一种杂环化合物及使用该杂环化合物的有机电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了由下式(I)表示的一种杂环化合物，以及使用该杂环化合物的有机电子装置，其具有良好的性能。此外，本发明专利技术的杂环化合物更适用于有机半导体装置、钙钛矿太阳能电池装置以及有机电发光装置(有机EL装置)。

Heterocyclic compound and organic electronic device using the heterocyclic compound

The invention discloses a heterocyclic compound represented by the following formula (I) and an organic electronic device using the heterocyclic compound, which has good performance. In addition, the heterocyclic compound of the invention is more suitable for organic semiconductor device, perovskite solar cell device and organic electroluminescent device (organic EL device).

【技术实现步骤摘要】
一种杂环化合物及使用该杂环化合物的有机电子装置
本专利技术涉及一种杂环化合物以及使用该杂环化合物的有机电子装置，具体而言，所述杂环化合物可以适用于有机半导体装置、钙钛矿太阳能电池装置以及有机电发光装置(有机EL装置)。此外，本专利技术的杂环化合物在应用于钙钛矿太阳能电池装置和有机EL装置，并作为电洞传输层(HTL)或电子传输层(ETL)材料时，具有优异的性能。
技术介绍
有机电子材料开发时间已有数十年之久。近来有机电子材料因其在面板、可弯曲屏幕、固态照明、太阳能储存等的潜在应用，引起了产业实务运用的极大关注，并广泛地应用于有机电子装置，如：有机薄膜晶体管(OTFT)、有机EL装置、有机光伏装置(OPV)、钙钛矿太阳能电池装置等。有机EL为发光二极管(LED)，其发光层是一种能够通过电流发光的有机化合物薄膜。此有机化合物薄膜发光层介于两个电极之间。有机EL装置有着诸多优点，如：可以自行发射，拥有更宽的视角、更快的反应速度和高发光度。此外，有机EL装置能够通过更简单的制造方式，就能达到与液晶屏幕相同的清晰显示度，因此有机EL装置是目前显示工业中的首选装置，并已投入商业化阶段。有机光伏装置(OPV)包括基板、第一电极、第二电极和光电转换层。第一电极设置于基板上，第二电极设置于第一电极上，光电转换层配置于第一电极和第二电极间。此装置单元通过吸收光而产生电荷。OPV因成本低、容易准备、具有大面积能力，而被认为拥有绿色能源技术的高成长趋势，OPV转换效率已达到可实际应用的程度。有机薄膜晶体管(OTFT)在具有绝缘表面的基板上，至少包含有闸极、与闸极形成的闸极绝缘膜、与闸极绝缘膜接触所形成的有机半导体膜以及与有机半导体膜接触所形成的至少一对汲极与源极，产生电极通过闸极讯号而将载子注入，并将载子导引至有机半导体膜内。OTFT因其具有低成本、灵活度、低温处理、和大面积能力的优点，已成为有机电子的热点。其性能已和非晶硅薄膜晶体管的性能相当。近来，太阳能电池对于人们的重要性持续增加，用以作为化石燃料的替代性能源。然而，现今太阳能电池多以硅基为主流，成本相当之高。因此，各种较为廉价的太阳能电池正在研发中，其中洛桑联邦理工学院格雷策尔(Graetzel)等人发表的染料敏化型太阳能电池，受到各方的高度期待(日本专利号2664194；《自然期刊》Nature，353(1991)737；《美国化学会志》J.Am.Chem.Soc.,115(1993)6382)。此外，桐荫横浜大学宫坂(Miyasaka)等人于《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.,131(2009)6050)中发表了能吸光并产生电力的钙钛矿太阳能电池。钙钛矿太阳能电池所使用的钙钛矿结构化合物，是通过混合卤代甲胺和卤化铅制成的。钙钛矿结构化合物对于可见光能呈现强效的吸收作用。《科学期刊》(Science338(2012)643)中，写道钙钛矿太阳能电池可提升光电转换效率，但其中发表的钙钛矿太阳能电池，并不能取得令人满意的光电转换效率。因此，目前的任务是需要寻找具有更高的光电转换效率的钙钛矿太阳能电池。有机半导体装置的性能主要以半导体材料的电荷载子迁移率和电流开/关比为基础。理想的半导体在断开状态下，应能具有低导电性和高电荷载子迁移率(>1×10-3cm2V-1s-1)。此外，重要的是，若半导体被氧化会造成装置性能的降低，半导体材料应当具有相对稳定的抗氧化作用，即具有高的电离电位。另外，半导体材料也应具有良好的加工能力，特别是对于大规模生产薄层和所需图案；并具有高稳定性、膜均匀性和完整性。然而，在有机电子装置中仍存在许多技术性问题，如：材料不稳定、功率效率低、寿命较短等；这些因素都阻碍了有机电子装置的商业化。一种良好的有机电子材料对于有机电子装置而言，应具有良好的热稳定性、与更有效率和较长半衰期。本专利技术的杂环化合物的现有技术包含：US8313672B2、JP2005-156822A1、《有机化学通讯》(Org.Lett.)第6卷2号，273-276(2004)，《无机化学》(Inorg.Chem.)2011，50，471-478。
技术实现思路
本专利技术提供了一种杂环化合物，可作为电洞传输层(HTL)、电子传输层(ETL)、或有机电子装置(有机EL、OPV、钙钛矿太阳能电池或OTFT)的主动层，本专利技术的杂环化合物能克服传统材料的缺点，具有较高的稳定性、较长的半衰期、较低的功耗，以及产业利用的经济优势。本专利技术的杂环化合物由下式(I)表示，适用于有机半导体装置、钙钛矿太阳能电池装置和有机电发光装置(有机EL装置)。特别地，本专利技术使用的杂环化合物作为电洞传输层(HTL)、或钙钛矿太阳能电池装置与有机EL装置的电子传输层(ETL)，能显示出优异的性能。其中，X1至X4独立代表硫或硒原子；Ar1至Ar6独立地选自氢原子、卤化物、卤原子、－CN、－NC、－NCS、－SCN、－NH2、－OH、－NO2、－CF3、－NC、取代或未取代的碳原子数为1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或未取代的碳原子数为3～30的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的烯基，取代或未取代的碳原子数为6～30的烷基胺。综上所述，本专利技术的化合物及装置不但在空间型态上确属创新，并能较现有技术增进上述多项功效，应已充分符合新颖性及进步性的法定专利技术专利要件，爰依法提出申请，恳请贵局核准本件专利技术专利申请案，以励专利技术，至感德便。附图说明图1为本专利技术的OTFT装置示意图；图2为本专利技术的钙钛矿太阳能电池装置示意图。[符号说明]1基板2闸极层3绝缘层4有机半导体层5汲极层6源极层7ITO玻璃8电洞注入层9电洞传输层10钙钛矿层11电子接受层12电子传输层13金属层具体实施方法为方便审查员了解本专利技术的技术特征、技术优点及其所能达到的技术效果，下面结合具体实施例和附图来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。本专利技术所提供的杂环化合物以及使用该杂环化合物的有机电子装置将于下方提供生产、结构、装置和部分较佳实施例的详细说明，来让本专利技术能彻底为人所了解。一方面，本专利技术的应用不限于本领域技术人员熟悉的具体细节。另一方面，众人周知的共同要素与程序并未详细说明，以避免对本专利技术构成不必要的限制。应当指出的是，除已明确说明的实施例外，本专利技术也能广泛运用于其它实施例的施行，且这些实施例不对本专利技术的权利要求范围构成任何限制。于本专利技术的实施例中，公开了可用于有机EL装置的有机电子材料、OPV装置、钙钛矿太阳能电池装置或OTFT器件。所述有机电子材料，由下式(I)表示：其中，X1至X4独立代表硫或硒原子，Ar1至Ar6独立地选自氢原子、卤化物、卤原子、－CN、－NC、－NCS、－SCN、－NH2、－OH、－NO2、－CF3、－NC、取代或未取代的碳原子数为1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种杂环化合物，其特征在于，由下式(I)表示：

【技术特征摘要】
2017.02.27 US 15/442,7131.一种杂环化合物，其特征在于，由下式(I)表示：其中，X1至X4独立代表硫或硒原子；Ar1至Ar6独立地选自氢原子、卤化物、－CN、－NC、－NCS、－SCN、－NH2、－OH、－NO2、－CF3、－NC、取代或未取代的碳原子数为1～30的烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳基、取代或未取代的碳原子数为3～30的杂芳基、取代或未取代的碳原子数为6～30的芳烷基、取代或未取代的碳原子数为6～30的烷氧基、取代或未取代的碳原子数为6～30的烯基，取代或未取代的碳原子数为6～30的烷基胺。2.如权利要求1所述的杂环化合物，其特征在于，所述Ar1至Ar6独立地选自下列取代基：其中，R1和R2代表烷基或芳基。3.如权利要求1所述的杂环化合物，其特征在于，所述杂环化合物由下式之一表示：4.一种有机电子装置，其特征在于，所述有机电子装置包含如权利要求1所述的杂环化合物。5.如权利要求4所述的有机电子装置，其特征在于，所述装置为有机半导体装置、钙钛矿太阳能电池装置、有机太阳能电池装置或有机电发光装置(有机EL装置)。6.一种有机半导体电子装置，其特征在于，包括一闸极、一金属氧化物层、一黏着层、一汲极、一源极及...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜丰文，邓进铭，
申请(专利权)人：机光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71