67 (2H, s), 7.36 (2H, d, J 6.0), 7.26 (2H, d, J 6.0), 6.38 (2H, d, J 9.0), 2.97 - 3.14 (2H, m), 1.59 - 1.74 (4H, m), 1.15 - 1.58 (44H, m), 0.80 - 0.94 (12H, m)。

中間物 2

歷經10分鐘向處於-78℃之中間物1 (1.00 g，1.41 mmol)於無水四氫呋喃(84 cm³ )中之溶液中添加正丁基鋰(2.25 cm³ ，5.62 mmol，2.5 M於己烷中)。隨後在-78℃℃下攪拌混合物1小時。隨後添加無水N,N- 二甲基甲醯胺(0.56 cm³ ，8.4 mmol)，移除冷卻且將反應混合物在23℃下攪拌2小時。添加水(50 cm³ )，將混合物攪拌30分鐘且隨後用乙醚(3×100 cm³ )萃取有機物。將合併之有機物經無水硫酸鎂乾燥、過濾且在真空中移除溶劑。將粗產物於丙酮(50 cm³ )中濕磨，且藉由過濾收集固體，得到呈黃色/紅色固體之中間物2 (490 mg, 46%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 400 MHz) 9.96 (2H, s), 8.01 (2H, s), 7.85 (2H, s), 6.55 (2H, d, J 10.5), 2.94 - 3.18 (2H, m), 1.44 - 1.85 (8H, m), 1.11 - 1.42 (40H, m), 0.76 - 0.93 (12H, m)。

化合物 1

向處於-5℃之中間物2 (300 mg，0.39 mmol)及吡啶(27 cm³ )於無水氯仿(50 cm³ )中之脫氣溶液添加2-(6-丁氧基-3-側氧-茚滿-1-亞基)-丙二腈及2-(5-丁氧基-3-側氧-茚滿-1-亞基)-丙二腈(417 mg，1.56 mmol)的4:1混合物。隨後將反應混合物進一步脫氣30分鐘，使其升溫至23℃且攪拌18小時。添加乙腈(50 cm³ )且將混合物攪拌1小時。藉由過濾收集沈澱且用乙腈(50 cm³ )、丙酮(50 cm³ )及乙醚(10 cm³ )洗滌固體。使用分級溶劑系統(40至60石油:二氯甲烷；1:1至0:1)藉由管柱層析純化固體，接著於丙酮(100 cm³ )中研磨。藉由過濾收集固體，得到呈黑色固體之化合物1 (205 mg，41%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 400 MHz) 8.55 - 8.62 (2H, m), 7.78 - 7.96 (6H, m), 7.34 - 7.42 (2H, m), 7.22 - 7.29 (2H, m), 6.35 (2H, d, J 10.3), 4.08 (4H, t, J 6.5), 2.95 - 3.22 (2H, m), 1.69 - 1.92 (8H, m), 1.07 - 1.66 (56H, m), 0.62 - 1.03 (16H, m)。

實例 2
中間物 3

向2,7-二溴-9-(1-十二烷基-亞十三烷基)-9H-茀(1.00 g，1.49 mmol)於無水甲苯(275 cm³ )中之溶液中添加三丁基-(5-[1,3]二氧環戊-2-基-噻吩-2-基)-錫烷 (1.62 cm³ ，3.57 mmol)，且將溶液用氮氣脫氣25分鐘。添加參(二苯亞甲基丙酮)二鈀(0) (110 mg，0.12 mmol)及參(鄰甲苯基)膦(140 mg，0.45 mmol)，且脫氣再繼續15分鐘，隨後將反應混合物在80℃下加熱40小時。在冷卻至23℃後，在真空中移除揮發物，且添加甲醇(10 cm³ )。藉由過濾收集固體，且用甲醇(4×50 cm³ )洗滌，得到呈固體之中間物3 (1.13 g，92%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 400 MHz) 8.00 (2H, s), 7.75 (2H, d, J 7.8), 7.58 (2H, d, J 7.8), 7.22 (2H, d, J 3.4), 7.16 (2H, d, J 3.4), 6.14 (2H, s), 4.13 - 4.21 (4H, m), 4.03 - 4.11 (4H, m), 2.79 - 2.88 (4H, m), 1.73 - 1.84 (4H, m), 1.60 - 1.67 (4H, m), 1.40 - 1.49 (4H, m), 1.21 - 1.39 (28H, m), 0.89 (6H, t, J 6.4)。

中間物 4

向中間物3(1.13 g，1.37 mmol)於四氫呋喃(96 cm³ )中之溶液中逐滴添加濃鹽酸(0.8 cm³ )。將反應混合物攪拌45分鐘，添加水(1.0 cm³ )且將反應混合物攪拌17小時。添加水(100 cm³ )且用二氯甲烷(2×50 cm³ )萃取有機物。隨後用水(100 cm³ )及鹽水(150 cm³ )洗滌合併之有機萃取物。隨後將有機萃取物經無水硫酸鎂乾燥、過濾且在真空中移除溶劑。隨後將固體於甲醇(3×25 cm³ )中濕磨，且藉由過濾收集固體，得到呈固體之中間物4 (875 mg，87%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 400 MHz) 9.92 (2H, s), 8.10 (2H, s), 7.85 (2H, d, J 8.0), 7.78 (2H, d, J 3.9), 7.69 (2H, d, J 8.0), 7.45 (2H, d, J 3.9), 2.81 - 2.92 (4H, m), 1.74 - 1.85 (4H, m), 1.59 - 1.69 (4H, m), 1.20 - 1.49 (28H, m), 0.88 (6H, t, J 6.6)。

化合物 2

向中間物4 (500 mg，0.68 mmol)、無水氯仿(72 cm³ )及吡啶(3.8 cm³ )之脫氣混合物中添加2-(3-側氧-茚滿-1-亞基)-丙二腈 (925 mg，4.76 mmol)。隨後將混合物再脫氣15分鐘，隨後在23℃下攪拌6小時。添加甲醇(400 cm³ )且將混合物攪拌20分鐘。藉由過濾收集固體，用甲醇(7×10 cm³ )、四氫呋喃(4×25 cm³ )及二氯甲烷(5×10 cm³ )洗滌，得到呈藍色/紫色固體之化合物2 (606 mg，82%)。¹ H NMR (o-DCB, 400 MHz, 100 ℃) 9.06 (2H, s), 8.84 - 8.89 (2H, m), 8.50 - 8.61 (2H, m), 8.08 - 8.14 (4H, m), 8.05 (2H, d, J 7.9), 7.98 (2H, dd, J 7.9, 1.4), 7.74 - 7.81 (6H, m), 3.22 - 3.31 (4H, m), 2.18 - 2.28 (4H, m), 2.07 - 2.17 (4H, m), 1.82 - 1.92 (4H, m), 1.72 - 1.81 (4H, m), 1.47 - 1.70 (24H, m), 1.14 (6H, t, J 7.0)。

實例 3
中間物 5

與中間物1之合成類似，自苯并二茚并二噻吩(9.55 g，35.0 mmol)、無水四氫呋喃(200 cm³ )、2-乙基己醛(14.1 cm³ ，87.5 mmol)及第三丁醇鉀溶液(25 cm³ ，25 mmol，1.0 M於第三丁醇中)合成中間物5。藉由矽柱(環己烷)純化粗產物，接著再結晶(環己烷-乙醇)，得到呈黃色晶體之中間物5 (12.9 g，76%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 300 MHz) 7.66 (2H, s), 7.36 (2H, d, J 6.0), 7.25 (2H, d, J 6.0), 6.37 (2H, d, J 9.0), 2.97 (2H, m), 1.68 (4H, m), 1.50 (4H, m), 1.33 (8H, m), 0.94 (6H, t, J 7.5), 0.86 (6H, t, J 7.5)。

中間物 6

與中間物1之合成類似，自苯并二茚并二噻吩(1.50 g，5.50 mmol)、無水四氫呋喃(30 cm³ )、環己酮(2.2 cm³ ，21 mmol)及第三丁醇鉀溶液(12 cm³ ，12 mmol，1.0 M於第三丁醇中)合成中間物6。將反應混合物在22℃下攪拌1小時，隨後在60℃下再攪拌2小時。藉由再結晶(氯苯)純化粗產物，得到呈橙黃色針狀物之中間物6 (1.40 g，60%)。¹ H NMR (o-DCB, 300 MHz) 6.70 (2H, s), 6.04 (2H, d, J 6.0), 5.88 (2H, d, J 6.0), 1.83 (4H, t, J 6.0), 0.66 (4H, t, J 6.0), 0.56 (8H, m), 0.44 (4H, m)。

中間物 7

與中間物1之合成類似，自苯并二茚并二噻吩(1.37 g，5.00 mmol)、無水四氫呋喃(40 cm³ )、4-庚酮(2.14 cm³ ，15.0 mmol)及第三丁醇鉀溶液(10 cm³ ，10 mmol，1.0 M於第三丁醇中)合成中間物7。將反應混合物在60℃下攪拌4小時。藉由矽柱(環己烷)純化粗產物，接著再結晶(環己烷-乙醇)，得到呈深黃色針狀物之中間物7 (0.96 g，42%)。¹ H NMR (CDCl₃ , 300 MHz) 7.68 (2H, s), 7.23 (4H, s), 2.78 (4H, m), 2.68 (4H, m), 1.74 (8H, m), 1.18 (6H, t, J 7.5), 1.10 (6H, t, J 7.5)。

用途實例 A
A1 ： 塊材異質接面有機光偵測器裝置 (OPD)
在具有六個經預圖案化之直徑為5 mm的ITO圓點的玻璃基板上製造裝置，以提供底部電極。使用在Decon90溶液中進行超音波處理的標準方法來清潔ITO基板(30分鐘)，接著用去離子水洗滌(×3)，且在去離子水中進行超音波處理(30分鐘)。ZnO ETL層藉由將ZnO奈米粒子分散液旋塗至基板上且在熱板上在100與140℃之間的溫度下乾燥10分鐘來沈積。在濃度為20 mg/ml之鄰二甲苯中以1:1之比率製備聚合物1 (來源於Merck KGaA)及如本文所揭示之化合物1的調配物，且將其在23℃與60℃之間的溫度下攪拌17小時。使用刮刀塗佈(來自RK之K101控制塗佈器系統)沈積作用層。以500 nm至1000 nm的最終乾膜厚度作為目標，級溫經設定為23℃，刮刀間隙經設定為在2 μm至15 μm之間，且速度經設定為在2 m/min至8 m/min之間。塗佈之後，作用層在100℃下退火10分鐘。以15 nm厚度為目標，藉由電子束真空沈積自MoO₃ 丸粒以1 Å/s之速率沈積MoO₃ HTL層。最後，藉由熱蒸發穿過遮蔽罩沈積頂部銀電極，以達成30 nm至80 nm之間的Ag厚度。

聚合物1

在光照及黑暗條件下，在+5 V至-5 V偏壓下，使用Keithley 4200系統來量測J-V曲線。光源為具有功率為0.5 mW/cm² 之580 nm LED。

在-2V偏壓下，使用來自LOT-QuantumDesign Europe之外部量子效率(EQE)量測系統，將OPD裝置之EQE表徵為介於400 nm與1100 nm之間。併入有化合物1之裝置在650 nm下之EQE值為10%。

Claims

一種式I化合物其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義： Ar¹ 係選自由下式組成之群： Ar² 係選自由下式組成之群： Ar³ 係選自由下式組成之群： Ar⁴ 、Ar⁵ 、Ar⁶ 伸芳基或伸雜芳基，其具有5至20個環原子，其為單環或多環，其視情況含有稠環，且其未經取代或經一或多個相同或不同之基團L或CY¹ =CY² 或-CºC-取代， Y¹ 、Y² H、F、Cl或CN， U¹ CR³ R⁴ 、SiR³ R⁴ 、GeR³ R⁴ 、NR³ 或C=O， V¹ CR⁵ 或N， W¹ S、O、Se或C=O， R^1-7 R^W 、H、F、Cl、CN或具有1至30個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其中一或多個CH₂ 基團各自視情況經-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=S)-、-C(=O)-O-、-O-C(=O)-、-NR⁰ -、-SiR⁰ R⁰⁰ -、-CF₂ -、-CR⁰ =CR⁰⁰ -、-CY¹ =CY² -或-CºC-置換，置換方式為使得O及/或S原子彼此不直接鍵聯，且其中一或多個H原子各自視情況經F、Cl、Br、I或CN置換，且其中一或多個CH₂ 或CH₃ 基團各自視情況經陽離子或陰離子基團置換；或芳基、雜芳基、芳烷基、雜芳烷基、芳氧基或雜芳氧基，其中前述環狀基團中之各者具有5至20個環原子，為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代，且R¹ 與R² 對亦可與其所連接之C原子一起形成具有5至20個環原子之螺環接基團，該螺環接基團為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代，且R³ 與R⁴ 對亦可與其所連接之C、Si或Ge原子一起形成具有5至20個環原子之螺環接基團，該螺環接基團為單環或多環，視情況含有稠環，且未經取代或經一或多個相同或不同之基團L取代， R^W 拉電子基團， L F、Cl、-NO₂ 、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、R⁰ 、OR⁰ 、SR⁰ 、-C(=O)X⁰ 、-C(=O)R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-NH₂ 、-NHR⁰ 、-NR⁰ R⁰⁰ 、-C(=O)NHR⁰ 、-C(=O)NR⁰ R⁰⁰ 、-SO₃ R⁰ 、-SO₂ R⁰ 、-OH、-CF₃ 、-SF₅ ，或視情況經取代之矽基，或具有1至30、較佳1至20個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子， R⁰ 、R⁰⁰ H或視情況氟化之具有1至20、較佳1至12個C原子的直鏈或分支鏈烷基， X⁰ 鹵素， R^T1 、R^T2 H、F、Cl、CN、NO₂ ，或具有1至30個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經一或多個基團L取代且視情況包含一或多個雜原子， a、b、c 0或1至10之整數， d 1、2或3， e 0、1、2或3， k 0或1至10之整數， m 0或1至10之整數，其中R^T1 及R^T2 中之至少一者為拉電子基團，且其中式I含有至少一個選自下式之部分：。
如請求項1之化合物，其中式I中之該等基團Ar¹ 在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：其中R³ 及R⁴ 如請求項1所定義。
如請求項1或2之化合物，其中式I中之該等基團Ar² 在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：其中R^1-7 如請求項1中所定義。
如請求項1至3中任一項之化合物，其中式I中之該等基團Ar³ 在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：其中R^1-7 如請求項1中所定義。
如請求項1至4中任一項之化合物，其中式I中之該等基團Ar⁴ 、Ar⁵ 及Ar⁶ 各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：其中V¹ 、W¹ 、R⁵ 、R⁶ 及R⁷ 如請求項1中所定義，R⁸ 具有針對R⁵ 所給出之含義之一， V² 為CR⁶ 或N， W² 為S、O、Se或C=O， W³ 為S、O、Se、NR⁰ 或C=O 且R⁰ 具有請求項1中所給出之含義。
如請求項1至5中任一項之化合物，其中式I中之該等基團Ar⁴ 、Ar⁵ 及Ar⁶ 彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式及其鏡像：其中X¹ 、X² 、X³ 及X⁴ 具有請求項1中針對R¹ 所給出之含義之一。
如請求項1至6中任一項之化合物，其中R^T1 及R^T2 各自獨立地選自H、F、Cl、Br、-NO₂ 、-CN、-CF₃ 、R*、-CF₂ -R*、-O-R*、-S-R*、-SO₂ -R*、-SO₃ -R*、-C(=O)-H、-C(=O)-R*、-C(=S)-R*、-C(=O)-CF₂ -R*、-C(=O)-OR*、-C(=S)-OR*、-O-C(=O)-R*、-O-C(=S)-R*、-C(=O)-SR*、-S-C(=O)-R*、-C(=O)NR*R**、-NR*-C(=O)-R*、-NHR*、-NR*R**、-CR*=CR*R**、-C≡C-R*、-C≡C-SiR*R**R***、-SiR*R**R***、-CH=CH(CN)、-CH=C(CN)₂ 、-C(CN)=C(CN)₂ 、-CH=C(CN)(R^a )、CH=C(CN)-C(=O)-OR*、-CH=C(CO-OR*)₂ 、-CH=C(CO-NR*R**)₂ ，及由下式組成之群：其中個別基團彼此獨立地且在每次出現時相同或不同地具有以下含義： R^a 、R^b 芳基或雜芳基，其各自具有4至30個環原子，視情況含有稠環且未經取代或經一或多個基團L取代，或針對L所給出之含義之一， R*、R**、R*** 具有1至20個C原子之烷基，其為直鏈、分支鏈或環狀的，且未經取代或經一或多個F或Cl原子或CN基團取代，或經全氟化，且其中一或多個C原子視情況經-O-、-S-、-C(=O)-、-C(=S)-、-SiR⁰ R⁰⁰ -、-NR⁰ R⁰⁰ -、-CHR⁰ =CR⁰⁰ -或-CºC-置換，使得O原子及/或S原子彼此不直接鍵聯， L F、Cl、-NO₂ 、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、R⁰ 、OR⁰ 、SR⁰ 、-C(=O)X⁰ 、-C(=O)R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-NH₂ 、-NHR⁰ 、-NR⁰ R⁰⁰ 、-C(=O)NHR⁰ 、-C(=O)NR⁰ R⁰⁰ 、-SO₃ R⁰ 、-SO₂ R⁰ 、-OH、-NO₂ 、-CF₃ 、-SF₅ ，或視情況經取代之矽基，或具有1至30、較佳1至20個C原子之碳基或烴基，該碳基或烴基視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子，較佳為F、-CN、R⁰ 、-OR⁰ 、-SR⁰ 、-C(=O)-R⁰ 、-C(=O)-OR⁰ 、-O-C(=O)-R⁰ 、-O-C(=O)-OR⁰ 、-C(=O)-NHR⁰ 、-C(=O)-NR⁰ R⁰⁰ ， L' H或L之含義之一， R⁰ 、R⁰⁰ H或視情況氟化之具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈烷基， Y¹ 、Y² H、F、Cl或CN， X⁰ 鹵素， r 0、1、2、3或4， s 0、1、2、3、4或5， t 0、1、2或3， u 0、1或2。
如請求項1至7中任一項之化合物，其中R^T1 及R^T2 皆表示拉電子基團。
如請求項1至8中任一項之化合物，其中R^T1 及R^T2 各自獨立地選自下式：其中L、L'、R^a 、r及s具有如請求項7中之含義。
如請求項1至9中任一項之化合物，其選自以下子式：其中R^T1 、R^T2 、Ar⁴ 、Ar⁵ 、Ar⁶ 、a、b、c、d及e如請求項1至9中所定義，且「核心1」及「核心2」各自獨立地且在每次出現時相同或不同地選自下式：其中R^1-8 具有請求項1及請求項5中所給出之含義，且R⁹ 及R¹⁰ 具有針對R⁵ 所給出之含義之一。
如請求項1至10中任一項之化合物，其經選擇具有下式：其中R^T1 、R^T2 、Ar⁴ 、Ar⁵ 、a及b如請求項1至9中所定義，且「核心1」選自如請求項10中所定義之式C1至C49。
如請求項1至11中任一項之化合物，其中R^1-4 各自獨立地選自視情況氟化之具有1至16個C原子的烷基或烷氧基，或芳基或雜芳基，該芳基或雜芳基為單環或多環，視情況含有稠環，具有5至20個環原子且視情況經一或多個如請求項1中所定義之基團L取代。
一種組合物，其包含一或多種如請求項1至12中任一項之化合物，且其進一步包含一或多種具有半導性、電洞或電子輸送、電洞或電子阻擋、電導、光導、光敏性或發光特性中之一或多者的化合物及/或黏合劑。
如請求項13之組合物，該組合物包含一或多種n型半導體，該等n型半導體中之至少一者為如請求項1至12中任一項之化合物，且該組合物進一步包含一或多種較佳選自共軛聚合物之p型半導體。
如請求項13至14中任一項之組合物，其包含一或多種選自富勒烯或富勒烯衍生物之n型半導體。
一種塊材異質接面(BHJ)，其由如請求項13至15中任一項之組合物形成。
一種如請求項1至12中任一項之化合物或如請求項13至15中任一項之組合物之用途，其用於電子或光電裝置或此類裝置之組件或包含此類裝置之總成。
一種調配物，其包含一或多種如請求項1至12中任一項之化合物或如請求項13至15中任一項之組合物，且其進一步包含一或多種選自有機溶劑的溶劑。
一種電子或光電裝置、或其組件、或包含其的總成，其包含如請求項1至12中任一項之化合物或如請求項13至15中任一項之組合物。
如請求項19之電子或光電裝置，其係選自有機場效電晶體(OFET)、有機薄膜電晶體(OTFT)、有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)、有機發光電化學電池(OLEC)、有機光伏打裝置(OPV)、有機光偵測器(OPD)、有機太陽能電池、染料敏化太陽能電池(DSSC)、基於鈣鈦礦之太陽能電池(PSC)、有機光電化學電池(OPEC)、雷射二極體、肖特基二極體、光導體、光偵測器、熱電裝置及LC窗。
如請求項19之組件，其係選自電荷注入層、電荷輸送層、夾層、平坦化層、抗靜電膜、聚合物電解質膜(PEM)、導電基板及導電圖案。
如請求項19之總成，其係選自積體電路(IC)、射頻識別(RFID)標籤、安全標記、安全裝置、平板顯示器、平板顯示器之背光、電子照相裝置、電子照相記錄裝置、有機記憶體裝置、感測器裝置、生物感測器及生物晶片。