TWI469956B - 光電轉換材料、含有該材料的膜、光電轉換元件及其製造方法、光感測器、影像元件及它們的使用方法 - Google Patents

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Description

光電轉換材料、含有該材料的膜、光電轉換元件及其製造方法、光感測器、影像元件及它們的使用方法
本發明是關於適用作光電轉換元件材料之新穎化合物、含有該材料之膜、光電轉換元件、其製造方法、光感測器、影像元件及它們的使用方法。
習知之光感測器大體而言是一種藉由在半導體基板(諸如矽(Si))中形成光二極體(photodiode，PD)所製造的元件。對於固態影像元件(solid-state imaging device)而言，廣泛使用一種平面光接收元件(flat light-receiving device)，於其中PD在半導體基板中排成二維陣列，且經由CCD或CMOS電路讀出根據各PD中光電轉換產生之信號電荷而定的信號。
獲得彩色固態影像元件之方法一般是製造一種結構，於其中在平坦固態影像元件之光入射表面側上配置僅透射特定波長之光的濾色片以供色彩分離。具體言之，單板固態影像元件(single-plate solid-state imaging device)是目前眾所周知的廣泛用於數位相機及其類似物中的一種系統，其中透射藍(blue，B)光、綠(green，G)光及紅(red，R)光之濾色片分別有規則地配置於排成二維陣列之PD中之每一者上。
在此單板固態影像元件中，由於濾色片僅透射有限波長之光，以致不能利用無法透射通過濾色片之光，且光利用效率差。又，近年來，隨著多畫素元件製造之進行，畫 素尺寸變小，且光二極體部件的面積隨之變小，由此帶來了孔徑比(aperture ratio)減小以及光收集效率(light collection efficiency)降低的問題。
為了解決這些問題，曾提出一種在縱向方向上堆疊能夠偵測不同波長之光之光電轉換部件的系統。對於此系統，就可見光而言，揭露了例如一種利用矽之吸收係數之波長相關性(wavelength dependency)的系統，其中形成垂直堆疊結構且利用深度之差異分離色彩(專利文獻1)；以及一種形成使用有機半導體之第一光接收部件以及均由矽構成之第二及第三光接收部件的系統(專利文獻2)。
然而，此系統之缺點在於，由於在矽深度方向上各別部分之吸收範圍重疊且分光性質(spectroscopic property)較差，以致色彩分離不良。至於其他解決問題之方法，已知在信號讀取基板上形成由非晶矽構成之光電轉換膜或者有機光電轉換膜的結構是一種增加孔徑比的技術。
亦已知若干有關光電轉換元件、影像元件、光感測器及太陽電池的實例，其皆使用有機光電轉換膜。具體言之，使用有機光電轉換膜之光電轉換元件所面臨的任務是增加光電轉換效率及減少暗電流，且作為改良這些任務之方法，揭露了例如引入pn接面(pn-junction)或引入塊體異質接面(bulk heterojunction)結構(用於增加光電轉換效率)及引入阻擋層(用於減少暗電流)。
在試圖藉由引入pn接面或塊體異質接面結構增加光電轉換效率時，暗電流之增加常常成為問題。此外，光電 轉換效率之改良程度視材料組合而不同，且在一些情況下，光信號量/暗時間雜訊之比率相比引入上述結構之前不會增加。在使用上述方法的情況下，組合哪種材料很重要，且詳言之，當意欲減少暗時間雜訊時，利用通常報導之材料組合難以達到此目的。
此外，所用材料之種類及膜結構不僅是光電轉換效率(激子解離效率(exciton dissociation efficiency)、電荷輸送效能)及暗電流(例如暗時間載流子之量)的一個主要因素，而且還是信號響應之決定因素，但這在過去的報導中罕有提及。若用作固態影像元件，則高光電轉換效率、低暗電流及高響應速度均需滿足，但尚未具體揭露哪種有機光電轉換材料或元件結構能滿足此要求。
專利文獻3中描述了一種含有芙(fullerenes)之光電轉換膜，但只利用芙時，不可能滿足上述高光電轉換效率、低暗電流及高響應速度所有要求。此外，專利文獻4中描述了使用由多個有機半導體構成之塊體異質接面膜的太陽電池，其中至少一個有機半導體是晶粒，然而，其中沒有發現有關暗電流及高速響應之內容，而且亦沒有描述及提出影像元件中光電轉換元件之應用或其類似內容。
此外，習知的光電轉換材料當加熱時，有時會引起靈敏度降低或暗電流增加，且耐熱性亦具有進一步改良之空間。
[專利文獻1]美國專利5,965,875
[專利文獻2]JP-A-2003-332551(如本文所使用，術 語「JP-A」意謂「未審查公開之日本專利申請案」)
[專利文獻3]JP-A-2007-123707
[專利文獻4]JP-A-2002-076391
本發明之目的在於提供光電轉換元件及固態影像元件，其中獲得足夠高的靈敏度及高耐熱性且展現高響應速度。
在有機光電轉換元件中，為了實現高光電轉換效率、低暗電流及高速響應性，所用有機光電轉換膜較佳滿足以下要求。
1.對於高效率及高速響應，激子解離後之信號電荷需立即無損失地傳輸至兩個電極。需要高遷移率以及高電荷輸送能力而具有少量載流子捕獲位點。
2.對於高光電轉換效率，較佳激子穩定能(exciton stabilizing energy)較小且激子可以在外加電場或內部由pn接面或其類似結構產生之電場的作用下立即解離(高激子解離效率)。
3.為了儘可能減少暗時間時內部產生的載流子，較佳所選膜結構或材料使內部中間物含量極低，或存在極少視為產生載流子之一個原因的雜質。
4.在堆疊多層的情況下，需要能級匹配(energy level matching)相鄰層，且若形成能障(energetic barrier)，此將抑制電荷輸送。
此外，對於具有加熱步驟(諸如置放濾色片、佈設保 護膜及焊接元件)之製造製程的應用，或考慮到增強穩定性，光電轉換元件之材料及含有該材料之膜需具有高耐熱性。
在利用氣相沈積法(vapor deposition method)形成有機光電轉換膜的情況下，分解溫度較佳高於允許氣相沈積之溫度，因為這樣可以抑制在氣相沈積期間發生熱分解。塗佈方法之有利之處在於，可以在不經歷上述分解之限制的情況下形成膜且可以實現低成本，但較佳利用氣相沈積法形成膜，因為此法易於形成均一的膜，而且可以減少可能會發生的雜質混合。
本發明者經過了深入的研究，結果發現以下選擇及材料組合是能確保上述要求都得到滿足且可以實現高光電轉換效率、低暗電流、高速響應性及高耐熱性的技術。
根據本發明者之研究，已經發現，含有具有取代基之三芳基胺部分或三雜芳基胺部分作為供體部分的化合物是適用作光電轉換材料的新穎化合物，其中供體部分與受體部分之間的連接部分是伸萘基。
此外，還發現，當此新穎化合物與n型半導體(較佳為芙)組合使用時，可以實現高速響應性，同時保持高耐熱性，而此方面在供體部分與受體部分之間之連接部分是伸苯基是前所未有的。本發明正是基於這些發現完成。
上述目的可藉由以下技術實現。
(1)一種以下式(I)表示之化合物，式(I)：
其中Z1 是含有至少兩個碳原子之環且表示5員環、6員環或者含有至少5員環或6員環之縮環；L1 、L2 及L3 各獨立地表示未經取代之次甲基或經取代之次甲基；n表示0或0以上之整數；R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可相互組合形成環，且R21 與R22 各獨立地表示經取代芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 與R22 均為未經取代之苯基的情形。
(2)根據上文(1)所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(II)表示的化合物：
其中L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，且R41 、R42 、R43 及R44 各獨立地表示氫原子或取代基。
(3)根據上文(1)所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(III)表示的化合物：
其中L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，且R51 、R52 、R53 、R54 、R55 及R56 各獨立地表示氫原子或取代基。
(4)根據上文(1)所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(IV)表示的化合物：
其中Z1 、L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 之含義與式(I)中相同，R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件是，排除R7 至R11 及R12 至R16 都為氫原子之情形，R7 至R11 中及R12 至R16 中之相鄰成員可彼此組合形成環，且R3 與R7 對及R6 與R16 對可各自連接。
(5)根據上文(2)所述之化合物，其中，其中式(II)中之R41 至R44 各獨立地為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基、芳氧基、胺基、烷硫基、烯基或氰基。
(6)根據上文(3)所述之化合物，其中，其中式(III)中之R51 至R56 各獨立地為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基、芳氧基、胺基、烷硫基、烯基或氰基。
(7)根據上文(4)所述之化合物，其中，其中式(IV)中之R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基。
(8)根據上文(1)至(7)中任一項所述之化合物，其中，其中式(I)至(IV)中之R1 至R6 各獨立地為氫原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基或芳氧基。
(9)根據上文(1)至(8)中任一項所述之化合物，其中在式(I)至(IV)中，L1 、L2 及L3 各自為未經取代之次甲基。
(10)根據上文(1)至(9)中任一項所述之化合物，其中在式(I)至(IV)中，n為0。
(11)一種以下式(V)表示之化合物，
其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可彼此組合形成環，及R21 及R22 各獨立地表示經取代之芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 及R22 都是未經取代之苯基的情形。
(12)一種光電轉換材料，其含有根據上文(1)至(10)中任一項所述之化合物。
(13)一種膜，其含有根據上文(1)至(10)中任一項所述之化合物。
(14)根據上文(13)所述之膜，其更包括n型有機半導體。
(15)根據上文(14)所述之膜，其中所述膜是不 發光之膜。
(16)一種光電轉換元件，其包括導電膜、有機光電轉換膜及透明導電膜，其中所述有機光電轉換膜含有根據上文技術方案(1)至(10)中任一項所述之化合物。
(17)根據上文(16)所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜含有n型有機半導體。
(18)根據上文(17)所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜是不發光之膜。
(19)根據上文(17)或(18)所述之光電轉換元件，其中所述n型半導體是芙或芙衍生物。
(20)根據上文(19)所述之光電轉換元件，其中所述芙是C60 。
(21)根據上文(19)或(20)所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜具有塊體異質接面結構，所述結構是在根據上文(1)至(10)中任一項所述之化合物與所述芙或芙衍生物經混合的狀態下形成。
(22)根據上文(19)至(21)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜中所含的根據上文(1)所述之式(I)所示化合物與所述芙或芙衍生物之間的比率(所述芙或芙衍生物/所述式(I)所示化合物×100(%))為50%(體積比)或50%以上。
(23)根據上文(16)至(22)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述光電轉換元件是藉由依次堆疊所述導電膜、所述有機光電轉換膜及所述透明導電膜製成。
(24)根據上文(16)至(23)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜是利用真空沈積法沈積。
(25)根據上文(16)至(24)中任一項所述之光電轉換元件，其中光經由所述透明導電膜入射到所述有機光電轉換膜上。
(26)根據上文(16)至(25)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述透明導電膜包括透明導電金屬氧化物。
(27)根據上文(16)至(26)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述透明導電膜是直接形成於所述有機光電轉換膜上。
(28)根據上文(16)至(27)中任一項所述之光電轉換元件，其更包括電荷阻擋層。
(29)根據上文(16)至(28)中任一項所述之光電轉換元件，其中所述式(I)所示化合物之吸收光譜(在氯仿溶液中)在波長為400至700奈米(nm)之可見光區具有30,000M-1 cm-1 或30,000M-1 cm-1 以上之莫耳消光係數(molar extinction coefficient)。
(30)一種根據上文(16)至(29)中任一項所述之光電轉換元件的使用方法，其中所述光電轉換元件中之所述導電膜與所述透明導電膜界定一對電極，所述方法包括在所述電極對之間施加1×10-4 至1×107 伏/公分電場的步驟。
(31)一種製造根據上文(16)至(29)中任一項所述之光電轉換元件的方法，其包括藉由真空加熱沈積法共沈積所述式(I)所示之化合物及所述芙或芙衍生物的步驟。
(32)一種光感測器，其包括根據上文(16)至(29)中任一項所述之光電轉換元件。
(33)一種影像元件，其包括根據上文(16)至(29)中任一項所述之光電轉換元件。
根據本發明，可以提供光電轉換元件及影像元件，其各自具有足夠高的靈敏度、高耐熱性及高速響應性。
 [光電轉換元件]
本發明之光電轉換元件是一種包括導電膜、有機光電轉換膜及透明導電膜之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜含有以式(I)表示之化合物。在一較佳模式中，導電膜、有機光電轉換膜及透明導電膜是以此次序堆疊。有機光電轉換膜含有至少一個光電轉換層且可另含有電荷阻擋層(電子阻擋層、電洞阻擋層)。
圖1A及圖1B顯示根據本發明一個實施例之光電轉換元件的配置實例。
在圖1A中所示之光電轉換元件10a的配置中，在充當下部電極之導電膜(下文中稱為下部電極)11上以下述次序進行堆疊：電子阻擋層16A形成於下部電極11上，光電轉換層12形成於電子阻擋層16A上，及充當上部電極之透明導電膜(下文稱為上部電極)15。
圖1B顯示光電轉換元件之另一配置實例。在圖1B中所示之光電轉換元件10b之配置中，電子阻擋層16A、光電轉換層12、電洞阻擋層16B及上部電極15以此次序堆疊於下部電極11上。順帶提及，根據用法或性質，在圖1A及圖1B中，電子阻擋層、光電轉換層及電洞阻擋層之堆疊次序可顛倒。
在此配置中，光較佳經由透明導電膜入射至有機光電轉換膜上。
另外，在使用此一光電轉換元件時，可以施加電場。在此情況下，導電膜與透明導電膜界定一對電極，且可在所述電極對之間施加例如1×10-4 至1×107 伏/公分之電場。
本發明亦關於光電轉換元件的使用方法，其中所述光電轉換元件中之導電膜與透明導電膜界定一對電極，所述方法包括在所述電極對之間施加1×10-4 至1×107 伏/公分電場的步驟。
此外，本發明還關於光電轉換元件之製造方法，其包括藉由真空加熱沈積法共沈積式(I)所示之化合物及下文將描述之芙或芙衍生物的步驟。
下文將描述構成本實施例之光電轉換元件之構件。
(電極)
電極(上部電極(透明導電膜)15及下部電極(導電膜)11)各自由導電材料構成。可用導電材料之實例包含金屬、合金、金屬氧化物、導電化合物及其混合物。
光是從上部電極15入射，因此，上部電極15需要對 欲偵測之光足夠透明。其具體實例包含導電金屬氧化物，諸如摻雜有銻或氟之氧化錫(ATO、FTO)、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(indium tin oxide，ITO)及氧化銦鋅(indium zinc oxide，IZO)；金屬薄膜，諸如金、銀、鉻及鎳；此類金屬與此類導電金屬氧化物之混合物或層製品(laminate)；無機導電物質，諸如碘化銅(copper iodide)及硫化銅(copper sulfide)；有機導電材料，諸如聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯；以及此類材料與ITO之層製品。其中，就高導電性、透明度及其類似性質而言，導電金屬氧化物較佳。透明導電膜較佳直接形成於有機光電轉換膜上。上部電極15是沈積於有機光電轉換層12上，因此較佳利用不會使有機光電轉換層12之性質劣化之方法進行沈積。
根據用法，下部電極11包含賦予透明度之情形；相反，使用能夠反射光之材料而不賦予透明度的情形，及其類似情形。其具體實例包含導電金屬氧化物，諸如摻雜有銻或氟之氧化錫(ATO、FTO)、氧化錫、氧化鋅、氧化銦、氧化銦錫(ITO)及氧化銦鋅(IZO)；金屬，諸如金、銀、鉻、鎳、鈦、鎢及鋁；導電化合物，諸如所述金屬之氧化物及氮化物(例如氮化鈦(TiN))；此類金屬與此類導電金屬氧化物之混合物或層製品；無機導電物質，諸如碘化銅及硫化銅；有機導電材料，諸如聚苯胺、聚噻吩及聚吡咯；以及此類材料與ITO或氮化鈦之層製品。
電極之形成方法不受特別限制，並且宜考慮電極材料之性能進行選擇。詳言之，可例如利用濕式系統，諸如印 刷及塗覆；物理系統，諸如真空沈積、濺鍍及離子電鍍；或化學系統，諸如CVD及電漿CVD，來形成電極。
在電極材料是ITO之情況下，可以藉由諸如電子束法、濺鍍法、電阻加熱沈積法、化學反應法(例如溶膠-凝膠法)及氧化銦錫分散液塗覆法等方法，形成電極。使用ITO製造之膜可進一步進行例如紫外(ultraviolet)-臭氧處理或電漿處理。在電極材料是氮化鈦之情況下，使用包含反應性濺鍍法在內之各種方法，且所形成的膜可以進一步經歷紫外-臭氧處理、電漿處理或其類似處理。
上部電極15較佳是在無電漿狀態下製造。當在無電漿狀態下製造上部電極15時，電漿對基板之影響可以減小，並且可以獲得良好的光電轉換性質。此處，無電漿狀態意謂在上部電極15沈積期間不產生電漿的狀態，或電漿源與基板之距離為2公分或2公分以上，較佳為10公分或10公分以上，更佳為20公分或20公分以上且到達基板之電漿的量減少的狀態。
在上部電極15沈積期間不產生電漿之裝置的實例包含電子束沈積裝置(EB(electron beam)沈積裝置)及脈波雷射沈積(pulsed laser deposition)裝置。對於EB沈積裝置或脈波雷射沈積裝置，可以使用例如Yutaka Sawada(審訂者)，Tomei Doden Maku no Shin Tenkai(New Development of Transparent Conductive Film ),CMC(1999)；Yutaka Sawada(審訂者),Tomei Doden Maku no Shin Tenkai II(New Development of Transparent Conductive Film II ),CMC(2002),Tomei Doden Maku no Gijutsu(Technology of Transparent Conductive Film ),JSPS,Ohmsha(1999)以及其中引用之參考文獻中所述的裝置。在下文中，將藉由使用EB沈積裝置沈積透明電極膜的方法稱為EB沈積法，且將藉由使用脈波雷射沈積裝置沈積透明電極膜之方法稱為脈波雷射沈積法。
對於能夠實現電漿源與基板之距離為2公分或2公分以上且到達基板之電漿的量減少之狀態的裝置(下文中稱為「無電漿沈積裝置」)，可考慮對向靶濺鍍裝置(opposed-target sputtering apparatus)、電弧電漿沈積法及其類似裝置，且可以使用之此類裝置的實例包含以下文獻中所述的裝置：Yutaka Sawada(審訂者)，Tomei Doden Maku no Shin Tenkai(New Development of Transparent Conductive Film ),CMC(1999)；Yutaka Sawada(審訂者)，Tomei Doden Makuno Shin Tenkai II(New Development of Transparent Conductive Film II ),CMC(2002),Tomei Doden Maku no Gijutsu(Technology of Transparent Conductive Film ),JSPS,Ohmsha(1999)，及其中引用之參考文獻。
在上部電極15是諸如透明導電氧化物(transparent electrically conductive oxide，TCO)等透明導電膜的情況下，有時會出現直流短路(DC short)或漏電流增加。據認為，引起此情形之一個原因是因為引入光電轉換層12中之細裂紋經諸如TCO之緻密膜覆蓋，以致增加相對側上與第一電極膜11之傳導。因此，在電極具有相對較差之膜 品質(諸如鋁)之情況下，漏電流幾乎不增加。可以藉由相對於光電轉換層12之膜厚度(亦即裂紋深度)控制上部電極15之膜厚度，來極大抑制漏電流之增加。上部電極15之厚度較佳是光電轉換層12之厚度之1/5或1/5以下，更佳為1/10或1/10以下。
通常，當使導電膜之厚度小於某一範圍時，引起電阻值之急劇增加，但在併入根據本實施例之光電轉換元件之固態影像元件中，薄片電阻較佳為100歐姆/平方(Ù/sq)至10,000歐姆/平方，且在此範圍內，膜厚度可降低之幅度較大。另外，隨著上部電極(透明導電膜)15之厚度變小，所吸收之光量減少，而透光度一般增加。透光度之增加引起光電轉換層12中之光吸收增加以及光電轉換效能增加，而這是極佳的。考慮到對漏電流之抑制及薄膜電阻值之增加，以及透光度之增加(均與膜厚度減小有關)，上部電極15之厚度較佳為5奈米至100奈米，更佳為5奈米至20奈米。
(有機光電轉換膜)
有機光電轉換膜含有以下式(I)表示之化合物。較佳所含以下式(I)表示之化合物在有機光電轉換層12中作為光電轉換材料。
式(I)：
在式(I)中，Z1 是含有至少兩個碳原子之環且表示5員環、6員環或者含有至少5員環或6員環之縮環；L1 、L2 及L3 各獨立地表示未經取代之次甲基或經取代之次甲基；n表示0或0以上之整數；R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可相互組合形成環，且R21 與R22 各獨立地表示經取代芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 與R22 均為未經取代之苯基的情形。
如上所述，供體部分(-NR21 R22 部分)與受體部分(經由L1 至L3 鍵接至伸萘基之部分)之間的連接部分是伸萘基的化合物與芙一起用作光電轉換材料，藉此可以獲得具有優良耐熱性及高速響應性之光電轉換元件。據認為這歸功於伸萘基作為供體部分與受體部分之間的連接部分，使得與芙之相互作用得以增強且響應速度有所改良。此外，上述化合物具有足夠的靈敏度。
在式(I)中，L1 、L2 及L3 各獨立地表示未經取代之次甲基或經取代次甲基。經取代次甲基中之取代基可彼此組合形成環。所述環包含6員環(例如苯環)。經取代次甲基之取代基的實例包含取代基W。較佳L1 、L2 及L3 均為未 經取代之次甲基。
n表示0或0以上之整數，較佳表示0至3之整數，且更佳為0。當n變大時，使吸收波長區域處於長波長側，但熱分解溫度變低。從在可見光區具有適宜吸收且在氣相沈積膜時抑制熱分解的角度看，n較佳為0。
R1 至R6 各獨立地表示氫原子或取代基。在R1 至R6 各表示取代基之情況下，R1 至R6 所表示之取代基的實例包含下文將描述之取代基W，且鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基尤佳。
R1 至R6 各獨立地較佳為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基，更佳為氫原子、烷基、芳基及雜環基團、烷氧基、芳氧基，再更佳為氫原子、具有1至20個碳之烷基、具有6至20個碳之芳基或具有4至16個碳之雜環基、具有1至20個碳之烷氧基、具有6至20個碳之芳氧基，更佳為氫原子、具有1至12個碳之烷基或具有6至14個碳之芳基、具有1至12個碳之烷氧基、具有6至10個碳之芳氧基，又更佳為氫原子、具有1至6個碳之烷基或具有6至10個碳之芳基，甚至更佳為氫原子。烷基可為分支的。另外，在R1 至R6 各自為取代基之情況下，其可具有另一取代基。所述另一取代基之實例包含下文將描述之W。
R1 至R6 之具體較佳實例包含氫原子、甲基、乙基、 丙基、丁基、己基、環己基、苯基及萘基。
R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可彼此組合形成環。
形成的環之實例包含下文所述之環R。其中，所述環較佳為例如苯環、萘環、蒽環、吡啶環及嘧啶環。
R21 及R22 各獨立地表示經取代之芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 及R22 都是未經取代之苯基的情形。
R21 及R22 所示之芳基較佳為具有6至30個碳之芳基，更佳為具有6至20個碳之芳基。芳基之具體實例包含苯基、萘基、聯苯基、聯三苯基、蒽基及茀基。
R21 及R22 中經取代芳基之取代基較佳為烷基(例如甲基、乙基、第三丁基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基)、芳基(例如苯基、萘基、菲基、蒽基)或雜芳基(例如噻吩基、呋喃基、吡啶基、咔唑基)。
R21 及R22 所表示的芳基或經取代芳基較佳為苯基、經取代苯基、聯苯基、萘基、菲基、蒽基、茀基或經取代茀基(較佳為9,9'-二烷基-2-茀基)。
在R21 及R22 各為雜芳基之情況下，所述雜芳基較佳為由5員、6員或7員環構成之雜芳基或其縮環。雜芳基中所含雜原子的實例包含氧原子、硫原子及氮原子。構成雜芳基之環的具體實例包含呋喃環、噻吩環、吡咯環、吡咯啉(pyrroline)環、吡咯啶環、噁唑環、異噁唑環、噻唑環、異噻唑環、咪唑環、咪唑啉環、咪唑啶環、吡唑環、 吡唑啉環、吡唑啶環、三唑環、呋咱(furazan)環、四唑環、哌喃環、噻喃(thiine)環、吡啶環、哌啶環、噁嗪(oxazine)環、嗎啉(morpholine)環、噻嗪(thiazine)環、噠嗪(pyridazine)環、嘧啶環、吡嗪環、哌嗪環及三嗪環。
縮環之實例包含苯並呋喃環、異苯並呋喃環、苯並噻吩環、吲哚環、吲哚啉(indoline)環、異吲哚環、苯並噁唑環、苯並噻唑環、吲唑環、苯並咪唑環、喹啉環、異喹啉環、噌啉(cinnoline)環、酞嗪(phthalazine)環、喹唑啉(quinazoline)環、喹喏啉(quinoxaline)環、二苯並呋喃環、咔唑環、二苯並哌喃(xanthene)環、吖啶(acridine)環、啡啶(phenanthridine)環、啡啉(phenanthroline)環、吩嗪(phenazine)環、啡噁嗪(phenoxazine)環、噻嗯(thianthrene)環、噻吩並噻吩環、吲哚嗪(indolizine)環、喹啉啶(quinolidine)環、奎寧啶(quinuclidine)環、萘啶(naphthylidine)環、嘌呤環及喋啶(pteridine)環。
R21 及R22 中經取代雜芳基之取代基較佳為烷基(例如甲基、乙基、第三丁基)、烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基)、芳基(例如苯基、萘基、菲基、蒽基)或雜芳基(例如噻吩基、呋喃基、吡啶基、咔唑基)。
構成R21 及R22 所示之雜芳基或經取代雜芳基的環較佳為噻吩環、經取代噻吩環、呋喃環、經取代呋喃環、噻吩並噻吩環、經取代噻吩並噻吩環或咔唑基。
R21 及R22 各獨立地較佳為苯基、萘基、茀基、聯苯基、蒽基或菲基，更佳為苯基、萘基或茀基。在R21 及R22 各具 有取代基的情況下，所述取代基較佳為烷基、鹵烷基、烷氧基、芳基或雜芳基，更佳為甲基、異丙基、第三丁基、三氟甲基、苯基或咔唑基。
Z1 為含有至少兩個碳原子之環且表示5員環、6員環或含有至少5員環或6員環之縮環。該環較佳為通常在部花青素染料中用作酸性核之環，且其具體實例包含以下：(a)1,3-二羰基核，諸如1,3-茚滿二酮核、1,3-環己烷二酮、5,5-二甲基-1,3-環己烷二酮及1,3-二噁烷-4,6-二酮；(b)吡唑啉酮核，諸如1-苯基-2-吡唑啉-5-酮、3-甲基-1-苯基-2-吡唑啉-5-酮及1-(2-苯並噻唑基)-3-甲基-2-吡唑啉-5-酮；(c)異噁唑啉酮核，諸如3-苯基-2-異噁唑啉-5-酮及3-甲基-2-異噁唑啉-5-酮；(d)氧基吲哚核，諸如1-烷基-2,3-二氫-2-氧基吲哚；(e)2,4,6-三酮基六氫嘧啶核，諸如巴比妥酸(barbituric acid)、2-硫代巴比妥酸及其衍生物，所述衍生物之實例包含1-烷基形式，諸如1-甲基及1-乙基；1,3-二烷基形式，諸如1,3-二甲基、1,3-二乙基及1,3-二丁基；1,3-二芳基形式，諸如1,3-二苯基、1,3-二(對氯苯基)及1,3-二(對乙氧基羰基苯基)；1-烷基-1-芳基形式，諸如1-乙基-3-苯基；及1位及3位雜環雙取代形式，諸如1,3-二(2-吡啶基)；(f)2-硫-2,4-噻唑啶二酮核，諸如玫瑰寧(rhodanine)及其衍生物，所述衍生物之實例包含3-烷基玫瑰寧，諸如 3-甲基玫瑰寧、3-乙基玫瑰寧及3-烯丙基玫瑰寧；3-芳基玫瑰寧，諸如3-苯基玫瑰寧；及3位經雜環取代之玫瑰寧，諸如3-(2-吡啶基)玫瑰寧；(g)2-硫-2,4-噁唑啶二酮(2-硫-2,4-(3H,5H)-噁唑二酮)核，諸如3-乙基-2-硫-2,4-噁唑啶二酮；(h)苯並噻吩酮(thianaphthenone)核，諸如3(2H)-苯並噻吩酮-1,1-二氧化物；(i)2-硫-2,5-噻唑啶二酮核，諸如3-乙基-2-硫-2,5-噁唑啶二酮；(j)2,4-噻唑啶二酮核，諸如2,4-噻唑啶二酮、3-乙基-2,4-噻唑啶二酮及3-苯基-2,4-噻唑啶二酮；(k)噻唑啉-4-酮核，諸如4-噻唑啉酮及2-乙基-4-噻唑啉酮；(l)2,4-咪唑啶二酮(乙內醯脲)核，諸如2,4-咪唑啶二酮及3-乙基-2,4-咪唑啶二酮；(m)2-硫-2,4-咪唑啶二酮(2-硫乙內醯脲)核，諸如2-硫-2,4-咪唑啶二酮及3-乙基-2-硫-2,4-咪唑啶二酮；(n)咪唑啉-5-酮核，諸如2-丙基巰基-2-咪唑啉-5-酮；(o)3,5-吡唑啶二酮核，諸如1,2-二苯基-3,5-吡唑啶二酮及1,2-二甲基-3,5-吡唑啶二酮；(p)苯並噻吩-3-酮核，諸如苯並噻吩-3-酮、側氧基苯並噻吩-3-酮及二側氧基苯並噻吩-3-酮；及(q)茚酮核，諸如1-茚酮、3-苯基-1-茚酮、3-甲基-1-茚酮、3,3-二苯基-1-茚酮及3,3-二甲基-1-茚酮。
由Z1 表示之環較佳為1,3-二羰基核、吡唑啉酮核、2,4,6-三酮基六氫嘧啶核(包含硫酮形式，例如巴比妥酸核及2-硫巴比妥酸核)、2-硫-2,4-噻唑啶二酮核、2-硫-2,4-噁唑啶二酮核、2-硫-2,5-噻唑啶二酮核、2,4-噻唑啶二酮核、2,4-咪唑啶二酮核、2-硫-2,4-咪唑啶二酮核、2-咪唑啉-5-酮核、3,5-吡唑啶二酮核、苯並噻吩-3-酮核或茚酮核，更佳為1,3-二羰基核、2,4,6-三酮基六氫嘧啶核(包含硫酮形式，例如巴比妥酸核及2-硫巴比妥酸核)、3,5-吡唑啶二酮核、苯並噻吩-3-酮核或茚酮核，再更佳為1,3-二羰基核或2,4,6-三酮基六氫嘧啶核(包含硫酮形式，例如巴比妥酸核及2-硫巴比妥酸核)，又更佳為1,3-茚滿二酮核、巴比妥酸核、2-硫巴比妥酸核或其衍生物。
由Z1 表示之環較佳為下式表示之環：
Z3 表示形成5員或6員環所需之原子團。Z3 可選自上述由Z1 表示之環，且較佳為1,3-二羰基核或2,4,6-三酮基六氫嘧啶核(包含硫酮形式)，更佳為1,3-茚滿二酮核、巴比妥酸核、2-硫巴比妥酸核或其衍生物。*表示鍵接位置。
藉由控制受體部件之間之相互作用，可以在利用氣相共沈積法與n型半導體(例如芙)一起沈積膜時，產生高電洞輸送能力。可藉由受體部件之結構及引入設計成空間 位阻之取代基來控制相互作用。在巴比妥酸核及2-硫巴比妥酸核中，兩個N位上之兩個氫較佳經取代基取代，藉此可控制分子間相互作用。取代基之實例包含下文所述之取代基W，且取代基較佳為烷基，更佳為甲基、乙基、丙基或丁基。
在由Z1 表示之環為1,3-茚滿二酮核之情況下，由下式(VI)表示之基團或由下式(VII)表示之基團較佳。
在式(VI)中，R41 至R44 各獨立地表示氫原子或取代基，且*表示鍵接位置；
在式(VII)中，R51 、R52 、R53 、R54 、R55 及R56 各獨立地表示各獨立地表示氫原子或取代基，且*表示鍵接位置。
在式(VI)及(VII)中，在R41 至R44 及R51 至R56 各表示取代基之情況下，R41 至R44 及R51 至R56 各自所表示之取代基的實例例如包含下文將描述之取代基W，且鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基、雜環硫基尤佳。
R41 至R44 及R51 至R56 各獨立地較佳為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基，更佳為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基、芳氧基、胺基、烷硫基、烯基、氰基，再更佳為氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳之烷基、具有2至20個碳之烯基、具有1至20個碳之烷氧基、具有6至20個碳之芳基、具有6至20個碳之芳氧基或由5員、6員或7員環或其縮環構成的雜環基團，又更佳為氫原子、具有1至12個碳之烷基、具有2至12個碳之烯基、具有1至12個碳之烷氧基、具有6至10個碳之芳基、具有6至10個碳之芳氧基或由5員或6員環或其縮環構成的雜環基團，甚至更佳為氫原子。在R41 至R44 及R51 至R56 各為取代基之情況下，所述取代基可具有另一取代基。所述另一取代基之實例包含下文將描述之取代基W。
烷基可為線性或分支的。雜環基團中所含雜原子的實 例包含氧原子、硫原子及氮原子。
烷基、烯基、芳基及其類似基團之具體實例包含在下述取代基W的烷基、烯基及芳基中舉例說明的基團。
R41 至R44 當中及R51 至R56 當中之相鄰成員可彼此組合形成環。形成的環之實例包含下文所述之環R。形成的環較佳為例如苯環、萘環、蒽環、吡啶環、嘧啶環或吡嗪環。
在式(VI)中，R41 至R44 均為氫原子之情形較佳。在式(VII)中，R51 至R56 均為氫原子之情形較佳。
在Z1 為式(VI)表示之基團或式(VII)表示之基團的情況下，式(I)所示之化合物分別變為下式(II)所示之化合物或下式(III)所示之化合物。
式(I)所示之化合物較佳為下式(II)表示之化合物或下式(III)表示之化合物：
在該化學式中，L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，且較佳範圍亦相同。R41 、R42 、R43 及R44 之含義與式(VI)中相同，且較佳 範圍亦相同。
在該化學式中，L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，且較佳範圍亦相同。R51 、R52 、R53 、R54 、R55 及R56 之含義與式(VII)中相同，且較佳範圍亦相同。
在式(I)由Z1 形成之環為2,4,6-三酮基六氫嘧啶核(包含硫酮形式)的情況下，Z1 較佳為由下式(VIII)表示之基團：
R81 及R82 各獨立地表示氫原子或取代基，R83 表示氧原子、硫原子或取代基，且*表示鍵接位置。
在式(VIII)所示之基團之情況下，R81 及R82 各獨立地 表示氫原子或取代基。舉例而言，描述為取代基W之彼等取代基可用作所述取代基。R81 及R82 各獨立地較佳為烷基、芳基或雜環基(例如2-吡啶基)，更佳為具有1至6個碳之烷基(例如甲基、乙基、正丙基、第三丁基)。
R83 表示氧原子、硫原子或取代基，但R83 較佳表示氧原子或硫原子。所述取代基較佳為鍵接部分是氮原子或碳原子的取代基。在氮原子之情況下，經烷基(具有1至12個碳)或芳基(具有6至12個碳)取代者較佳，且其具體實例包含甲胺基、乙胺基、丁胺基、己胺基、苯胺基及萘胺基。在鍵接部分是碳原子之情況下，至少一個吸電子基團(electron-withdrawing group)經進一步取代就足夠。吸電子基團包含羰基、氰基、亞碸基、磺醯基及磷醯基，且較佳另具有取代基。此取代基之實例包含取代基W。取代基R83 較佳形成含有碳原子之5員或6員環，且其具體實例包含具有以下結構者。
在上述基團中，Ph表示苯基。
式(I)所示之化合物較佳為以下式(IV)表示之化合物：式(IV)：
在該化學式中，Z1 、L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 之含義與式(I)中相同，且較佳範圍亦相同。
R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件是，排除R7 至R11 及R12 至R16 均為氫原子之情形。R7 至R11 當中及R12 至R16 當中之相鄰成員可彼此組合形成環。此外，R3 與R7 對(pair)及R6 與R16 對以及R11 與R12 對各自可連接。
在式(IV)中，R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地表示氫原子或取代基。然而，不允許R7 至R11 及R12 至R16 都為氫原子。順帶提及，當R3 與R7 連接，或R6 與R16 連接時，所有其他成員R8 至R11 及R12 至R15 可以是氫原子。此外，當R11 與R12 連接時，所有其他成員R7 至R10 及R13 至R16 可以是氫原子。
在R7 至R11 及R12 至R16 各表示取代基之情況下，R7 至R11 及R12 至R16 所表示之取代基的實例包含下文將描述之取代基W，且鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫 基、烯基、氰基、雜環硫基尤佳。
R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地較佳為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基，更佳為氫原子、鹵素原子、烷基、烯基、烷氧基、芳基、芳氧基或雜環基團，更佳為氫原子、鹵素原子、具有1至20個碳之烷基、具有2至20個碳之烯基、具有1至20個碳之烷氧基、具有6至20個碳之芳基、具有6至20個碳之芳氧基或由5員、6員或7員環或其縮環構成的雜環基團，又更佳為氫原子、鹵素原子、具有1至12個碳之烷基、具有2至12個碳之烯基、具有1至12個碳之烷氧基、具有6至10個碳之芳基、具有6至10個碳之芳氧基或由5員或6員環或其縮環構成的雜環基團。
烷基可為線性或分支的。雜環基團中所含雜原子的實例包含氧原子、硫原子及氮原子。
烷基、烯基、芳基及其類似基團之具體實例包含在下述取代基W的烷基、烯基及芳基中舉例說明的基團。
R7 至R11 當中及R12 至R16 當中之相鄰成員可彼此組合形成環。形成的環之實例包含下文所述之環R。形成的環較佳為例如苯環、萘環、蒽環、吡啶環或嘧啶環。
此外，R3 與R7 對及R6 與R16 對各自可連接。在R3 與R7 連接或R6 與R16 連接之情況下，產生由4個或4個以上含有伸萘基及苯基之環構成的縮環。R3 與R7 之間或R6 與R16 之間的連接可以是單鍵。
式(I)所示化合物之具體實例描述於下文，但本發明不限於此。
在上述化合物中，式(I)至(IV)所示之化合物是文獻中未發現之新穎化合物，且特別適用作光感測器及光電池中所用之光電轉換材料。另外，對於其他應用，所述化合物可例如用作著色材料、液晶材料、有機半導體材料、有機發光元件材料、電荷輸送材料、醫用材料、螢光診斷劑材料及其類似材料。
式(I)至(IV)所示之化合物可例如根據以下反應合成。
在這些化學式中，R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與上述相同。
在上述合成實例中，描述了在式(I)所示之化合物當中Z1 為1,3-苯並茚滿二酮核之化合物，但在Z1 為其他結構之情況下，亦可按與上述相同之方式，藉由將1,3-苯並茚滿二酮變為其他化合物，合成所述化合物。
式(V)所示之化合物作為上述反應式中的中間化合物，為一種新穎化合物。本發明亦關於式(V)所示之化合物。
(其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子 或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可彼此組合形成環，及R21 及R22 各獨立地表示經取代之芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 及R22 都是未經取代之苯基的情形。)
在式(V)中，R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，且較佳範圍亦相同。
上述合成實例中各反應可以利用已知技術進行。溴基形式與胺之反應稱為布赫瓦爾德-哈特維希反應(Buchwald-Hartwig reaction)(參看Org.Synth. ,2004,10,423，及Org.Synth. ,2002,78,23)。酯形式變為醛形式之還原反應可以參照Synthesis ,2003,822進行。醛形式與苯並茚滿二酮之反應可以參照Ber.Deutsch.Chem.Ges. ,1898,31,2596進行。
(分子量)
就膜製造之穩定性而言，式(I)至(IV)所示化合物之分子量較佳為300至1,500，更佳為350至1,200，又更佳為400至900。若分子量太小，則所製造的光電轉換膜之厚度因揮發而減小，而若分子量過大，則化合物無法進行氣相沈積且不能製造出光電轉換元件。
(熔點)
鑒於沈積穩定性，式(I)至(IV)所示化合物之熔點較佳為200℃或200℃以上，更佳為220℃或220℃以上，又更 佳為240℃或240℃以上。若熔點較低，則化合物在氣相沈積之前即熔融，以致不可能穩定地製造出膜，而且，化合物之分解產物增加，致使光電轉換效能劣化。
(吸收光譜)
從在可見光區廣泛吸收光之角度看，式(I)至(IV)所示化合物之吸收光譜的峰值波長較佳為450至700奈米，更佳為480至700奈米，又更佳為510至680奈米。
(峰值波長之莫耳消光係數)
從有效利用光之角度看，式(I)至(IV)所示化合物之莫耳消光係數較佳較高。在波長為400至700奈米之可見光區，吸收光譜(在氯仿溶液中)之莫耳消光係數較佳為20,000M-1 cm-1 ，更佳為30,000M-1 cm-1 或30,000M-1 cm-1 以上，又更佳為40,000M-1 cm-1 或40,000M-1 cm-1 以上。
有機光電轉換膜除含式(I)所示化合物外，較佳還含有n型有機半導體。較佳所述n型有機半導體與式(I)所示化合物一起被包含在光電轉換層12中。
n型有機半導體是一種受體型有機半導體(acceptor-type organic semiconductor)，並且指具有易於接受電子之性質的有機化合物，主要以電子輸送有機化合物為代表。更具體言之，當接觸使用兩種有機化合物時，其為具有較大電子親和力之有機化合物。因此，對於受體型有機化合物，可以使用任何有機化合物，只要其為具有接受電子之性質之有機化合物即可。其實例包含芙或芙衍生物、稠合芳族碳環化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生 物、並四苯衍生物、芘衍生物、苝衍生物及丙二烯合茀衍生物)、含有氮原子、氧原子或硫原子之5員至7員雜環化合物(例如吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、喹啉、喹喏啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、喋啶、吖啶、吩嗪、啡啉、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、噁唑、吲唑、苯並咪唑、苯並三唑、苯並噁唑、苯並噻唑、咔唑、嘌呤、三唑並噠嗪、三唑並嘧啶、四氮雜茚(tetrazaindene)、噁二唑、咪唑並吡啶、吡咯啶(pyralidine)、吡咯並吡啶、噻二唑並吡啶、二苯並氮呯(dibenzazepine)、三苯並氮呯)、聚伸芳基化合物、茀化合物、環戊二烯化合物、矽烷基化合物及具有含氮雜環化合物作為配位體的金屬錯合物。
n型半導體較佳為芙或芙衍生物。
芙表示芙C60 、芙C70 、芙C76 、芙C78 、芙C80 、芙C82 、芙C84 、芙C90 、芙C96 、芙C240 、芙C540 、混合芙或芙奈米管，且芙衍生物表示藉由將取代基添加至所述芙中獲得的化合物。取代基較佳是烷基、芳基或雜環基。
JP-A-2007-123707中所述之化合物較佳作為芙衍生物。
對於芙及芙衍生物，亦可使用例如Kikan Kagaku Sosetsu(科學評論季刊(Scientific Review Quarterly) )，第43期，日本化學會(The Chemical Society of Japan)編輯(1999)、JP-A-10-167994、JP-A-11-255508、JP-A-11-255509、JP-A-2002-241323及JP-A-2003-196881中所述之化合物。
在芙及芙衍生物中，芙較佳，且芙C60 更佳。
有機光電轉換膜較佳具有塊體異質接面結構，該結構是以式(I)所示化合物與芙或芙衍生物經混合之狀態形成。塊體異質接面結構是指其中p型有機半導體(式(I)所示化合物)與n型有機半導體經混合且分散於光電轉換層內的膜，且其可例如藉助於氣相共沈積法形成。其中所含異質接面結構彌補了光電轉換層中載流子擴散長度較短的缺陷，藉此可以增強光電轉換層之光電轉換效率。順帶提及，塊體異質接面結構詳細描述於例如JP-A-2005-303266第[0013]段及第[0014]段或其類似文獻中。
在有機光電轉換膜中，芙或芙衍生物與式(I)所示化合物之體積比(芙或芙衍生物/式(I)所示化合物×100(%))較佳為50%或50%以上，更佳為80%至1,000%(體積比)，又更佳為100%至700%(體積比)。
(不發光膜)
在有機光電轉換膜中，其中式(I)至(IV)所示之化合物與n型有機半導體經混合之膜是一種不發光之膜，且其具有不同於OLED的特有特徵。不發光膜是發光量子效率(luminescence quantum efficiency)為1%或1%以下之膜，且所述發光量子效率更佳為0.5%或0.5%以下，又更佳為0.1%或0.1%以下。
有機光電轉換膜可以藉由乾式沈積法或濕式沈積法沈積。乾式沈積法之具體實例包含物理氣相沈積法，諸如真空沈積法、濺鍍法、離子電鍍法及MBE法；及CVD法， 諸如電漿聚合法(plasma polymerization)。對於濕式沈積法，可以使用澆鑄法(cast method)、旋塗法(spin coating method)、浸漬法(dipping method)、LB法及其類似方法。較佳為乾式沈積法，且真空沈積法更佳。在利用真空沈積法沈積所述層之情況下，可根據習知方法設定製造條件，諸如真空度及氣相沈積溫度。
光電轉換層之厚度較佳為10奈米至1,000奈米，更佳為50奈米至800奈米，又更佳為100奈米至500奈米。在厚度為100奈米或100奈米以上之情況下，獲得適合的抑制暗電流之效應，且在厚度為1,000奈米或1,000奈米以下之情況下，獲得適合的光電轉換效率。
[電荷阻擋層：電子阻擋層、電洞阻擋層] (電子阻擋層)
對於電子阻擋層，可以使用供電子有機材料。具體言之，可用的小分子材料的實例包含芳族二胺化合物(諸如N,N'-雙(3-甲基苯基)-(1,1'-聯苯)-4,4'-二胺(N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine，TPD)及4,4'-雙[N-(萘基)-N-苯基胺基]聯苯(4,4'-bis[N-(naphthyl)-N-phenylamino]biphenyl，α-NPD))、噁唑、噁二唑、三唑、咪唑、咪唑酮、芪(stilbene)衍生物、吡唑酮(pyrazolone)衍生物、四氫咪唑、聚芳基烷、丁二烯、4,4',4"-參(N-(3-甲基苯基)N-苯基胺基)三苯胺(4,4',4"-tris(N-(3-methylphenyl)N-phenylamino)triphenylamine，m-MTDATA)、卟啉(porphyrin)化合物(諸如卟啉、 四苯基卟啉銅)、酞菁、酞菁銅及氧鈦酞菁(titanium phthalocyanine oxide)、三唑衍生物、噁二唑衍生物、咪唑衍生物、聚芳基烷衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑酮衍生物、伸苯基二胺衍生物、芳基胺衍生物、茀衍生物、胺基取代之查爾酮(chalcone)衍生物、噁唑衍生物、苯乙烯蒽(styryl-anthracene)衍生物、茀酮(fluorenone)衍生物、腙衍生物及矽氮烷衍生物。可使用諸如伸苯基伸乙烯基(phenylenevinylene)、茀、咔唑、吲哚、芘、吡咯、甲基吡啶(picolin)、噻吩、乙炔及二乙炔之聚合物或其衍生物作為聚合物材料。可以使用具有足夠電洞輸送能力之化合物，即使其不是供電子化合物。
特定言之，JP-A-2008-72090第[0083]至第[0089]段中所述之化合物較佳。
(電洞阻擋層)
對於電洞阻擋層，可使用接受電子之有機材料。
可使用之接受電子之材料的實例包含噁二唑衍生物，諸如1,3-雙(4-第三丁基苯基-1,3,4-噁二唑基)伸苯基(1,3-bis(4-tert-butylphenyl-1,3,4-oxadiazolyl)phenylene，OXD-7)；蒽醌二甲烷衍生物；聯苯醌(diphenylquinone)衍生物；浴銅靈(bathocuproine)、向紅菲囉啉(bathophenanthroline)及其衍生物；三唑化合物；參(8-羥基喹啉根基)鋁錯合物；雙(4-甲基-8-喹啉根基)鋁錯合物；二苯乙烯基伸芳基(distyrylarylene)衍生物；及矽羅(silole)化合物。亦可使用具有足夠電子輸送能力的材料，即使其 不是接受電子之有機材料。可使用基於卟啉之化合物、基於苯乙烯基之化合物(諸如DCM，即4-二氰基亞甲基-2-甲基-6-(4-(二甲基胺基苯乙烯基))-4H-哌喃)，及基於4H-哌喃之化合物。特定言之，JP-A-2008-72090第[0073]至第[0078]段中所述之化合物較佳。
電子阻擋層及電洞阻擋層各自之厚度較佳為10至200奈米，更佳為30至150奈米，又更佳為50至100奈米，因為若厚度太薄，則抑制暗電流之效應會減小，而若厚度過厚，則會降低光電轉換效率。當光電轉換元件包含電荷阻擋層時，其更佳包含電子阻擋層。
[光感測器]
光電轉換元件大致分類為光電池及光感測器，且本發明之光電轉換元件適合於光感測器。所述光感測器可以是只使用上述光電轉換元件的光感測器，或者可以是光電轉換元件線性排列之線性感測器(line sensor)或光電轉換元件排列於一個平面上之二維感測器之模式。本發明之光電轉換元件如影像元件般作用，在線性感測器中，其藉由利用光學系統及如掃描儀之驅動部件將光學影像信息轉化成電信號，而在二維感測器中，其藉助於光學系統在感測器上形成光學影像信息之影像並將其轉換成如影像模塊(imaging module)之電信號。
光電池是一種發電單元(power generating unit)，因此，將光能轉換成電能之效率為重要的效能，但暗電流(即，在暗處之電流)不會變為功能方面之問題。此外，在 後續階段不需要加熱步驟，如置放濾色片。在光感測器中，亮/暗信號至電信號的高精度轉換是重要的效能，而將光量(light quantity)轉換成電流之效率亦為重要的效能。此外，暗處輸出之信號被視為雜訊，因此需要較低暗電流。而且，後續階段中步驟之阻抗亦很重要。
[影像元件]
下文將描述裝備有光電轉換元件之影像元件之配置實例。在以下配置實例中，在圖式中利用相同或相似符號或數字參考表示配置/作用與上述構件相同的構件及其類似物，且其描述經簡化或省略。
影像元件是一種將影像之光學信息轉換成電信號的元件，其中多個光電轉換元件排列於同一平面內的矩陣上，且其中光信號可以在各光電轉換元件(畫素)中轉換成電信號，且各畫素可循序將電信號輸出到影像元件外部。因此，影像元件具有一個光電轉換元件以及每一畫素一或多個電晶體。
圖2是大致顯示影像元件之配置的剖面示意圖，用於解釋本發明的一個實施例。藉由將此影像元件安裝於例如一個影像裝置(諸如數位相機及數位攝影機(digital video camera))、電子內視鏡(electronic endoscope)或影像模塊(諸如蜂巢式電話(cellular phone))中來加以使用。
影像元件具有多個光電轉換元件，其配置如圖1A及1B中所示；及一個電路板，其上形成讀出電路，用於根據各光電轉換元件之光電轉換膜中產生的電荷讀出信號，其 中所述多個光電轉換元件在電路板上方之同一平面上排列成一維或二維陣列。
圖2所示之影像元件100包括基板101、絕緣層102、連接電極103、畫素電極(下部電極)104、連接部件105、連接部件106、光電轉換膜107、相對電極(上部電極)108、緩衝層109、鈍化層110、濾色片(CF)111、隔離壁112、遮光層113、保護層114、相對電極電壓供應部件115及讀出電路116。
畫素電極104之功能與圖1A及1B中所示之光電轉換元件10a的電極11相同，且相對電極108的功能與圖1A及1B中所示光電轉換元件10a之電極15相同。光電轉換膜107之配置與裝設於圖1A及1B中所示光電轉換元件10a之電極11與電極15之間的層相同。
基板101是玻璃基板或半導體基板，如矽。絕緣層102是形成於基板101上，且多個畫素電極104及多個連接電極103是形成於絕緣層102之表面上。
光電轉換膜107是所有光電轉換元件所共有的層，其裝設於多個畫素電極104上，用於覆蓋所述畫素電極104。
相對電極108是裝設於光電轉換膜107上的一個電極，且是所有光電轉換元件所共有的。畫素電極108成形為甚至在配置於光電轉換膜107外側之連接電極103上延伸，且電連接至連接電極103。
連接部件106是埋在絕緣層102中，且例如是電連接所述連接電極103與相對電極電壓供應部件115之插塞。 相對電極電壓供應部件115是形成於基板101上，且經由連接部件106及連接電極103將預定電壓施加至相對電極108。在施加至相對電極108之電壓高於影像元件之源電壓的情況下，藉由經諸如電荷泵(charge pump)之電壓自舉電路(voltage raising circuit)升高源電壓，來供應預定電壓。
讀出電路116是裝設於基板101上，以對應於多個畫素電極104之每一者，且根據相應畫素電極104所捕獲之電荷讀出信號。讀出電路116是由例如CCD、CMOS電路或TFT電路構成，且藉助配置於絕緣層102中之遮光層(未圖示)遮光。讀出電路116經由連接部件105電連接至相應畫素電極104。
緩衝層109是形成於相對電極108上，用於覆蓋所述相對電極108。鈍化層110是形成於緩衝層109上，用以覆蓋所述緩衝層109。濾色片111是形成於鈍化層110上面對各畫素電極104之位置。隔離壁112是裝設於各濾色片111之間，用於增強濾色片111之透光效率。
遮光層113是形成於鈍化層110上除裝設濾色片111及隔離壁112之區域外的區中，且防止光進入在除有效畫素區外的區中形成的光電轉換膜107。保護層114是形成於濾色片111、隔離壁112及遮光層113上，且保護整個影像元件100。
在如此配置之影像元件100中，光入射後，所述光即刻進入光電轉換膜107，且在此處產生電荷。由於產生電 荷，畫素電極104捕獲電洞，且視所捕獲之電洞的量而定的電壓信號經讀出電路116輸出至影像元件100外部。
影像元件100之製造方法如下。
在形成了相對電極電壓供應部件115及讀出電路116之電路板上，形成連接部件105及106、多個連接電極103、多個畫素電極104、及絕緣層102。將多個畫素電極104配置於例如絕緣層102上之方格網圖案中。
隨後，在多個畫素電極104上，例如藉由真空加熱沈積，形成光電轉換膜107。接著，在光電轉換膜107上，例如藉由真空濺鍍形成相對電極108，且例如藉由真空加熱沈積，在相對電極108上依次形成緩衝層109及鈍化層110。此外，還形成濾色片111、隔離壁112及遮光層113，且接著形成保護層114，藉此完成影像元件100。
另外，在影像元件100之製造方法中，甚至當在形成光電轉換膜107中所含之光電轉換層的步驟與形成鈍化層110之步驟之間添加一個將影像元件100置放於非真空氛圍中以便進行製造之步驟時，亦可防止多個光電轉換元件之效能劣化。歸因於添加了此步驟，製造成本可得以降低，同時防止了影像元件100之效能劣化。
下文將詳細描述作為上述影像元件100之組成構件的鈍化層110。
[鈍化層]
鈍化層110需要滿足以下條件：第一，須阻止各元件製造步驟中溶液、電漿及其類似 物中所含的且使有機光電轉換材料劣化的因子的侵入，由此保護光電轉換層，第二，須在元件製造後，阻止使有機光電轉換材料劣化之因子(諸如水分子)的侵入，由此防止光電轉換膜107在長期儲存/使用期間劣化，第三，須在形成鈍化層110時避免已經形成的光電轉換層劣化，及第四，由於入射光經由鈍化層110到達光電轉換膜107，故鈍化層110須對光電轉換膜107所偵測之波長的光透明。
鈍化層110可具有由單一材料構成之薄膜配置，但若具有多層配置且賦予各別層不同的功能，則可以預期例如以下效應：減輕整個鈍化層110之應力；抑制由在製造製程中產生灰塵或其類似因素而引起的缺陷(諸如裂紋及針孔)的形成；或加速材料發展之最佳化。舉例而言，鈍化層110可以成形為兩層的配置，其中一層是形成用於履行其最初的目的，即防止諸如水分子等劣化因子透過，且其上堆疊「鈍化輔助層(passivation auxiliary layer)」，經賦予上述層難以實現的功能。亦可形成由三個或三個以上層構成的配置，但從製造成本看，層數較小較佳。
[原子層沈積法(Atomic Layer Deposition Method，ALD法)形成鈍化層110]
因存在諸如水分子等劣化因子，光電轉換材料之效能明顯劣化。因此，需要藉由例如用陶瓷(諸如不可透過水 分子之緻密金屬氧化物、金屬氮化物或金屬氮氧化物，或類金剛石碳(diamond-like carbon，DLC))覆蓋，來封裝整個光電轉換膜。按照慣例，藉由各種真空沈積技術，形成氧化鋁、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其堆疊的配置，或所述陶瓷與有機聚合物之堆疊配置作為鈍化層。在所述習知鈍化層的情況下，薄膜難以在由基板表面上之結構材料、基板表面上之微小缺陷、黏附至基板表面之粒子或其類似物形成的凸起中生長(因為凸起形成陰影)，且膜厚度明顯比平坦部分的薄。因此，凸起部分可視為劣化因子之穿透途徑。為了用鈍化層完整地覆蓋所述凸起，較佳藉由使所形成的完整鈍化層之平坦部分具有1微米或1微米以上之膜厚度而使所述層是厚的。
對於畫素尺寸小於2微米、尤其為約1微米之影像元件100，當濾色片111與光電轉換層之間的距離(即鈍化層110之膜厚度)較大時，入射光在鈍化層110內發生繞射/漫射，引起色彩混合。為避免此情形，較佳使用甚至當整個鈍化層110之膜厚度減小時亦不會使元件效能劣化之鈍化層材料/製造方法來製造具有畫素尺寸為約1微米的影像元件100。
原子層沈積(ALD)法是一種CVD方法，且這種技術藉由交替重複作為薄膜材料之有機金屬化合物分子、金屬鹵化物分子及金屬氫化物分子對基板表面之吸附/反應與其中所含未經反應之基團的分解，來形成薄膜。到達基板表面之薄膜材料處於上述小分子的狀態，且當存在允許 小分子侵入之極小空間時，可以生長薄膜。因此，習知薄膜形成方法難以覆蓋之凸起部分可以得到完全覆蓋(凸起部分中生長的薄膜之厚度與平坦部分中生長的薄膜的厚度相同)，亦即，凸起覆蓋性質極佳。由基板表面上之結構材料、基板表面上之微小缺陷、黏附至基板表面之粒子或其類似物形成的凸起可以得到完全覆蓋，因此，此凸起部分不會為光電轉換材料之劣化因子提供穿透途徑。當藉由原子層沈積法形成鈍化層110時，與以習知技術製造者相比，鈍化層之所需膜厚度可更有效地降低。
在藉由原子層沈積法形成鈍化層110之情況下，可適當地選擇對應於上述較佳用於鈍化層110之陶瓷的材料。然而，所述材料侷限於能夠在相對較低溫度下進行薄膜生長的材料，因為本發明之光電轉換膜使用光電轉換材料。根據使用烷基鋁或鹵化鋁作為所述材料之原子層沈積法，可以在低於200℃之溫度(此溫度不下會使光電轉換材料劣化)下形成緻密的氧化鋁薄膜。具體言之，當使用三甲基鋁時，甚至在約100℃下，亦可有利地形成氧化鋁薄膜。另外，在氧化矽或氧化鈦之情況下，與氧化鋁類似，藉由適當選擇材料，可在低於200℃溫度下有利地形成緻密薄膜。
[取代基W]
下文將描述取代基W。
取代基W之實例包含鹵素原子、烷基(包含環烷基、雙環烷基及三環烷基)、烯基(包含環烯基及雙環烯基)、 炔基、芳基、雜環基、氰基、羥基、硝基、羧基、烷氧基、芳氧基、矽氧基、雜環氧基、醯氧基、胺甲醯基氧基、烷氧羰基氧基、芳氧羰基、胺基(包含苯胺基)、銨基、醯胺基、胺基羰基胺基、烷氧羰基胺基、芳氧羰基胺基、胺磺醯基胺基、烷基磺醯胺基、芳基磺醯胺基、巰基(mercapto group)、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、胺磺醯基、磺基、烷基亞磺醯基、芳基亞磺醯基、烷基磺醯基、芳基磺醯基、醯基、芳氧羰基、烷氧羰基、胺甲醯基、芳基偶氮基、雜環偶氮基、醯亞胺基、膦基(phosphino group)、氧膦基(phosphinyl group)、氧膦基氧基、氧膦基胺基、膦酸基(phosphono group)、矽烷基、肼基(hydrazino group)、脲基(ureido group)、硼酸基(boronic acid group)(-B(OH)2 )、磷酸醯氧基(phosphato group)(-OPO(OH)2 )、硫酸基(sulfato group)(-OSO3 H)及其他已知取代基。
更佳W表示例如以下(1)至(17)：(1)鹵素原子，諸如氟原子、氯原子、溴原子及碘原子；(2)烷基，線性、分支或環狀烷基：(2-a)烷基，較佳為具有1至30個碳之烷基(例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、第三丁基、正辛基、二十基(eicosyl)、2-氯乙基、2-氰基乙基、2-乙基己基)，及(2-b)環烷基， 較佳為經取代或未經取代之具有3至30個碳的環烷基(例如環己基、環戊基、4-正十二烷基環己基(4-n-dodecylcyclohexyl))，(3)烯基，具有2至30個碳的線性、分支或環狀烯基(例如乙烯基、烯丙基、苯乙烯基)；(4)炔基，較佳為具有2至30個碳的炔基(例如乙炔基、炔丙基、三甲基矽烷基乙炔基)；(5)芳基，較佳為具有6至30個碳的芳基(例如苯基、對甲苯基、萘基、間氯苯基、鄰十六烷醯基胺基苯基、二茂鐵基)；(6)雜環基，較佳為藉由自5員或6員芳族或非芳族雜環化合物中移除一個氫原子而獲得的單價基團，更佳為具有2至50個碳之5員或6員芳族雜環基團(例如2-呋喃基、2-噻吩基、2-嘧啶基、2-苯並噻唑基；所述雜環基團亦可為陽離子型雜環基團，諸如1-甲基-2-吡啶基(1-methyl-2-pyridinio)及1-甲基-2-喹啉基(1-methyl-2-quinolinio))；(7)烷氧基，較佳為具有1至30個碳的烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、異丙氧基、第三丁氧基、正辛氧基、2-甲氧基乙氧基)； (8)芳氧基，較佳為具有6至30個碳的芳氧基(例如苯氧基、2-甲基苯氧基、4-第三丁基苯氧基、3-硝基苯氧基、2-十四烷醯基胺基苯氧基)；(9)胺基，較佳為胺基、具有1至30個碳之烷胺基或具有6至30個碳之苯胺基，諸如胺基、甲胺基、二甲胺基、苯胺基、N-甲基-苯胺基及二苯胺基；(10)烷硫基，較佳為具有1至30個碳的烷硫基(例如甲硫基、乙硫基、正十六烷硫基)；(11)芳硫基，較佳為具有6至30個碳的芳硫基(例如苯硫基、對氯苯硫基、間甲氧基苯硫基)；(12)雜環硫基，較佳為經取代或未經取代之具有2至30個碳的雜環硫基(例如2-苯並噻唑基硫基、1-苯基四唑-5-基硫基)；(13)烷基-或芳基-亞磺醯基，較佳為經取代或未經取代之具有1至30個碳之烷基亞磺醯基，或經取代或未經取代之具有6至30個碳之芳基亞磺醯基，諸如甲基亞磺醯基、乙基亞磺醯基、苯基亞磺醯基及對甲基苯基亞磺醯基；(14)烷基-或芳基-磺醯基，較佳為具有1至30個碳之烷基磺醯基，或具有6至 30個碳之芳基磺醯基，諸如甲基磺醯基、乙基磺醯基、苯基磺醯基及對甲基苯基磺醯基；(15)醯基，較佳為甲醯基、具有2至30個碳之烷基羰基、具有7至30個碳之芳基羰基，或具有4至30個碳且經由碳原子鍵接至羰基的雜環羰基，諸如乙醯基、特戊醯基、2-氯乙醯基、硬脂醯基、苯甲醯基、對-正辛氧基苯基羰基、2-吡啶基羰基及2-呋喃基羰基；(16)膦基，較佳為具有2至30個碳的膦基(例如二甲基膦基、二苯基膦基、甲基苯氧基膦基)；及(17)矽烷基，較佳為具有3至30個碳的矽烷基(例如三甲基矽烷基、三乙基矽烷基、三異丙基矽烷基、第三丁基二甲基矽烷基、苯基二甲基矽烷基)。
[環R]
環R包含芳族或非芳族烴環、雜環，及由進一步組合所述環形成的多環縮環。其實例包含苯環、萘環、蒽環、菲環、茀環、聯伸三苯環、並四苯環、聯苯環、吡咯環、呋喃環、噻吩環、咪唑環、噁唑環、噻唑環、吡啶環、吡嗪環、嘧啶環、噠嗪環、吲哚嗪環、吲哚環、苯並呋喃環、苯並噻吩環、異苯並呋喃環、喹啉啶環、喹啉環、酞嗪環、萘啶環、喹喏啉環、喹唑啉環、異喹啉環、咔唑環、啡啶環、吖啶環、啡啉環、噻嗯環、色烯環、二苯並哌喃環、 啡噁噻環、吩噻嗪環及吩嗪(phenazine)環。
[實例] (實例1) <合成化合物(1)>
(合成化合物1a)
向10毫升脫水二甲苯中添加4.0公克N-苯基-2-萘胺(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)、4.0公克6-溴-2-萘甲酸甲酯(Wako Pure Chemical Industries有限公司製造)、170毫克乙酸鈀、590毫克三苯基膦及9.8公克碳酸銫，隨後回流3小時。對反應混合物進行吸濾，且在利用蒸發器蒸餾去除溶劑後，在矽膠柱上(展開溶劑：甲苯)純化殘餘物。蒸餾去除溶劑，得到6.2公克化合物(1a)。
(合成化合物1b)
向30毫升脫水甲苯中添加23.6毫升雙(2-甲氧基乙氧 基)鋁氫化鈉的甲苯溶液(約70%)(SMEAH，sodium hydrogenated bis(2-methoxyethoxy)aluminum；Wako Pure Chemical Industries有限公司製造)，且在冰浴中將內溫調至0℃，隨後逐滴添加藉由將9.9毫升1-甲基哌嗪溶解於17毫升脫水甲苯中得到的溶液。單獨地將6.2公克化合物(1a)溶解於50毫升脫水甲苯中，並在乾冰浴中將內溫調至-40℃，隨後向其中逐滴添加上文製備的SMEAH甲苯溶液。攪拌所得溶液4.5小時，且添加濃鹽酸，直至pH值變為1。此外，向其中添加水及乙酸乙酯，且用碳酸氫鈉水溶液洗滌油層。用硫酸鎂乾燥油層，並過濾，且利用蒸發器蒸餾去除溶劑。在矽膠柱上純化反應混合物，且蒸餾去除溶劑，得到4.2公克化合物(1b)。
<鑑別化合物(1b)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.15-7.28(4H,m),7.34-7.47(6H,m),7.56-7.66(3H,m),7.78-7.87(4H,m),8.23(1H,s),10.10(1H,s)。
(合成化合物(1))
將2.0公克化合物(1b)及1.3公克苯並茚滿二酮添加至15毫升甲苯與20毫升乙醇之混合溶劑中，且使混合物回流2小時。使反應混合物冷卻且進行吸濾，並將過濾得到的物質溶解於少量氯仿中，用乙醇再結晶，隨後吸濾，得到2.2公克化合物(1)。藉由1 H-NMR鑑別化合物之結構。
<鑑別化合物(1)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.19(1H,t),7.25(2H,d), 7.34-7.48(7H,m),7.58-7.73(5H,m),7.83(2H,d),7.88(1H,d),8.12(3H,m),8.52(2H,m),8.60(1H,d),9.01(1H,s)。
分子量：551.63
<量測熔點>
化合物(1)之熔點使用SII NanoTechnology公司製造之TG/DTA 6200 AST-2量測，且發現其為254℃。
<量測吸收光譜>
化合物(1)之吸收光譜(在氯仿溶液中)使用Shimadzu公司製造之UV-2550量測，結果，峰值波長為542奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為54,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
製造圖2之實施例之包含光電轉換元件的固態影像元件。此處，光電轉換元件由下部電極104、光電轉換膜107及上部電極108構成，且形成包含光電轉換層及電子阻擋層之有機光電轉換膜作為光電轉換膜107。
也就是說，在CMOS基板上藉由濺鍍沈積非晶形ITO達到30奈米厚度且利用光微影術(photolithography)來圖案化，使得所述CMOS基板上各光二極體(PD)可存在一個畫素，由此形成畫素電極(下部電極)。隨後，在所述下部電極上，藉由真空加熱氣相沈積法沈積下文所示之EB-3達到100奈米之厚度，形成電子阻擋層，且在所述電子阻擋層上，藉由真空加熱氣相沈積法沈積一層，形成光電轉換層，其中化合物(1)與芙(C60 )形成塊體異質接面結構，對於單一層而言，所述層是藉由共沈積化合物(1) 與芙(C60 )分別達到100奈米與300奈米之厚度形成。此外，藉由濺鍍沈積作為上部電極之非晶形ITO達到10奈米厚度，形成透明電極(上部電極)，藉此製造出固態影像元件。在上部電極上藉由加熱氣相沈積法形成氧化矽(SiO)膜作為鈍化層，隨後利用ALD法於其上形成氧化鋁層。對於電子阻擋層及光電轉換層二者，在4×10-4 帕或4×10-4 帕以下的真空度下進行真空氣相沈積。
(實例2) <合成化合物(2)>
以與實例1相同之方式合成化合物(2b)及化合物(2)，但將N-苯基-2-萘胺變成2,2'-二萘胺(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)。
<鑑別化合物(2b)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.39(4H,dd),7.43-7.47(4H,m),7.58-7.66(5H,m),7.80-7.89(6H,m),8.24(1H,s),10.10(1H,s)。
<鑑別化合物(2)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.39-7.49(8H,m),7.60-7.74(7H,m),7.84(4H,d),7.90(1H,d),8.12(3H,m),8.53(2H,d),8.60(1H,d),9.04(1H,s)。
分子量：601.69
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(2)之熔點，且發現其為309℃。
<量測吸收光譜>
化合物(2)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為548奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為54,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(2)。
(實例3) <合成化合物(3)>
以與實例1相同之方式合成化合物(3)，但將苯並茚滿二酮變為茚滿二酮。
<鑑別化合物(3)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.18(1H,t),7.23(1H,d),7.32-7.49(7H,d),7.57-7.68(4H,m),7.79-7.88(5H,m),8.02(3H,m),8.53(1H,d),8.92(1H,s)。
分子量：501.57
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(3)之熔點，且發現其為253℃。
<量測吸收光譜>
化合物(3)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為514奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為40,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(3)。
(實例4) <合成化合物(4)>
以與實例2相同之方式合成化合物(4)，但將苯並茚滿二酮變為茚滿二酮。
<鑑別化合物(4)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.39-7.47(8H,d),7.59-7.67(5H,m),7.79-7.90(7H,m),8.03(3H,m),8.54(1H,d),8.94(1H,s)
分子量：551.63
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(4)之熔點，且發現其為261℃。
<量測吸收光譜>
化合物(4)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為517奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為43,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(4)。
(實例5) <合成化合物(5)>
以與實例3相同之方式合成化合物(5b)及化合物(5)， 但將N-苯基-2-萘胺變成N,N-雙(9,9-二甲基-2-茀基)胺(根據已知方法合成)。
<鑑別化合物(5b)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：1.42(12H,s),7.15-7.50(12H,m),7.58-7.70(5H,m),7.85(2H,d),8.23(1H,s),10.10(1H,s)。
<鑑別化合物(5)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：1.45(12H,s),7.18-7.49(12H,d),7.60(2H,d),7.64-7.72(3H,m),7.78-7.85(2H,m),7.87(1H,d),8.03(3H,m),8.54(1H,d),8.93(1H,s)。
分子量：683.83
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(5)之熔點，且發現其為270℃。
<量測吸收光譜>
化合物(5)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為541奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為40,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(5)。
(實例6) <合成化合物(6)>
以與實例1相同之方式合成化合物(6b)及化合物(6)，但將N-苯基-2-萘胺變成1,2'-二萘胺(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)。
<鑑別化合物(6b)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.13-7.29(3H,m),7.31-7.60(9H,m),7.76-7.85(4H,m),7.88(1H,d),7.93-7.99(2H,m),8.20(1H,s),10.07(1H,s)。
<鑑別化合物(6)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：7.23-7.63(12H,m),7.67-7.75(2Hm),7.80(2H,d),7.85(1H,d),7.90(1H,d),7.96(1H,d),7.99(1H,d),8.09-8.14(3H,m),8.51(2H,d),8.57(1H,d),9.00(1H,s)。
分子量：601.69
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(6)之熔點，且發現其為300℃。
<量測吸收光譜>
化合物(6)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為539奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為50,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(6)。
(實例7) <合成化合物(7)>
(合成化合物7a')
向40毫升脫水二甲苯中添加3.0公克3,5-二-第三丁基苯胺(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)、3.5公克6-溴-2-萘甲酸甲酯(Wako Pure Chemical Industries有限公司製造)、90毫克乙酸鈀、420毫克三苯基膦及8.7公克碳酸銫，隨後回流5小時。對反應混合物進行吸濾，且在利用蒸發器蒸餾去除溶劑後，在矽膠柱上(展開溶劑：甲苯)純化殘餘物。蒸餾去除溶劑，得到2.2公克化合物(7a')。
(合成化合物7a)
向20毫升脫水二甲苯中添加1.4公克2-溴萘(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)、2.2公克化合物(7a')、60毫克乙酸鈀、300毫克三苯基膦及3.7公克碳酸銫，隨後回流5小時。對反應混合物進行吸濾，且在利用蒸發器蒸餾去除溶劑後，在矽膠柱上(展開溶劑：甲苯)純化殘餘物。蒸餾去除溶劑，得到2.4公克化合物(7a)。
以與實例1相同之方式進行後續程序，但將化合物(1a)變為化合物(7a)，由此合成化合物(7)。
<鑑別化合物(7)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：1.27(18H,s),7.09(2H,d),7.25-7.28(1H,m),7.35-7.47(5H,m),7.59-7.63(2H,m), 7.67-7.73(3H,m),7.80-7.88(3H,m),8.11(3H,m),8.51(2H,m),8.59(1H,d),9.02(1H,s)。
分子量：663.84
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(7)之熔點，且發現其為299℃。
<量測吸收光譜>
化合物(7)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為559奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為51,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(7)。
(實例8) <合成化合物(8)>
以與實例1相同之方式合成化合物(8)，但將N-苯基-2-萘胺變成N-苯基-2-吡啶胺(根據J.Am.Chem.Soc. ,2008,130,6586中所述之方法合成)。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(8)。
(實例9) <合成化合物(9)>
以與實例1相同之方式合成化合物(9)，但將6-溴-2- 萘甲酸甲酯變成6-溴-4-苯甲氧基-2-萘甲酸乙酯(根據Chem.Eur.J. ,2008,14,2811中所述之方法合成)。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(9)。
(實例10) <合成化合物(10)>
以與實例3相同之方式合成化合物(10)，但將N-苯基-2-萘胺變成p,p'-二甲苯胺(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)且將6-溴-2-萘甲酸甲酯變成7-溴-2-芘甲酸乙酯(根據Org.Lett. ,2006,8,5037中所述之方法合成)。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(10)。
(實例11) <合成化合物(11)>
以與實例1相同之方式合成化合物(11)，但將苯並茚滿二酮(1H-環戊二烯並[b]萘-1,3(2H)-二酮)變成4,9-二苯基-1H-環戊二烯並[b]萘-1,3(2H)-二酮(根據J.Chem.Soc. ,Perkin Trans.,1,1983,2,459所述之方法合成)。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(11)。
(實例12) <合成化合物(12)>
<合成化合物12a">
向50毫升脫水二甲苯中添加4.2公克2-異丙烯基苯胺(Aldrich Chemical公司製造)、8.4公克6-溴-2-萘甲酸甲酯(Wako Pure Chemical Industries有限公司製造)、210毫克乙酸鈀、740毫克三苯基膦及20.5公克碳酸銫，隨後回流4小時。對反應混合物進行吸濾，且在利用蒸發器蒸餾去除溶劑後，在矽膠柱上(展開溶劑：甲苯)純化殘餘物。蒸餾去除溶劑，得到7.8公克化合物(12a")。
(合成化合物12a')
向50毫升乙酸中添加7.3公克化合物(12a")及10毫升濃鹽酸，隨後在60℃加熱下攪拌20分鐘。將反應混合物冷卻至室溫，並添加200毫升水，隨後吸濾沈澱的固體，得到6.0公克化合物(12a')。
(合成化合物12a)
向20毫升脫水二甲苯中添加1.0公克1-溴萘(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)、1.0公克化合物(12a')、150毫克乙酸鈀、500毫克三苯基膦及2.1公克碳酸銫，隨後回流6小時。對反應混合物進行吸濾，且在利用蒸發器蒸餾去除溶劑後，在矽膠柱上(展開溶劑：甲苯)純化殘餘物。蒸餾去除溶劑，得到1.4公克化合物(12a)。
以與實例1相同之方式進行後續程序，但將化合物(1a)變為化合物(12a)，由此合成化合物(12)。
<鑑別化合物(12)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：2.40(6H,d),5.90(1H,d),6.46(1H,d),6.79(1H,t),6.95(1H,t),7.39-7.48(2H,m),7.52-7.60(3H,m),7.67-7.80(4H,m),8.00-8.15(5H,m),8.50(2H,s),8.61(1H,d),8.75(2H,m)。
分子量：591.70
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(12)之熔點，且發現其為350℃或350℃以上。
<量測吸收光譜>
化合物(12)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為560奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為48,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(12)。
(實例13) <合成化合物(13)>
以與實例12相同之方式合成化合物(13)，但將1-溴萘變成2-溴萘(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)。
<鑑別化合物(13)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：2.48(6H,s),6.22(1H,d),6.56(1H,d),7.28-7.38(1H,m),7.35-7.47(2H,m),7.49(1H,t),7.59-7.72(5H,m),7.86-7.98(4H,m),8.03(1H,d),8.09(2H,m),8.19(1H,d),8.47(2H,d),8.56(1H,d),9.31(1H,s)。
分子量：591.70
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(13)之熔點，且發現其為303℃。
<量測吸收光譜>
化合物(13)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為563奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為50,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(13)。
(實例14) <合成化合物(14)>
以與實例12相同之方式合成化合物(14)，但將1-溴萘變成1-溴-4-第三丁基苯(Tokyo Chemical Industry有限公司製造)。
<鑑別化合物(14)>
1 H NMR(CDCl3 )δ：1.46(9H,s),2.30(6H,s),6.10(1H,d),6.55(1H,d),6.93(2H,m),7.21(2H,d),7.48(1H,d),7.54(1H,d),7.62-7.77(4H,m),8.04-8.15(3H,m),8.50(2H,s),8.56(1H,d),8.70(1H,d),8.79(1H,s)。
分子量：597.74
<量測熔點>
以與實例1相同之方式量測化合物(14)之熔點，且發現其為335℃。
<量測吸收光譜>
化合物(14)之吸收光譜(在氯仿溶液中)以與實例1相同之方式量測，結果，峰值波長為568奈米，且在此波長下之莫耳消光係數為53,000M-1 cm-1 。
<製造光電轉換元件及固態影像元件>
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(14)。
(實例15)
以與實例6相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中化合物(6)與芙(C60 )之比率變為對於單一層之200奈米與200奈米之比率。
(實例16)
以與實例6相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中化合物(6)與芙(C60 )之比率變為對於單一層之267奈米與133奈米之比率。
(實例17)
以與實例6相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之芙(C60 )變成芙(C70 )。
(實例18)
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將電子阻擋層中之EB-3變成EB-4。
(參考實例1至4)
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成下表中所示之化合物(化合物(15)至(18))。
(實例19)
以與實例1相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但只沈積化合物(1)達到100奈米厚度以形成光電轉換層。
(實例20至25)
以與實例19相同之方式製造含有光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成下表中所示之化合物(化合物(2)至(7))。
(比較實例1至2)
以與實例1相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成下表中所示之各化合物(化合物(19)至(20))。
(比較實例3)
以與實例18相同之方式製造含有光電轉換元件之固 態影像元件，但將光電轉換層中之化合物(1)變成化合物(19)。
(比較實例4至5)
以與比較實例1至2相同之方式製造包含光電轉換元件之固態影像元件，但藉由單獨沈積化合物(19)至(20)中每一者達到100奈米厚度，形成光電轉換層。
上文所用化合物顯示於下。
[評估1]
對於實例1至18、參考實例1至4及比較實例1至3之固態影像元件，在電子阻擋層使用EB-3之情況下，使固態影像元件在加熱至190℃之熱板上熟化(aged)30分鐘，或者在電子阻擋層使用EB-4的情況下，在加熱到200℃ 之熱板上熟化30分鐘，量測熟化前及熟化後的暗電流，且當熟化後之暗電流增加至熟化前(20℃之室溫)之10倍或10倍以上時，將耐熱性評為C，當所述暗電流增加至大於1倍至小於10倍時評為B，且當暗電流沒有改變(1倍)或增加不超過1倍時評為A。下表中顯示實例1至18、參考實例1至4及比較實例1至3的各固態影像元件中當將2×105 伏/公分電場施加至光電轉換元件時在最大靈敏度波長下之外量子效率(external quantum efficiency)(將參考實例4視為100得到的相對值)，以及相對響應速度(信號強度由0%達到98%之上升時間(將參考實例4視為1得到的相對值))。順帶提及，在量測各元件之光電轉換效能時，光從上部電極(透明導電膜)側進入。
評估結果顯示於下表1中。
另外，使用HORIBA Jobin Yvon公司製造之SPEX Fluorolog-3，量測芙與實例1至18中化合物(1)至(14)每一者之共沈積膜的發射量子效率(emission quantum efficiency)。
當量測C60 或C70 與化合物(1)至(14)每一者之共沈積膜的發射量子效率時，在所有情況下所述發射量子效率都為0.1%或0.1%以下，表明共沈積膜為不發光膜。
[評估2]
對於實例19至25及比較實例4及5之固態影像元件，使固態影像元件在加熱至130℃之熱板上熟化30分鐘，量測熟化前及熟化後之暗電流，且當熟化後暗電流增加至熟化前(20℃之室溫)之15倍或15倍以上時，將耐 熱性評為B，且當暗電流沒有改變(1倍)或增加小於15倍時，評為A。
表中顯示實例19至25及比較實例4及5的各固態影像元件中當將2×105 伏/公分電場施加至光電轉換元件時在最大靈敏度波長下之外量子效率(將實例19視為100得到的相對值)，以及相對響應速度(信號強度由0%達到98%之上升時間(將實例19視為1得到的相對值))。順帶提及，在量測各元件之光電轉換效能時，光從上部電極(透明導電膜)側進入。
評估結果顯示於下表2中。
從表1及表2可以看出，藉由使用其中經取代胺基及次甲基以2位及6位作為連接位點連接伸萘基之化合物， 本發明影像元件可以高響應速度及高S/N比產生影像，且亦具有優良的耐熱性。
在製造光電轉換元件時，當使用化合物(1)至(14)之每一者製造三個元件時，使用各化合物之光電轉換元件展現實質上相當之效能。另一方面，當以相同方式製造光電轉換元件，但將化合物變為化合物(19)至(20)每一者時，光電轉換效能極低。就此事實而言，藉由使用其中經取代胺基及次甲基以2位及6位作為連接位點連接伸萘基之化合物，產率值實質上接近100%，且生產率可以獲得良好結果。
2009年9月8日申請之日本專利申請案第2009-207230號以及2010年3月19日申請之日本專利申請案第2010-065204號的完整揭露內容如同完整描述一般以引用的方式併入本文中，本申請案中已主張所述申請案之國外優先權。
10a,10b‧‧‧光電轉換元件
11‧‧‧下部電極(導電膜)
12‧‧‧光電轉換層(光電轉換膜)
15‧‧‧上部電極(透明導電膜)
16A‧‧‧電子阻擋層
16B‧‧‧電洞阻擋層
100‧‧‧影像元件
101‧‧‧基板
102‧‧‧絕緣層
103‧‧‧連接電極
104‧‧‧畫素電極(下部電極)
105‧‧‧連接部件
106‧‧‧連接部件
107‧‧‧光電轉換膜
108‧‧‧相對電極(上部電極)
109‧‧‧緩衝層
110‧‧‧鈍化層
111‧‧‧濾色片(CF)
112‧‧‧隔離壁
113‧‧‧遮光層
114‧‧‧保護層
115‧‧‧相對電極電壓供應部件
116‧‧‧讀出電路
圖1A及圖1B各為顯示光電轉換元件之一個配置實例的示意性剖面圖。
圖2是影像元件之示意性剖面圖。
10a‧‧‧光電轉換元件
11‧‧‧下部電極(導電膜)
12‧‧‧光電轉換層(光電轉換膜)
15‧‧‧上部電極(透明導電膜)
16A‧‧‧電子阻擋層

Claims (33)

  1. 一種化合物，其以下式(I)表示， 其中Z1 是含有至少兩個碳原子之環且表示5員環、6員環或者含有至少5員環或6員環之縮環；L1 、L2 及L3 各獨立地表示未經取代之次甲基或經取代之次甲基；n表示0或0以上之整數；R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可相互組合形成環，以及R21 與R22 各獨立地表示經取代芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其限制條件是，排除R21 與R22 均為未經取代之苯基的情形；所述由Z1 表示之環為下式表示之環： 其中，Z3 表示5員環、6員環或者含有至少5員環或6員環之縮環，*表示鍵接位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(II)表示的化合物：式(II)： 其中L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，以及R41 、R42 、R43 及R44 各獨立地表示氫原子或取代基。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(III)表示的化合物： 其中L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 、R6 、R21 及R22 之含義與式(I)中相同，以及R51 、R52 、R53 、R54 、R55 及R56 各獨立地表示氫原子或取代基。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之化合物，其中所述以式(I)表示之化合物是以下式(IV)表示的化合物：式(IV)： 其中Z1 、L1 、L2 、L3 、n、R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 之含義與式(I)中相同，R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地表示氫原子或取代基，其限制條件是，排除R7 至R11 及R12 至R16 都為氫原子之情形，R7 至R11 中及R12 至R16 中之相鄰成員可彼此組合形成環，以及R3 與R7 對及R6 與R16 對可各自連接；所述由Z1 表示之環為下式表示之環： 其中，Z3 表示5員環、6員環或者含有至少5員環或6員環之縮環，*表示鍵接位置。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之化合物，其中式(II)中之R41 至R44 各獨立地為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基、芳氧基、胺基、烷硫基、烯基或氰基。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之化合物，其中式(III)中之R51 至R56 各獨立地為氫原子、鹵素原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基、芳氧基、胺基、烷硫基、烯基或氰基。
  7. 如申請專利範圍第4項所述之化合物，其中式(IV)中之R7 至R11 及R12 至R16 各獨立地為氫原子、鹵素原子、 烷基、芳基、雜環基團、羥基、硝基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、胺基、烷硫基、芳硫基、烯基、氰基或雜環硫基。
  8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之化合物，其中式(I)至(IV)中之R1 至R6 各獨立地為氫原子、烷基、芳基、雜環基團、烷氧基或芳氧基。
  9. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之化合物，其中在式(I)至(IV)中，L1 、L2 及L3 各自為未經取代之次甲基。
  10. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之化合物，其中在式(I)至(IV)中，n為0。
  11. 一種化合物，其以下式(V)表示， 其中R1 、R2 、R3 、R4 、R5 及R6 各獨立地表示氫原子或取代基，R1 與R2 、R2 與R3 、R4 與R5 或R5 與R6 可彼此組合形成環，以及R21 及R22 各獨立地表示經取代之芳基、未經取代之芳基、經取代之雜芳基或未經取代之雜芳基，其中，排除R21 及R22 為以下(i)、(ii)的任一者的情況： (i)在R21 及R22 兩者為未經取代之芳基且R21 及R22 的任一者為苯基時，另一者的碳數為10以下的情況；(ii)在R21 及R22 兩者為經取代之芳基時，R21 及R22 的任一者的碳數為7以下的情況。
  12. 一種光電轉換材料，其含有如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之化合物。
  13. 一種膜，其含有如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之化合物。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之膜，其更包括n型有機半導體。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之膜，其中所述膜是不發光之膜。
  16. 一種光電轉換元件，其包括導電膜、有機光電轉換膜及透明導電膜，其中所述有機光電轉換膜含有如申請專利範圍第1項所述之化合物。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜含有n型有機半導體。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜是不發光之膜。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之光電轉換元件，其中所述n型有機半導體是芙或芙衍生物。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之光電轉換元件，其中所述芙是C60 。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之光電轉換元件，其 中所述有機光電轉換膜具有塊體異質接面結構，所述結構是以如申請專利範圍第1項所述之化合物與所述芙或芙衍生物經混合的狀態形成。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜中所含的如申請專利範圍第1項所述之式(I)所示化合物與所述芙或芙衍生物之間的比率(所述芙或芙衍生物/所述式(I)所示化合物×100(%))為50%(體積比)或50%以上。
  23. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中所述光電轉換元件是藉由依次堆疊所述導電膜、所述有機光電轉換膜及所述透明導電膜製成。
  24. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中所述有機光電轉換膜是利用真空沈積法沈積。
  25. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中光經由所述透明導電膜入射到所述有機光電轉換膜上。
  26. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中所述透明導電膜包括透明導電金屬氧化物。
  27. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中所述透明導電膜是直接形成於所述有機光電轉換膜上。
  28. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述 之光電轉換元件，其更包括電荷阻擋層。
  29. 如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件，其中所述式(I)所示化合物之吸收光譜(在氯仿溶液中)在波長為400至700奈米之可見光區具有30,000M-1 cm-1 或30,000M-1 cm-1 以上之莫耳消光係數。
  30. 一種如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件的使用方法，其中所述光電轉換元件中之所述導電膜與所述透明導電膜界定一對電極，所述方法包括在所述電極對之間施加1×10-4 至1×107 伏/公分電場的步驟。
  31. 一種製造如申請專利範圍第16項至第22項任一項所述之光電轉換元件的方法，其包括藉由真空加熱沈積法共沈積所述式(I)所示之化合物及所述芙或芙衍生物的步驟。
  32. 一種光感測器，其包括如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件。
  33. 一種影像元件，其包括如申請專利範圍第16項至第22項中任一項所述之光電轉換元件。
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