[發明專利]一種雜環化合物及使用該雜環化合物的有機電子裝置

有效

• 申請號: 201710204094.8
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108503655B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 顏豐文;鄧進銘
• 申請（專利權）人: 機光科技股份有限公司
• 主分類號: C07D495/22
• 分類號: C07D495/22;C07D519/00;C07D517/22;H01L51/00
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理有限公司 11368
• 代理人: 仲伯煊

本發明公開了由下式(I)表示的一種雜環化合物，以及使用該雜環化合物的有機電子裝置，其具有良好的性能。此外，本發明的雜環化合物更適用于有機半導體裝置、鈣鈦礦太陽能電池裝置以及有機電發光裝置(有機EL裝置)。

技術領域

本發明涉及一種雜環化合物以及使用該雜環化合物的有機電子裝置，具體而言，所述雜環化合物可以適用于有機半導體裝置、鈣鈦礦太陽能電池裝置以及有機電發光裝置(有機EL裝置)。此外，本發明的雜環化合物在應用于鈣鈦礦太陽能電池裝置和有機EL裝置，并作為電洞傳輸層(HTL)或電子傳輸層(ETL)材料時，具有優異的性能。

背景技術

有機電子材料開發時間已有數十年之久。近來有機電子材料因其在面板、可彎曲屏幕、固態照明、太陽能儲存等的潛在應用，引起了產業實務運用的極大關注，并廣泛地應用于有機電子裝置，如：有機薄膜晶體管(OTFT)、有機EL裝置、有機光伏裝置(OPV)、鈣鈦礦太陽能電池裝置等。有機EL為發光二極管(LED)，其發光層是一種能夠通過電流發光的有機化合物薄膜。此有機化合物薄膜發光層介于兩個電極之間。有機EL裝置有著諸多優點，如：可以自行發射，擁有更寬的視角、更快的反應速度和高發光度。此外，有機EL裝置能夠通過更簡單的制造方式，就能達到與液晶屏幕相同的清晰顯示度，因此有機EL裝置是目前顯示工業中的首選裝置，并已投入商業化階段。有機光伏裝置(OPV)包括基板、第一電極、第二電極和光電轉換層。第一電極設置于基板上，第二電極設置于第一電極上，光電轉換層配置于第一電極和第二電極間。此裝置單元通過吸收光而產生電荷。OPV因成本低、容易準備、具有大面積能力，而被認為擁有綠色能源技術的高成長趨勢，OPV轉換效率已達到可實際應用的程度。有機薄膜晶體管(OTFT)在具有絕緣表面的基板上，至少包含有閘極、與閘極形成的閘極絕緣膜、與閘極絕緣膜接觸所形成的有機半導體膜以及與有機半導體膜接觸所形成的至少一對汲極與源極，產生電極通過閘極訊號而將載子注入，并將載子導引至有機半導體膜內。OTFT因其具有低成本、靈活度、低溫處理、和大面積能力的優點，已成為有機電子的熱點。其性能已和非晶硅薄膜晶體管的性能相當。

近來，太陽能電池對于人們的重要性持續增加，用以作為化石燃料的替代性能源。然而，現今太陽能電池多以硅基為主流，成本相當之高。因此，各種較為廉價的太陽能電池正在研發中，其中洛桑聯邦理工學院格雷策爾(Graetzel)等人發表的染料敏化型太陽能電池，受到各方的高度期待(日本專利號2664194；《自然期刊》 Nature，353(1991)737；《美國化學會志》J.Am.Chem.Soc.,115(1993)6382)。

此外，桐蔭橫浜大學宮坂(Miyasaka)等人于《美國化學會志》(J.Am.Chem.Soc.,131(2009)6050)中發表了能吸光并產生電力的鈣鈦礦太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池所使用的鈣鈦礦結構化合物，是通過混合鹵代甲胺和鹵化鉛制成的。鈣鈦礦結構化合物對于可見光能呈現強效的吸收作用。《科學期刊》(Science 338(2012)643)中，寫道鈣鈦礦太陽能電池可提升光電轉換效率，但其中發表的鈣鈦礦太陽能電池，并不能取得令人滿意的光電轉換效率。因此，目前的任務是需要尋找具有更高的光電轉換效率的鈣鈦礦太陽能電池。

有機半導體裝置的性能主要以半導體材料的電荷載子遷移率和電流開/關比為基礎。理想的半導體在斷開狀態下，應能具有低導電性和高電荷載子遷移率(1× 10^-3cm²V^-1s^-1)。此外，重要的是，若半導體被氧化會造成裝置性能的降低，半導體材料應當具有相對穩定的抗氧化作用，即具有高的電離電位。另外，半導體材料也應具有良好的加工能力，特別是對于大規模生產薄層和所需圖案；并具有高穩定性、膜均勻性和完整性。

然而，在有機電子裝置中仍存在許多技術性問題，如：材料不穩定、功率效率低、壽命較短等；這些因素都阻礙了有機電子裝置的商業化。一種良好的有機電子材料對于有機電子裝置而言，應具有良好的熱穩定性、與更有效率和較長半衰期。