示例实施方式涉及化合物、光电器件、图像传感器、和电子设备。
背景技术:
1、光电器件可利用光电效应将光转换成电信号。光电器件可包括光电二极管、光电晶体管等,并且可应用于图像传感器等。
2、包括光电二极管的图像传感器可需要高分辨率,且从而需要小的像素。目前,硅光电二极管被广泛使用。在一些情况下,硅光电二极管因为由于相对小的像素导致的相对小的吸收面积而呈现出劣化的灵敏度的问题。因此,已经研究了能够替代硅的有机材料。
3、有机材料可具有相对高的消光系数,并且可取决于分子结构选择性地吸收特定波长区域中的光,且因此可同时替代光电二极管(例如,硅光电二极管)和滤色器,且结果改善灵敏度并有助于相对高的集成。
4、因此,对可用于这些传感器中的有机材料的兴趣正在增加。
技术实现思路
1、一些示例实施方式提供化合物,其可显著地改善器件的光电转换效率,并且在取决于沉积速率的效率方面几乎没有变化。
2、一些示例实施方式还提供包括上述化合物的具有优异的光电转换效率的光电器件。
3、一些示例实施方式还提供包括所述光电器件的图像传感器。
4、一些示例实施方式还提供包括所述图像传感器的电子设备。
5、根据一些示例实施方式,可提供由化学式1表示的化合物。
6、[化学式1]
7、
8、在化学式1中,
9、x1和x2各自独立地为氢、氘、氚、取代或未取代的c1至c10烷基、取代或未取代的c1至c10烷氧基、取代或未取代的c6至c30芳基、或者取代或未取代的c3至c30杂芳基,
10、x1或x2的至少一个为具有约900玻尔3(bohr3)至约3000玻尔3(v/分子)的体积的取代基,并且所述x1或x2的至少一个为取代或未取代的c6至c30芳基、或者取代或未取代的c3至c30杂芳基,以及
11、r11、r12、r13、和r14各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、c1至c10烷基、c1至c10烷氧基、或c6至c10芳基。
12、所述化合物可具有小于或等于约0.22ev的能量无序性(无序化能量,energydisorder)。
13、所述化合物可具有约3800玻尔3至约7000玻尔3(v/分子)的体积。
14、所述化合物可具有范围约45%至约85%的根据方程1和方程2获得的取代基的体积比。
15、[方程1]
16、取代基的体积(vb)=va-vref
17、[方程2]
18、取代基的体积比=vb/va
19、在方程1和2中,
20、va为所述化合物的体积,vb为所述取代基(x1和x2)的体积,且vref为由化学式ref表示的化合物的体积。
21、[化学式ref]
22、
23、在化学式ref中,r11、r12、r13、和r14与化学式1中相同。
24、在化学式1中,x1和x2的至少一个可包括供电子基团。
25、所述供电子基团为c3至c20支链烷基、c3至c20支链烷氧基、c6至c20芳基、c3至c20环烷基、c3至c20杂芳基、c3至c20杂环烷基、或其任意组合。
26、在化学式1中,x1和x2的至少一个可包括-si(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc可各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基),-ge(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、或其任意组合。在化学式1中,x1和x2的至少一个的氢原子的约10%至约100%可用氘或氚替代,基于各取代基中存在的氢原子的总数计。
27、x1或x2的至少一个可为选自组1的取代基:
28、[组1]
29、
30、在组1中,
31、y为s、o、se、te、或crr’(其中r和r’各自独立地为氢、氘、氚、c1至c10烷基、c1至c10烷氧基、或c6至c10芳基),
32、rx1为氘、氚、c3至c20支链烷基、c3至c20支链烷氧基、c6至c20芳基、c3至c20环烷基、c3至c20杂芳基、c3至c20杂环烷基、-si(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、-ge(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、或其任意组合,
33、x1为1至3的整数,
34、rx2为氘、氚、c3至c20支链烷基、c3至c20支链烷氧基、c6至c20芳基、c3至c20环烷基、c3至c20杂芳基、c3至c20杂环烷基、-si(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、-ge(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、或其任意组合,
35、x2为1至5的整数,
36、ry1、ry2、ry3、和ry4各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、c1至c10直链烷基、c1至c10直链烷氧基、c3至c20支链烷基、c3至c20支链烷氧基、c6至c20芳基、c3至c20环烷基、c3至c20杂芳基、c3至c20杂环烷基、-si(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、-ge(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、或其任意组合,
37、y1为0至3的整数,
38、y2为0至4的整数,
39、y3为0至2的整数,
40、y4为0至4的整数,以及
41、*为与化学式1的连接点。
42、在组1中,ry1、ry2、ry3、和ry4可各自独立地为氘、氚、卤素、氰基、c1至c10直链烷基、c1至c10直链烷氧基、c3至c20支链烷基、c3至c20支链烷氧基、c6至c20芳基、c3至c20环烷基、c3至c20杂芳基、c3至c20杂环烷基、-si(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、-ge(ra)(rb)(rc)(其中ra、rb和rc各自独立地为氢、氘、氚、卤素、氰基、直链或支链的c1至c10烷基、或c6至c10芳基)、或其任意组合。
43、所述由化学式1表示的化合物可具有小于或等于约0.390ev的重组能。
44、所述由化学式1表示的化合物可具有大于或等于约0.40的振子强度。
45、所述由化学式1表示的化合物可具有小于或等于约1500g/mol的分子量。
46、所述化合物可具有小于或等于约340℃的升华温度(其中所述升华温度是指当在10pa或更小下进行热重分析时,与所述化合物的初始重量相比,发生所述化合物的10%重量损失时的温度)。
47、根据一些示例实施方式,光电器件(例如有机光电器件)可包括彼此面对的第一电极和第二电极,以及
48、在所述第一电极和所述第二电极之间的活性层(有源层),
49、其中所述活性层包括由化学式1表示的化合物。
50、根据一些示例实施方式,提供包括所述光电器件的图像传感器。
51、在一些示例实施方式中,所述图像传感器可包括集成有配置成感测在蓝色波长区域中的光的多个第一光感测器件以及配置成感测在红色波长区域中的光的多个第二光感测器件的半导体基板,并且所述光电器件可在所述半导体基板上且配置成选择性地感测在绿色波长区域中的光。
52、所述活性层可包括p型半导体和n型半导体,并且所述n型半导体可包括由化学式1表示的化合物。
53、在一些示例实施方式中,所述图像传感器可进一步包括滤色器层,所述滤色器层包括配置成选择性地透射在蓝色波长区域中的光的蓝色滤色器和配置成选择性地透射在红色波长区域中的光的红色滤色器。
54、在一些示例实施方式中,所述第一光感测器件和所述第二光感测器件可在半导体基板中在竖直方向上堆叠。
55、在一些示例实施方式中,所述图像传感器可包括配置成选择性地感测在绿色波长区域中的光并且为所述光电器件的绿色光电器件,配置成选择性地感测在蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件,以及配置成选择性地感测在红色波长区域中的光的红色光电器件,它们可为堆叠的。
56、在一些示例实施方式中,所述图像传感器可包括配置成选择性地感测在绿色波长区域中的光并且为所述光电器件的绿色光电器件,配置成选择性地感测在蓝色波长区域中的光的蓝色光电器件,以及配置成选择性地感测在红色波长区域中的光的红色光电器件,它们在半导体基板上平行排列且在与所述半导体基板的上表面平行的水平方向上重叠。
57、根据一些示例实施方式,提供包括所述光电器件或图像传感器的电子设备。
58、所述化合物可显著改善器件的光电转换效率并具有优异的沉积稳定性,因为在取决于沉积速率的效率方面几乎没有变化,从而在制造器件时改善可加工性。
1.由化学式1表示的化合物:
2.如权利要求1所述的化合物,其中
3.如权利要求1所述的化合物,其中
4.如权利要求1所述的化合物,其中
5.如权利要求1所述的化合物,其中
6.如权利要求5所述的化合物,其中
7.如权利要求1所述的化合物,其中
8.如权利要求1所述的化合物,其中
9.如权利要求1所述的化合物,其中
10.如权利要求9所述的化合物,其中
11.如权利要求1所述的化合物,其中
12.如权利要求1所述的化合物,其中
13.如权利要求1所述的化合物,其中
14.如权利要求1所述的化合物,其中
15.光电器件,包括:
16.图像传感器,包括如权利要求15所述的光电器件。
17.如权利要求16所述的图像传感器,进一步包括:
18.如权利要求16所述的图像传感器,进一步包括以下的堆叠体:
19.如权利要求16所述的图像传感器,进一步包括:
20.电子设备,包括如权利要求16-19任一项所述的图像传感器。