KR20160009404A - 유기 광전 소자 및 이미지 센서 - Google Patents

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Abstract

제1 전극, 상기 제1 전극의 일면에 위치하고 제1 p형 반도체와 제1 n형 반도체가 이종접합을 형성하는 흡광층, 상기 흡광층의 일면에 위치하고 상기 흡광층보다 작은 반치폭을 가지는 제2 p형 반도체 또는 제2 n형 반도체를 포함하는 흡광보조층, 상기 흡광보조층의 일면에 위치하는 전하보조층, 그리고 상기 전하보조층의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하는 유기 광전 소자 및 이미지 센서에 관한 것이다.

Description

유기 광전 소자 및 이미지 센서{ORGANIC PHOTOELECTRONIC DEVICE AND IMAGE SENSOR}
유기 광전 소자 및 이미지 센서에 관한 것이다.
광전 소자는 빛과 전기 신호를 변환시키는 소자로, 광 다이오드 및 광 트랜지스터 등을 포함하며, 이미지 센서, 태양 전지 등에 적용될 수 있다.
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 연구되고 있다.
유기 물질은 흡광 계수가 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.
일 구현예는 분광 특성을 개선하여 파장 선택성을 높일 수 있는 유기 광전 소자를 제공한다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.
일 구현예에 따르면, 제1 전극, 상기 제1 전극의 일면에 위치하고 제1 p형 반도체와 제1 n형 반도체가 이종접합을 형성하는 흡광층, 상기 흡광층의 일면에 위치하고 상기 흡광층보다 작은 반치폭을 가지는 제2 p형 반도체 또는 제2 n형 반도체를 포함하는 흡광보조층, 상기 흡광보조층의 일면에 위치하는 전하보조층, 그리고 상기 전하보조층의 일면에 위치하는 제2 전극을 포함하는 유기 광전 소자를 제공한다.
상기 흡광층과 상기 흡광보조층은 접해있을 수 있다.
상기 제2 전극은 광이 유입되는 측에 배치될 수 있다.
상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 상기 흡광층의 반치폭보다 약 5nm 이상 작은 반치폭을 가질 수 있다.
상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체의 최대흡수파장(λmax)에서의 외부양자효율(EQE)은 상기 흡광층의 최대흡수파장(λmax)에서의 외부양자효율(EQE)과 같거나 높을 수 있다.
상기 흡광층의 반치폭은 상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체의 반치폭보다 넓을 수 있다.
상기 제2 p형 반도체는 상기 제1 p형 반도체와 같거나 다를 수 있고, 상기 제2 n형 반도체는 상기 제1 n형 반도체와 같거나 다를 수 있다.
상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rl은 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
X는 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기 또는 이들의 조합이다.
상기 제2 p형 반도체는 상기 제1 p형 반도체와 같거나 다를 수 있고, 상기 제2 n형 반도체는 상기 제1 n형 반도체와 같거나 다를 수 있다.
상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
Rm 내지 Rx는 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
Y는 할로겐 원자이다.
상기 흡광층 및 상기 흡광보조층은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다.
상기 흡광보조층은 약 90nm 이하의 반치폭을 가질 수 있다.
상기 전하보조층은 가시광선 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있다.
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 투명 전극일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서를 제공한다.
상기 이미지 센서는 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 소자를 포함할 수 있다.
상기 이미지 센서는 상기 반도체 기판과 상기 유기 광전 소자의 사이에 위치하고 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 필터와 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 필터를 포함하는 색 필터 층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 감지 소자 및 상기 제2 광 감지 소자는 적층되어 있을 수 있다.
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 있을 수 있다.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 이미지 센서를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
유기 광전 소자의 파장 선택성을 높일 수 있다. 이에 따라 상기 유기 광전 소자를 적용한 이미지 센서의 크로스토크를 줄여 감도를 개선할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 3은 도 2의 유기 CMOS 이미지 센서의 단면도이고,
도 4는 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 5는 또 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고,
도 6은 실시예 1과 비교예 1에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이고,
도 7은 실시예 2와 비교예 2에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이고,
도 8은 실시예 3과 비교예 3에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이다.
이하, 구현예들에 대하여 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 구현예들은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예들에 한정되지 않는다.
본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C20 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1개 내지 3개 함유한 것을 의미한다.
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.
도면에서 본 구현예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하였다.
이하에서 '조합'이란 혼합 및/또는 둘 이상의 적층 구조를 포함한다.
이하 도면을 참고하여 일 구현예에 따른 유기 광전 소자를 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 유기 광전 소자를 도시한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 광전 소자(100)는 제1 전극(10), 제1 전극(10)의 일면에 위치하는 흡광층(30), 흡광층(30)의 일면에 위치하는 흡광보조층(35), 흡광보조층(35)의 일면에 위치하는 전하보조층(40) 및 전하보조층(40)의 일면에 위치하는 제2 전극(20)을 포함한다.
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.
일 예로, 제2 전극(20)은 투광 전극일 수 있다.
일 예로, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 모두 투광 전극일 수 있다.
흡광층(30)은 제1 p형 반도체와 제1 n형 반도체가 포함되어 이종접합(bulk heterojunction)을 형성하는 층으로, 외부에서 빛을 받아 엑시톤(exciton)을 생성한 후 생성된 엑시톤을 정공과 전자로 분리하는 층이다.
흡광층(30)은 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체를 모두 포함하는 진성층(intrinsic layer)을 포함할 수 있으며, 예컨대 공증착 등의 방법으로 형성될 수 있다.
상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체는 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있으며, 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체 중 적어도 하나는 가시광선 영역 중 특정 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체 중 적어도 하나는 녹색 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있으며, 상기 녹색 파장 영역의 빛의 최대흡수파장(λmax)은 약 500nm 내지 600nm 일 수 있다.
흡광층(30)에서 특정 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있는 척도로 반치폭(full width at half maximum, FWHM)을 사용할 수 있다. 반치폭은 파장에 대한 외부양자효율(EQE) 그래프에서 최대 외부양자효율(EQE) 지점의 반(half)에 대응하는 파장의 폭(width)으로, 반치폭이 작으면 좁은 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수하여 파장 선택성이 높다는 것을 의미하고 반치폭이 크면 넓은 파장 영역의 빛을 흡수하여 파장 선택성이 낮다는 것을 의미한다.
상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체는 분광 프로파일(spectrum profile)이 상이하므로 각각 다른 반치폭을 가지며, 흡광층(30)은 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체의 각 분광 프로파일을 조합한 분광 프로파일을 가지므로 흡광층(30)의 반치폭은 상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체보다 넓어질 수 있다.
상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체는 예컨대 하기 화학식 2로 표현되는 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 2]
Figure pat00003
상기 화학식 2에서,
Rm 내지 Rx는 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
Y는 할로겐 원자이다.
Y는 예컨대 불소 원자 또는 염소 원자일 수 있다.
일 예로, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물이 상기 제1 p형 반도체로 사용되는 경우, 상기 제1 n형 반도체는 예컨대 디시아노비닐-터티오펜(dicyanovinyl-terthiophene, DCV3T)와 같은 티오펜 유도체, 플러렌, 플러렌 유도체, 페릴렌 디이미드(perylene diimide)와 같은 이미드 화합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예로, 상기 화학식 2로 표현되는 화합물이 상기 제1 n형 반도체로 사용되는 경우, 상기 제1 p형 반도체는 예컨대 N,N'-디메틸퀴나크리돈 (N,N'-dimethylquinacridone, DMQA), N,N'-디메틸-2,9-디메틸퀴나크리돈 (N,N'-dimethyl-2,9-dimethylquinacridone, DMMQA) 등 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
흡광층(30)은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다.
흡광층(30)은 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체가 약 1:100 내지 약 100:1의 두께 비로 혼합되어 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 약 1:50 내지 50:1의 두께 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:10 내지 10:1의 두께 비로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1:1의 두께 비로 포함될 수 있다. 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체가 상기 범위의 조성비를 가짐으로써 효과적인 엑시톤 생성 및 pn 접합 형성에 유리하다.
흡광층(30)은 약 1nm 내지 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.
흡광보조층(35)은 흡광층(30)과 접해 있을 수 있으며 제2 p형 반도체 또는 제2 n형 반도체를 포함한다.
예컨대 제1 전극(10)이 캐소드이고 제2 전극(20)이 애노드인 경우 흡광보조층(35)은 상기 제2 p형 반도체를 포함할 수 있고, 제1 전극(10)이 애노드이고 제2 전극(20)이 캐소드인 경우 흡광보조층(35)은 상기 제2 n형 반도체를 포함할 수 있다. 상기 제2 p형 반도체는 상기 제1 p형 반도체와 같거나 다를 수 있고 상기 제2 n형 반도체는 상기 제1 n형 반도체와 같거나 다를 수 있다.
상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 흡광층(30)보다 작은 반치폭을 가지는 물질에서 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 흡광층(30)은 상기 제1 p형 반도체와 상기 제1 n형 반도체의 각 분광 프로파일을 조합한 분광 프로파일을 가지므로 흡광층(30)의 반치폭은 상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체보다 넓어질 수 있고, 이에 따라 흡광층(30)은 상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체보다 파장 선택성이 떨어질 수 있다.
본 구현예에서는, 흡광층(30)보다 작은 반치폭을 가지는 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체로 이루어진 흡광보조층(35)을 흡광층(30)보다 광이 유입되는 전극과 가까이 배치함으로써 흡광층(30)의 파장 선택성을 보완할 수 있다.
예컨대, 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 흡광층(30)의 반치폭보다 약 5nm 이상 작은 반치폭을 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 흡광층(30)의 반치폭보다 약 5nm 내지 약 50nm 더 작은 반치폭을 가질 수 있으며, 그 중에서 약 10nm 내지 약 50nm 더 작은 반치폭을 가질 수 있으며, 그 중에서 약 10nm 내지 약 30nm 더 작은 반치폭을 가질 수 있다.
흡광보조층(35)은 예컨대 최대흡수파장(λmax)에서 약 100,000 ㎝-1 이상의 흡광계수를 가질 수 있으며, 그 중에서 예컨대 약 120,000 내지 200,000 ㎝-1의 흡광계수를 가질 수 있다.
흡광보조층(35)은 예컨대 약 90nm 이하의 반치폭을 가지는 외부양자효율 그래프를 나타낼 수 있으며, 그 중에서 예컨대 약 30nm 내지 90nm의 반치폭을 가지는 외부양자효율 그래프를 나타낼 수 있고, 그 중에서 예컨대 약 50nm 내지 90nm의 반치폭을 가지는 외부양자효율 그래프를 나타낼 수 있다.
한편, 흡광보조층(35)은 흡광층(30)의 광전변환효율을 유지하거나 개선할 수 있으며, 이에 따라 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체의 최대 외부양자효율(EQEmax)은 흡광층(30)의 최대 외부양자효율(EQEmax)과 같거나 높을 수 있다. 예컨대 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체의 최대 외부양자효율(EQEmax)은 흡광층(30)의 최대 외부양자효율(EQEmax)과 비교하여 0 내지 30% 높을 수 있으며, 예컨대 약 0.1 내지 30% 높을 수 있으며, 예컨대 약 1 내지 30% 높을 수 있다.
예컨대 상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 하기 화학식 1로 표현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서,
Ra 내지 Rl은 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
X는 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기 또는 이들의 조합이다.
일 예로, 표 1은 상기 화학식 1에서 Ra 내지 Rl은 각각 독립적으로 수소이고 X가 하기 표 1에 나열된 기일 때, 흡광계수 및 반치폭을 보여준다.
X 최대흡수파장(λmax) 흡광계수(*104 ㎝-1) 반치폭(nm)
Cl 587 15 81
F 582 15 83
Figure pat00005
 581 14 69
Figure pat00006
 581 16 48
Figure pat00007
 579 12 62
Figure pat00008
 580 13 63
Figure pat00009
 579 13 62
Figure pat00010
 580 12 65
Figure pat00011
 584 15 66
Figure pat00012
 583 12 61
Figure pat00013
 575 11 46
Figure pat00014
 575 15 63
Figure pat00015
 581 13 65
흡광보조층(35)은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다.
흡광보조층(35)은 약 1nm 내지 200nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위 내에서 약 5nm 내지 100nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 5nm 내지 70nm의 두께를 가질 수 있다.
전하보조층(40)은 제2 전극(20)과 흡광보조층(35) 사이에 위치하여 흡광층(30)에서 분리된 정공과 전자가 제2 전극(20) 측으로 용이하게 이동할 수 있도록 한다. 전하보조층(40)은 가시광선 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않을 수 있으며, 이에 따라 제2 전극(20)으로부터 흡광보조층(35) 및 흡광층(30)으로 유입되는 가시광선 영역의 광의 흡수를 방해하지 않을 수 있다.
예컨대 제1 전극(10)이 캐소드이고 제2 전극(20)이 애노드인 경우 전하보조층(40)은 정공의 주입을 용이하게 하는 정공 주입층(hole injecting layer, HIL), 정공의 수송을 용이하게 하는 정공 수송층(hole transporting layer, HTL) 및 전자의 이동을 저지하는 전자 차단층(electron blocking layer, EBL) 중 적어도 하나일 수 있고, 제1 전극(10)이 애노드이고 제2 전극(20)이 캐소드인 경우 전하보조층(40)은 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 하나일 수 있다.
전하보조층(40)은 예컨대 유기물, 무기물 또는 유무기물을 포함할 수 있다. 상기 유기물은 정공 또는 전자 특성을 가지는 유기 화합물일 수 있고, 상기 무기물은 예컨대 몰리브덴 산화물, 텅스텐 산화물, 니켈 산화물과 같은 금속 산화물일 수 있다.
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-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(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.
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-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐(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.
상기 전자 수송층(ETL)은 예컨대 1,4,5,8-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.
상기 정공 차단층(HBL)은 예컨대 1,4,5,8-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.
유기 광전 소자(100)는 제1 전극(10) 및/또는 제2 전극(20) 측으로부터 빛이 입사되어 흡광층(30) 및 흡광보조층(35)이 소정 파장 영역의 빛을 흡수하면 내부에서 엑시톤이 생성될 수 있다. 엑시톤은 흡광층(30) 및 흡광보조층(35)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.
상기 유기 광전 소자는 태양 전지, 이미지 센서, 광 검출기, 광 센서 및 유기발광다이오드 등에 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 상기 유기 광전 소자를 적용한 이미지 센서의 일 예에 대하여 도면을 참고하여 설명한다. 여기서는 이미지 센서의 일 예로 유기 CMOS 이미지 센서에 대하여 설명한다.
도 2는 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 3은 도 2의 유기 CMOS 이미지 센서의 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 일 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(300)는 청색 광 감지 소자(50B), 적색 광 감지 소자(50R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있는 반도체 기판(110), 하부 절연층(60), 색 필터 층(70), 상부 절연층(80) 및 유기 광전 소자(100)를 포함한다.
반도체 기판(110)은 실리콘 기판일 수 있으며, 청색 광 감지 소자(50B), 적색 광 감지 소자(50R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있다. 청색 광 감지 소자(50B), 적색 광 감지 소자(50R)는 광 다이오드일 수 있다.
청색 광 감지 소자(50B), 적색 광 감지 소자(50R), 전송 트랜지스터 및/또는 전하 저장소(55)는 각 화소마다 집적되어 있을 수 있으며, 일 예로 도면에서 보는 바와 같이 청색 광 감지 소자(50B)는 청색 화소에 포함될 수 있고 적색 광 감지 소자(50R)는 적색 화소에 포함될 수 있다. 전하 저장소(55)는 녹색 화소에만 도시하였지만, 청색 화소 및 적색 화소 또한 청색 광 감지 소자(50B)와 연결되는 전하 저장소 및 적색 광 감지 소자(50R)와 연결되는 전하 저장소를 각각 포함할 수 있다.
청색 광 감지 소자(50B), 적색 광 감지 소자(50R)는 빛을 센싱하고 센싱된 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있고, 녹색 화소의 전하 저장소(55)는 후술하는 유기 광전 소자(100)와 전기적으로 연결되어 있고 전하 저장소(55)의 정보는 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있다.
반도체 기판(110) 위에는 또한 금속 배선(도시하지 않음) 및 패드(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 금속 배선 및 패드는 신호 지연을 줄이기 위하여 낮은 비저항을 가지는 금속, 예컨대 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(g) 및 이들의 합금으로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그러나 상기 구조에 한정되지 않고, 금속 배선 및 패드가 광 감지 소자(50B, 50R)의 하부에 위치할 수도 있다.
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 충전재로 채워져 있을 수 있다.
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.
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 관통구(85)를 가진다.
상부 절연층(80) 위에는 전술한 유기 광전 소자(100)가 형성되어 있다. 유기 광전 소자(100)는 전술한 바와 같이 제1 전극(10), 흡광층(30), 흡광보조층(35), 전하보조층(40) 및 제2 전극(20)을 포함한다.
제1 전극(10)과 제2 전극(20)은 모두 투명 전극일 수 있으며, 흡광층(30), 흡광보조층(35) 및 전하보조층(40)은 전술한 바와 같다. 흡광층(30) 및 흡광보조층(35)은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으며 녹색 화소의 색 필터를 대체할 수 있다.
제2 전극(20) 측으로부터 입사된 광은 흡광층(30) 및 흡광보조층(35)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 의해 센싱될 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. 또한 전술한 바와 같이 유기 광전 소자(100)는 흡광보조층(35)에 의해 녹색 파장 선택성을 높임으로써 녹색 이외의 파장 영역의 광을 불필요하게 흡수하여 발생하는 크로스토크를 줄이고 감도를 높일 수 있다.
도 4는 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(300)는 전술한 구현예와 마찬가지로 광 감지 소자(50B, 50R), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(55)가 집적되어 있는 반도체 기판(110), 절연층(80) 및 유기 광전 소자(100)를 포함한다.
그러나 본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서(300)는 전술한 구현예와 달리, 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)가 수직 방향으로 적층되어 있고 색 필터 층(70)이 생략될 수 있다. 청색 광 감지 소자(50B)와 적색 광 감지 소자(50R)는 전하 저장소(도시하지 않음)와 전기적으로 연결되어 있고 전송 트랜지스터에 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.
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 흡광보조층(35)에 의해 녹색 파장 선택성을 높임으로써 녹색 이외의 파장 영역의 광을 불필요하게 흡수하여 발생하는 크로스토크를 줄이고 감도를 높일 수 있다.
도 5는 또 다른 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 구현예에 따른 유기 CMOS 이미지 센서는 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 녹색 광전 소자, 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 광전 소자 및 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 광전 소자가 적층되어 있는 구조이다.
도면에서는 적색 광전 소자, 녹색 광전 소자 및 청색 광전 소자가 차례로 적층된 구조를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 적층 순서는 다양하게 바뀔 수 있다.
상기 녹색 광전 소자는 전술한 유기 광전 소자(100)일 수 있고, 상기 청색 광전 소자는 서로 마주하는 전극들과 그 사이에 개재되어 있는 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 물질을 포함하는 흡광층을 포함할 수 있으며, 상기 적색 광전 소자는 서로 마주하는 전극들과 그 사이에 개재되어 있는 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 물질을 포함하는 흡광층을 포함할 수 있다.
상기와 같이 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자, 녹색 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.
상기 이미지 센서는 다양한 전자 장치에 적용될 수 있으며, 예컨대 모바일 폰, 디지털 카메라 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
유기 광전 소자의 제작
실시예 1
유리 기판 위에 ITO를 스퍼터링으로 적층하여 100nm 두께의 하부 전극을 형성한다. 이어서 상기 하부 전극 위에 몰리브덴 산화물(MoOx, 0<x≤3)과 알루미늄(Al)을 1:1(wt/wt)의 비율로 열증착한 5nm 두께의 전자수송층을 형성한다. 이어서 전자수송층 위에 p형 반도체로서 하기 화학식 1a로 표현되는 화합물(Lumtec 사 제조)과 n형 반도체로서 디시아노비닐-터티오펜(DCV3T)을 1:1 두께 비로 공증착하여 흡광층을 형성한다. 이어서 상기 흡광층 위에 하기 화학식 1a로 표현되는 화합물을 열증착하여 흡광보조층을 형성하고 그 위에 몰리브덴 산화물(MoOx, 0<x≤3)을 열증착하여 전하 보조층을 형성한다. 이어서 전하 보조층 위에 ITO를 스퍼터링으로 적층하여 100nm 두께의 상부 전극을 형성하여 유기 광전 소자를 제작한다.
[화학식 1a]
Figure pat00016

실시예 2
흡광층의 n형 반도체로서 디시아노비닐-터티오펜(DCV3T) 대신 플러렌(C60)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.
실시예 3
흡광층의 n형 반도체로서 디시아노비닐-터티오펜(DCV3T) 대신 플러렌(C60)을 사용하고 흡광보조층의 상기 화학식 1a로 표현되는 화합물 대신 하기 화학식 1b로 표현되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.
[화학식 1b]
Figure pat00017
상기 화학식 1b로 표현되는 화합물은 다음과 같은 방법으로 합성한다.
보론서브프탈로시아닌클로라이드(Aldrich 사) 20.0g, 트리페닐실라놀(동경화성사) 32.0g 및 트리플루오르메탄설폰산은(동경화성사) 14.8g을 건조 톨루엔 150ml에서 15시간 가열환류한다. 여기에 염화메틸렌 200ml을 더하여 여과한 다음, 여과된 용액을 감압농축시켜 실리카겔 칼럼크로마토그래피로 정제하여 상기 화학식 1b로 표현되는 화합물을 얻는다.
비교예 1
흡광보조층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.
비교예 2
흡광보조층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.
비교예 3
흡광보조층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 유기 광전 소자를 제작한다.
평가
평가 1: 외부양자효율( EQE ) 및 반치폭
실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE) 및 반치폭을 평가한다.
외부양자효율은 IPCE measurement system (McScience사, 한국) 설비를 이용하여 측정한다. 먼저, Si 광 다이오드 (Hamamatsu사, 일본)를 이용하여 설비를 보정(calibration)한 후 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에 따른 유기 광전 소자를 설비에 장착하고 파장범위 약 350 내지 750nm 영역에서 외부양자효율을 측정한다.
반치폭은 외부양자효율(EQE) 그래프에서 최대 외부양자효율(EQEmax) 지점의 반(half)에 대응하는 파장의 폭(width)으로 계산한다.
그 결과는 도 6 내지 도 8과 표 2와 같다.
도 6은 실시예 1과 비교예 1에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이고, 도 7은 실시예 2와 비교예 2에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이고, 도 8은 실시예 3과 비교예 3에 따른 유기 광전 소자의 파장에 따른 외부양자효율(EQE)을 보여주는 그래프이다.
최대흡수파장(λmax, nm) 최대 외부양자효율(EQEmax, %) 반치폭(FWHM, nm)
실시예 1 590 50 110
비교예 1 570 45 130
실시예 2 580 57 110
비교예 2 580 53 130
실시예 3 570 55 100
비교예 3 580 53 130
도 6 내지 도 8과 표 2를 참고하면, 실시예 1에 따른 유기 광전 소자는 비교예 1에 따른 유기 광전 소자와 비교하여 동등하거나 그보다 개선된 외부양자효율을 가지는 동시에 반치폭이 좁아져 파장 선택성이 개선된 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 실시예 2에 따른 유기 광전 소자는 비교예 2에 따른 유기 광전 소자와 비교하여 동등하거나 그보다 개선된 외부양자효율을 가지는 동시에 반치폭이 좁아져 파장 선택성이 개선된 것을 확인할 수 있고, 실시예 3에 따른 유기 광전 소자는 비교예 3에 따른 유기 광전 소자와 비교하여 동등하거나 그보다 개선된 외부양자효율을 가지는 동시에 반치폭이 좁아져 파장 선택성이 개선된 것을 확인할 수 있다.
평가 2: 크로스토크
실시예 1과 비교예 1에 따른 유기 광전 소자의 크로스토크를 평가한다.
크로스토크 평가는 LUMERRICAL(3D) 프로그램을 사용하여 시뮬레이션 평가한다. 이 때 파장 영역을 각각 440-480nm(청색), 520-560nm(녹색), 590-630nm(적색) 3영역으로 분할하여 각각의 영역에 다른 색의 광 변환소자가 얼마나 광학적으로 간섭하는지를 평가한다. 즉 440-480nm에 있어서는 청색 소자 영역의 감도곡선 적분치를 100으로 하고 적색 소자 및 녹색 소자의 감도곡선의 440-480nm에서의 상대적분치를 구하였다. 이 값이 440-480nm에 있어서의 적색 소자 및 녹색 소자의 청색영역에 대한 크로스토크 값이다. 마찬가지로 520-560nm에 있어서는 녹색 영역의 감도곡선 적분치를 100으로 하고 적색 소자 및 청색 소자의 감도 곡선의 520-560nm에서의 상대적분치를 구하였다. 이 값이 520-560nm에 있어서의 적색 소자 및 청색 소자의 녹색 영역에 대한 크로스토크 값이다. 마찬가지로 590-630nm에 있어서는 적색 영역의 감도곡선 적분치를 100으로 하고 청색 소자 및 녹색 소자의 감도곡선의 520-560nm에서의 상대적분치를 구하였다. 이 값이 520-560nm에 있어서의 청색 소자 및 녹색 소자의 적색 영역에 대한 크로스토크 값이다. 마지막으로 상기 크로스토크 값들의 평균값을 구하여 평균 크로스토크 값을 얻는다.
그 결과는 표 3과 같다.
평균 크로스토크 (%)
실시예 1 23
비교예 1 29
표 3을 참고하면, 실시예 1에 따른 유기광전소자를 적용한 경우 비교예 1에 따른 유기광전소자를 적용한 경우와 비교하여 약 20% 이상 평균 크로스토크가 감소한 것을 확인할 수 있다.
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.
10: 제1 전극 20: 제2 전극
30: 흡광층 35: 흡광보조층
40: 전하보조층
100: 유기 광전 소자
300: 유기 CMOS 이미지 센서

Claims (20)

  1. 제1 전극,
    상기 제1 전극의 일면에 위치하고 제1 p형 반도체와 제1 n형 반도체가 이종접합을 형성하는 흡광층,
    상기 흡광층의 일면에 위치하고 상기 흡광층보다 작은 반치폭을 가지는 제2 p형 반도체 또는 제2 n형 반도체를 포함하는 흡광보조층,
    상기 흡광보조층의 일면에 위치하는 전하보조층, 그리고
    상기 전하보조층의 일면에 위치하는 제2 전극
    을 포함하는 유기 광전 소자.
  2. 제1항에서,
    상기 흡광층과 상기 흡광보조층은 접해있는 유기 광전 소자.
  3. 제1항에서,
    상기 제2 전극은 광이 유입되는 측에 배치되는 유기 광전 소자.
  4. 제1항에서,
    상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 상기 흡광층의 반치폭보다 5nm 이상 작은 반치폭을 가지는 유기 광전 소자.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체의 최대흡수파장(λmax)에서의 외부양자효율(EQE)은 상기 흡광층의 최대흡수파장(λmax)에서의 외부양자효율(EQE)과 같거나 높은 유기 광전 소자.
  6. 제1항에서,
    상기 흡광층의 반치폭은 상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체의 반치폭보다 넓은 유기 광전 소자.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 p형 반도체는 상기 제1 p형 반도체와 같거나 다르고,
    상기 제2 n형 반도체는 상기 제1 n형 반도체와 같거나 다른 유기 광전 소자.
  8. 제1항에서,
    상기 제2 p형 반도체 또는 상기 제2 n형 반도체는 하기 화학식 1로 표현되는 유기 광전 소자:
    [화학식 1]
    Figure pat00018

    상기 화학식 1에서,
    Ra 내지 Rl은 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
    X는 할로겐 원자, 할로겐 함유기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 실릴옥시기, 치환 또는 비치환된 아민기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기 또는 이들의 조합이다.
  9. 제8항에서,
    상기 제2 p형 반도체는 상기 제1 p형 반도체와 같거나 다르고,
    상기 제2 n형 반도체는 상기 제1 n형 반도체와 같거나 다른
    유기 광전 소자.
  10. 제9항에서,
    상기 제1 p형 반도체 또는 상기 제1 n형 반도체는 하기 화학식 2로 표현되는 유기 광전 소자:
    [화학식 2]
    Figure pat00019

    상기 화학식 2에서,
    Rm 내지 Rx는 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 원자, 할로겐 함유기 또는 이들의 조합이고,
    Y는 할로겐 원자이다.
  11. 제1항에서,
    상기 흡광층 및 상기 흡광보조층은 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 유기 광전 소자.
  12. 제1항에서,
    상기 흡광보조층은 90nm 이하의 반치폭을 가지는 유기 광전 소자.
  13. 제1항에서,
    상기 전하보조층은 가시광선 영역의 광을 실질적으로 흡수하지 않는 유기 광전 소자.
  14. 제1항에서,
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 투명 전극인 유기 광전 소자.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 유기 광전 소자를 포함하는 이미지 센서.
  16. 제15항에서,
    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.
  17. 제16항에서,
    상기 반도체 기판과 상기 유기 광전 소자의 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.
  18. 제16항에서,
    상기 제1 광 감지 소자 및 상기 제2 광 감지 소자는 적층되어 있는 이미지 센서.
  19. 제15항에서,
    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.
  20. 제15항에 따른 이미지 센서를 포함하는 전자 장치.


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