KR20200013401A - 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자 - Google Patents

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Abstract

본 명세서는 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 화합물 및 상기 화합물을 유기활성층에 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.

Description

화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자{COMPOUND AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자에 관한 것이다.
소자로서, 전극과 유기 반도체 물질 사이에서의 정공 및/또는 전자의 교류를 필요로 한다. 유기 전자 소자는 동작 원리에 따라 하기와 같이 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 외부의 광원으로부터 소자로 유입된 광자에 의하여 유기물층에서 엑시톤(exiton)이 형성되고, 이 엑시톤이 전자와 정공으로 분리되고, 이 전자와 정공이 각각 다른 전극으로 전달되어 전류원(전압원)으로 사용되는 형태의 전자 소자이다. 둘째는 2개 이상의 전극에 전압 또는 전류를 가하여 전극과 계면을 이루는 유기 반도체 물질층에 정공 및/또는 전자를 주입하고, 주입된 전자와 정공에 의하여 작동하는 형태의 전자 소자이다.
유기 전자 소자의 예로는 유기 광 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 발광 소자, 유기 감광체(OPC) 및 유기 트랜지스터 등이 있으며, 이들은 모두 소자의 구동을 위하여 전자/정공 주입 물질, 전자/정공 추출 물질, 전자/정공 수송 물질 또는 발광 물질을 필요로 한다. 이하에서는 주로 유기 태양 전지에 대하여 구체적으로 설명하지만, 상기 유기 전자 소자들에서는 전자/정공 주입 물질, 전자/정공 추출 물질, 전자/정공 수송 물질 또는 발광 물질이 모두 유사한 원리로 작용한다.
유기 태양 전지는 광기전력효과(photovoltaic effect)를 응용함으로써 태양에너지를 직접 전기에너지로 변환할 수 있는 소자이다. 태양 전지는 박막을 구성하는 물질에 따라 무기 태양 전지와 유기 태양 전지로 나뉠 수 있다. 전형적인 태양 전지는 무기 반도체인 결정성 실리콘(Si)을 도핑(doping)하여 p-n 접합으로 만든 것이다. 빛을 흡수하여 생기는 전자와 정공은 p-n 접합점까지 확산되고 그 전계에 의하여 가속되어 전극으로 이동한다. 이 과정의 전력변환 효율은 외부 회로에 주어지는 전력과 태양 전지에 들어간 태양전력의 비로 정의되며, 현재 표준화된 가상 태양 조사 조건으로 측정 시 24%정도까지 달성되었다. 그러나 종래 무기 태양 전지는 이미 경제성과 재료상의 수급에서 한계를 보이고 있기 때문에, 가공이 쉬우며 저렴하고 다양한 기능성을 가지는 유기물 반도체 태양 전지가 장기적인 대체 에너지원으로 각광받고 있다.
태양 전지는 태양 에너지로부터 가능한 많은 전기 에너지를 출력할 수 있도록 효율을 높이는 것이 중요한데, 기존의 전자 받개(acceptor) 물질인 저분자 물질들(예컨대, ITIC)은 장파장 영역에서 낮은 흡수율을 가지며 열적 안정성이 낮다는 등의 문제점이 있다.
이에 따라, 최근 고분자 물질을 전자 받개 물질로 사용한 유기 태양 전지의 예가 많이 발표되고 있으며, 특히 다양한 분자 설계 및 합성이 가능한 화합물에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
Polymer photovoltiac cells: Enhanced Efficiencies via Network of Internal Donor-Acceptor Heterojunctions(G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science, 270, 1789. (1995))
본 명세서는 화합물 및 이를 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서는 하기 화학식 1의 단위를 포함하는 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
n은 1 내지 10,000의 정수이고,
[D1]은 전자 주개로 작용하는 기이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Q1은 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리; 또는 하기 화학식 2로 표시되고,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에 있어서,
R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Figure pat00003
은 화학식 1에 결합되는 부위이다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 유기활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
상기 유기활성층은 상기 화합물을 포함하는 유기 전자 소자를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 HOMO/LUMO 에너지 준위를 자유롭게 조절 가능하다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 유기 전자 소자에 적용시 전하 균형(charge balance)을 조절할 수 있어, 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물은 용액공정 또는 증착공정이 가능하여, 소자 적용에 유리하다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전자 소자를 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.
도 3 내지 6는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 트랜지스터를 나타낸 도이다.
도 7은 화합물 1의 필름상태에서의 UV-Vis 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 8은 화합물 E의 필름상태에서의 UV-Vis 스펙트럼을 나타낸 도이다.
이하, 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1의 단위를 포함하는 화합물을 제공한다.
종래의 유기 태양 전지는 전자 받개 소재로서 PCBM 외에는 단분자 소재를 사용해왔다. 그러나, 본 명세서의 일 실시상태는 상기 화학식 1의 단위를 포함하는 화합물(고분자 소재, 중합체)를 사용함으로써, 화합물 내 컨주게이션 길이(conjugation length)가 길어 장파장 영역까지 흡수 영역을 확대할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 단위는 티오펜이 결합(fuse)된 단분자에 전자 주개 성질을 나타내는 D1을 결합함으로써 소자에 적용시 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지는 고분자 전자 주개(donor)/고분자 전자 받개(acceptor)를 포함함으로써, 고분자 전자 주개/저분자 전자 받개(예컨대, ITIC)를 적용한 경우보다 태양 전지의 기계적 특성이 우수하다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에 있어서 “단위”란 화합물의 단량체에 포함되는 반복되는 구조로서, 단량체가 중합에 의하여 중합체 내에 결합된 구조를 의미한다.
본 명세서에 있어서 “단위를 포함”의 의미는 화합물 내의 주쇄에 포함된다는 의미이다.
본 명세서에 있어서, “에너지 준위”는 에너지의 크기를 의미하는 것이다. 따라서, 진공준위로부터 마이너스(-) 방향으로 에너지 준위가 표시되는 경우에도, 에너지 준위는 해당 에너지 값의 절대값을 의미하는 것으로 해석된다. 예컨대, HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위란 진공준위로부터 최고 점유 분자 오비탈까지의 거리를 의미한다. 또한, LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위란 진공준위로부터 최저 비점유 분자 오비탈까지의 거리를 의미한다.
본 명세서에 있어서,
Figure pat00004
는 상기 다른 단위 또는 치환기에 연결되는 부위를 의미한다.
상기 치환기의 예시들은 아래에서 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 "치환"이라는 용어는 화합물의 탄소 원자에 결합된 수소 원자가 다른 치환기로 바뀌는 것을 의미하며, 치환되는 위치는 수소 원자가 치환되는 위치 즉, 치환기가 치환 가능한 위치라면 한정하지 않으며, 2 이상 치환되는 경우, 2 이상의 치환기는 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 알킬기; 시클로알킬기; 알콕시기; 아릴기; 헤테로고리기; 이미드기; 아미드기; 카르보닐기; 에스테르기; 알케닐기; 실릴기; 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나 또는 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 시클로펜틸메틸, 시클로헥실메틸, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 시클로알킬기는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 3 내지 30인 것이 바람직하며, 구체적으로 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 3-메틸시클로펜틸, 2,3-디메틸시클로펜틸, 시클로헥실, 3-메틸시클로헥실, 4-메틸시클로헥실, 2,3-디메틸시클로헥실, 3,4,5-트리메틸시클로헥실, 4-tert-부틸시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, i-프로필옥시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시, n-펜틸옥시, 네오펜틸옥시, 이소펜틸옥시, n-헥실옥시, 3,3-디메틸부틸옥시, 2-에틸부틸옥시, n-옥틸옥시, n-노닐옥시, n-데실옥시, 벤질옥시, p-메틸벤질옥시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 아릴기는 단환 또는 다환일 수 있다.
상기 아릴기가 단환 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 6 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기가 다환 아릴기인 경우 탄소수는 특별히 한정되지 않으나. 탄소수 10 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로고리기는 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, Se 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하며, 상기 헤테로고리기는 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로고리기의 예로는 티오펜기, 퓨라닐기, 피롤기, 이미다졸릴기, 티아졸릴기, 옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 피리딜기, 바이피리딜기, 피리미딜기, 트리아지닐기, 트리아졸릴기, 아크리딜기, 피리다지닐기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸리닐기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미딜기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀리닐기, 인돌릴기, 카바졸릴기, 벤즈옥사졸릴기, 벤즈이미다졸릴기, 벤조티아졸릴기, 벤조카바졸릴기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤리닐기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 이미드기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00005
본 명세서에 있어서, 아미드기는 아미드기의 질소가 수소, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00006
본 명세서에서 카르보닐기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적으로 하기와 같은 구조의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00007
본 명세서에 있어서, 에스테르기는 에스테르기의 산소가 탄소수 1 내지 25의 알킬기, 탄소수 3 내지 30의 시클로알킬기, 또는 탄소수 6 내지 30의 아릴기로 치환될 수 있다. 구체적으로, 하기 구조식의 화합물이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure pat00008
본 명세서에 있어서, 상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 2 내지 30인 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 비닐, 1-프로페닐, 이소프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 1-펜테닐, 2-펜테닐, 3-펜테닐, 3-메틸-1-부테닐, 1,3-부타디에닐, 알릴, 1-페닐비닐-1-일, 2-페닐비닐-1-일, 2,2-디페닐비닐-1-일, 2-페닐-2-(나프틸-1-일)비닐-1-일, 2,2-비스(디페닐-1-일)비닐-1-일, 스틸베닐기, 스티레닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 실릴기는 구체적으로 트리메틸실릴기, 트리에틸실릴기, t-부틸디메틸실릴기, 비닐디메틸실릴기, 프로필디메틸실릴기, 트리페닐실릴기, 디페닐실릴기, 페닐실릴기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 아민기는 -NH2; 모노알킬아민기; 디알킬아민기; N-알킬아릴아민기; 모노아릴아민기; 디아릴아민기; N-아릴헤테로아릴아민기; N-알킬헤테로아릴아민기, 모노헤테로아릴아민기 및 디헤테로아릴아민기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 1 내지 30인 것이 바람직하다. 아민기의 구체적인 예로는 메틸아민기, 디메틸아민기, 에틸아민기, 디에틸아민기, 페닐아민기, 나프틸아민기, 바이페닐아민기, 안트라세닐아민기, 9-메틸-안트라세닐아민기, 디페닐아민기, 디톨릴아민기, N-페닐톨릴아민기, 트리페닐아민기, N-페닐바이페닐아민기; N-페닐나프틸아민기; N-바이페닐나프틸아민기; N-나프틸플루오레닐아민기; N-페닐페난트레닐아민기; N-바이페닐페난트레닐아민기; N-페닐플루오레닐아민기; N-페닐터페닐아민기; N-페난트레닐플루오레닐아민기; N-바이페닐플루오레닐아민기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 방향족 고리는 상기 아릴기의 예시 중에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리; 또는 하기 화학식 2로 표시된다.
[화학식 2]
Figure pat00009
상기 화학식 2에 있어서,
R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Figure pat00010
은 화학식 1에 결합되는 부위이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 아릴기; 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로고리기; 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 치환 또는 비치환된 페닐기; 치환 또는 비치환된 티오펜기; 치환 또는 비치환된 티에노[3,2-b]티오펜(thieno[3,2-b]thiophene)기, 치환 또는 비치환된 디티에노[3,2-b:2',3'-d]티오펜(dithieno[3,2-b:2',3'-d]thiophene)기, 또는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 Q1은 하기 구조 중 어느 하나이다.
Figure pat00011
상기 구조에 있어서,
R10 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
Figure pat00012
은 화학식 1에 결합되는 부위이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-6 중 어느 하나로 표시된다.
[화학식 1-1]
Figure pat00013
[화학식 1-2]
Figure pat00014
[화학식 1-3]
Figure pat00015
[화학식 1-4]
Figure pat00016
[화학식 1-5]
Figure pat00017
[화학식 1-6]
Figure pat00018
상기 화학식 1-1 내지 1-6에 있어서,
n은 1 내지 10,000의 정수이고,
[D1]은 전자 주개로 작용하는 기이며,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
R10 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 [D1]은 하기 구조 중 어느 하나이다.
Figure pat00019
상기 구조에 있어서,
R20 내지 R29는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 아릴기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 치환된 페닐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 수소; 또는 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 및 R11은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R10 및 R11은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12 및 R13은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12 및 R13은 서로 같거나 상이하고, 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R12 및 R13은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 내지 R29는 서로 같거나 상이하고, 수소; 또는 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 및 R21은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 및 R21은 서로 같거나 상이하고, 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R20 및 R21은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R22 내지 R25는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R26 내지 R29는 서로 같거나 상이하고, 수소; 또는 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R26 및 R29는 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 수소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 서로 같거나 상이하고, 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 R27 및 R28은 불소이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 구조 중 어느 하나를 포함한다.
Figure pat00020
Figure pat00021
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물의 말단기는 치환 또는 비치환된 할로겐기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물의 말단기는 치환 또는 비치환된 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물의 말단기는 티오펜기이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 태양 전지에 적용시 녹색, 적색, 청색 영역 중 두개 이상의 영역에서 광 흡수가 가능하므로, 소자의 효율이 향상되는 효과가 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 녹색 영역은 최대 발광 파장이 500nm 내지 570nm 사이에 있는 것을, 적색 영역은 최대 발광 파장이 630nm 내지 780nm 사이에 있는 것을, 청색 영역은 최대 발광 파장이 400nm 내지 480nm 사이에 있는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 가시광선 전파장 영역의 광 흡수가 가능하며, 적외선 영역의 광도 흡수할 수 있다. 예컨대, 380nm 내지 780nm 정도의 파장 범위뿐만 아니라, 780nm 이상의 영역의 광도 흡수 가능하다. 이에 따라, 유기 전자 소자에 적용시, 소자의 흡수 파장 범위가 넓은 효과를 나타낼 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물은 300nm 내지 1,000nm에서, 바람직하게는 700nm 내지 950nm에서 최대 흡수 파장을 가진다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 제1 전극;
상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 유기활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 유기활성층은 상기 화합물을 포함한다.
본 명세서의 유기 전자 소자는 상기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 화합물이 유기활성층에 포함되는 것을 제외하고는, 통상의 유기 전자 소자의 제조 방법 및 재료에 의하여 제조될 수 있다.
도 2은 제1 전극(10), 유기활성층(30) 및 제2 전극(20)을 포함하는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 전자 소자(100)를 나타낸 도이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 광 다이오드, 유기 트랜지스터, 유기 태양 전지, 및 유기 발광 소자로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기활성층은 광활성층 또는 발광층을 포함한다.
이하에서는, 유기 태양 전지에 대하여 예시한다. 상기 유기 태양 전지에서 유기활성층은 광활성층이며, 상기 유기 전자 소자는 후술하는 유기 태양 전지에 대한 설명을 인용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 유기활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 유기활성층은 상기 화합물을 포함하는 유기 태양 전지를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기활성층은 광활성층을 포함하고,
상기 광활성층은 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질을 포함하며,
상기 전자 받개 물질은 상기 화합물을 포함한다.
즉, 본 명세서의 일 실시상태는 제1 전극; 상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 구비되고, 광활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 광활성층은 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질을 포함하고, 상기 전자 받개 물질은 상기 화합물을 포함하는 유기 태양 전지를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 화합물에 대한 설명은 전술한 내용과 동일하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 물질은 당 기술 분야에서 적용되는 물질을 사용할 수 있다. 예컨대, 예컨대, 폴리 3-헥실 티오펜(P3HT: poly 3-hexyl thiophene), PCDTBT(poly[N-9'-heptadecanyl-2,7-carbazole-alt-5,5-(4'-7'-di-2-thienyl-2',1',3'-benzothiadiazole)]), PCPDTBT(poly[2,6-(4,4-bis-(2-ethylhexyl)-4H-cyclopenta[2,1-b;3,4-b']dithiophene)-alt-4,7-(2,1,3-benzothiadiazole)]), PFO-DBT(poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-5,5-(4,7-bis(thiophene-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazole)]), PTB7(Poly[[4,8-bis[(2-ethylhexyl)oxy]benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl][3-fluoro-2-[(2-ethylhexyl)carbonyl]thieno[3,4-b]thiophenediyl]]), PSiF-DBT(Poly[2,7-(9,9-dioctyl-dibenzosilole)-alt-4,7-bis(thiophen-2-yl)benzo-2,1,3-thiadiazole]), PTB7-Th(Poly[4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)benzo[1,2-b;4,5-b']dithiophene-2,6-diyl-alt-(4-(2-ethylhexyl)-3-fluorothieno[3,4-b]thiophene-)-2-carboxylate-2-6-diyl)]), PBDB-T(poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)-benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5',7'-bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophene-4,8-dione))]) 및 PBDBT(poly(benzodithiophene-benzotriazole)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질은 1:10 내지 10:1의 질량비로 혼합될 수 있다. 구체적으로, 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질은 1:2 내지 5:1의 질량비로 혼합될 수 있으며, 더 구체적으로, 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질은 1:2 내지 2:1의 질량비로 혼합될 수 있다. 필요에 따라, 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질은 1:1의 질량비로 혼합될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 전자 주개 및 전자 받개는 벌크 헤테로 정션(BHJ)을 구성할 수 있다.
벌크 헤테로 정션이란 광활성층에서 전자 주개 물질과 전자 받개 물질이 서로 섞여 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 광활성층은 용액 공정을 통해 형성된다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서. 상기 광활성층은 전자 주개 및/또는 전자 받개와 같은 광활성 물질을 유기용매에 용해시킨 후 용액을 스핀 코팅, 딥코팅, 스크린 프린팅, 스프레이 코팅, 닥터 블레이드 및 브러쉬 페인팅 등의 방법으로 형성할 수 있으나, 이들 방법에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 유기 태양 전지는 제1 전극, 광활성층 및 제2 전극을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 기판, 정공수송층 및/또는 전자수송층이 더 포함될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 부가적인 유기물층을 더 포함할 수 있다. 상기 유기 태양 전지는 여러 기능을 동시에 갖는 유기물을 사용하여 유기물층의 수를 감소시킬 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 애노드이고, 상기 제2 전극은 캐소드이다. 또 하나의 실시상태에 있어서, 상기 제1 전극은 캐소드이고, 상기 제2 전극은 애노드이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 노멀(Normal)구조이다. 상기 노멀구조에서는 기판, 제1 전극, 정공수송층, 광활성층을 포함하는 유기물층, 전자수송층 및 제2 전극의 순서로 적층될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는 인버티드(Inverted) 구조이다. 상기 인버티드 구조에서는 기판, 제1 전극, 전자수송층, 광활성층을 포함하는 유기물층, 정공수송층 및 제2 전극의 순서로 적층될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 제2 전극 상에 패시베이션층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 패시베이션층은 유기 태양 전지의 노출면 상에 형성될 수 있으며, 유기 태양 전지의 보호뿐만 아니라, 기판 제거 시 발생하는 충격 및 스트레스 등을 흡수할 수 있다.
도 2는 기판(101), 제1 전극(10), 정공수송층(102), 광활성층(103) 및 제2 전극(20)을 포함하는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 태양 전지를 나타낸 도이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 태양 전지는, 광활성층으로 상기 화합물을 사용하는 것을 제외하고는 당 기술분야의 재료 및/또는 방법을 한정하지 않고 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기판은 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 유기 태양 전지에 통상적으로 사용되는 기판이면 제한되지 않는다. 구체적으로 유리 또는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PP(polypropylene), PI(polyimide), TAC(triacetyl cellulose) 등이 있으나. 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극의 재료는 투명하고 전도성이 우수한 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예컨대, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 금과 같은 금속 또는 이들의 합금; 아연 산화물, 인듐 산화물, 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO)과 같은 금속 산화물; ZnO:Al 또는 SnO2:Sb와 같은 금속과 산화물의 조합; 및 폴리(3-메틸티오펜), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜](PEDOT), 폴리피롤 및 폴리아닐린과 같은 전도성 고분자 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극의 형성 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예컨대 스퍼터링, E-빔, 열증착, 스핀코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 닥터 블레이드 또는 그라비아 프린팅법을 사용할 수 있다.
상기 제1 전극을 기판 상에 형성하는 경우, 이는 세정, 수분제거 및 친수성 개질 과정을 거칠 수 있다.
예컨대, 패터닝된 ITO 기판을 세정제, 아세톤, 이소프로필 알코올(IPA)로 순차적으로 세정한 다음, 수분 제거를 위해 가열판에서 100℃ 내지 150℃에서 1분 내지 30분간, 바람직하게는 120℃에서 10분간 건조하고, 기판이 완전히 세정되면 기판 표면을 친수성으로 개질한다.
상기와 같은 표면 개질을 통해 접합 표면 전위를 광활성층의 표면 전위에 적합한 수준으로 유지할 수 있다. 또한, 개질 시 제1 전극 위에 고분자 박막의 형성이 용이해지고, 박막의 품질이 향상될 수도 있다.
제1 전극의 전 처리 기술로는 a) 평행 평판형 방전을 이용한 표면 산화법, b) 진공상태에서 UV 자외선을 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법, 및 c) 플라즈마에 의해 생성된 산소 라디칼을 이용하여 산화하는 방법 등이 있다.
제1 전극 또는 기판의 상태에 따라 상기 방법 중 한가지를 선택할 수 있다. 다만, 어느 방법을 이용하든지 공통적으로 제1 전극 또는 기판 표면의 산소이탈을 방지하고 수분 및 유기물의 잔류를 최대한 억제하는 것이 바람직하다. 이 때, 전 처리의 실질적인 효과를 극대화할 수 있다.
구체적인 예로서, UV를 이용하여 생성된 오존을 통해 표면을 산화하는 방법을 사용할 수 있다. 이 때, 초음파 세정 후 패터닝된 ITO 기판을 가열판(hot plate)에서 베이킹(baking)하여 잘 건조시킨 다음, 챔버에 투입하고, UV 램프를 작용시켜 산소 가스가 UV 광과 반응하여 발생하는 오존에 의하여 패터닝된 ITO 기판을 세정할 수 있다.
그러나, 본 명세서에 있어서의 패터닝된 ITO 기판의 표면 개질 방법은 특별히 한정시킬 필요는 없으며, 기판을 산화시키는 방법이라면 어떠한 방법도 무방하다.
상기 제2 전극은 일함수가 작은 금속이 될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 알루미늄, 은, 주석 및 납과 같은 금속 또는 이들의 합금; 또는 LiF/Al, LiO2/Al, LiF/Fe, Al:Li, Al:BaF2, Al:BaF2:Ba와 같은 다층 구조의 물질이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전극은 5x10- 7torr 이하의 진공도를 보이는 열증착기 내부에서 증착되어 형성될 수 있으나, 이 방법에만 한정되는 것은 아니다.
상기 패시베이션층은 실리콘 산화막(SiOx)과 실리콘 질화막(SiNx) 등과 같은 무기계 물질, 또는 벤조사이클로부텐(BCB)과 포토아크릴(photo acryl) 등과 같은 유기계 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 패시베이션층은 유기 태양 전지의 노출면 상에 플라즈마 강화 화학 기상증착법(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition: PECVD)을 이용하여 형성할 수 있다.
상기 정공수송층 및/또는 전자수송층 물질은 광활성층에서 분리된 전자와 정공을 전극으로 효율적으로 전달시키는 역할을 담당하며, 물질을 특별히 제한하지는 않는다.
상기 정공수송층에 적용되는 물질은 PEDOT:PSS(Poly(3,4-ethylenediocythiophene) doped with poly(styrenesulfonic acid)), 몰리브데늄 산화물(MoOx); 바나듐 산화물(V2O5); 니켈 산화물(NiO); 및 텅스텐 산화물(WOx) 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 전자수송층에 적용되는 물질은 BCP(bathocuproine) 또는 전자추출금속 산화물(electron-extracting metal oxides)이 될 수 있으며, 구체적으로 BCP(bathocuproine), 8-히드록시퀴놀린의 금속착물; Alq3를 포함한 착물; Liq를 포함한 금속착물; LiF; Ca; 티타늄 산화물(TiOx); 아연 산화물(ZnO); 및 세슘 카보네이트(Cs2CO3) 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
이하에서는, 유기 트랜지스터에 대하여 예시한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 트랜지스터일 수 있다. 구체적으로, 상기 유기 전자 소자는, 게이트 전극; 소스 전극; 드레인 전극; 및 유기활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며, 상기 유기활성층이 상기 화합물을 포함하는 유기 트랜지스터다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 트랜지스터는 상부 게이트(top gate) 구조일 수 있다. 구체적으로, 기판(40) 상에 소스 전극(70) 및 드레인 전극(80)이 먼저 형성되고 그 후에 유기물층(90), 절연층(60) 및 게이트 전극(50)이 순차적으로 형성될 수 있다. 도 2에는 이에 따른 유기 트랜지스터 구조를 나타내었다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 트랜지스터는 하부 게이트(bottom gate) 구조 중 하부 접촉(bottom contact) 구조일 수 있다. 구체적으로, 기판(40) 상에 게이트 전극(50) 및 절연층(60)이 순차적으로 형성되고 그 후에 절연층(60) 상에 소스 전극(70) 및 드레인 전극(80)이 형성되며 마지막으로 소스 전극(70) 및 드레인 전극(80) 상에 유기물층(90)이 형성될 수 있다. 도 4 및 도 5에는 이에 따른 유기 트랜지스터 구조를 나타내었다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 유기 트랜지스터는 하부 게이트(bottom gate) 구조 중 상부 접촉(top contact) 구조일 수 있다. 구체적으로, 기판(40) 상에 게이트 전극(50) 및 절연층(60)이 순차적으로 형성되고 그 후에 절연층(60) 상에 유기물층(90)이 형성되며, 마지막으로 유기물층(90) 상에 소스 전극(70) 및 드레인 전극(80)이 형성될 수 있다. 도 6에는 이에 따른 유기 트랜지스터 구조를 나타내었다.
본 명세서에 있어서, 상기 게이트 전극은 패턴형태일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 게이트 전극은 금(Au), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 알루미늄 합금(Al-alloy), 몰리브덴(Mo), 몰리브덴 합금(Mo-alloy) 중에서 선택되는 어느 하나로 형성할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 게이트 전극은 포토리소그래피법, 오프셋 인쇄법, 실크스크린 인쇄법, 잉크젯 인쇄법, 열증착법 및 쉐도우 마스크(Shadow Mask)를 이용한 방법 중에서 선택되는 방법을 이용하여 형성될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 게이트 전극의 두께는 10nm 내지 300nm일 수 있으며, 바람직하게는 10nm 내지 50nm이다.
본 명세서에 있어서, 상기 절연층은 유기절연막 또는 무기절연막의 단일막 또는 다층막으로 구성되거나 유-무기 하이브리드막으로 구성된다. 상기 무기절연막으로는 실리콘 산화막, 실리콘 질화막, Al2O3, Ta2O5, BST, PZT 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수개를 사용할 수 있다. 상기 유기절연막으로는 CYTOPTM, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethylmethacrylate), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 페놀계 고분자, 아크릴계 고분자, 폴리이미드와 같은 이미드계 고분자, 아릴에테르계 고분자, 아마이드계 고분자, 불소계 고분자, p-자이리렌계 고분자, 비닐알콜계 고분자, 파릴렌(parylene) 중에서 선택되는 어느 하나 또는 다수 개를 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 절연층은 용액공정을 통해서 형성할 수 있으며, 스핀코팅, 바코팅, 슬릿다이 코팅, 닥터 블레이드 등을 통해서 대면적으로 도포될 수 있다. 바람직하게는 스핀코팅을 통하여 절연층을 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 절연층 형성시 100℃ 내지 150℃ 에서 30분 이상 열처리를 하여서 사용한 용매가 완전히 증발되도록 할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 소스 전극 및 드레인 전극은 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 탄소, 알루미늄, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 은, 금, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 주석, 납, 네오디뮴(neodymium), 백금, 니켈, 금속 유사물(similar metals) 및 이들의 합금; p- 또는 n- 도프된(doped) 실리콘; 산화아연, 산화인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물, 주석 유사 산화물(similar tin oxide) 및 주석 산화물 인듐계 복합 화합물(tin oxide indium-based complex compounds); ZnO:Al, SnO2:Sb와 같은 산화물과 금속의 혼합물; 및 폴리(3-메틸티오펜)(poly(3-methylthiophene)), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜] (poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy) thiophene]), 폴리피롤(polypyrrole) 및 폴리아닐린(polyaniline)과 같은 도전성 고분자 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 유기활성층은 용액공정을 통하여 형성될 수 있다. 이때 유기활성층은 통상적으로 스핀코팅, 바코팅, 슬릿다이 코팅, 닥터 블레이드, 잉크젯 코팅 등을 통해서 대면적으로 도포할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 상기 기판 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 경우, 소스 전극 및 드레인 전극은 열증착 방법을 이용해서 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 공지된 다른 방법에 의하여 형성 할 수 있다. 이때 소스 전극과 드레인 전극간의 간격은 통상적으로 2㎛ 내지 수백㎛의 채널 길이를 지니고 있고 채널 넓이는 채널 길이의 10배 내지 1000배 정도로 구성될 수 있다. 소스 전극과 드레인 전극은 통상적으로 금 및 니켈로 제작되어 있으나 은, 구리, 몰리브덴 등 다른 전극을 사용하기도 한다.
본 명세서에 있어서, 상기 유기활성층 상에 소스 전극 및 드레인 전극을 형성할 경우, 소스 전극 및 드레인 전극은 광식각 공정이나 쉐도우 마스크 공정을 이용해서 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니며, 당업계에서 공지된 다른 방법에 의하여 형성 할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는, 상기 유기 전자 소자를 포함하는 유기 이미지 센서를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 유기 이미지 센서는 전자 장치에 적용될 수 있으며, 예컨대 모바일 폰, 디지털 카메라 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
제조예 1. 화합물 1의 제조
(1) 화합물 A의 제조
Figure pat00022
콘덴서가 장착된 둥근 플라스크에 2,5-비스(트리메틸스테닐)티에노[3,2-b]티오펜(2,5-bis(trimethylstannyl)thieno[3,2-b]thiophene) 5g, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐(0)(tris(dibenzylideneacetone)dipalladium(0), Pd2(dba3)) 0.43g 및 트리(o-톨릴)포스핀(tri(o-tolyl)phosphine) 0.57g을 함께 톨루엔 150mL에 녹인 후 환류시켰다. 온도가 100℃가 되었을 때 에틸 2-브로모티오펜-3-카복실레이트(ethyl 2-bromothiophene-3-carboxylate) 5.15g(2.5eq)을 톨루엔 5mL에 녹여 천천히 주입한 후 12시간 동안 환류시켰다. 반응이 종료된 후, 컬럼크로마토크래피를 통해 화합물 A(diethyl 2,2'-(4,8-bis((triisopropylsilyl)ethynyl)benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-2,6-diyl)bis(thiophene-3-carboxylate))를 수득하였다.
(2) 화합물 B의 제조
Figure pat00023
둥근 플라스크에서 1-브로모-4-헥실벤젠(1-bromo-4-hexylbenzene) 8.16g (5.3eq)을 THF 200mL에 녹인 후 -78℃에서 n-부틸리튬(n-BuLi) 13.5mL를 천천히 주입한 후 1시간 동안 같은 온도에서 교반시켰다. (1)에서 제조한 화합물 A 5g를 THF 50mL에 녹인 후 교반 중인 둥근 플라스크에 천천히 주입한 후 상온에서 12시간 동안 교반시켰다. 클로로포름을 통해 유기층을 추출한 후 용매를 제거하고, 옥탄 100mL, 아세트산(acetic acid) 10mL 및 황산 1mL에 녹인 후 65℃에서 4시간 동안 환류시켰다. 증류수를 통해 반응을 종료하고 컬럼크로마토크래피를 통해 화합물 B를 수득하였다.
(3) 화합물 C의 제조
Figure pat00024
둥근플라스크에서 상기 (2)에서 제조한 화합물 B 1g을 THF 100mL에 녹인 다음 -78℃에서 n-BuLi 0.76mL을 천천히 주입하였다. 1시간 동안 같은 온도에서 교반한 후 DMF 0.5mL을 천천히 주입하고 12시간 동안 교반하였다. 증류수를 통해 반응을 종료한 후 유기층을 추출한 뒤 컬럼크로마토크래피를 통해 화합물 C를 수득하였다.
(4) 화합물 D의 제조
Figure pat00025
콘덴서가 장착된 둥근 플라스크에서 상기 (3)에서 제조한 화합물 C 1g 및 2-(6-브로모-3-옥소-2,3-디하이드로-1H-인덴-1-일리덴)말로노나이트릴(2-(6-bromo-3-oxo-2,3-dihydro-1H-inden-1-ylidene)malononitrile) 0.7g을 클로로포름 10mL에 녹이고 피리딘 1mL를 주입한 후 60℃에서 12시간 동안 환류시켰다. 메탄올을 통해 여과 후 컬럼크로마토크래피를 통해 화합물 D를 수득하였다.
단, 여기서 사용된 2-(6-bromo-3-oxo-2,3-dihydro-1H-inden-1-ylidene)malononitrile은 브롬의 위치가 5번과 6번이 각각 3:7의 질량비로 혼합된 화합물이다.
(5) 화합물 1의 제조
Figure pat00026
컨덴서가 장착된 둥근 플라스크에 상기 4)에서 제조한 화합물 D 300mg, 2,5-비스(트리메틸스테닐)티오펜(2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene) 80mg(1.0eq) 및 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(Pd(PPh3)4) 0.01g(0.03eq)을 주입한 후 톨루엔 10mL를 주입하였다. 이 후 100℃에서 17시간 동안 환류시키고, 메탄올을 통해 반응을 종료한 후, 메탄올, 핵산 및 아세톤을 통해 합성된 화합물 1을 정제하여, 화합물 1을 얻었다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 화합물 1이 제조되었음을 확인하였다. <Mn: 19,000g/mol, PDI: 1.25>
제조된 화합물 1의 필름상태의 UV-Vis 스펙트럼을 도 7에 나타내었다.
상기 필름상태는 화합물 1을 클로로포름 용액에 용해시킨 용액을 스핀 코팅한 후 건조하여 필름상태로 만든 것을 의미한다.
제조예 2. 화합물 2의 제조
Figure pat00027
상기 화합물 1의 제조에서 2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene 대신 (3,4-디플루오로티오펜-2,5-디일)비스(트리메틸스타난((3,4-difluorothiophene-2,5-diyl)bis(trimethylstannane))를 사용한 것을 제외하고는 상기 화합물 1의 제조 방법과 동일한 과정을 진행하여 화합물 2를 제조하였다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 화합물 2가 제조되었음을 확인하였다. <Mn: 17,000g/mol, PDI: 1.30>
제조예 3. 화합물 3의 제조
Figure pat00028
상기 화합물 1의 제조에서 2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene 대신 5,5'-비스(트리메틸스타닐)-2,2'-비티오펜(5,5'-bis(trimethylstannyl)-2,2'-bithiophene)를 사용한 것을 제외하고는 상기 화합물 1의 제조 방법과 동일한 과정을 진행하여 화합물 3을 제조하였다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 화합물 3이 제조되었음을 확인하였다. <Mn: 18,500g/mol, PDI: 1.40>
제조예 4. 화합물 4의 제조
Figure pat00029
상기 화합물 1의 제조에서 2,5-bis(trimethylstannyl)thiophene 대신 (3,3'-디플로오로-[2,2'-비티오펜]-5,5'-디일)비스(트리메틸스타난)((3,3'-difluoro-[2,2'-bithiophene]-5,5'-diyl)bis(trimethylstannane))를 사용한 것을 제외하고는 상기 화합물 1의 제조 방법과 동일한 과정을 진행하여 화합물 4를 제조하였다. 이때, 수 평균 분자량(Mn)을 측정하여, 화합물 4가 제조되었음을 확인하였다. <Mn: 17,000g/mol, PDI: 1.60>
제조예 5. 화합물 E(비교 화합물 1)의 제조
Figure pat00030
콘덴서가 장착된 둥근 플라스크에서 상기 제조예 1의 (3)에서 제조한 화합물 C 1g 및 2-(3-옥소-2,3-디하이드로-1H-인덴-1-일리덴)말로노니트릴(2-(3-oxo-2,3-dihydro-1H-inden-1-ylidene)malononitrile) 0.7g을 클로로포름 10mL에 녹이고 피리딘 1mL를 주입한 후 60℃에서 12시간 동안 환류시켰다. 메탄올을 통해 여과 후 컬럼크로마토크래피를 통해 화합물 E를 수득하였다.
제조된 화합물 E의 필름상태의 UV-Vis 스펙트럼을 도 8에 나타내었다.
상기 필름상태는 화합물 E를 클로로포름 용액에 용해시킨 용액을 스핀 코팅한 후 건조하여 필름상태로 만든 것을 의미한다.
<실시예: 유기 태양 전지의 제조>
실시예 1.
(1) 복합 용액의 제조
하기 화합물 폴리[(2,6-(4,8-비스(5-(2-에틸헥실)티오펜-2-일)-벤조[1,2-b:4,5-b']디티오펜))-알트-(5,5-(1',3'-디-2-티에닐-5',7'-비스(2-에틸헥실)벤조[1',2'-c:4',5'-c']디티오펜-4,8-다이온))](poly[(2,6-(4,8-bis(5-(2-ethylhexyl)thiophen-2-yl)- benzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene))-alt-(5,5-(1',3'-di-2-thienyl-5',7'- bis(2-ethylhexyl)benzo[1',2'-c:4',5'-c']dithiophene-4,8-dione))], PBDB-T)(Mn: 25,000g/mol, Solarmer 社)를 전자 주개 물질로, 상기 제조예에서 합성된 화합물 1을 전자 받개 물질로 하여 1:1의 질량비로 클로로벤젠(Chlorobenzene, CB)에 녹여 2wt% 농도의 복합 용액(composite solution)을 제조하였다.
Figure pat00031
(2) 유기 태양 전지의 제조
ITO가 1.5×1.5cm2의 바타입(bar type)으로 코팅된 유리 기판(11.5Ω/□)을 증류수, 아세톤 및 2-프로판올을 이용하여 초음파 세척하고, ITO 표면을 10분 동안 오존 처리하여 제1 전극을 형성하였다.
상기 제1 전극 상에 ZnO 나노입자 용액(N-10, Nanograde Ltd, 2.5wt% in 1-butanol, 0.45㎛ PTFE에 필터링)을 4,000rpm으로 40초 동안 스핀-코팅(spin-coating)한 후, 80℃에서 10분간 열처리하여 남아있는 용매를 제거함으로써 전자수송층을 형성하였다.
이후, 상기 (1)에서 제조한 복합 용액을 상기 전자수송층 상에 70℃에서 700rpm으로 25초간 스핀-코팅하여 광활성층을 형성하고, 상기 광활성층 상에 MoO3를 0.2Å/s의 속도 및 10- 7torr 진공 하에서 10nm의 두께로 열 증착하여 정공수송층을 형성하였다.
이후 열 증착기 내부에서 Ag를 1Å/s의 속도에서 100nm 두께로 증착하여 제2 전극을 형성함으로써, 인버티드(inverted) 구조의 유기 태양 전지를 제조하였다.
실시예 2.
상기 실시예 1에서 광활성층 형성시 (1)에서 제조한 복합 용액을 900rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
실시예 3.
상기 실시예 1에서 광활성층 형성시 (1)에서 제조한 복합 용액을 1,100rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
실시예 4.
상기 실시예 1에서 광활성층 형성시 (1)에서 제조한 복합 용액을 1,300rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
비교예 1.
상기 실시예 1에서 복합 용액 제조시, 화합물 1 대신 하기 비교 화합물 1을 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
[비교 화합물 1]
Figure pat00032
비교예 2.
상기 비교예 1에서 광활성층 형성시 복합 용액을 900rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
비교예 3.
상기 비교예 1에서 광활성층 형성시 복합 용액을 1,100rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
비교예 4.
상기 비교예 1에서 광활성층 형성시 복합 용액을 1,300rpm으로 스핀-코팅한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일한 과정으로 유기 태양 전지를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 유기 태양 전지의 광전변환특성을 100mW/cm2 (AM 1.5) 조건에서 측정하고, 하기 표 1에 그 결과를 나타내었다.
Spin-speed (rpm) Voc
(V)		 Jsc
(mA/cm2)		 FF η
(%)		 평균 η
(%)
PBDB-T
+ 화합물 1		 실시예
1		 700 0.919 17.032 0.580 9.07 8.85
0.916 16.628 0.566 8.63
실시예
2		 900 0.925 17.168 0.629 9.98 10.07
0.924 17.202 0.639 10.16
실시예
3		 1,100 0.926 16.502 0.650 9.94 9.90
0.924 16.372 0.652 9.86
실시예
4		 1,300 0.910 16.053 0.644 9.40 9.09
0.901 15.766 0.618 8.78
PBDB-T
+ 비교화합물 1		 비교예
1		 700 0.739 17.869 0.523 6.91 6.91
0.736 17.932 0.522 6.90
비교예
2		 900 0.733 18.340 0.568 7.63 7.63
0.729 18.552 0.564 7.62
비교예
3		 1,100 0.750 17.323 0.605 7.86 7.87
0.746 17.627 0.598 7.87
비교예
4		 1,300 0.744 16.563 0.616 7.59 7.72
0.748 16.596 0.632 7.84
상기 표 1에서, 상기 Spin-speed는 전자수송층 상에 복합 용액을 스핀-코팅하여 광활성층을 형성할 때 장비의 회전 속도를, VOC는 개방전압을, JSC는 단락전류를, FF는 충전율(Fill factor)을, η는 에너지 변환 효율을 의미한다. 개방전압과 단락전류는 각각 전압-전류 밀도 곡선의 4사분면에서 X축과 Y축 절편이며, 이 두 값이 높을수록 태양 전지의 효율은 바람직하게 높아진다. 또한 충전율(Fill factor)은 곡선 내부에 그릴 수 있는 직사각형의 넓이를 단락전류와 개방전압의 곱으로 나눈 값이다. 에너지 변환 효율(η)은 상기 개방전압(Voc), 단락전류(Jsc) 및 충전율(FF)의 곱을 입사된 빛의 세기(Pin)로 나누면 구할 수 있으며, 이 값이 높을수록 바람직하다.
Figure pat00033
상기 표 1의 결과를 살펴보면, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1을 전자 받개로 사용한 실시예 1 내지 4의 유기 태양 전지는 비교 화합물을 사용한 비교예 1 내지 4의 유기 태양 전지에 비해 개방 전압이 높고, 충전율 등의 소자 효율이 우수하며, 에너지 변환 효율이 우수한 것을 알 수 있다. 구체적으로, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물을 사용한 유기 태양 전지의 경우, 에너지 변환 효율이 8% 이상, 바람직하게는 9% 이상으로 측정되었다.
또한, 도 7 및 8로부터, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 화합물 1이 비교 화합물 1에 비해 적색편이(red-shift)된 경향을 나타냄을 확인할 수 있다. 이러한 경향은 화합물 1의 경우 고분자화 되어 컨주게이션 길이(conjugation length)가 증가 함에 따라 나타난 결과로 나타나는 것으로 볼 수 있으며, 결과적으로 높은 FF에 기여하여 우수한 에너지 변환 효율로 이어질 수 있다.
10: 제1 전극
20: 제2 전극
30: 유기활성층
40: 기판
50: 게이트 전극
60: 절연층
70: 소스 전극
80: 드레인 전극
90: 유기활성층
100: 유기 전자 소자
101: 기판
102: 정공수송층
103: 광활성층

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00034

    상기 화학식 1에 있어서,
    n은 1 내지 10,000의 정수이고,
    [D1]은 전자 주개로 작용하는 기이며,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    Q1은 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 방향족 고리; 치환 또는 비치환된 단환 또는 다환의 헤테로 고리; 또는 하기 화학식 2로 표시되고,
    [화학식 2]
    Figure pat00035

    상기 화학식 2에 있어서,
    R10 및 R11은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    Figure pat00036
    은 화학식 1에 결합되는 부위이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 [D1]은 하기 구조 중 어느 하나인 것인 화합물:
    Figure pat00037

    상기 구조에 있어서,
    R20 내지 R29는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 화학식 1-1 내지 1-6 중 어느 하나로 표시되는 것인 화합물:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00038

    [화학식 1-2]
    Figure pat00039

    [화학식 1-3]
    Figure pat00040

    [화학식 1-4]
    Figure pat00041

    [화학식 1-5]
    Figure pat00042

    [화학식 1-6]
    Figure pat00043

    상기 화학식 1-1 내지 1-6에 있어서,
    n은 1 내지 10,000의 정수이고,
    [D1]은 전자 주개로 작용하는 기이며,
    R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이고,
    R10 내지 R13은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1은 하기 구조 중 어느 하나를 포함하는 것인 화합물:
    Figure pat00044

    Figure pat00045
  5. 제1 전극;
    상기 제1 전극과 대향하여 구비되는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 구비되고, 유기활성층을 포함하는 1층 이상의 유기물층을 포함하며,
    상기 유기활성층은 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기 전자 소자는 유기 광 다이오드, 유기 트랜지스터, 유기 태양 전지, 및 유기 발광 소자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기 전자 소자.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 유기활성층은 광활성층을 포함하고,
    상기 광활성층은 전자 주개 물질 및 전자 받개 물질을 포함하며,
    상기 전자 받개 물질은 상기 화합물을 포함하는 것인 유기 전자 소자.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107298758A (zh) * 2017-07-03 2017-10-27 中国科学院化学研究所 一种窄带隙n‑型聚合物受体及其制备方法与应用
WO2018065356A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
CN108034042A (zh) * 2017-12-11 2018-05-15 华南协同创新研究院 一种主链给体-侧链受体型共轭聚合物及其制备和应用
CN108084405A (zh) * 2017-12-11 2018-05-29 华南协同创新研究院 基于主链结构为萘二酰亚胺和引达省氰基茚酮的嵌段共聚物及其在有机光伏器件中的应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018065356A1 (en) * 2016-10-05 2018-04-12 Merck Patent Gmbh Organic semiconducting compounds
CN107298758A (zh) * 2017-07-03 2017-10-27 中国科学院化学研究所 一种窄带隙n‑型聚合物受体及其制备方法与应用
CN108034042A (zh) * 2017-12-11 2018-05-15 华南协同创新研究院 一种主链给体-侧链受体型共轭聚合物及其制备和应用
CN108084405A (zh) * 2017-12-11 2018-05-29 华南协同创新研究院 基于主链结构为萘二酰亚胺和引达省氰基茚酮的嵌段共聚物及其在有机光伏器件中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Polymer photovoltiac cells: Enhanced Efficiencies via Network of Internal Donor-Acceptor Heterojunctions(G. Yu, J. Gao, J. C. Hummelen, F. Wudl, A. J. Heeger, Science, 270, 1789. (1995))

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