KR102558974B1 - Organic photoelectric device, image sensor, and electronic device including the same - Google Patents

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Abstract

화학식 1로 표현되는 화합물, 서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 활성층을 포함하는 유기 광전 소자 및 상기 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서와 전자 장치에 관한 것이다.An organic photoelectric device including a compound represented by Chemical Formula 1, a first electrode and a second electrode facing each other, and an active layer disposed between the first electrode and the second electrode and including the compound represented by Chemical Formula 1, and an image sensor and an electronic device including the organic photoelectric device.

Description

유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자장치{ORGANIC PHOTOELECTRIC DEVICE, IMAGE SENSOR, AND ELECTRONIC DEVICE INCLUDING THE SAME}Organic photoelectric device, image sensor and electronic device

유기 광전 소자용 화합물을 포함하는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자장치에 관한 것이다.It relates to an organic photoelectric device, an image sensor, and an electronic device including a compound for an organic photoelectric device.

광전 소자는 광전 효과를 이용하여 빛을 전기 신호로 변환시키는 소자로, 광 다이오드 및 광 트랜지스터 등을 포함하며, 이미지 센서 등에 적용될 수 있다.A photoelectric device is a device that converts light into an electrical signal using a photoelectric effect, includes a photodiode, a phototransistor, and the like, and may be applied to an image sensor or the like.

광 다이오드를 포함하는 이미지 센서는 날이 갈수록 해상도가 높아지고 있으며, 이에 따라 화소 크기가 작아지고 있다. 현재 주로 사용하는 실리콘 광 다이오드의 경우 화소의 크기가 작아지면서 흡수 면적이 줄어들기 때문에 감도 저하가 발생할 수 있다. 이에 따라 실리콘을 대체할 수 있는 유기 물질이 연구되고있다.An image sensor including a photodiode has a higher resolution day by day, and accordingly, a pixel size is getting smaller. In the case of a silicon photodiode, which is currently mainly used, a decrease in sensitivity may occur because an absorption area decreases as the size of a pixel decreases. Accordingly, organic materials that can replace silicon are being studied.

유기 물질은 흡광 계수(absorption coefficient)가 크고 분자 구조에 따라 특정 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있으므로, 광 다이오드와 색 필터를 동시에 대체할 수 있어서 감도 개선 및 고집적에 매우 유리하다. Since an organic material has a high absorption coefficient and can selectively absorb light in a specific wavelength range according to its molecular structure, it can simultaneously replace a photodiode and a color filter, which is very advantageous for sensitivity improvement and high integration.

일 구현예는 녹색 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있고 열적 안정성이 우수한 유기 광전 소자용 화합물을 제공한다.One embodiment provides a compound for an organic photoelectric device that can selectively absorb light in a green wavelength region and has excellent thermal stability.

다른 구현예는 녹색 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수하고 효율을 개선할 수 있는 유기 광전 소자를 제공한다.Another embodiment provides an organic photoelectric device capable of selectively absorbing light in a green wavelength region and improving efficiency.

다른 구현예는 상기 유기 광전 소자용 화합물을 포함하는 이미지 센서와 전자장치를 제공한다.Another embodiment provides an image sensor and an electronic device including the compound for an organic photoelectric device.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 유기 광전 소자용 화합물을 제공한다.According to one embodiment, a compound for an organic photoelectric device represented by Chemical Formula 1 is provided.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표현되는 작용기이고, A is a functional group represented by Formula 1-1 or 1-2 below,

R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or

R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는서로 연결되어 줄로리디닐기(julolidinyl group)와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are connected to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a julolidinyl group,

m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고, m and n are each independently an integer from 0 to 6;

Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택되고,R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), and combinations thereof;

[화학식 1-1][Formula 1-1]

[화학식 1-2][Formula 1-2]

상기 화학식 1-1과 1-2에서, In Formulas 1-1 and 1-2,

*는 상기 화학식 1의 메틴기(methine group)에 결합하는 위치를 나타내고, * represents a position binding to the methine group of Formula 1,

X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), 인다논기(indanone group), 인단디온기(indandione group), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택되고,XOneand X2are each independently -C (R22)(R23)-(where R22and R23are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=C(R24)(R25))-(where R24and R25are each independently selected from a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof), an indanone group, an indandione group, -C(=O)-, -S(=O)2- and combinations thereof,

R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

k는 0 또는 1의 정수이고,k is an integer of 0 or 1;

R30은 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 30 is selected from a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

R31은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 31 is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

p는 1 내지 5의 정수이고, q는 0 내지 5의 정수이고 p+q는 5이하의 정수이다.p is an integer from 1 to 5, q is an integer from 0 to 5, and p+q is an integer of 5 or less.

상기 화학식 1에서 줄로리디닐기(julolidinyl group)를 포함하는 융합링 모이어티에는 방향족 링이 한 개 존재할 수 있다.In Formula 1, one aromatic ring may be present in the fused ring moiety including the julolidinyl group.

상기 유기 광전 소자용 화합물내의 전체 링의 개수는 5개 내지 7개일 수 있다. The total number of rings in the compound for an organic photoelectric device may be 5 to 7.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 박막 상태에서 최대 흡수 파장(λmax)이 약 500 nm 내지 약 600 nm, 예를 들어 약 520 nm 내지 약 570 nm 의 범위에 있을 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may have a maximum absorption wavelength (λ max ) in a range of about 500 nm to about 600 nm, for example, about 520 nm to about 570 nm in a thin film state.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 박막 상태에서 약 50 nm 내지 약 100 nm의 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가지는 흡광 곡선을 나타낼 수 있다. The compound for an organic photoelectric device may exhibit an absorption curve having a full width at half maximum (FWHM) of about 50 nm to about 100 nm in a thin film state.

상기 화학식 1-1의 X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)X 1 and X 2 in Formula 1-1 are each independently -C(R 22 )(R 23 )

-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.-(wherein R 22 and R 23 are each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=C(R 24 )(R 25 ))-(wherein R 24 and R 25 are each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof ), -C(=O)-, -S(=O) 2 - and combinations thereof.

상기 화학식 1의 A는 하기 화학식 1A로 표현되는 작용기일 수 있다:A of Formula 1 may be a functional group represented by Formula 1A below:

[화학식 1A][Formula 1A]

상기 화학식 1A에서, *는 화학식 1의 메틴기에결합하는 위치를 나타내고, In Formula 1A, * represents a binding position to the methine group of Formula 1,

Ra, Rb, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,R a , R b , R c and R d are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C6 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

a는 0 내지 4의 정수이고 b는 0 내지 2의 정수이다.a is an integer from 0 to 4 and b is an integer from 0 to 2.

하기 화학식 2로 표현되고 박막 상태에서 500 nm 내지 600 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는 유기 광전 소자용 화합물을 제공한다.A compound for an organic photoelectric device represented by Chemical Formula 2 and having a maximum absorption wavelength (λ max ) at 500 nm to 600 nm in a thin film state is provided.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or

R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는 서로 연결되어 줄로리디닐기와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are linked to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a juloridinyl group,

m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고, m and n are each independently an integer from 0 to 6;

Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택되고, R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), and combinations thereof;

R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 시아노 함유기에서 선택되고, R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), and a cyano-containing group;

k는 0 또는 1의 정수이다.k is an integer of 0 or 1;

상기 줄로리디닐기를 포함하는 융합링 모이어티에는 방향족 링이 한 개 존재할 수 있다.One aromatic ring may exist in the fused ring moiety including the juloridinyl group.

상기 유기 광전 소자용 화합물내의 전체 링의 개수는 5개 내지 7개일 수 있다. The total number of rings in the compound for an organic photoelectric device may be 5 to 7.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 박막 상태에서 최대 흡수 파장(λmax)이 약 520 nm 내지 약 570 nm 의 범위에 있을 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may have a maximum absorption wavelength (λ max ) in a range of about 520 nm to about 570 nm in a thin film state.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 박막 상태에서 약 50 nm 내지 약 100 nm의 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가지는 흡광 곡선을 나타낼 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may exhibit an absorption curve having a full width at half maximum (FWHM) of about 50 nm to about 100 nm in a thin film state.

다른 구현예에 따르면, 서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는 활성층을 포함하는 유기 광전 소자를 제공한다.According to another embodiment, an organic photoelectric device including a first electrode and a second electrode facing each other, and an active layer disposed between the first electrode and the second electrode and including the compound represented by Formula 1 or Formula 2 is provided.

상기 활성층은 n형 반도체 화합물을 더 포함할 수 있다.The active layer may further include an n-type semiconductor compound.

상기 n형 반도체 화합물은 서브프탈로시아닌, 서브프탈로시아닌 유도체, 플러렌 또는 플러렌 유도체, 티오펜 또는 티오펜 유도체 또는 이들의 조합일 수 있다.The n-type semiconductor compound may be subphthalocyanine, a subphthalocyanine derivative, fullerene or a fullerene derivative, thiophene or a thiophene derivative, or a combination thereof.

상기 활성층은 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는진성층을 포함할 수 있다.The active layer may include an intrinsic layer including the compound represented by Formula 1 or Formula 2 above.

상기 활성층은 상기 화학식 1 또는 화학식 2로 표현되는 화합물을 포함하는p형 층을 포함할 수 있다.The active layer may include a p-type layer including the compound represented by Formula 1 or Formula 2 above.

상기 활성층은 상기 진성층의 일면에 위치하는p형 층과 상기 진성층의 다른 일면에 위치하는 n형 층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The active layer may further include at least one of a p-type layer positioned on one side of the intrinsic layer and an n-type layer positioned on the other side of the intrinsic layer.

상기 활성층은 녹색광을 선택적으로 흡수하는제2의 p형 반도체 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 제2의 p형 반도체 화합물로는 하기 화학식 6의 화합물을 들 수 있다.The active layer may further include a second p-type semiconductor compound that selectively absorbs green light. Examples of the second p-type semiconductor compound include compounds represented by the following Chemical Formula 6.

[화학식 6][Formula 6]

상기 화학식 6에서,In Formula 6,

R71 내지 R73은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 지방족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 티올기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴티오기, 시아노기, 시아노 함유기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 설포닐기 또는 이들의 조합이고, 또는 R71 내지 R73은 인접한 두 개가 연결되어 융합고리를 형성하고,R71 to R73are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 aliphatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 aromatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a thiol group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 alkylthio group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 arylthio group, a cyano group, a cyano-containing group, a halogen group, a halogen-containing group, a substituted or unsubstituted sulfonyl group, or a combination thereof, or R71 to R73Two adjacent silver are connected to form a fused ring,

L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고, L 1 to L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a divalent substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;

R74 내지 R76은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 실릴기 또는 이들의 조합이고, R 74 to R 76 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted silyl group, or a combination thereof;

a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.a, b and c are each independently an integer of 0 to 4.

상기 활성층은 상기 유기 광전 소자용 화합물과 C60을 약 0.9: 1 내지 약1.1: 1의 부피비로 포함하고 약 8.0×104 cm-1 이상의 흡광 계수를 가질 수 있다.The active layer may include the compound for an organic photoelectric device and C60 in a volume ratio of about 0.9:1 to about 1.1:1, and may have an extinction coefficient of about 8.0×10 4 cm −1 or more.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서를 제공한다. According to another embodiment, an image sensor including the organic photoelectric device is provided.

상기 이미지 센서는 청색 파장 영역의 광을 감지하는 복수의 제1 광 감지 소자 및 적색 파장 영역의 광을 감지하는 복수의 제2 광 감지 소자가 집적되어있는 반도체 기판, 상기 반도체 기판의 상부에 위치하고 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 상기 유기 광전 소자를 포함할 수 있다.The image sensor may include a semiconductor substrate on which a plurality of first light sensing elements detecting light in a blue wavelength region and a plurality of second light sensing elements sensing light in a red wavelength region are integrated, and the organic photoelectric element disposed on the semiconductor substrate and selectively absorbing light in a green wavelength region.

상기 제1 광 감지 소자와 상기 제2 광 감지 소자는 반도체 기판에서 수직 방향으로 적층되어 있을 수 있다.The first photo-sensing device and the second photo-sensing device may be stacked in a vertical direction on a semiconductor substrate.

상기 이미지 센서는 상기 반도체 기판과 상기 유기 광전 소자의 사이에 위치하고청색 파장 영역의 광을 선택적으로 투과하는 청색 필터와 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 투과하는 적색 필터를 포함하는 색 필터 층을 더 포함할 수 있다.The image sensor may further include a color filter layer disposed between the semiconductor substrate and the organic photoelectric device and including a blue filter selectively transmitting light in a blue wavelength region and a red filter selectively transmitting light in a red wavelength region.

상기 유기 광전 소자인 녹색 광전 소자, 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 광전 소자 및 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는적색 광전 소자가 적층되어 있을 수 있다.A green photoelectric device that is the organic photoelectric device, a blue photoelectric device that selectively absorbs light in a blue wavelength region, and a red photoelectric device that selectively absorbs light in a red wavelength region may be stacked.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전 소자용 화합물을 포함하는 전자 장치를 제공한다.According to another embodiment, an electronic device including the compound for an organic photoelectric device is provided.

녹색 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있는 화합물을 제공하고 상기 화합물에 의해 녹색 파장 영역의 파장 선택성을 높여 효율을 개선할 수 있는 유기 광전 소자, 이미지 센서 및 전자 장치를 제공한다.An organic photoelectric device, an image sensor, and an electronic device capable of improving efficiency by providing a compound capable of selectively absorbing light in a green wavelength region and increasing wavelength selectivity in a green wavelength region by the compound.

도 1은 일 구현예에따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이고,
도 2는 다른 구현예에 따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이고,
도 3은 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 4는 도 3의 유기 CMOS 이미지 센서의 단면도이고,
도 5는 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 6은 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 7은 또 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 개략도이고,
도 8은 합성예 4 내지 6의 화합물의박막 상태의 흡광 곡선을 보인 도면이고,
도 9은 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부 양자 효율(EQE)을 도시한 도면이고,
도 10은 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자의 인가 전계에 따른 외부 양자 효율(EQEmax)을 도시한 도면이고,
도 11은 실시예 5에 따른 유기 광전 소자의 크로스토크(crosstalk)를 측정한 결과를 보여주는 도면이다.
1 is a cross-sectional view illustrating an organic photoelectric device according to an embodiment;
2 is a cross-sectional view illustrating an organic photoelectric device according to another embodiment;
3 is a schematic diagram schematically illustrating an organic CMOS image sensor according to an exemplary embodiment;
4 is a cross-sectional view of the organic CMOS image sensor of FIG. 3;
5 is a schematic cross-sectional view of an organic CMOS image sensor according to another embodiment;
6 is a schematic cross-sectional view of an organic CMOS image sensor according to another embodiment;
7 is a schematic diagram schematically illustrating an organic CMOS image sensor according to another embodiment;
8 is a view showing absorption curves of the compounds of Synthesis Examples 4 to 6 in a thin film state;
9 is a diagram showing the external quantum efficiency (EQE) according to the wavelength of the organic photoelectric devices according to Examples 5 and 6;
10 is a diagram illustrating external quantum efficiency (EQE max ) according to an applied electric field of organic photoelectric devices according to Examples 5 and 6;
11 is a diagram showing a result of measuring crosstalk of an organic photoelectric device according to Example 5;

이하, 구현예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In the drawings, the thickness is shown enlarged to clearly express the various layers and regions. Like reference numerals have been assigned to like parts throughout the specification. When a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be "on" another part, this includes not only the case where it is "directly on" the other part, but also the case where there is another part in between. Conversely, when a part is said to be "directly on" another part, it means that there is no other part in between.

도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.In order to clearly describe this embodiment in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "치환된"이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C1 내지 C20 알콕시기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C4 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지C20 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, "substituted" means that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Br, Cl or I), a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino group, a hydrazino group, a hydrazono group, a carbonyl group, a carbamyl group, a thiol group, an ester group, a C1 to C20 alkyl group, a C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkynyl group, a C1 to C20 alkynyl group 20 alkoxy groups, C6 to C30 aryl groups, C7 to C30 arylalkyl groups, C1 to C4 alkoxy groups, C1 to C20 heteroalkyl groups, C3 to C20 heteroarylalkyl groups, C3 to C30 cycloalkyl groups, C3 to C15 cycloalkenyl groups, C6 to C15 cycloalkynyl groups, C2 to C20 heterocycloalkyl groups, and combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "헤테로"란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined in this specification, “hetero” means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S and P.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "할로겐"은 F, Cl, Br 또는 I를 의미하며, "할로겐 함유기"는 수소중 적어도 하나가 F, Cl, Br 또는 I로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어 할로알킬기는 알킬기의 수소중 적어도 하나가 F, Cl, Br 또는 I로 치환된 것을 의미한다. 할로알킬기의 구체적인 예로는 플루오로알킬기, 예를 들어 퍼플루오로알킬기를 들 수 있다.In addition, unless otherwise defined herein, "halogen" means F, Cl, Br or I, and "halogen-containing group" means that at least one of hydrogen is substituted with F, Cl, Br or I. For example, a haloalkyl group means that at least one hydrogen of the alkyl group is substituted with F, Cl, Br or I. Specific examples of haloalkyl groups include fluoroalkyl groups such as perfluoroalkyl groups.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "시아노 함유기"는 C1 내지 C30 알킬기, C2 내지 C30 알케닐기 또는 C2 내지 C30 알키닐기의 적어도 하나의 수소가 시아노기로 치환된 1가의 작용기를 의미할 수 있다. 또한 상기 시아노 함유기는 =CRx'-(CRxRy)p-CRy'(CN)2로 표현되는 디시아노알케닐기와 같은 2가의 작용기를 포함할 수 있으며 여기에서 Rx, Ry, Rx ' 및 Ry '는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C10 알킬기이고 p는 0 내지 10의 정수이다.. 상기 시아노 함유기의 구체적인 예로는 디시아노메틸기(dicyanomethyl group), 디시아노비닐기(dicyanovinyl group), 시아노에티닐기(cyanoethynyl group) 등이 있다. Unless otherwise defined herein, "cyano-containing group" means a monovalent functional group in which at least one hydrogen of a C1 to C30 alkyl group, a C2 to C30 alkenyl group, or a C2 to C30 alkynyl group is substituted with a cyano group. In addition, the cyano-containing group may include a divalent functional group such as a dicyanoalkenyl group represented by =CR x' -(CR x R y ) p -CR y' (CN) 2 , wherein R x , R y , R x ' and R y ' are each independently hydrogen or a C1 to C10 alkyl group, and p is an integer of 0 to 10. A specific example of the cyano-containing group is a dicyanomethyl group. ), dicyanovinyl group, and cyanoethynyl group.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "조합"이란 하나의 치환기가 다른 치환기에치환되거나, 서로 융합하여 존재하거나, 단일결합이나 C1 내지 C10 알킬렌기에 의해 서로 연결된 치환기들을 의미한다. 상기 할로알킬기는 C1 내지 C30 할로알킬기(예를 들어 퍼플루오로알킬기)일 수 있다. Unless otherwise defined herein, “combination” refers to substituents in which one substituent is substituted with another substituent, fused with each other, or linked to each other by a single bond or a C1 to C10 alkylene group. The haloalkyl group may be a C1 to C30 haloalkyl group (eg, a perfluoroalkyl group).

이하, 일 구현예에 따른 유기 광전 소자용 화합물을 설명한다. Hereinafter, a compound for an organic photoelectric device according to an embodiment will be described.

일 구현예에 따른 유기 광전 소자용 화합물은 하기 화학식 1로 표현된다.A compound for an organic photoelectric device according to an embodiment is represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A는 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표현되는 작용기이고, A is a functional group represented by Formula 1-1 or 1-2 below,

R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or

R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는서로 연결되어 줄로리디닐기(julolidinyl group)와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are connected to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a julolidinyl group,

m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고, m and n are each independently an integer from 0 to 6;

Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐(-F, -Cl, -Br, -I), 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택된다.R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen (-F, -Cl, -Br, -I), a cyano group (-CN), and combinations thereof.

상기 줄로리디닐기(julolidinyl group)와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하는 R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는 서로 다른 탄소에 결합된 작용기일 수 있다.Two adjacent functional groups among R 1 to R 4 forming a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with the julolidinyl group may be functional groups bonded to different carbon atoms.

상기 화학식 1에서, R1 내지 R4에 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되는 치환기를 도입하여 화합물의HOMO/LUMO 에너지 레벨, 밴드갭 및 흡수도 등을 조절할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 "치환"이란 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것이 좋다.In Formula 1, a substituent selected from a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof may be introduced into R 1 to R 4 to adjust the HOMO/LUMO energy level, band gap, and absorption of the compound. . In one embodiment, the "substitution" is preferably substituted with a substituent selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof.

상기 화학식 1에서 줄로리디닐기는 2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H-벤조[ij]퀴놀리지닐(2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizinyl) 기로 전자 공여성 작용기이다.In Formula 1, the juloridinyl group is a 2,3,6,7-tetrahydro-1H,5H-benzo[ij]quinolizinyl group, which is an electron donating functional group.

상기 화학식 1에서 메틴기가 줄로리디닐기의 N에 대하여 파라 위치(9번 위치)로 결합되어 줄로리디닐기의 전자 공여 작용을 증가시킬 수 있다.In Chemical Formula 1, the methine group is bonded to the para position (position 9) with respect to N of the juloridinyl group, so that the electron donating action of the juloridinyl group can be increased.

상기 화학식 1에서, A는 전자 흡인기(electron withdrawing group)로 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표현되는 작용기일 수 있다. In Formula 1, A is an electron withdrawing group and may be a functional group represented by Formula 1-1 or 1-2 below.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

[화학식 1-2][Formula 1-2]

상기 화학식 1-1과 1-2에서, In Formulas 1-1 and 1-2,

*는 상기 화학식 1의 메틴기(methine group)에 결합하는위치를 나타내고, * represents a position binding to the methine group of Formula 1,

X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), 인다논기(indanone group), 인단디온기(indandione group), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택되고,XOneand X2are each independently -C (R22)(R23)-(where R22and R23are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=C(R24)(R25))-(where R24and R25are each independently selected from a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof), an indanone group, an indandione group, -C(=O)-, -S(=O)2- and combinations thereof,

R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

k는 0 또는 1의 정수이고,k is an integer of 0 or 1;

R30은 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 30 is selected from a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

R31은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고, R 31 is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

p는 1 내지 5의 정수이고, q는 0 내지 5의 정수이고 p+q는 5이하의 정수이다.p is an integer from 1 to 5, q is an integer from 0 to 5, and p+q is an integer of 5 or less.

상기 화학식 1의 7번 탄소의 치환기 R2와 8번 탄소의 치환기 R3가 서로 연결되어 줄로리디닐기의 벤젠 링과 융합된 사이클로알킬링 또는 헤테로사이클로알킬 링을 형성할 경우 흡광 곡선의 반치폭이 좁아져 파장 선택성이 우수하다. 여기에서 상기 사이클로알킬 링은 C5 내지 C10의 사이클로알킬 링을 의미하며 상기 헤테로사이클로알킬 링은 5-멤버 내지 10-멤버의 N, O 및 S에서 선택되는 적어도 하나의 헤테로 원자를 함유하는 헤테로사이클로알킬 링을 의미한다. 상기 사이클로알킬 링 또는 헤테로사이클로알킬 링은 줄로리디닐기의 벤젠 링과 공액 구조를 형성하지 않는다. 이로써 녹색광의 선택적 흡수성을 향상시킬 수 있다. 상기 유기 광전 소자용 화합물은 분자 내에 전자주게(electron donor) 모이어티(moiety)와 전자받게(electron acceptor) 모이어티를 한 분자에 포함하여 바이폴러 특성을 가진다.When the substituent R 2 of carbon 7 and the substituent R 3 of carbon 8 of Formula 1 are connected to each other to form a cycloalkyl ring or a heterocycloalkyl ring fused with the benzene ring of the juloridinyl group, the half width of the absorption curve is narrowed, resulting in excellent wavelength selectivity. Here, the cycloalkyl ring means a C5 to C10 cycloalkyl ring, and the heterocycloalkyl ring means a 5-membered to 10-membered heterocycloalkyl ring containing at least one hetero atom selected from N, O and S. The cycloalkyl ring or heterocycloalkyl ring does not form a conjugated structure with the benzene ring of the juloridinyl group. Accordingly, the selective absorption of green light can be improved. The compound for an organic photoelectric device has bipolar characteristics by including an electron donor moiety and an electron acceptor moiety in one molecule.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 화합물 전체 링의 개수는 5 개 내지 7개 존재할 수 있다. 여기에서 링이란 폐쇄된 구조를 가지는 5-멤버 내지 10-멤버의 링을 의미한다. 상기 링의 개수가 7개를 초과하여 존재하는 경우 최대 흡수 파장이 적색으로 이동(shift)되어 녹색광의 선택적 흡수성이 저하된다. 또한 상기 링의 개수가 5개 미만으로 존재하는 경우 최대 흡수 파장이 청색으로 이동하게 되어 녹색광의 선택적 흡수성이 저하된다. In the compound for an organic photoelectric device, the total number of rings of the compound may be 5 to 7. Here, the ring means a 5-member to 10-member ring having a closed structure. When the number of rings exceeds 7, the maximum absorption wavelength is shifted to red, and thus the selective absorption of green light is reduced. In addition, when the number of the rings is less than 5, the maximum absorption wavelength shifts to blue, thereby degrading the selective absorption of green light.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 전자주게(electron donor) 모이어티로서 벌키(bulky)한 줄로리디닐기를 포함하여 필름 상태에서분자간 분자간 상호작용(intermolecular interaction)을 감소시켜 필름 제조시 분자간 불필요한 응집(aggregation)되는 현상을 방지한다. 분자간 응집은 상대적으로 넓은 흡수 피크의 분포를 초래한다. 따라서 상기 유기 광전 소자용 화합물은 상기와 같은 전자주게 모이어티로 인하여 녹색 파장 영역에 대한 선택성을 높일 수 있다. The compound for an organic photoelectric device includes a bulky juloridinyl group as an electron donor moiety to reduce intermolecular interactions between molecules in a film state, thereby preventing unnecessary aggregation between molecules during film production. Intermolecular aggregation results in a relatively broad distribution of absorption peaks. Accordingly, the compound for an organic photoelectric device may increase selectivity for a green wavelength region due to the electron donor moiety.

상기 화학식 1에서 줄로리디닐기를 포함하는 융합링 모이어티에는 방향족 링이 한 개 존재할 수 있다. 여기에서 방향족 링은 링 내부의 원자가 공액 구조를 이루는 모노사이클릭 링 또는 폴리사이클릭 링을 의미한다. 즉 R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는 서로 연결되어 줄로리디닐기와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기는 비방향족(non-aromatic) 링 구조를 제공한다. 방향족 링이 2개 이상 존재하는 경우 공액길이(conjugation length)가 길어져 바람직한 녹색 파장 선택성을 제공할 수 없으며, 흡수강도도 낮다. In Chemical Formula 1, one aromatic ring may be present in the fused ring moiety including a juloridinyl group. Here, the aromatic ring means a monocyclic ring or polycyclic ring in which atoms in the ring form a conjugated structure. That is, two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are connected to each other to provide a non-aromatic ring structure of a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a juloridinyl group. When two or more aromatic rings are present, the conjugation length is long, so that desirable green wavelength selectivity cannot be provided, and absorption intensity is also low.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 박막 상태에서 약 50 nm 내지 약 100 nm, 구체적으로 약 50 nm 내지 약 95 nm, 보다 구체적으로 약 50 nm 내지 약 90 nm의 비교적 작은 반치폭을 가지는 흡광 곡선을 나타낼 수 있다. 여기서 반치폭은 최대 흡광 지점의 반(half)에 대응하는 파장의 폭(width)으로, 반치폭이 작으면 좁은 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수하여파장 선택성이 높다는 것을 의미한다. 상기 범위의 반치폭을 가짐으로써 녹색 파장 영역에 대한 선택성을 높일 수 있다. 상기 박막은 진공 조건에서 증착된 박막일 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may exhibit an absorption curve having a relatively small half width of about 50 nm to about 100 nm, specifically about 50 nm to about 95 nm, and more specifically about 50 nm to about 90 nm in a thin film state. Here, the half width is the width of the wavelength corresponding to half of the maximum absorption point, and when the half width is small, it means that light in a narrow wavelength range is selectively absorbed and the wavelength selectivity is high. Selectivity for a green wavelength region may be increased by having a half width within the above range. The thin film may be a thin film deposited under vacuum conditions.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는화합물로, 박막 상태에서 약 500 nm 내지 약 600 nm, 구체적으로 약 520 nm 내지 약 570 nm 또는 525 nm 내지 약 570 nm 에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가질 수 있다. The compound for an organic photoelectric device is a compound that selectively absorbs light in a green wavelength region, and may have a maximum absorption wavelength (λ max ) at about 500 nm to about 600 nm, specifically about 520 nm to about 570 nm or 525 nm to about 570 nm in a thin film state.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 약 5.2 내지 약 5.7 eV의 HOMO 레벨을 가질 수 있고, 약 3.2 내지 약 3.7 eV의 LUMO 레벨을 가질 수 있다. 상기 범위의 HOMO 레벨 및 LUMO 레벨을 가짐으로써 녹색 파장 영역에서 광을 효과적으로 흡수하는 반도체로 적용될 수 있고 그에 따라 높은 외부양자효율(external quantum efficiency, EQE)을 가질 수 있어 광전 변환 효율을 개선할 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may have a HOMO level of about 5.2 to about 5.7 eV and a LUMO level of about 3.2 to about 3.7 eV. By having the HOMO level and the LUMO level in the above range, it can be applied as a semiconductor that effectively absorbs light in the green wavelength region, and thus can have high external quantum efficiency (EQE), thereby improving photoelectric conversion efficiency.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 약 300 내지 약 900, 보다 구체적으로 약 350 내지 약 700의 분자량을 가질 수 있다. 상기 범위의 분자량을 가짐으로써 상기 화합물의 결정성을 방지하면서도 증착에 의한 박막 형성시 화합물의 열분해를 효과적으로 방지할 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may have a molecular weight of about 300 to about 900, more specifically about 350 to about 700. By having a molecular weight within the above range, it is possible to effectively prevent thermal decomposition of the compound when forming a thin film by vapor deposition while preventing the crystallinity of the compound.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 약 220℃ 이상, 보다 구체적으로 약 250℃ 이상의 분해온도를 가질 수 있다. 여기서 분해온도란 중량감소가 1중량% 정도 보이기 시작하는 온도이다. 유기 광전 소자용 화합물의 분해온도가 용융온도(melting temperature)보다 커야 하고, 용융온도와 분해온도 차이가 클수록 증착 공정시 열안정성이 우수하다. 이 경우 막을 안정하게 증착할 수 있고 분해물이 감소되어광전 변환 성능이 우수한 유기 광전 소자를 제공할 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may have a decomposition temperature of about 220°C or more, more specifically about 250°C or more. Here, the decomposition temperature is the temperature at which a weight loss of about 1% by weight begins to be seen. The decomposition temperature of the compound for an organic photoelectric device should be higher than the melting temperature, and the greater the difference between the melting temperature and the decomposition temperature, the better the thermal stability during the deposition process. In this case, it is possible to provide an organic photoelectric device having excellent photoelectric conversion performance because the film can be stably deposited and decomposition products are reduced.

상기 화학식 1-1의 X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.X 1 and X 2 in Formula 1-1 are each independently -C(R 22 )(R 23 )-(wherein R 22 and R 23 are each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=C(R 24 )(R 25 ))-(wherein R 24 and R 25 are Each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=O)-, -S(=O) 2 - and combinations thereof.

상기 A의 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 1A의 (1) 내지 (7)의 작용기를 들 수 있다. More specific examples of the above A include functional groups (1) to (7) of Formula 1A.

[화학식 1A][Formula 1A]

상기 화학식 1A에서, In Formula 1A,

*는 화학식 1의 메틴기에 결합하는 위치를 나타내고, Ra, Rb, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,* represents a position bonded to the methine group of Formula 1, R a , R b , R c and R d are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C6 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;

a는 0 내지 4의 정수이고 b는 0 내지 2의 정수이다.a is an integer from 0 to 4 and b is an integer from 0 to 2.

상기 화학식 1A의 작용기에서 화학식 1A (1)로 표현되는 작용기는 하기 화학식 1A (8)로 표현되는 작용기일 수 있다.In the functional group of Formula 1A, the functional group represented by Formula 1A (1) may be a functional group represented by Formula 1A (8) below.

[화학식 1A (8)][Formula 1A (8)]

상기 화학식 1A(8)에서, In Formula 1A (8),

*는 화학식 1의 메틴기에 결합하는 위치를 나타낸다.* represents a binding position to the methine group of Formula 1.

상기 유기 광전 소자용 화합물은 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.The compound for an organic photoelectric device may be represented by Chemical Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서,In Formula 2,

R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or

R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는 서로 연결되어 줄로리디닐기와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are linked to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a juloridinyl group,

m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고, m and n are each independently an integer from 0 to 6;

Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택되고, R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), and combinations thereof;

R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 시아노 함유기에서 선택되고, R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), and a cyano-containing group;

k는 0 또는 1의 정수이다.k is an integer of 0 or 1;

이하 상기 화합물을 포함하는 일 구현예에 따른 유기 광전 소자에 대하여 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, an organic photoelectric device according to an embodiment including the compound will be described with reference to drawings.

도 1은 일 구현예에 따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic photoelectric device according to an exemplary embodiment.

도 1을 참고하면, 일 구현예에따른 유기 광전 소자(100)는 서로 마주하는 제1 전극(10)과 제2 전극(20), 그리고 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 위치하는활성층(30)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , an organic photoelectric device 100 according to an embodiment includes a first electrode 10 and a second electrode 20 facing each other, and an active layer 30 positioned between the first electrode 10 and the second electrode 20.

제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 어느 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)이다. 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있고, 상기 투광 전극은 예컨대 인듐 틴 옥사이드(indium tin oxide, ITO) 또는 인듐 아연 옥사이드(indium zinc oxide, IZO)와 같은 투명 도전체, 또는 얇은 두께의 단일층 또는 복수층의 금속 박막으로 만들어질 수 있다. 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 하나가 불투광 전극인 경우 예컨대 알루미늄(Al)과 같은 불투명 도전체로 만들어질 수 있다.One of the first electrode 10 and the second electrode 20 is an anode and the other is a cathode. At least one of the first electrode 10 and the second electrode 20 may be a light-transmitting electrode, and the light-transmitting electrode may be made of a transparent conductor such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO), or a thin single layer or multi-layer metal thin film. When one of the first electrode 10 and the second electrode 20 is an opaque electrode, it may be made of, for example, an opaque conductor such as aluminum (Al).

상기 활성층(30)은 p형 반도체 화합물과 n형 반도체 화합물이 포함되어 pn 접합(pn junction)을 형성하는 층으로, 외부에서 빛을 받아 엑시톤(exciton)을 생성한 후 생성된 엑시톤을정공과 전자로 분리하는 층이다.The active layer 30 is a layer that includes a p-type semiconductor compound and an n-type semiconductor compound to form a pn junction, generates excitons by receiving light from the outside, and then separates the generated excitons into holes and electrons.

상기 활성층(30)은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함한다. 상기 유기 광전 소자용 화합물은 활성층(30)에서 p형 반도체 화합물로 적용될 수 있다. The active layer 30 includes the compound represented by Formula 1 above. The compound for an organic photoelectric device may be applied as a p-type semiconductor compound in the active layer 30 .

상기 유기 광전 소자용 화합물은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는화합물로, 상기 화합물을 포함하는 활성층(30)은 약 500 nm 내지 약 600 nm, 구체적으로 약 520 nm 내지 약 570 nm 또는 525 nm 내지 약 570 nm 에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는 녹색 파장의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다. The compound for an organic photoelectric device is a compound that selectively absorbs light in a green wavelength region, and the active layer 30 including the compound may selectively absorb green wavelength light having a maximum absorption wavelength (λ max ) at about 500 nm to about 600 nm, specifically about 520 nm to about 570 nm or 525 nm to about 570 nm.

상기 활성층(30)은 약 50 nm 내지 약 100 nm, 구체적으로 약 50 nm 내지 약 90 nm의 비교적 작은 반치폭(FWHM)을 가지는 흡광 곡선을 나타낼 수 있다. 이에 따라 활성층(30)은 녹색 파장 영역의 광에 대하여 높은 선택성을 가질 수 있다.The active layer 30 may exhibit an absorption curve having a relatively small full width at half maximum (FWHM) of about 50 nm to about 100 nm, specifically about 50 nm to about 90 nm. Accordingly, the active layer 30 may have high selectivity for light in the green wavelength region.

상기 활성층(30)은 pn접합을 형성하기 위한 n형 반도체 화합물을 더 포함할 수 있다.The active layer 30 may further include an n-type semiconductor compound for forming a pn junction.

상기 n형 반도체 화합물은 서브프탈로시아닌 또는 서브프탈로시아닌 유도체, 플러렌 또는 플러렌 유도체, 티오펜 또는 티오펜 유도체 또는 이들의 조합일 수 있다.The n-type semiconductor compound may be subphthalocyanine or a subphthalocyanine derivative, fullerene or a fullerene derivative, thiophene or a thiophene derivative, or a combination thereof.

상기 플러렌의 예로는 C60, C70, C76, C78, C80, C82, C84, C90, C96, C240, C540, 이들의 혼합물, 플러렌 나노튜브 등이 있다. 상기 플러렌 유도체는 상기 플러렌에 치환기를 가지는 화합물을 의미한다. 상기 플러렌 유도체는 알킬기, 아릴기, 헤테로고리기 등의 치환기를 포함할 수 있다. 상기 아릴기와 헤테로고리기의 예로는 벤젠고리, 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 페난트렌 고리, 플루오렌 고리, 트리페닐렌 고리, 나프타센 고리, 바이페닐 고리, 피롤 고리, 퓨란(furan) 고리, 티오펜 고리, 이미다졸 고리, 옥사졸 고리, 티아졸 고리, 피리딘 고리, 피라진 고리, 피리미딘 고리, 피리다진 고리, 인돌진(indolizine) 고리, 인돌 고리, 벤조퓨란 고리, 벤조티오펜 고리, 이소벤조퓨란(isobenzofuran) 고리, 벤즈이미다졸 고리, 이미다조피리딘(imidazopyridine) 고리, 퀴놀리진(quinolizidine) 고리, 퀴놀린 고리, 프탈진(phthalazine) 고리, 나프티리진(naphthyridine) 고리, 퀴녹살린(quinoxaline)고리, 퀴녹사졸린(quinoxazoline) 고리, 이소퀴놀린(isoquinoline) 고리, 카바졸(carbazole) 고리, 페나트리딘(phenanthridine) 고리, 아크리딘(acridine) 고리, 페난트롤린(phenanthroline) 고리, 티아트렌(thianthrene) 고리, 크로멘(chromene) 고리, 잔텐(xanthene) 고리, 페녹사틴(phenoxathin) 고리, 페노티아진(phenothiazine) 고리 또는 페나진(phenazine) 고리가 있다.Examples of the fullerene include C60, C70, C76, C78, C80, C82, C84, C90, C96, C240, C540, mixtures thereof, and fullerene nanotubes. The fullerene derivative means a compound having a substituent on the fullerene. The fullerene derivative may include a substituent such as an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic group. Examples of the aryl group and the heterocyclic group include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, a triphenylene ring, a naphthacene ring, a biphenyl ring, a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, a pyridine ring, a pyrazine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, an indolizine ring, an indole ring, and benzo Furan ring, benzothiophene ring, isobenzofuran ring, benzimidazole ring, imidazopyridine ring, quinolizidine ring, quinoline ring, phthalazine ring, naphthyridine ring, quinoxaline ring, quinoxazoline ring, isoquinoline An isoquinoline ring, a carbazole ring, a phenanthridine ring, an acridine ring, a phenanthroline ring, a thianthrene ring, a chromene ring, a xanthene ring, a phenoxathin ring, a phenothiazine ring, or a phenazine ring.

상기 서브프탈로시아닌 또는 서브프탈로시아닌유도체는 하기 화학식 3으로 표현될 수 있다.The subphthalocyanine or subphthalocyanine derivative may be represented by Chemical Formula 3 below.

[화학식 3][Formula 3]

상기 화학식 3에서,In Formula 3,

R61 내지 R63은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,R 61 to R 63 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, a halogen, a halogen-containing group, or a combination thereof;

a, b 및 c는 1 내지 3의 정수이고,a, b and c are integers from 1 to 3;

X는 할로겐이며, 예를 들어 F 또는 Cl이다.X is a halogen, for example F or Cl.

상기 티오펜 유도체는 예컨대 하기 화학식 4 또는 화학식 5로 표현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The thiophene derivative may be represented by, for example, Formula 4 or Formula 5 below, but is not limited thereto.

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

상기 화학식 4과 5에서,In Formulas 4 and 5,

T1, T2 및 T3는 치환 또는 비치환된 티오펜부를 가지는 방향족 고리이고,T 1 , T 2 and T 3 are aromatic rings having a substituted or unsubstituted thiophene moiety,

T1, T2 및 T3는 각각 독립적으로 존재하거나 융합되어 있을 수 있고,T 1 , T 2 and T 3 may be independently present or fused,

Y1 내지 Y6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 시아노기 또는 이들의 조합이고,Y 1 to Y 6 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a cyano group, or a combination thereof;

EWG1 및 EWG2는 각각 독립적으로 전자 흡인기(electron withdrawing group)일 수 있다.EWG 1 and EWG 2 may each independently be an electron withdrawing group.

일 예로, 상기 화학식 4에서, Y1 내지 Y6중 적어도 하나는 전자 흡인기, 예를 들어 시아노기 또는 시아노 함유기일 수 있다.For example, in Chemical Formula 4, at least one of Y 1 to Y 6 may be an electron withdrawing group, for example, a cyano group or a cyano-containing group.

상기 활성층(30)은 녹색광을 선택적으로 흡수하는 제2의 p형 반도체 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 제2의 p형 반도체 화합물로는 하기 화학식 6의 화합물을들 수 있다.The active layer 30 may further include a second p-type semiconductor compound that selectively absorbs green light. The second p-type semiconductor compound may include a compound represented by Chemical Formula 6 below.

[화학식 6][Formula 6]

상기 화학식 6에서,In Formula 6,

R71 내지 R73은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 지방족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴티오기, 시아노기, 시아노 함유기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된설포닐기(예를 들어, 치환 또는 비치환된 C0 내지 C30 아미노설포닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬설포닐기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴설포닐기) 또는 이들의 조합이고, 또는 R71 내지 R73는 인접한 두 개가 서로 연결되어 융합고리를 형성하고,R71 to R73are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 aliphatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 aromatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryloxy group, a thiol group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group , A substituted or unsubstituted C6 to C30 arylthio group, a cyano group, a cyano-containing group, a halogen group, a halogen-containing group, a substituted or unsubstituted sulfonyl group (eg, a substituted or unsubstituted C0 to C30 aminosulfonyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylsulfonyl group, or a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylsulfonyl group), or a combination thereof, or R71 to R73are two adjacent ones connected to each other to form a fused ring,

L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고, L 1 to L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a divalent substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;

R74 내지 R76은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아민기(예를 들어, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬아민기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴아민기), 치환 또는 비치환된 실릴기 또는 이들의 조합이고, R 74 to R 76 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted amine group (eg, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylamine group or a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylamine group), a substituted or unsubstituted A silyl group or a combination thereof,

a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.a, b and c are each independently an integer of 0 to 4.

상기 녹색광을 선택적으로 흡수하는 제2의 p형 반도체 화합물은 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부에 대하여 약 500 내지 약 1500 중량부로 포함되는 것이 좋다.The second p-type semiconductor compound that selectively absorbs green light is preferably included in an amount of about 500 to about 1500 parts by weight based on 100 parts by weight of the compound of Formula 1.

상기 활성층(30)은 단일 층일 수도 있고 복수 층일 수도 있다. 활성층(30)은 예컨대 진성층(instrinsic layer, I층), p형 층/I층, I층/n형 층, p형 층/I층/n형 층, p형 층/n형 층 등 다양한 조합일 수 있다.The active layer 30 may be a single layer or a plurality of layers. The active layer 30 may be, for example, an intrinsic layer (I layer), a p-type layer/I layer, an I-layer/n-type layer, a p-type layer/I layer/n-type layer, or a p-type layer/n-type layer.

상기 진성층(I층)은 상기 화학식 1의 화합물과 상기 n형 반도체 화합물이 약 1:100 내지 약 100:1의 두께(부피) 비로 혼합되어 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 약 1:50 내지 50:1의 두께(부피) 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:10 내지 10:1의 두께(부피) 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:1의 두께 비로 포함될 수 있다. 상기 범위의 조성비를 가짐으로써 효과적인 엑시톤 생성 및 pn 접합 형성에 유리하다. The intrinsic layer (I layer) may include a mixture of the compound of Chemical Formula 1 and the n-type semiconductor compound at a thickness (volume) ratio of about 1:100 to about 100:1. It may be included in a thickness (volume) ratio of about 1:50 to 50:1 within the above range, may be included in a thickness (volume) ratio of about 1:10 to 10:1 within the above range, and may be included in a thickness (volume) ratio of about 1:1 within the above range. Having a composition ratio within the above range is advantageous for effective exciton generation and pn junction formation.

상기 p형 층은 상기 화학식 1의 반도체 화합물을 포함할 수 있고, 상기 n형 층은 상기 n형 반도체 화합물을 포함할 수 있다.The p-type layer may include the semiconductor compound of Chemical Formula 1, and the n-type layer may include the n-type semiconductor compound.

상기 활성층(30)은 약 1nm 내지 약 500nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 약 5nm 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위의 두께를 가짐으로써 빛을 효과적으로 흡수하고 정공과 전자를 효과적으로 분리 및 전달함으로써 광전 변환 효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 최적의 막 두께는 예컨대 활성층(30)의 흡광 계수를 고려하여 결정할 수 있으며, 예컨대 적어도 약 70% 이상, 예컨대 약 80% 이상, 예컨대 약 90% 이상의 빛을 흡수할 수 있는 두께를 가질 수 있다. The active layer 30 may have a thickness of about 1 nm to about 500 nm. It may have a thickness of about 5 nm to 300 nm within the above range. By having a thickness within the above range, it is possible to effectively improve photoelectric conversion efficiency by effectively absorbing light and effectively separating and transferring holes and electrons. The optimal film thickness may be determined by considering the light absorption coefficient of the active layer 30, and may have a thickness capable of absorbing light of at least about 70% or more, for example about 80% or more, for example about 90% or more.

상기 활성층(30)은 상기 유기 광전 소자용 화합물과 n형 반도체 화합물, 예를 들어 C60을 약 0.9: 1 내지 약 1.1: 1, 예를 들어 1:1의 부피비로 증착하여 형성될 수 있으며, 이러한 활성층(30)은 약 8.0×104 cm-1 이상, 예를 들어 약 8.5×104 cm- 1이상의 흡광 계수를 가질 수 있다. 이와 같이 흡광 계수가 높은 활성층(30)은 두께를 매우 얇게 구현할 수 있다. 활성층(30)의 막 두께가 얇을 경우, 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 간격을 좁힐 수 있으므로, 유기 광전 소자에 전압을 인가하여 구동할 경우, 동일 전압에서 보다 얇은 유기 광전 소자가 강한 전계 강도에 의해 구동이 가능하다. 이 경우, 보다 높은 효율을 가지는 유기 광전 소자를 제공할 수 있다.The active layer 30 may be formed by depositing the organic photoelectric device compound and an n-type semiconductor compound, for example, C60, in a volume ratio of about 0.9: 1 to about 1.1: 1, for example, 1: 1, and the active layer 30 may have an extinction coefficient of about 8.0 × 10 4 cm -1 or more, for example, about 8.5 × 10 4 cm -1 or more. As such, the active layer 30 having a high extinction coefficient can be implemented with a very thin thickness. When the film thickness of the active layer 30 is thin, the gap between the first electrode 10 and the second electrode 20 can be narrowed. Therefore, when driving by applying a voltage to the organic photoelectric device, the thinner organic photoelectric device can be driven by a strong electric field at the same voltage. In this case, an organic photoelectric device having higher efficiency can be provided.

유기 광전 소자(100)는 제1 전극(10) 및/또는 제2 전극(20) 측으로부터 빛이 입사되어 활성층(30)이 소정 파장 영역의 빛을 흡수하면 내부에서 엑시톤이 생성될 수 있다. 엑시톤은 활성층(30)에서 정공과 전자로 분리되고, 분리된 정공은 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 하나인 애노드 측으로 이동하고 분리된 전자는 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 중 다른 하나인 캐소드 측으로 이동하여 유기 광전 소자에 전류가 흐를 수 있게 된다.In the organic photoelectric device 100, when light is incident from the side of the first electrode 10 and/or the second electrode 20 and the active layer 30 absorbs light in a predetermined wavelength region, excitons may be generated inside. Excitons are separated into holes and electrons in the active layer 30, the separated holes move to the anode side of one of the first electrode 10 and the second electrode 20, and the separated electrons move to the cathode side of the other one of the first electrode 10 and the second electrode 20, so that current can flow through the organic photoelectric device.

이하 도 2를 참고하여 다른 구현예에따른 유기 광전 소자에 대하여 설명한다.An organic photoelectric device according to another embodiment will be described below with reference to FIG. 2 .

도 2는 다른 구현예에 따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating an organic photoelectric device according to another embodiment.

도 2를 참고하면, 본 구현예에따른 유기 광전 소자(200)는 전술한 구현예와 마찬가지로 서로 마주하는 제1 전극(10)과 제2 전극(20), 그리고 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 위치하는 활성층(30)을 포함한다.Referring to FIG. 2 , the organic photoelectric device 200 according to the present embodiment includes a first electrode 10 and a second electrode 20 facing each other, and an active layer 30 positioned between the first electrode 10 and the second electrode 20, as in the above-described embodiment.

그러나 본 구현예에 따른 유기 광전 소자(200)는 전술한 구현예와 달리 제1 전극(10)과 활성층(30) 사이 및 제2 전극(20)과 활성층(30) 사이에 각각 전하 보조층(40, 45)을 더 포함한다. 전하 보조층(40, 45)은 활성층(30)에서 분리된 정공과 전자의 이동을 용이하게 하여 효율을 높일 수 있다.However, unlike the above-described embodiment, the organic photoelectric device 200 according to the present embodiment further includes charge auxiliary layers 40 and 45 between the first electrode 10 and the active layer 30 and between the second electrode 20 and the active layer 30, respectively. The auxiliary charge layers 40 and 45 facilitate the movement of holes and electrons separated from the active layer 30 to increase efficiency.

전하 보조층(40, 45)은 정공의 주입을 용이하게하는 정공 주입층(hole injecting layer, HIL), 정공의 수송을 용이하게 하는 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자의 이동을 저지하는 전자 차단층(electron blocking layer, EBL), 전자의 주입을 용이하게 하는 전자 주입층(electron injecting layer, EIL), 전자의 수송을 용이하게 하는 전자 수송층(electron transporting layer, ETL) 및 정공의 이동을 저지하는 정공 차단층(hole blocking layer, HBL)에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.The charge auxiliary layers 40 and 45 include a hole injecting layer (HIL) for facilitating hole injection, a hole transporting layer (HTL) for facilitating hole transport, an electron blocking layer (EBL) for preventing electron movement, an electron injection layer (EIL) for facilitating electron injection, and an electron transporting layer (ETL) for facilitating electron transport. and at least one selected from a hole blocking layer (HBL) that blocks the movement of holes.

전하 보조층(40, 45)은 예컨대 유기물, 무기물 또는 유무기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 정공 또는 전자 주입 및/또는 전달 특성을 가지는 유기 화합물일수 있고, 상기 무기물은 예컨대 몰리브덴산화물, 텅스텐 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다.The auxiliary charge layers 40 and 45 may include, for example, an organic material, an inorganic material, or an inorganic material. The organic material may be an organic compound having hole or electron injection and/or transfer characteristics, and the inorganic material may be a metal oxide such as molybdenum oxide, tungsten oxide, or nickel oxide.

상기 정공 수송층(HTL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4′,4″-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4′,4″-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The hole transport layer (HTL) is, for example, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), polyarylamine, poly(N-vinylcarbazole) (poly(N-vinylcarbazole), polyaniline, polypyrrole, N,N,N',N'-tetrakis. (4-methoxyphenyl)-benzidine (N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4′,4″-tris(N-car Bazolyl) -triphenylamine (4,4', 4″-tris (N-carbazolyl) -triphenylamine, TCTA) and one selected from combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 전자 차단층(EBL)은 예컨대 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌술포네이트)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), 폴리아릴아민, 폴리(N-비닐카바졸)(poly(N-vinylcarbazole), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), N,N,N',N'-테트라키스(4-메톡시페닐)-벤지딘(N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4,4′-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(4,4′-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4′,4″-트리스(N-카바졸릴)-트리페닐아민(4,4′,4″-tris(N-carbazolyl)-triphenylamine, TCTA) 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The electron blocking layer (EBL) is, for example, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate), PEDOT:PSS), polyarylamine, poly(N-vinylcarbazole) (poly(N-vinylcarbazole), polyaniline, polypyrrole, N,N,N',N'-tetrakis ( 4-methoxyphenyl)-benzidine (N,N,N',N'-tetrakis(4-methoxyphenyl)-benzidine, TPD), 4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl (4,4'-bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl, α-NPD), m-MTDATA, 4,4',4″-tris(N-carboxylate) Zolyl) -triphenylamine (4,4', 4″-tris (N-carbazolyl) -triphenylamine, TCTA) and one selected from combinations thereof, but is not limited thereto.

상기 전자 수송층(ETL)은 예컨대1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(bathocuproine, BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The electron transport layer (ETL) may include, for example, one selected from 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTCDA), bathocuproine (BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2, and combinations thereof, It is not limited to this.

상기 정공 차단층(HBL)은 예컨대1,4,5,8-나프탈렌-테트라카르복실릭 디안하이드라이드(1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride, NTCDA), 바소쿠프로인(BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2 및 이들의 조합에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The hole blocking layer (HBL) may include, for example, one selected from 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTCDA), bassocuproin (BCP), LiF, Alq3, Gaq3, Inq3, Znq2, Zn(BTZ)2, BeBq2, and combinations thereof, but is not limited thereto. .

상기 전하 보조층(40, 45) 중 하나는 생략될 수 있다.One of the charge auxiliary layers 40 and 45 may be omitted.

상기 유기 광전 소자는 태양 전지, 이미지 센서, 광 검출기, 광 센서 및 유기발광다이오드 등에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The organic photoelectric device may be applied to a solar cell, an image sensor, an optical detector, an optical sensor, and an organic light emitting diode, but is not limited thereto.

이하 상기 유기 광전 소자를 적용한 이미지 센서의 일 예에 대하여 도면을 참고하여설명한다. 여기서는 이미지 센서의 일 예로 유기 CMOS 이미지 센서에 대하여 설명한다.Hereinafter, an example of an image sensor to which the organic photoelectric device is applied will be described with reference to drawings. Here, an organic CMOS image sensor will be described as an example of an image sensor.

도 3은 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 도 3의 유기 CMOS 이미지 센서의 단면도이다.FIG. 3 is a plan view schematically illustrating an organic CMOS image sensor according to an exemplary embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the organic CMOS image sensor of FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(300)는 광 감지 소자(50B, 50R), 전송 트랜지스터(도시하지않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있는 반도체 기판(310), 하부 절연층(60), 색 필터 층(70), 상부 절연층(80) 및 유기 광전 소자(100)를 포함한다. 3 and 4 , an organic CMOS image sensor 300 according to an embodiment includes a semiconductor substrate 310 on which light sensing devices 50B and 50R, a transfer transistor (not shown) and a charge storage 55 are integrated, a lower insulating layer 60, a color filter layer 70, an upper insulating layer 80, and an organic photoelectric device 100.

반도체 기판(310)은 실리콘 기판일 수 있으며, 광 감지 소자(50B, 50R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있다. 광 감지 소자(50R, 50B)는 광 다이오드일 수 있다. The semiconductor substrate 310 may be a silicon substrate, and photo-sensing devices 50B and 50R, a transfer transistor (not shown), and a charge storage 55 are integrated therein. The photo-sensing elements 50R and 50B may be photodiodes.

광 감지 소자(50B, 50R), 전송 트랜지스터 및/또는 전하 저장소(55)는 각 화소마다 집적되어있을 수 있으며, 일 예로 도면에서보는 바와 같이 광 감지 소자(50B, 50R)는 청색 화소 및 적색 화소에 포함될 수 있고 전하 저장소(55)는 녹색 화소에 포함될 수 있다. The photo-sensing elements 50B and 50R, the transfer transistor, and/or the charge storage 55 may be integrated for each pixel. For example, as shown in the drawing, the photo-sensing elements 50B and 50R may be included in the blue and red pixels, and the charge storage 55 may be included in the green pixel.

광 감지 소자(50B, 50R)는 빛을 센싱하고센싱된 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있고, 전하 저장소(55)는 후술하는 유기 광전 소자(100)와 전기적으로 연결되어 있고 전하 저장소(55)의 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있다.The photo-sensing devices 50B and 50R sense light, and the sensed information may be transferred by a transfer transistor, and the charge storage 55 may be electrically connected to the organic photoelectric device 100 to be described later, and information of the charge storage 55 may be transferred by the transfer transistor.

도면에서는 광 감지 소자(50B, 50R)가 나란히 배열된 구조를 예시적으로 도시하였으나 이에 한정되지 않고 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)가 수직으로 적층되어있을 수도 있다. In the drawings, a structure in which the light sensing elements 50B and 50R are arranged side by side is exemplarily shown, but is not limited thereto, and the blue light sensing element 50B and the red light sensing element 50R may be vertically stacked.

반도체 기판(310) 위에는 또한 금속 배선(도시하지 않음) 및 패드(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 금속 배선 및 패드는 신호 지연을 줄이기 위하여 낮은 비저항을가지는 금속, 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(g) 및 이들의 합금으로 만들어질수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나 상기 구조에 한정되지 않고, 금속 배선 및 패드가 광 감지 소자(50B, 50R)의 하부에 위치할 수도 있다. Metal wiring (not shown) and pads (not shown) are further formed on the semiconductor substrate 310 . The metal wires and pads may be made of metals having low resistivity, such as aluminum (Al), copper (Cu), silver (g), and alloys thereof to reduce signal delay, but are not limited thereto. However, the structure is not limited to the above structure, and metal wires and pads may be positioned below the photo-sensing elements 50B and 50R.

금속 배선 및 패드 위에는 하부 절연층(60)이 형성되어 있다. 하부 절연층(60)은 산화규소 및/또는 질화규소와 같은 무기 절연 물질 또는 SiC, SiCOH, SiCO 및 SiOF와 같은 저유전율(low K) 물질로 만들어질 수 있다. 하부 절연층(60)은 전하 저장소(55)를 드러내는 트렌치를 가진다. 트렌치는 충전재로채워져 있을 수 있다. A lower insulating layer 60 is formed on the metal wiring and the pad. The lower insulating layer 60 may be made of an inorganic insulating material such as silicon oxide and/or silicon nitride or a low K material such as SiC, SiCOH, SiCO, and SiOF. Lower insulating layer 60 has trenches exposing charge storage 55 . The trench may be filled with a filling material.

하부 절연막(60) 위에는 색 필터 층(70)이 형성되어 있다. 색 필터 층(70)은 청색 화소에 형성되어 있는 청색 필터(70B)와 적색 화소에 형성되어 있는 적색 필터(70R)를 포함한다. 본 구현예에서는 녹색 필터를 구비하지 않은 예를 설명하지만, 경우에 따라 녹색 필터를 구비할 수도 있다. A color filter layer 70 is formed on the lower insulating layer 60 . The color filter layer 70 includes a blue filter 70B formed on a blue pixel and a red filter 70R formed on a red pixel. In this embodiment, an example without a green filter is described, but a green filter may be provided in some cases.

색 필터 층(70)은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 일 예로 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)가 수직으로 적층되어 있는 구조에서는 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)가 적층 깊이에 따라 각 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으므로 색 필터 층(70)을 구비하지않을 수도 있다.The color filter layer 70 may be omitted in some cases. For example, in a structure in which the blue light sensing device 50B and the red light sensing device 50R are vertically stacked, the blue light sensing device 50B and the red light sensing device 50R can selectively absorb light in each wavelength region according to the stacking depth, so the color filter layer 70 may not be provided.

색 필터 층(70) 위에는 상부 절연층(80)이 형성되어 있다. 상부 절연층(80)은 색 필터 층(70)에 의한 단차를 제거하고 평탄화한다. 상부 절연층(80) 및 하부 절연층(60)은 패드를 드러내는 접촉구(도시하지 않음)와 녹색 화소의 전하 저장소(55)를 드러내는 관통부(85)를 가진다. An upper insulating layer 80 is formed on the color filter layer 70 . The upper insulating layer 80 removes the level difference caused by the color filter layer 70 and flattens it. The upper insulating layer 80 and the lower insulating layer 60 have contacts (not shown) exposing pads and penetrations 85 exposing the charge storage 55 of the green pixel.

상부 절연층(80) 위에는 전술한 유기 광전 소자(100)가 형성되어 있다. 유기 광전 소자(100)는 전술한 바와 같이 제1 전극(10), 활성층(30) 및 제2 전극(20)을 포함한다. The above-described organic photoelectric device 100 is formed on the upper insulating layer 80 . As described above, the organic photoelectric device 100 includes the first electrode 10, the active layer 30, and the second electrode 20.

제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 모두 투명 전극일 수 있으며, 활성층(30)은 전술한 바와 같다. 활성층(30)은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으며 녹색 화소의 색 필터를 대체할 수 있다. Both the first electrode 10 and the second electrode 20 may be transparent electrodes, and the active layer 30 is as described above. The active layer 30 may selectively absorb light in a green wavelength region and may replace a color filter of a green pixel.

제2 전극(20) 측으로부터 입사된 광은 활성층(30)에서 녹색 파장 영역의 빛이 주로 흡수되어 광전 변환될 수 있고 나머지 파장 영역의 빛은 제1 전극(10)을 통과하여 광 감지 소자(50B, 50R)에 센싱될 수 있다. Light incident from the side of the second electrode 20 may be mainly absorbed and photoelectrically converted in the active layer 30 in the green wavelength range, and light in the remaining wavelength range may pass through the first electrode 10 and be sensed by the photodetectors 50B and 50R.

상기 유기 광전 소자용 화합물을 포함하는유기 광전 소자는 녹색의 선택적 흡수성이우수하므로 도 3과 도 4에 도시된 적층 구조의 이미지 센서에 유용하게 사용될 수 있다. 상기와 같이 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자가 적층된 구조를 가짐으로써 이미지 센서의 크기를 줄여 소형화 이미지 센서를 구현할 수 있다.Since the organic photoelectric device including the compound for an organic photoelectric device has excellent green selective absorption, it can be usefully used in the image sensor having a multilayer structure shown in FIGS. 3 and 4 . As described above, a miniaturized image sensor may be implemented by reducing the size of the image sensor by having a structure in which organic photoelectric devices selectively absorbing light in a green wavelength region are stacked.

도 4에서는 도 1의 유기 광전 소자(100)를 포함하는 예를 도시하였지만 이에 한정되지 않고 도 2의 유기 광전 소자(200)를 포함하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다. 도 5는 이러한 구조의 이미지 센서의 구조를 도시한 것으로 도 2의 유기 광전 소자(200)을 적용한 유기 CMOS 이미지 센서(400)를 도시한 단면도이다.Although FIG. 4 shows an example including the organic photoelectric device 100 of FIG. 1 , the present invention is not limited thereto and the same may be applied to a case including the organic photoelectric device 200 of FIG. 2 . FIG. 5 is a cross-sectional view of an organic CMOS image sensor 400 to which the organic photoelectric device 200 of FIG. 2 is applied, showing the structure of an image sensor having such a structure.

도 6은 또 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view schematically illustrating an organic CMOS image sensor according to another embodiment.

도 6을 참고하면, 본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(500)는 전술한 구현예와 마찬가지로 광 감지 소자(50B, 50R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있는 반도체 기판(310), 절연층(80) 및 유기 광전 소자(100)를 포함한다.Referring to FIG. 6 , an organic CMOS image sensor 500 according to the present embodiment includes a semiconductor substrate 310 on which light sensing elements 50B and 50R, a transfer transistor (not shown) and a charge storage 55 are integrated, an insulating layer 80, and an organic photoelectric element 100, as in the above-described embodiment.

그러나 본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(500)는 전술한 구현예와 달리, 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)가 적층되어 있고 색 필터 층(70)이 생략될 수 있다. 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)는 전하 저장소와 전기적으로 연결되어 있고 전송 트랜지스터(도시하지 않음)에 의해 전달될 수 있다. 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)는 적층 깊이에 따라 각 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다.However, in the organic CMOS image sensor 500 according to the present embodiment, unlike the above-described embodiment, the blue light sensing element 50B and the red light sensing element 50R are stacked, and the color filter layer 70 may be omitted. The blue light sensing device 50B and the red light sensing device 50R are electrically connected to the charge storage and may be transferred by a transfer transistor (not shown). The blue light sensing device 50B and the red light sensing device 50R may selectively absorb light of each wavelength region according to the stacking depth.

상기와 같이 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자가 적층된 구조를 가지고 적색 광 감지 소자와 청색 광 감지 소자가 적층된 구조를 가짐으로써 이미지 센서의 크기를 더욱 줄여 소형화 이미지 센서를 구현할 수 있다. 또한 전술한 바와 같이 유기 광전 소자(100)는 녹색 파장 선택성을 높임으로써 녹색 이외의 파장 영역의 광을 불필요하게 흡수하여 발생하는 크로스토크를 줄이고 감도를 높일 수 있다. As described above, a miniaturized image sensor can be realized by further reducing the size of the image sensor by having an organic photoelectric device that selectively absorbs light in the green wavelength region and a structure in which a red light sensing device and a blue light sensing device are stacked. Also, as described above, the organic photoelectric device 100 may reduce crosstalk caused by unnecessary absorption of light in a wavelength region other than green and increase sensitivity by increasing green wavelength selectivity.

도 6에서는 도 1의 유기 광전 소자(100)를 포함하는 예를 도시하였지만 이에 한정되지 않고 도 2의 유기 광전 소자(200)를 포함하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.Although FIG. 6 shows an example including the organic photoelectric device 100 of FIG. 1 , the present invention is not limited thereto and the same may be applied to a case including the organic photoelectric device 200 of FIG. 2 .

도 7은 또 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 개략도이다.7 is a schematic diagram schematically illustrating an organic CMOS image sensor according to another exemplary embodiment.

도 7을 참고하면, 본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서는 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 녹색 광전 소자(G), 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 광전 소자(B) 및 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 광전 소자(R)가 적층되어 있는 구조이다.Referring to FIG. 7 , the organic CMOS image sensor according to the present embodiment has a structure in which a green photoelectric element G selectively absorbing light in a green wavelength region, a blue photoelectric element B selectively absorbing light in a blue wavelength region, and a red photoelectric element R selectively absorbing light in a red wavelength region are stacked.

도면에서는 적색 광전 소자(R), 청색 광전 소자(B) 및 녹색 광전 소자(G)가 차례로 적층된 구조를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 적층 순서는 다양하게 바뀔 수 있다.Although the drawing shows a structure in which a red photoelectric device R, a blue photoelectric device B, and a green photoelectric device G are sequentially stacked, the stacking order is not limited thereto and may be variously changed.

상기 녹색 광전 소자(G)는 전술한 유기 광전 소자(100)일 수 있고, 상기 청색 광전 소자(B)는 서로 마주하는 전극들과 그 사이에 개재되어 있는 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 물질을 포함하는 활성층을 포함할 수 있으며, 상기 적색 광전 소자(R)는 서로 마주하는 전극들과 그 사이에 개재되어 있는 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 물질을 포함하는 활성층을 포함할 수 있다.The green photoelectric device G may be the above-described organic photoelectric device 100, the blue photoelectric device B may include electrodes facing each other and an active layer including an organic material interposed therebetween that selectively absorbs light in a blue wavelength region, and the red photoelectric device R may include electrodes facing each other and an active layer including an organic material interposed therebetween that includes an organic material that selectively absorbs light in a red wavelength region.

상기와 같이 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자, 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자 및 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자가 적층된 구조를 가짐으로써 이미지 센서의 크기를 더욱 줄여 소형화 이미지 센서를 구현할 수 있는 동시에 감도를 높이고 크로스토크를 줄일 수 있다. As described above, by having a structure in which an organic photoelectric device selectively absorbing light in a green wavelength region, an organic photoelectric device selectively absorbing light in a red wavelength region, and an organic photoelectric device selectively absorbing light in a blue wavelength region are stacked, the size of the image sensor can be further reduced to realize a miniaturized image sensor, while increasing sensitivity and reducing crosstalk.

상기 이미지 센서는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있으며, 예컨대 모바일 폰, 디지털 카메라, 바이오센서 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The image sensor may be applied to various electronic devices, such as a mobile phone, a digital camera, and a biosensor, but is not limited thereto.

이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.The embodiments of the present invention described above will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention.

합성예synthesis example

합성예 1Synthesis Example 1

하기 화학식 1a의 화합물을 반응식 1에 따라 합성한다.A compound of Formula 1a is synthesized according to Scheme 1.

[화학식 1a][Formula 1a]

[반응식 1][Scheme 1]

1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (4.02 g)와 화합물 1H-인덴-1,3(2H)-디온(1H-indene-1,3(2H)-dione) (2.92 g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1a의 화합물을 얻는다(수율 79 %). 1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (4.02 g) and compound 1H-indene-1,3(2H)-dione (1H-indene-1,3(2H)-dione) (2.9 2 g) was stirred in ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours. The obtained solid was filtered, chemically purified using column chromatography, and recrystallized to obtain the desired compound of formula 1a (yield: 79%).

MALDI-TOF: 328.93 (M+), 329.14 (calculated for C22H19NO2). MALDI-TOF: 328.93 (M + ), 329.14 (calculated for C 22 H 19 NO 2 ).

합성예 2Synthesis Example 2

하기 화학식 1b의 화합물을 반응식 2에 따라 합성한다.A compound of Formula 1b is synthesized according to Scheme 2.

[화학식 1b][Formula 1b]

[반응식 2][Scheme 2]

1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (4.02 g)와 1H-사이클로펜타[b]나프탈렌-1,3(2H)-디온(1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione) (3.92 g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1b의 화합물을 얻는다(수율 74 %). 1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (4.02 g) and 1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione (1H-cyclopenta[b]naphthalene- 1,3(2H)-dione) (3.92 g) was stirred at 50 ° C. under reflux for 4 hours in an ethanol solvent (150 ml), and the obtained solid was filtered, chemically purified using column chromatography, and then recrystallized to obtain the desired compound of Formula 1b (74% yield).

MALDI-TOF: 378.96 (M+), 379.16 (calculated for C26H21NO2). MALDI-TOF: 378.96 (M + ), 379.16 (calculated for C 26 H 21 NO 2 ).

합성예 3Synthesis Example 3

하기 화학식 1c의 화합물을 반응식 3에 따라 합성한다.A compound of Formula 1c is synthesized according to Scheme 3.

[화학식 1c][Formula 1c]

[반응식3][Scheme 3]

1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드 (1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (4.02 g) 와 4,5,6,7-테트라플루오로-1H-인덴-1,3(2H)-디온)(4,5,6,7-tetrafluoro-1H-indene-1,3(2H)-dione) (4.36g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1c의 화합물을 얻는다(수율 79 %). 1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (4.02 g) and 4,5,6,7-tetrafluoro-1H-indene-1,3(2H)-dione) (4,5,6,7 -tetrafluoro-1H-indene-1,3(2H)-dione) (4.36 g) was stirred in an ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours, and the obtained solid was filtered and chemically purified using column chromatography, followed by recrystallization to obtain the desired compound of Formula 1c (79% yield).

MALDI-TOF: 409.06 (M+), 401.10 (calculated for C22H15F4NO2). MALDI-TOF: 409.06 (M + ), 401.10 (calculated for C 22 H 15 F 4 NO 2 ).

합성예 4Synthesis Example 4

하기 화학식 1d의 화합물을 반응식 4에 따라 합성한다.A compound of Formula 1d is synthesized according to Scheme 4.

[화학식 1d][Formula 1d]

[반응식 4][Scheme 4]

1,1,7,7-테트라메틸-1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (5.14 g) 와 1H-인덴-1,3(2H)-디온(1H-indene-1,3(2H)-dione) (2.92 g) 을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1d의 화합물을 얻는다. (수율 87 %). 1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (5.14 g) and 1H-indene-1,3(2H)- Dione (1H-indene-1,3 (2H) -dione) (2.92 g) was stirred in an ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours. The obtained solid was filtered, chemically purified using column chromatography, and then recrystallized to obtain the desired compound of Formula 1d. (87% yield).

MALDI-TOF: 384.18 (M+), 385.20 (calculated for C26H27NO2). MALDI-TOF: 384.18 (M + ), 385.20 (calculated for C 26 H 27 NO 2 ).

합성예 5Synthesis Example 5

하기 화학식 1e의 화합물을 반응식 5에 따라 합성한다.A compound of Formula 1e is synthesized according to Scheme 5.

[화학식 1e][Formula 1e]

[반응식 5][Scheme 5]

1,1,7,7-테트라메틸-1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (5.14 g)와 1H-사이클로펜타[b]나프탈렌-1,3(2H)-디온(1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione) (3.92 g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1e의 화합물을 얻는다. (수율 78 %). 1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (5.14 g) and 1H-cyclopenta[b]naphthalene- 1,3(2H)-dione (1H-cyclopenta[b]naphthalene-1,3(2H)-dione) (3.92 g) was stirred in an ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours. The resulting solid was filtered, chemically purified using column chromatography, and then recrystallized to obtain the desired compound of Formula 1e. (78% yield).

MALDI-TOF: 435.21 (M+), 435.22 (calculated for C30H29NO2). MALDI-TOF: 435.21 (M + ), 435.22 (calculated for C 30 H 29 NO 2 ).

합성예 6Synthesis Example 6

하기 화학식 1f의 화합물을 반응식 6에 따라 합성한다.A compound of Formula 1f is synthesized according to Scheme 6.

[화학식 1f][Formula 1f]

[반응식 6][Scheme 6]

1,1,7,7-테트라메틸-1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (5.14 g)와 4,5,6,7-테트라플루오로-1H-인덴-1,3(2H)-디온(4,5,6,7-tetrafluoro-1H-indene-1,3(2H)-dione) (4.36g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1f의 화합물을 얻는다 (수율 82 %). 1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (5.14 g) and 4,5,6,7-tetrafluoro-1H -Indene-1,3(2H)-dione (4,5,6,7-tetrafluoro-1H-indene-1,3(2H)-dione) (4.36 g) was stirred in an ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours. The obtained solid was filtered, chemically purified using column chromatography, and recrystallized to obtain the desired compound of formula 1f (82% yield).

MALDI-TOF: 457.17 (M+), 457.17 (calculated for C26H23F4NO2). MALDI-TOF: 457.17 (M + ), 457.17 (calculated for C 26 H 23 F 4 NO 2 ).

합성예 7Synthesis Example 7

하기 화학식 1g의 화합물을 반응식 7에 따라 합성한다.A compound of Formula 1g is synthesized according to Scheme 7.

[화학식 1g][Formula 1g]

[반응식 7][Scheme 7]

1,1,7,7-테트라메틸-1,2,3,5,6,7-헥사하이드로피리도[3,2,1-ij]퀴놀린-9-카브알데히드(1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde) (5.14 g)와 벤조[b]티오펜-3(2H)-온 1,1-디옥사이드(benzo[b]thiophen-3(2H)-one 1,1-dioxide) (3.64 g)을 에탄올 용매 (150 ml)하에서 50 ℃에서 환류하에서 4시간 교반하여 얻어진 고체를 필터한 후 컬럼 크로마토그래피를 이용하여화학 정제한 후, 재결정하여 원하는 화학식 1g의 화합물을 얻는다. (수율 82 %). 1,1,7,7-tetramethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydropyrido[3,2,1-ij]quinoline-9-carbaldehyde (5.14 g) and benzo[b]thiophen-3(2H)-one 1,1-dioxide (benzo[b]thiophen-3(2H)-one 1,1-dioxide) (3.64 g) was stirred in an ethanol solvent (150 ml) at 50 ° C. under reflux for 4 hours. After filtering the obtained solid, it was chemically purified using column chromatography, followed by recrystallization to obtain the desired compound of Formula 1g. (82% yield).

MALDI-TOF: 421.16 (M+), 421.17 (calculated for C25H27NO3S). MALDI-TOF: 421.16 (M + ), 421.17 (calculated for C 25 H 27 NO 3 S).

비교합성예 1 : Comparative Synthesis Example 1 :

하기 화학식 1h의 화합물을 EP 2259359 A2에 공개된 바에 따라 준비한다.A compound of formula 1h is prepared as disclosed in EP 2259359 A2.

[화학식 1h][Formula 1h]

비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2

하기 화학식 1i의 화합물을 EP 2259359 A2에 공개된 바에 따라 준비한다.A compound of formula 1i is prepared as disclosed in EP 2259359 A2.

[화학식 1i][Formula 1i]

비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3

하기 화학식 1j의 화합물을 WO 2014-054255 A1에 기재된 바에 따라 준비한다.A compound of formula 1j is prepared as described in WO 2014-054255 A1.

[화학식 1j][Formula 1j]

합성예 1 내지 7 및 비교합성예 1 내지 3에 따른 화합물의 흡광 특성Light absorption characteristics of the compounds according to Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3

흡광 특성은 용액 상태와 박막 상태에서수행한다.Light absorption characteristics are performed in solution state and thin film state.

용액 상태의 흡광 특성을 측정하기 위하여 합성예 1 내지 7과 비교합성예 1 내지 3에서 얻은 화합물을 각각 톨루엔에1.0 x 10- 5 mol/L로 녹여 준비한 후 평가한다. 용액 상태의 최대 흡수 파장은 UV-2450 UV-Visible Spectrophotometer(Shimadzu 사 제조)를 이용하여 계산한다.In order to measure light absorption characteristics in a solution state, the compounds obtained in Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 were dissolved in toluene at 1.0 x 10 - 5 mol/L, respectively, and then evaluated. The maximum absorption wavelength in the solution state is calculated using a UV-2450 UV-Visible Spectrophotometer (manufactured by Shimadzu).

박막 상태의 흡광 특성은 상기 합성예 1 내지 7, 그리고 비교합성예 1 내지 3의 화합물을 고진공(< 10-7 Torr) 하에서 0.5-1.0 Å/s 속도로 열증착(thermal evaporation)하여 70 nm 두께의 박막으로 준비한 후 박막 상태의 최대 흡수 파장은 UV-2450 UV-Visible Spectrophotometer (Shimadzu 사 제조)를 이용하여 측정한다. The light absorption characteristics in the thin film state were prepared by thermal evaporation of the compounds of Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 at a rate of 0.5-1.0 Å / s under high vacuum (< 10 -7 Torr) to prepare a thin film with a thickness of 70 nm, and then the maximum absorption wavelength in the thin film state was measured using a UV-2450 UV-Visible Spectrophotometer (manufactured by Shimadzu).

상기 합성예 1 내지 7, 그리고 비교합성예 1 내지 3에 따른 화합물과 C60을 1:1의 부피비로 공증착하여 얻은 70 nm 두께의 박막으로 준비한 후 상기 박막을 Cary 5000 UV spectroscopy(Varian 사 제조)를 사용하여 자외선-가시광선(UV-Vis)을 조사하여 흡광 계수를 측정한다.After preparing a 70 nm thick thin film obtained by co-evaporation of the compounds according to Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 and C60 at a volume ratio of 1: 1, the thin film was prepared with a Cary 5000 UV spectroscopy (manufactured by Varian). Using ultraviolet-visible light (UV-Vis), the extinction coefficient was measured.

상기 결과를 표 1에 기재한다.The results are shown in Table 1.

이중 합성예 4 내지 6에 따른 화합물의박막 상태의 흡광 곡선을 도 8에 도시한다. 8 shows the absorption curves of the compounds according to Synthesis Examples 4 to 6 in a thin film state.

합성예 1 내지 7 및 비교합성예 1 내지 3에 따른 화합물의 열안정성Thermal stability of the compounds according to Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3

상기 합성예 1 내지 7, 그리고 비교합성예 1 내지 3에 따른 화합물의 열안정성을 열분해온도를 측정하여 평가한다. 열분해온도(thermal degradation temperature, Td)는 화합물이 분해되기 시작하는 온도로, 화합물이 본래의 분자 구조를 유지하지 못하고 변형되는 온도이다. 일반적으로 열분해 온도 이상에서는 화합물을 구성하는 분자 내 원자가 대기 또는 진공 중으로 휘발되어 소실되므로, 열분해 온도는 화합물의 초기 중량이 열에 의해 감소되기 시작하는 온도로 평가될 수 있다. 여기에서는 열중량 분석(thermal gravimetric analysis, TGA) 방법으로 측정한다. 그 결과를 하기 표 1에 기재한다.The thermal stability of the compounds according to Synthesis Examples 1 to 7 and Comparative Synthesis Examples 1 to 3 was evaluated by measuring the thermal decomposition temperature. Thermal degradation temperature (thermal degradation temperature, T d ) is a temperature at which a compound starts to decompose, and is a temperature at which a compound is transformed without maintaining its original molecular structure. In general, above the thermal decomposition temperature, atoms in molecules constituting the compound are volatilized and lost in the atmosphere or vacuum, so the thermal decomposition temperature can be evaluated as a temperature at which the initial weight of the compound starts to decrease by heat. Here, it is measured by the thermal gravimetric analysis (TGA) method. The results are shown in Table 1 below.

λmax (nm)λ max (nm) FWHM(nm)FWHM (nm) 흡광 계수
(박막, X104 cm-1)
extinction coefficient
(thin film, X10 4 cm -1 )
에너지레벨energy level Tm(℃)T m (℃) Td(℃)T d (℃)
용액solution 박막pellicle 용액solution 박막pellicle HOMO (eV)HOMO (eV) LUMO (eV)LUMO (eV) 합성예 1Synthesis Example 1 516516 531531 4848 8383 8.58.5 5.365.36 3.243.24 240240 223223 합성예 2Synthesis Example 2 544544 569569 5151 8989 8.78.7 5.545.54 3.513.51 227227 225225 합성예 3Synthesis Example 3 528528 540540 4444 9595 18.018.0 5.605.60 3.573.57 -- 227227 합성예 4Synthesis Example 4 513513 526526 4646 9090 19.719.7 5.385.38 3.243.24 198198 258258 합성예 5Synthesis Example 5 545545 550550 4848 100100 22.622.6 5.545.54 3.533.53 250250 266266 합성예 6Synthesis Example 6 526526 547547 4747 9797 20.020.0 5.595.59 3.543.54 -- 267267 합성예 7Synthesis Example 7 513513 526526 4747 9898 15.015.0 5.495.49 3.353.35 205205 265265 비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1 515515 513513 6969 103103 10.510.5 5.325.32 3.183.18 -- 282282 비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2 441441 452452 7878 8888 6.156.15 5.855.85 3.553.55 240240 288288 비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3 534534 558558 79 79 112112 5.45.4 5.645.64 3.063.06 310310 --

표 1의 결과로부터 합성예 1 내지 7의 화합물은각각 박막 상태에서 526 nm 내지 569 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지고 반치폭도 83 nm 내지 100 nm이므로 녹색 파장 영역의 광에 대한 선택적 흡수성이 우수함을 알 수 있다. 또한 도 8에서 보는 바와 같이 흡광 곡선도 Gaussian 분포와 유사한 것으로 확인되었다.From the results of Table 1, the compounds of Synthesis Examples 1 to 7 each have a maximum absorption wavelength (λ max ) at 526 nm to 569 nm in a thin film state and a full width at half maximum of 83 nm to 100 nm, so that selective absorption for light in the green wavelength region is excellent. Also, as shown in FIG. 8, it was confirmed that the absorption curve was similar to the Gaussian distribution.

이에 비하여 비교합성예 1의 화합물은청색 파장과 녹색 파장 중간영역에서 최대 흡수 파장을 보였고 비교합성예 2의 화합물은 청색 파장 영역에서 최대 흡수 파장을을 보였으며, 비교합성예 3의 화합물은 녹색 파장 영역에서 최대 흡수 파장을 보였으나 반치폭이 넓고 흡광 계수가 낮음을 알 수 있다.In contrast, the compound of Comparative Synthesis Example 1 showed the maximum absorption wavelength in the middle of the blue wavelength and the green wavelength, the compound of Comparative Synthesis Example 2 showed the maximum absorption wavelength in the blue wavelength range, and the compound of Comparative Synthesis Example 3 showed the maximum absorption wavelength in the green wavelength range, but it can be seen that the half width is wide and the extinction coefficient is low.

또한 표 1의 결과에서 합성예 1 내지 7의 화합물은 융점 및/또는 분해온도가 높아 화합물의 열적 안정성이우수하여 증착 공정에 적합함을 알 수 있다.In addition, from the results of Table 1, it can be seen that the compounds of Synthesis Examples 1 to 7 have high melting points and/or decomposition temperatures, and thus are suitable for deposition processes due to excellent thermal stability of the compounds.

유기 광전 소자의 제작Fabrication of organic photoelectric devices

실시예 1Example 1

유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링으로 적층하여약 150 nm 두께의 애노드를 형성하고 그 위에 전하 보조층으로 몰리브덴 산화물(MoOx, 0<x≤3) 박막을 20 nm 두께로 적층한다. 이어서 몰리브덴산화물(MoOx) 박막 위에 합성예 1에 따른 화합물(p형 반도체 화합물)과 C60(n형 반도체 화합물)을 1:1 두께 비로 공증착하여 85 nm 두께의 활성층을 형성한다. 이어서 활성층 위에 ITO를 스퍼터링으로 적층하여7nm 두께의 캐소드를 형성하여 유기 광전 소자를 제작한다.ITO is deposited on a glass substrate by sputtering to form an anode with a thickness of about 150 nm, and a molybdenum oxide (MoO x , 0<x≤3) thin film is deposited to a thickness of 20 nm as a charge auxiliary layer thereon. Subsequently, the compound according to Synthesis Example 1 (p-type semiconductor compound) and C60 (n-type semiconductor compound) were co-deposited at a thickness ratio of 1:1 on a molybdenum oxide (MoO x ) thin film to form an active layer having a thickness of 85 nm. Subsequently, ITO was deposited on the active layer by sputtering to form a cathode having a thickness of 7 nm to fabricate an organic photoelectric device.

실시예 2 내지 7Examples 2 to 7

합성예 1에 따른 화합물(p형 반도체 화합물) 대신 각각 합성예 2 내지 7에 따른 화합물(p형 반도체 화합물)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로유기 광전 소자를 제작한다.An organic photoelectric device was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the compounds (p-type semiconductor compound) according to Synthesis Examples 2 to 7 were used instead of the compound (p-type semiconductor compound) according to Synthesis Example 1.

비교예 1 내지 3Comparative Examples 1 to 3

합성예 1에 따른 화합물(p형 반도체 화합물) 대신 각각 비교합성예 1 내지 3에 따른 화합물(p형 반도체 화합물)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.An organic photoelectric device was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the compounds (p-type semiconductor compound) according to Comparative Synthesis Examples 1 to 3 were used instead of the compound (p-type semiconductor compound) according to Synthesis Example 1.

외부 양자 효율(EQE)External Quantum Efficiency (EQE)

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자의 파장 및 전압에 따른 외부 양자 효율(EQE)을 평가한다.External quantum efficiency (EQE) of the organic photoelectric devices according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 according to wavelength and voltage was evaluated.

외부 양자 효율은 IPCE measurement system(McScience사, 한국) 설비를 이용하여 측정한다. 먼저, Si 광 다이오드(Hamamatsu사, 일본)를 이용하여 설비를 보정(calibration)한 후 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자를 설비에 장착하고 파장범위약 300 내지 700 nm 영역에서 외부 양자 효율을 측정한다.External quantum efficiency is measured using an IPCE measurement system (McScience, Korea) equipment. First, after calibrating the equipment using a Si photodiode (Hamamatsu, Japan), the organic photoelectric devices according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 are installed in the equipment, and the external quantum efficiency is measured in a wavelength range of about 300 to 700 nm.

이중 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부 양자 효율(EQE)을 도 9에 도시하고 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자의 인가 전계에 따른 외부 양자 효율(EQEmax)을 도 10에 도시한다. Of these, the external quantum efficiency (EQE) of the organic photoelectric device according to Examples 5 and 6 according to wavelength is shown in FIG. 9, and the external quantum efficiency (EQE max ) according to the applied electric field of the organic photoelectric device according to Examples 5 and 6 is shown in FIG. 10.

도 9를 참고하면, 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자는 약 500nm 내지 600nm의 녹색 파장 영역에서외부 양자 효율(EQE)이 양호한 것을 확인할 수 있다. 또한 도 10을 참고하면, 실시예 5와 실시예 6에 따른 유기 광전 소자의 인가 전계에 따른 외부 양자 효율도 우수한 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 9 , it can be seen that the organic photoelectric devices according to Examples 5 and 6 have good external quantum efficiency (EQE) in a green wavelength region of about 500 nm to 600 nm. Also, referring to FIG. 10 , it can be seen that the external quantum efficiency according to the applied electric field of the organic photoelectric devices according to Examples 5 and 6 is excellent.

크로스토크(crosstalk)crosstalk

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자의 크로스토크를 측정한다. 적색 실리콘 포토다이오드와 청색 실리콘 포토다이오드 위에 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자를 각각 적층하여 전압을 인가하여 광전류(전기신호)를 측정한다. 이중 실시예 5에 따른 유기 광전 소자의 측정된 광전류를 EQE로 변환하여 그 결과를 도 11에 도시한다. Crosstalk of the organic photoelectric devices according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 was measured. The organic photoelectric devices according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 are stacked on the red silicon photodiode and the blue silicon photodiode, respectively, and voltage is applied to measure the photocurrent (electrical signal). Among them, the measured photocurrent of the organic photoelectric device according to Example 5 was converted into EQE, and the result is shown in FIG. 11 .

도 11에서 보는 바와 같이 실시예 5에 따른 유기 광전 소자의 전기신호는 500 nm 내지 600 nm에서 적색과 청색 전기신호와 많이 중첩되지 않음을 알 수 있다. 이로부터 크로스토크가 거의 일어나지않음을 알 수 있다.As shown in FIG. 11, it can be seen that the electrical signals of the organic photoelectric device according to Example 5 do not overlap much with the red and blue electrical signals at 500 nm to 600 nm. From this, it can be seen that crosstalk hardly occurs.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.

10: 제1 전극 20: 제2 전극
30: 활성층 40, 45: 전하 보조층
100, 200: 유기 광전 소자 300, 400, 500: 유기 CMOS 이미지 센서
310: 반도체 기판 70B: 청색 필터 70R: 적색 필터
70: 색 필터 층 85: 관통부
60: 하부 절연층 80: 상부 절연층
50B, 50R: 광 감지 소자 55: 전하 저장소
10: first electrode 20: second electrode
30: active layer 40, 45: charge auxiliary layer
100, 200: organic photoelectric device 300, 400, 500: organic CMOS image sensor
310: semiconductor substrate 70B: blue filter 70R: red filter
70: color filter layer 85: penetrating portion
60: lower insulating layer 80: upper insulating layer
50B, 50R: photo-sensing element 55: charge storage

Claims (27)

서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 그리고
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 활성층
을 포함하고,
상기 활성층은 하기 화학식 1로 표현되는 화합물과 n형 반도체 화합물을 포함하는,
유기 광전 소자:
[화학식 1]

상기 화학식 1에서,
A는 하기 화학식 1-1 또는 1-2로 표현되는 작용기이고,
R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는
R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는서로 연결되어 줄로리디닐기(julolidinyl group)와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,
m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택되고,
[화학식 1-1]

[화학식 1-2]

상기 화학식 1-1과 1-2에서,
*는 상기 화학식 1의 메틴기(methine group)에 결합하는 위치를 나타내고,
X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), 인다논기(indanone group), 인단디온기(indandione group), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택되고,
R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,
k는 0 또는 1의 정수이고,
R30은 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,
R31은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,
p는 1 내지 5의 정수이고, q는 0 내지 5의 정수이고 p+q는 5이하의 정수이다.
A first electrode and a second electrode facing each other, and
Active layer positioned between the first electrode and the second electrode
including,
The active layer includes a compound represented by Formula 1 and an n-type semiconductor compound,
Organic photovoltaic devices:
[Formula 1]

In Formula 1,
A is a functional group represented by Formula 1-1 or 1-2 below,
R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or
Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are connected to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a julolidinyl group,
m and n are each independently an integer from 0 to 6;
R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), and combinations thereof;
[Formula 1-1]

[Formula 1-2]

In Formulas 1-1 and 1-2,
* represents a position binding to the methine group of Formula 1,
X 1 과 X 2 는 각각 독립적으로 -C(R 22 )(R 23 )-(여기에서 R 22 과 R 23 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R 24 )(R 25 ))-(여기에서 R 24 와 R 25 는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), 인다논기(indanone group), 인단디온기(indandione group), -C(=O)-, -S(=O) 2 - 및 이들의 조합에서 선택되고,
R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;
k is an integer of 0 or 1;
R 30 is selected from a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;
R 31 is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;
p is an integer from 1 to 5, q is an integer from 0 to 5, and p+q is an integer of 5 or less.
제1항에서,
상기 화학식 1에서 줄로리디닐기(julolidinyl group)를 포함하는 융합링 모이어티에는 방향족 링이 한 개 존재하는, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
An organic photoelectric device, wherein one aromatic ring is present in the fused ring moiety including a julolidinyl group in Chemical Formula 1.
제1항에서,
상기 화합물내의 전체 링의 개수는 5개 내지 7개인, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The organic photoelectric device, wherein the total number of rings in the compound is 5 to 7.
제1항에서,
상기 화합물은 박막 상태에서 500 nm 내지 600 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The compound has a maximum absorption wavelength (λ max ) at 500 nm to 600 nm in a thin film state, an organic photoelectric device.
제1항에서,
상기 화합물은 박막 상태에서 520 nm 내지 570 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The organic photoelectric device, wherein the compound has a maximum absorption wavelength (λ max ) at 520 nm to 570 nm in a thin film state.
제1항에서,
상기 화합물은 박막 상태에서 50 nm 내지 100 nm의 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 가지는 흡광 곡선을 나타내는, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The organic photoelectric device, wherein the compound exhibits an absorption curve having a full width at half maximum (FWHM) of 50 nm to 100 nm in a thin film state.
제1항에서,
상기 화학식 1-1의 X1과 X2는 각각 독립적으로 -C(R22)(R23)-(여기에서 R22과 R23은 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기, 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=C(R24)(R25))-(여기에서 R24와 R25는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br, -I, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택됨), -C(=O)-, -S(=O)2- 및 이들의 조합에서 선택되는, 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
X 1 and X 2 in Formula 1-1 are each independently -C(R 22 )(R 23 )-(wherein R 22 and R 23 are each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group, a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=C(R 24 )(R 25 ))-(wherein R 24 and R 25 are Each independently selected from -F, -Cl, -Br, -I, a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof), -C(=O)-, -S(=O) 2 -, and combinations thereof. An organic photoelectric device.
제1항에서,
상기 화학식 1의 A는 하기 화학식 1A로 표현되는 작용기인, 유기 광전 소자:
[화학식 1A]

상기 화학식 1A에서,
*는 화학식 1의 메틴기에 결합하는 위치를 나타내고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되고,
a는 0 내지 4의 정수이고 b는 0 내지 2의 정수이다.
In paragraph 1,
A of Formula 1 is a functional group represented by Formula 1A, an organic photoelectric device:
[Formula 1A]

In Formula 1A,
* represents a position binding to the methine group of Formula 1,
R a , R b , R c and R d are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C6 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), a cyano-containing group, and combinations thereof;
a is an integer from 0 to 4 and b is an integer from 0 to 2.
서로 마주하는 제1 전극과 제2 전극, 그리고
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 활성층을 포함하고,
상기 활성층은 하기 화학식 2로 표현되고 박막 상태에서 500 nm 내지 600 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는 화합물과 n형 반도체 화합물을 포함하는,
유기 광전 소자:
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
R1 내지 R4은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택되거나 또는
R1 내지 R4중 인접한 2개의 작용기는 서로 연결되어 줄로리디닐기(julolidinyl group)와 융합된 사이클로알킬기 또는 헤테로사이클로알킬기를 형성하고,
m과 n은 각각 독립적으로 0 내지 6의 정수이고,
Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 이들의 조합에서 선택되고,
R11 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 할로알킬기, 할로겐, 시아노기(-CN) 및 시아노 함유기에서 선택되고,
k는 0 또는 1의 정수이다.
A first electrode and a second electrode facing each other, and
An active layer positioned between the first electrode and the second electrode,
The active layer is represented by Formula 2 below and includes a compound having a maximum absorption wavelength (λ max ) at 500 nm to 600 nm in a thin film state and an n-type semiconductor compound,
Organic photovoltaic devices:
[Formula 2]

In Formula 2,
R 1 to R 4 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof, or
Two adjacent functional groups of R 1 to R 4 are connected to each other to form a cycloalkyl group or a heterocycloalkyl group fused with a julolidinyl group,
m and n are each independently an integer from 0 to 6;
R a is selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (—CN), and combinations thereof;
R 11 to R 16 are each independently selected from hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C10 haloalkyl group, a halogen, a cyano group (-CN), and a cyano-containing group;
k is an integer of 0 or 1;
제9항에서,
상기 줄로리디닐기(julolidinyl group)를 포함하는 융합링 모이어티에는 방향족 링이 한 개 존재하는, 유기 광전 소자.
In paragraph 9,
An organic photoelectric device, wherein one aromatic ring is present in the fused ring moiety including the julolidinyl group.
제9항에서,
상기 화합물 내의 전체 링의 개수는 5개 내지 7개인, 유기 광전 소자.
In paragraph 9,
The organic photoelectric device, wherein the total number of rings in the compound is 5 to 7.
제9항에서,
상기 화합물은 박막 상태에서 520 nm 내지 570 nm에서 최대 흡수 파장(λmax)을 가지는, 유기 광전 소자.
In paragraph 9,
The organic photoelectric device, wherein the compound has a maximum absorption wavelength (λ max ) at 520 nm to 570 nm in a thin film state.
삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 n형 반도체 화합물은 서브프탈로시아닌 또는 서브프탈로시아닌 유도체, 플러렌 또는 플러렌 유도체, 티오펜 또는 티오펜 유도체 또는 이들의 조합인 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The n-type semiconductor compound is subphthalocyanine or a subphthalocyanine derivative, fullerene or a fullerene derivative, thiophene or a thiophene derivative, or a combination thereof.
제1항에서,
상기 활성층은 상기 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 진성층을 포함하는 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The organic photoelectric device according to claim 1 , wherein the active layer includes an intrinsic layer including the compound represented by Chemical Formula 1.
제16항에서,
상기 활성층은 상기 진성층의 일면에 위치하는 p형 층과 상기 진성층의 다른 일면에 위치하는 n형 층 중 적어도 하나를 더 포함하는 유기 광전 소자.
In clause 16,
The organic photoelectric device of claim 1 , wherein the active layer further includes at least one of a p-type layer positioned on one side of the intrinsic layer and an n-type layer positioned on the other side of the intrinsic layer.
제1항에서,
상기 활성층은 녹색광을 선택적으로 흡수하는 제2의 p형 반도체 화합물을 더 포함하는 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The organic photoelectric device of claim 1 , wherein the active layer further includes a second p-type semiconductor compound that selectively absorbs green light.
제18항에서,
상기 제2의 p형 반도체 화합물은 하기 화학식 6의 화합물인 유기 광전 소자:
[화학식 6]

상기 화학식 6에서,
R71 내지 R73은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 지방족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴티오기, 시아노기, 시아노 함유기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된설포닐기 또는 이들의 조합이고, 또는 R71 내지 R73는 인접한 두 개가 연결되어 융합고리를 형성하고,
L1 내지 L3는 각각 독립적으로 단일 결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 2가의 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 조합이고,
R74 내지 R76은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 실릴기 또는 이들의 조합이고,
a, b 및 c는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
In paragraph 18,
The second p-type semiconductor compound is an organic photoelectric device having a compound of Formula 6:
[Formula 6]

In Formula 6,
R 71 내지 R 73 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 지방족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴옥시기, 티올기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴티오기, 시아노기, 시아노 함유기, 할로겐기, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된설포닐기 또는 이들의 조합이고, 또는 R 71 내지 R 73 는 인접한 두 개가 연결되어 융합고리를 형성하고,
L 1 to L 3 are each independently a single bond, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a divalent substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or a combination thereof;
R 74 to R 76 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted amine group, a substituted or unsubstituted silyl group, or a combination thereof;
a, b and c are each independently an integer of 0 to 4.
제1항에서,
상기 활성층은 상기 화합물과 C60을 0.9: 1 내지 1.1: 1의 부피비로 포함하고 8.0×104 cm-1 이상의 흡광 계수를 가지는 유기 광전 소자.
In paragraph 1,
The active layer includes the compound and C60 in a volume ratio of 0.9: 1 to 1.1: 1 and has an extinction coefficient of 8.0×10 4 cm −1 or more.
제1항 내지 제12항 및 제15항 내지 제20항중 어느 하나의 항에 따른 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서.An image sensor comprising the organic photoelectric device according to any one of claims 1 to 12 and 15 to 20. 제21항에서,
청색 파장 영역의 광을 감지하는 복수의 제1 광 감지 소자 및 적색 파장 영역의 광을 감지하는 복수의 제2 광 감지 소자가 집적되어 있는 반도체 기판, 그리고
상기 반도체 기판의 상부에 위치하고 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 상기 유기 광전 소자
를 포함하는 이미지 센서.
In paragraph 21,
A semiconductor substrate on which a plurality of first photo-sensing elements for detecting light in a blue wavelength region and a plurality of second photo-sensing elements for detecting light in a red wavelength region are integrated; and
The organic photoelectric device positioned on the semiconductor substrate and selectively absorbing light in a green wavelength region
An image sensor comprising a.
제22항에서,
상기 반도체 기판과 유기 광전 소자 사이에 위치하고 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 필터와 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 필터를 포함하는 색 필터 층을 더 포함하는 이미지 센서.
In paragraph 22,
and a color filter layer disposed between the semiconductor substrate and the organic photoelectric device and including a blue filter selectively absorbing light in a blue wavelength region and a red filter selectively absorbing light in a red wavelength region.
제21항에서,
적어도 하나의 광 감지 소자가 집적되어 있는 반도체 기판,
상기 반도체 기판 상부에 위치하는 상기 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서.
In paragraph 21,
a semiconductor substrate on which at least one photo-sensing element is integrated;
An image sensor including the organic photoelectric device positioned on the semiconductor substrate.
제24항에서,
상기 광 감지 소자는 청색 파장 영역의 광을 감지하는 제1 광 감지 소자와 적색 파장 영역의 광을 감지하는 제2 광 감지 소자를 포함하고,
상기 제1 광 감지 소자와 상기 제2 광 감지 소자는 반도체 기판에서 수직 방향으로 적층되어 있는 이미지 센서.
In paragraph 24,
The light-sensing element includes a first light-sensing element for detecting light in a blue wavelength region and a second light-sensing element for detecting light in a red wavelength region;
The first photo-sensing element and the second photo-sensing element are stacked in a vertical direction on a semiconductor substrate.
제21항에서,
상기 유기 광전 소자인 녹색 광전 소자, 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 광전 소자 및 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 광전 소자가 적층되어 있는 이미지 센서.
In paragraph 21,
An image sensor in which the green photoelectric element as the organic photoelectric element, the blue photoelectric element selectively absorbing light in a blue wavelength region, and the red photoelectric element selectively absorbing light in a red wavelength region are stacked.
제21항에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 장치.An electronic device comprising the image sensor according to claim 21 .
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