KR20230079300A - Organic compound and sensor and sensor embedded display panel and electronic device - Google Patents
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Abstract
Description
유기 화합물, 센서, 센서 내장형 표시 패널 및 전자 장치에 관한 것이다.It relates to organic compounds, sensors, sensor-embedded display panels, and electronic devices.
근래 금융, 헬스 케어, 모바일 등을 중심으로 인간의 특정 생체 정보나 행동 특징 정보를 자동화된 장치로 추출하여 본인을 인증하는 생체 인식 기술을 구현한 표시 장치에 대한 요구가 증대하고 있다. 이에 따라 표시 장치는 생체 인식을 위한 센서를 구비할 수 있다. Recently, there is an increasing demand for a display device implementing a biometric recognition technology for authenticating a person by extracting specific biometric information or behavioral characteristic information of a person centering on finance, health care, and mobile. Accordingly, the display device may include a sensor for biometric recognition.
한편, 이러한 생체 인식을 위한 센서는 정전식, 초음파식 또는 광학식으로 나눌 수 있다. 그 중 광학식 센서는 빛을 흡수하여 전기적 신호로 변환하는 센서이며, 유기 물질은 흡광 계수가 클 뿐만 아니라 분자 구조에 따라 특정 파장 영역의 빛을 선택적으로 흡수할 수 있어서 광학식 센서에 유용하게 적용될 수 있다.Meanwhile, sensors for biometric recognition may be divided into electrostatic, ultrasonic, or optical sensors. Among them, an optical sensor is a sensor that absorbs light and converts it into an electrical signal, and organic materials not only have a high extinction coefficient but also can selectively absorb light in a specific wavelength range according to their molecular structure, so they can be usefully applied to optical sensors. .
표시 장치에 구비된 센서는 표시 패널의 하부에 배치되거나 별도의 모듈로 제작되어 표시 패널의 외부에 탑재될 수 있다. 그러나 센서가 표시 패널의 하부에 배치되는 경우 표시 패널, 다양한 필름 및/또는 부품 등을 통과하여 객체를 인식하여야 하므로 성능이 저하될 수 있고, 센서가 별도의 모듈로 제작되어 탑재되는 경우 디자인 및 사용성 측면에서 한계가 있다. 이에 따라 센서가 표시 패널에 내장된 형태의 내장형 센서가 제안될 수 있으나, 표시 패널과 센서는 각각에서 요구되는 성능 및 물성이 상이하므로 일체화된 형태로 구현하는데 어려움이 있다. A sensor included in the display device may be disposed under the display panel or manufactured as a separate module and mounted outside the display panel. However, when the sensor is placed under the display panel, performance may be degraded because an object must be recognized by passing through the display panel, various films and/or parts, etc., and when the sensor is manufactured and mounted as a separate module, design and usability are improved. There are limitations in terms of Accordingly, a built-in sensor in which the sensor is embedded in the display panel may be proposed, but since the display panel and the sensor have different required performance and physical properties, it is difficult to implement them in an integrated form.
일 구현예는 센서에 효과적으로 적용될 수 있는 유기 화합물을 제공한다.One embodiment provides an organic compound that can be effectively applied to a sensor.
다른 구현예는 상기 유기 화합물을 포함하는 센서를 제공한다.Another embodiment provides a sensor including the organic compound.
또 다른 구현예는 상기 유기 화합물 또는 상기 센서를 포함한 센서 내장형 표시 패널을 제공한다.Another embodiment provides a sensor-embedded display panel including the organic compound or the sensor.
또 다른 구현예는 상기 유기 화합물, 상기 센서 또는 상기 센서 내장형 표시 패널을 포함한 전자 장치를 제공한다.Another embodiment provides an electronic device including the organic compound, the sensor, or the sensor-embedded display panel.
일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 제공한다.According to one embodiment, an organic compound represented by Chemical Formula 1 is provided.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
D는 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 기이고, D is a substituted or unsubstituted divalent condensed polycyclic aromatic group,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 C=X1, 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기; 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기; 또는 이들의 조합이고, 여기서 X1은 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고,A 1 and A 2 are each independently C=X 1 , a ring group including a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof; A substituted or unsubstituted dicyanovinyl group; or a combination thereof, wherein X 1 is O, S, Se, Te or CR a R b , R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, A dicyanovinyl group or a combination thereof,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
단, D가 파이레닐렌이고 A1 및 A2가 각각 독립적으로 C=X1 를 포함한 인데닐기인 구조는 배제한다.However, a structure in which D is pyrenylene and A 1 and A 2 are each independently an indenyl group including C=X 1 is excluded.
D는 하기 그룹 1에 나열된 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 기 중 하나일 수 있다.D may be one of the substituted or unsubstituted divalent condensed polycyclic aromatic groups listed in Group 1 below.
[그룹 1][Group 1]
, , , , , ,
, , , , , ,
, , , , , ,
, ,
상기 그룹 1에서,In the group 1 above,
각 축합 다환 방향족 기를 이루는 탄소들 중 둘은 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.Two of the carbons constituting each condensed polycyclic aromatic group are connecting points with Formula 1 above.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표현되는 고리기이거나 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기일 수 있다.A 1 and A 2 may each independently be a cyclic group represented by Formula 1A, 1B or 1C, or a substituted or unsubstituted dicyanovinyl group.
[화학식 1A] [화학식 1B] [화학식 1C][Formula 1A] [Formula 1B] [Formula 1C]
상기 화학식 1A 내지 1C에서,In Formulas 1A to 1C,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 융합 고리이고,Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or these is a fused ring of
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Z 1 and Z 2 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, A dicyanovinyl group or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 존재하거나 Rc 내지 Rh 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R c to R h are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, and R c to R h are each independently present or two adjacent ones of R c to R h combine with each other to form a ring;
Rc 내지 Rh 중 적어도 하나는 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고,At least one of R c to R h is a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이다. * is a connection point with Formula 1 above.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10 중 어느 하나로 표현될 수 있다.A 1 and A 2 may each independently be represented by any one of Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10.
[화학식 1A-1] [화학식 1A-2] [Formula 1A-1] [Formula 1A-2]
[화학식 1A-3] [화학식 1A-4][Formula 1A-3] [Formula 1A-4]
[화학식 1B-1] [화학식 1B-2][Formula 1B-1] [Formula 1B-2]
[화학식 1B-3] [화학식 1B-4] [화학식 1B-5][Formula 1B-3] [Formula 1B-4] [Formula 1B-5]
[화학식 1B-6] [화학식 1B-7] [화학식 1B-8] [Formula 1B-6] [Formula 1B-7] [Formula 1B-8]
[화학식 1B-9] [화학식 1B-10] [Formula 1B-9] [Formula 1B-10]
상기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10에서,In Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10,
Z1, Z2 및 Z4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Z 1 , Z 2 and Z 4 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, A cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
Z3는 N 또는 CRi이고, Z 3 is N or CR i ;
G1 내지 G3는 각각 독립적으로 O, S, Se 또는 Te이고, G 1 to G 3 are each independently O, S, Se or Te;
R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고, R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R56, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof, and R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 56 , R 56' and R i combine with each other to form a ring,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 2;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이고,* is a connection point with Formula 1,
단 상기 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 화학식 1A-2 또는 1B-1이 아니다. However, when D in Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are not Formula 1A-2 or 1B-1, respectively.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a 중 어느 하나로 표현될 수 있다.A 1 and A 2 may each independently be represented by any one of Chemical Formulas 1A-1a to 1B-10a.
[화학식 1A-1a] [화학식 1A-2a] [Formula 1A-1a] [Formula 1A-2a]
[화학식 1A-3a] [화학식 1A-3b] [화학식 1A-4a][Formula 1A-3a] [Formula 1A-3b] [Formula 1A-4a]
[화학식 1B-1a] [화학식 1B-1b] [Formula 1B-1a] [Formula 1B-1b]
[화학식 1B-1c] [화학식 1B-1d] [Formula 1B-1c] [Formula 1B-1d]
[화학식 1B-1e] [화학식 1B-1f][Formula 1B-1e] [Formula 1B-1f]
[화학식 1B-2a] [화학식 1B-2b][Formula 1B-2a] [Formula 1B-2b]
[화학식 1B-2c] [화학식 1B-2d] [화학식 1B-2e][Formula 1B-2c] [Formula 1B-2d] [Formula 1B-2e]
[화학식 1B-2f] [화학식 1B-2g] [화학식 1B-2h][Formula 1B-2f] [Formula 1B-2g] [Formula 1B-2h]
[화학식 1B-3a] [화학식 1B-3b] [화학식 1B-3c] [Formula 1B-3a] [Formula 1B-3b] [Formula 1B-3c]
[화학식 1B-3d] [화학식 1B-3e] [화학식 1B-3f][Formula 1B-3d] [Formula 1B-3e] [Formula 1B-3f]
[화학식 1B-3g] [화학식 1B-3h] [화학식1B-4a][Formula 1B-3g] [Formula 1B-3h] [Formula 1B-4a]
[화학식 1B-5a] [화학식 1B-6a] [화학식 1B-6b][Formula 1B-5a] [Formula 1B-6a] [Formula 1B-6b]
[화학식 1B-6c] [화학식 1B-7a] [화학식 1B-7b] [Formula 1B-6c] [Formula 1B-7a] [Formula 1B-7b]
[화학식 1B-8a] [화학식 1B-9a] [화학식 1B-10a][Formula 1B-8a] [Formula 1B-9a] [Formula 1B-10a]
상기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a에서,In Formulas 1A-1a to 1B-10a,
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R60, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 60 , R 56' and R i bond to each other to form a ring;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이고,* is a connection point with Formula 1,
단 상기 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 화학식 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B-1e 또는 1B-1f가 아니다. However, when D in Chemical Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are represented by Chemical Formulas 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B-1e or 1B-1f, respectively. It's not.
10Pa 이하에서 열중량분석(thermogravimetric analysis)시 상기 유기 화합물의 초기 중량 대비 10%의 중량 감소가 일어나는 온도는 약 400℃ 이하일 수 있다.When thermogravimetric analysis is performed at 10 Pa or less, a temperature at which a weight reduction of 10% compared to the initial weight of the organic compound occurs may be about 400°C or less.
상기 유기 화합물의 LUMO 에너지 준위는 약 2.5 내지 4.0eV일 수 있다.The organic compound may have a LUMO energy level of about 2.5 to 4.0 eV.
다른 구현예에 따르면, 상기 유기 화합물을 포함하는 필름을 제공한다.According to another embodiment, a film containing the organic compound is provided.
또 다른 구현예에 따르면, 제1 전극, 제2 전극, 그리고 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 상기 유기 화합물을 포함하는 광전변환층을 포함하는 센서를 제공한다.According to another embodiment, a sensor including a first electrode, a second electrode, and a photoelectric conversion layer disposed between the first electrode and the second electrode and including the organic compound is provided.
상기 유기 화합물은 n형 반도체일 수 있고, 상기 광전변환층은 상기 유기 화합물과 pn 접합을 형성하는 p형 반도체를 더 포함할 수 있으며, 상기 p형 반도체는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.The organic compound may be an n-type semiconductor, and the photoelectric conversion layer may further include a p-type semiconductor forming a pn junction with the organic compound. The p-type semiconductor may be represented by
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서,In
X2는 O, S, Se 또는 Te이고, X 2 is O, S, Se or Te;
Ar2은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴(렌)기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴(렌)기이고, Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl (ene) group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl (ene) group,
R1a 내지 R3a는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,R 1a to R 3a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
Ar1a, Ar2a, R1a 및 R2a는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 둘이 서로 결합하여 고리를 형성한다.Ar 1a , Ar 2a , R 1a and R 2a may each independently exist or two adjacent ones may bond to each other to form a ring.
상기 p형 반도체는 하기 화학식 2A 또는 2B로 표현될 수 있다.The p-type semiconductor may be represented by Chemical Formula 2A or 2B.
[화학식 2A] [화학식 2B][Formula 2A] [Formula 2B]
상기 화학식 2A 및 2B에서,In Formulas 2A and 2B,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고, X 2 is O, S, Se or Te;
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기이고, Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroarylene group,
L 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, Se, Te, SO, SO2, CRkRl, SiRmRn, GeRoRp, NRq, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,L and Z are each independently a single bond, O, S, Se, Te, SO, SO 2 , CR k R l , SiR m R n , GeR o R p , NR q , substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl A rene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof;
R1a, R2a, R3a 및 Rk 내지 Rq는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이다.R 1a , R 2a , R 3a and R k to R q are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group. A thio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof.
또 다른 구현예에 따르면, 기판, 상기 기판 위에 위치하고 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고 상기 기판 위에 위치하고 광전변환층을 포함하는 흡광 센서를 포함하고, 상기 발광 소자와 상기 흡광 센서는 상기 기판의 면방향을 따라 나란히 배치되어 있으며, 상기 광전변환층은 상기 유기 화합물을 포함하는 센서 내장형 표시 패널을 제공한다.According to another embodiment, a substrate, a light emitting element located on the substrate and including a light emitting layer, and a light absorption sensor located on the substrate and including a photoelectric conversion layer, wherein the light emitting element and the light absorption sensor are disposed in a direction of the surface of the substrate are arranged side by side along, and the photoelectric conversion layer provides a sensor-embedded display panel including the organic compound.
상기 유기 화합물은 n형 반도체일 수 있고, 상기 광전변환층은 상기 유기 화합물과 pn 접합을 형성하는 p형 반도체를 더 포함할 수 있으며, 상기 p형 반도체는 상기 화학식 2로 표현될 수 있다.The organic compound may be an n-type semiconductor, and the photoelectric conversion layer may further include a p-type semiconductor forming a pn junction with the organic compound, and the p-type semiconductor may be represented by
상기 p형 반도체는 상기 화학식 2A 또는 2B로 표현될 수 있다.The p-type semiconductor may be represented by Chemical Formula 2A or 2B.
상기 발광 소자는 서로 다른 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 발광 소자를 포함할 수 있고, 상기 흡광 센서는 상기 제1, 제2 및 제3 발광 소자 중 적어도 하나로부터 방출된 광이 인식 타겟에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다.The light emitting device may include first, second, and third light emitting devices emitting light of different wavelength spectrums, and the light absorption sensor is configured to detect light emitted from at least one of the first, second, and third light emitting devices. The light may absorb light reflected by the recognition target and convert it into an electrical signal.
상기 발광 소자와 상기 흡광 센서는 각각 상기 발광 소자와 상기 흡광 센서에 공통 전압을 인가하는 공통 전극을 포함할 수 있고, 상기 센서 내장형 표시 패널은 상기 발광 소자와 상기 공통 전극 사이 및 상기 흡광 센서와 상기 공통 전극 사이에 연속적으로 형성되어 있는 제1 공통 보조층을 더 포함할 수 있다.The light emitting element and the light absorption sensor may each include a common electrode for applying a common voltage to the light emitting element and the light absorption sensor, and the sensor-embedded display panel may include between the light emitting element and the common electrode and between the light absorption sensor and the light absorption sensor. A first common auxiliary layer continuously formed between the common electrodes may be further included.
상기 제1 공통 보조층의 LUMO 에너지 준위와 상기 유기 화합물의 LUMO 에너지 준위의 차이는 0 내지 약 1.2eV일 수 있다.A difference between the LUMO energy level of the first common auxiliary layer and the LUMO energy level of the organic compound may be 0 to about 1.2 eV.
상기 센서 내장형 표시 패널은 상기 발광 소자와 상기 기판 사이 및 상기 흡광 센서와 상기 기판 사이에 연속적으로 형성되어 있는 제2 공통 보조층을 더 포함할 수 있다.The sensor embedded display panel may further include a second common auxiliary layer continuously formed between the light emitting element and the substrate and between the light absorption sensor and the substrate.
상기 센서 내장형 표시 패널은 색을 표시하는 표시 영역, 그리고 상기 표시 영역을 제외한 비표시 영역을 포함할 수 있고, 상기 흡광 센서는 상기 비표시 영역에 위치할 수 있다.The display panel with a built-in sensor may include a display area displaying colors and a non-display area excluding the display area, and the light absorption sensor may be positioned in the non-display area.
상기 발광 소자는 적색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제1 발광 소자, 녹색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제2 발광 소자 및 청색 발광 스펙트럼의 광을 방출하는 제3 발광 소자를 포함할 수 있고, 상기 표시 영역은 적색을 표시하고 상기 제1 발광 소자를 포함하는 복수의 제1 서브화소, 녹색을 표시하고 상기 제2 발광 소자를 포함하는 복수의 제2 서브화소, 그리고 청색을 표시하고 상기 제3 발광 소자를 포함하는 복수의 제3 서브화소를 포함할 수 있고, 상기 흡광 센서는 상기 제1 서브화소, 상기 제2 서브화소 및 상기 제3 서브화소에서 선택된 적어도 둘 사이에 위치할 수 있다.The light emitting element may include a first light emitting element emitting light of a red wavelength spectrum, a second light emitting element emitting light of a green wavelength spectrum, and a third light emitting element emitting light of a blue light emitting spectrum, wherein the display The area includes a plurality of first sub-pixels displaying red and including the first light-emitting elements, a plurality of second sub-pixels displaying green and including the second light-emitting elements, and displaying blue and including the third light-emitting elements. It may include a plurality of third sub-pixels including, and the light absorption sensor may be located between at least two selected from the first sub-pixel, the second sub-pixel and the third sub-pixel.
또 다른 구현예에 따르면, 상기 필름, 상기 센서 또는 상기 센서 내장형 표시 패널을 포함하는 전자 장치를 제공한다.According to another embodiment, an electronic device including the film, the sensor, or the sensor-embedded display panel is provided.
양호한 전기적 특성 및 열 특성을 가짐으로써 센서 및 센서 내장형 표시 패널에 효과적으로 적용될 수 있다.By having good electrical and thermal characteristics, it can be effectively applied to sensors and sensor-embedded display panels.
도 1은 일 구현예에 따른 센서의 일 예를 보여주는 단면도이고,
도 2는 일 구현예에 따른 이미지 센서의 일 예를 보여주는 평면도이고,
도 3은 도 2의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이고,
도 4은 도 2의 이미지 센서의 다른 예를 보여주는 단면도이고,
도 5는 일 구현예에 따른 이미지 센서의 다른 예를 보여주는 평면도이고,
도 6은 도 5의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이고,
도 7은 일 구현예에 따른 이미지 센서의 다른 예를 보여주는 평면도이고,
도 8은 도 7의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이고,
도 9는 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 일 예를 보여주는 평면도이고,
도 10은 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이고,
도 11은 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 다른 예를 보여주는 단면도이고,
도 12는 일 예에 따른 전자 장치로서 스마트 폰의 일 예를 도시한 개략도이고,
도 13은 일 구현예에 따른 전자 장치의 구성도의 일 예를 도시한 개략도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a sensor according to an embodiment,
2 is a plan view illustrating an example of an image sensor according to an exemplary embodiment;
3 is a cross-sectional view showing an example of the image sensor of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing another example of the image sensor of FIG. 2;
5 is a plan view illustrating another example of an image sensor according to an exemplary embodiment;
6 is a cross-sectional view showing an example of the image sensor of FIG. 5;
7 is a plan view illustrating another example of an image sensor according to an exemplary embodiment;
8 is a cross-sectional view showing an example of the image sensor of FIG. 7;
9 is a plan view illustrating an example of a display panel with a built-in sensor according to an exemplary embodiment;
10 is a cross-sectional view showing an example of a display panel with a built-in sensor according to an exemplary embodiment;
11 is a cross-sectional view showing another example of a display panel with a built-in sensor according to an exemplary embodiment;
12 is a schematic diagram illustrating an example of a smart phone as an electronic device according to an example;
13 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration diagram of an electronic device according to an embodiment.
이하, 구현예에 대하여 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 실제 적용되는 구조는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement them. However, a structure actually applied may be implemented in many different forms and is not limited to the implementation described herein.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 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. 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.
이하에서 ‘하부’ 및 ‘상부’ 용어는 설명의 편의를 위한 것일 뿐 위치 관계를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the terms 'lower' and 'upper' are only for convenience of description and do not limit the positional relationship.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C30 알킬기, C2 내지 C30 알케닐기, C2 내지 C30 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로고리기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined below, 'substituted' means that a hydrogen atom in a compound is a halogen, a hydroxyl group, 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 carba wheat, thiol group, ester group, carboxyl group or its salt, sulfonic acid group or its salt thereof, phosphoric acid or its salt thereof, C1 to C30 alkyl group, C2 to C30 alkenyl group, C2 to C30 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 aryl Alkyl group, C1 to C30 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C3 to C20 heterocyclic group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C15 cycloalkenyl group, C6 to C15 cycloalkynyl group, C3 to C30 It means substituted with a substituent selected from a C30 heterocycloalkyl group and combinations thereof.
또한, 이하에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S, Se, Te, Si 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 4개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined below, 'hetero' means containing 1 to 4 heteroatoms selected from N, O, S, Se, Te, Si and P.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, "알킬기"는 직쇄 또는 분지쇄, 포화, 1가 탄화수소기(예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소부틸기, sec-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, iso-아밀기, 헥실기 등)를 의미한다.Unless otherwise defined below, "alkyl group" is a straight-chain or branched-chain, saturated, monovalent hydrocarbon group (eg methyl group, ethyl group, propyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, pen ethyl group, iso-amyl group, hexyl group, etc.).
이하에서 별도의 정의가 없는 한, "알케닐기"는 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 가지는 직쇄 또는 분지쇄, 포화, 1가 탄화수소기(예를 들어 에테닐기)를 의미한다.Unless otherwise defined below, "alkenyl group" means a straight-chain or branched-chain, saturated, monovalent hydrocarbon group (eg ethenyl group) having at least one carbon-carbon double bond.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, “알콕시기”는 산소를 통하여 연결된 알킬기를 의미하며, 예를 들어 메톡시, 에톡시, 및 sec-부틸옥시기를 의미한다.Unless otherwise defined below, “alkoxy group” refers to an alkyl group linked through oxygen, for example, methoxy, ethoxy, and sec-butyloxy groups.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, “아릴기"는 아렌(arene)의 하나 이상의 링에 존재하는 수소 원자의 제거에 의해 형성되는 1가의 작용기를 의미하며, 예를 들어 페닐 또는 나프틸을 들 수 있다. 상기 아렌은 방향족 고리를 가지는 탄화수소기로, 단일환 및 복수환 탄화수소기를 포함하며, 복수환 탄화수소기의 부가적인 고리는 방향족 고리 또는 비방향족 고리일 수 있다.Unless otherwise defined below, "aryl group" means a monovalent functional group formed by removing hydrogen atoms present in one or more rings of an arene, for example, phenyl or naphthyl. The arene is a hydrocarbon group having an aromatic ring, and includes monocyclic and multicyclic hydrocarbon groups, and the additional ring of the multicyclic hydrocarbon group may be an aromatic ring or a non-aromatic ring.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, “헤테로고리기”는 헤테로아릴기의 상위 개념으로, 아릴기, 사이클로알킬기, 이들의 융합고리 또는 이들의 조합과 같은 고리 내에 N, O, S, Se, Te, P 및 Si에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 한 개를 함유하고, 나머지는 탄소인 것을 의미한다. 헤테로고리기가 융합고리인 경우, 상기 헤테로고리기 전체 또는 각각의 고리마다 헤테로 원자를 한 개 이상 포함할 수 있다.Unless otherwise defined below, "heterocyclic group" is a superordinate concept of heteroaryl group, and N, O, S, Se, Te in a ring such as an aryl group, a cycloalkyl group, a fused ring thereof, or a combination thereof , P and at least one heteroatom selected from Si, and the others are carbon. When the heterocyclic group is a fused ring, the entire heterocyclic group or each ring may include one or more heteroatoms.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, “방향족 고리”란 고리 형태인 작용기의 모든 원소가 p-오비탈을 가지고 있으며, 이들 p-오비탈이 공액(conjugation)을 형성하고 있는 작용기를 의미한다. 예를 들어, 방향족 고리는 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다.Unless otherwise defined below, "aromatic ring" means a functional group in which all elements of a functional group in the form of a ring have p-orbitals, and these p-orbitals form conjugation. For example, the aromatic ring may be a C6 to C30 aryl group.
이하에서, 별도의 정의가 없는 한, 에너지 준위(energy level)는 최고점유분자궤도(highest occupied molecular orbital, HOMO) 에너지 준위 또는 최저비점유분자궤도(lowest unoccupied molecular orbital, LUMO) 에너지 준위이다.Hereinafter, unless otherwise defined, an energy level is a highest occupied molecular orbital (HOMO) energy level or a lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy level.
이하에서, 별도의 정의가 없는 한, 일 함수(workfunction) 또는 에너지 준위는 진공 레벨(vacuum level)로부터의 절대값으로 표시된다. 또한 일 함수 또는 에너지 준위가 깊다, 높다 또는 크다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 큰 것을 의미하고 일 함수 또는 에너지 준위가 얕다, 낮다 또는 작다는 것은 진공 레벨을 '0eV'로 하여 절대값이 작은 것을 의미한다. 또한 일 함수 및/또는 에너지 준위의 차이는 절대값의 큰 값에서 절대값의 작은 값을 뺀 값일 수 있다.In the following, unless otherwise defined, a work function or energy level is expressed as an absolute value from a vacuum level. In addition, that the work function or energy level is deep, high, or large means that the absolute value is large with the vacuum level set to '0eV', and that the work function or energy level is shallow, low, or small with the vacuum level set to '0eV'. means a small value. Also, the difference in work function and/or energy level may be a value obtained by subtracting a small absolute value from a large absolute value.
이하에서 별도의 정의가 없는 한, HOMO 에너지 준위는 AC-2 (Hitachi) 또는 AC-3 (Riken Keiki Co., LTD.)을 사용하여 박막에 UV 광을 조사하여 에너지에 따라 방출되는 광전자량으로 평가할 수 있다. Unless otherwise defined below, the HOMO energy level is the amount of photoelectrons emitted according to the energy when a thin film is irradiated with UV light using AC-2 (Hitachi) or AC-3 (Riken Keiki Co., LTD.). can be evaluated
이하에서 별도의 정의가 없는 한, LUMO 에너지 준위는 UV-Vis spectrometer (Shimadzu Corporation)를 사용하여 밴드갭 에너지를 얻은 후, 상기 밴드갭 에너지와 이미 측정된 HOMO 에너지 준위로부터 LUMO 에너지 준위를 계산하여 얻을 수 있다.Unless otherwise defined below, the LUMO energy level is obtained by obtaining the bandgap energy using a UV-Vis spectrometer (Shimadzu Corporation), and then calculating the LUMO energy level from the bandgap energy and the previously measured HOMO energy level. can
이하 일 구현예에 따른 유기 화합물을 설명한다.Hereinafter, an organic compound according to an embodiment will be described.
일 구현예에 따른 유기 화합물은 전자 공여기(electron donating group, D)와 전자 공여기를 중심으로 양쪽에 전자 수용기(electron accepting group, A)가 배치된 A-D-A 구조일 수 있다. The organic compound according to one embodiment may have an A-D-A structure in which an electron donating group (D) and an electron accepting group (A) are disposed on both sides of the electron donating group.
일 예로, 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.For example, the organic compound may be represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Formula 1,
D는 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 탄화수소기(fused polycyclic aromatic hydrocarbon group)이고, D is a substituted or unsubstituted divalent fused polycyclic aromatic hydrocarbon group,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 C=X1, 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기; 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기; 또는 이들의 조합이고, 여기서 X1은 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고,A 1 and A 2 are each independently C=X 1 , a ring group including a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof; A substituted or unsubstituted dicyanovinyl group; or a combination thereof, wherein X 1 is O, S, Se, Te or CR a R b , R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, A dicyanovinyl group or a combination thereof,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이다.R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof.
단, 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)가 파이레닐렌(pyrenylene)이고 A1 및 A2가 각각 독립적으로 C=X1 를 포함한 인데닐기(indenyl group)인 구조는 유기 화합물의 범위에서 배제될 수 있다. 예컨대 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때, A1 및 A2는 각각 C=X1를 포함한 인데닐기가 아니다. 예컨대 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때, A1과 A2는 각각 C=X1 를 포함한 인데닐기를 포함하지 않는 고리기; 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기; 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기; 또는 이들의 조합일 수 있고, 여기서 X1은 전술한 바와 같다. 예컨대 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때, A1과 A2는 각각 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기; 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기; 또는 이들의 조합일 수 있고, 여기서 X1은 전술한 바와 같다.However, a structure in which the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) is pyrenylene and A 1 and A 2 are each independently an indenyl group including C=X 1 may be excluded from the range of organic compounds. there is. For example, when D in Chemical Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are each not an indenyl group including C=X 1 . For example, when D in Chemical Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are each a ring group not containing an indenyl group including C=X 1 ; a ring group including a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof; A substituted or unsubstituted dicyanovinyl group; or a combination thereof, where X 1 is as described above. For example, when D in Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are each a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a ring group including a combination thereof; A substituted or unsubstituted dicyanovinyl group; or a combination thereof, where X 1 is as described above.
상기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물은 둘 이상의 고리가 융합된 다환 방향족 탄화수소 고리를 코어로 포함하는 축합 다환 방향족 화합물이다. 축합 다환 방향족 탄화수소기는 2개 이상의 고리가 융합되어 있을 수 있으며, 예컨대 2개, 3개 또는 4개의 고리가 융합되어 있을 수 있다.The organic compound represented by Chemical Formula 1 is a condensed polycyclic aromatic compound including, as a core, a polycyclic aromatic hydrocarbon ring in which two or more rings are fused. The condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group may have two or more rings fused, for example, two, three or four rings may be fused.
일 예로, 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)는 하기 그룹 1에 나열된 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 탄화수소기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) may be one of the substituted or unsubstituted divalent condensed polycyclic aromatic hydrocarbon groups listed in Group 1 below, but is not limited thereto.
[그룹 1][Group 1]
, , , , , ,
, , , , , ,
, , , , , ,
, ,
상기 그룹 1에서,In the group 1 above,
각 축합 다환 방향족 탄화수소기를 이루는 탄소들 중 둘은 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.Two of the carbons constituting each condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group are connecting points with Formula 1 above.
예컨대, 그룹 1에 나열된 각 축합 다환 방향족 탄화수소기의 적어도 하나의 수소는 1가의 유기기로 치환되어 있을 수 있으며, 1가의 유기기는 예컨대 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 카르보닐기, 카르복실기, 에스테르기, 할로겐(F, Cl, Br 또는 I), 시아노기 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, at least one hydrogen of each condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group listed in Group 1 may be substituted with a monovalent organic group, and the monovalent organic group is, for example, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, or a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkyl group. A C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, It may be a carbonyl group, a carboxyl group, an ester group, a halogen (F, Cl, Br or I), a cyano group, or a combination thereof, but is not limited thereto.
일 예로, 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)는 치환 또는 비치환된 나프틸렌기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐렌기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 테트라세닐렌기일 수 있다.For example, the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) may be a substituted or unsubstituted naphthylene group, a substituted or unsubstituted anthracenylene group, a substituted or unsubstituted phenanthrenylene group, or a substituted or unsubstituted tetracenylene group. there is.
일 예로, A1 및 A2는 전자 수용 특성을 가진 전자 수용기이며, 서로 같거나 다를 수 있다. A1 및 A2는 축합 다환 방향족 탄화수소기를 이루는 고리들 중 하나의 고리에 결합되어 있을 수도 있고 서로 다른 고리에 결합되어 있을 수도 있다.For example, A 1 and A 2 are electron acceptors having electron accepting characteristics, and may be the same as or different from each other. A 1 and A 2 may be bonded to one of the rings constituting the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group or may be bonded to different rings.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 C=X1 (X1은 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, Ra 및 Rb는 전술한 바와 같다)을 포함한 고리기일 수 있고, 예컨대 C=O, C=S, C=Se, C=Te, C=CH(CN), C=C(CN)2, 1,3-디옥소인데인(1,3-dioxoindane) 또는 이들의 조합을 포함한 고리기일 수 있다. 고리기는 예컨대 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 융합 고리일 수 있고, 예컨대 치환 또는 비치환된 오원자 고리(five-membered ring), 치환 또는 비치환된 육원자 고리(six-membered ring) 또는 이들의 융합 고리일 수 있다. For example, A 1 and A 2 may each independently be a cyclic group including C=X 1 (X 1 is O, S, Se, Te or CR a R b , and R a and R b are as described above). Yes, for example C=O, C=S, C=Se, C=Te, C=CH(CN), C=C(CN) 2 , 1,3-dioxoidane (1,3-dioxoindane) or It may be a cyclic group including a combination thereof. The ring group is, for example, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or these It may be a fused ring of, for example, a substituted or unsubstituted five-membered ring, a substituted or unsubstituted six-membered ring, or a fused ring thereof.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 F, Cl, Br, I, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기일 수 있다. 고리기는 예컨대 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 융합 고리일 수 있고, 예컨대 치환 또는 비치환된 오원자 고리, 치환 또는 비치환된 육원자 고리 또는 이들의 융합 고리일 수 있다.For example, A 1 and A 2 may each independently be a ring group including F, Cl, Br, I, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof. The ring group is, for example, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or these It may be a fused ring of, for example, a substituted or unsubstituted five-membered ring, a substituted or unsubstituted six-membered ring, or a fused ring thereof.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기일 수 있다.For example, A 1 and A 2 may each independently represent a substituted or unsubstituted dicyanovinyl group.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표현되는 고리기 또는 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기일 수 있다.For example, A 1 and A 2 may each independently be a cyclic group or a substituted or unsubstituted dicyanovinyl group represented by Formula 1A, 1B or 1C.
[화학식 1A] [화학식 1B] [화학식 1C][Formula 1A] [Formula 1B] [Formula 1C]
상기 화학식 1A 내지 1C에서,In Formulas 1A to 1C,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 융합 고리이고,Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or these is a fused ring of
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb (X1은 O, S, Se, Te 또는 CRaRb)이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Z 1 and Z 2 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b (X 1 is O, S, Se, Te or CR a R b ), wherein R a and R b are each independently Hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 존재하거나 Rc 내지 Rh 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R c to R h are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, and R c to R h are each independently present or two adjacent ones of R c to R h combine with each other to form a ring;
Rc 내지 Rh 중 적어도 하나는 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고,At least one of R c to R h is a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이다. * is a connection point with Formula 1 above.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10 중 어느 하나로 표현될 수 있다.For example, A 1 and A 2 may each independently be represented by any one of Chemical Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10.
[화학식 1A-1] [화학식 1A-2] [Formula 1A-1] [Formula 1A-2]
[화학식 1A-3] [화학식 1A-4][Formula 1A-3] [Formula 1A-4]
[화학식 1A-1] [화학식 1A-2] [화학식 1A-3][Formula 1A-1] [Formula 1A-2] [Formula 1A-3]
[화학식 1B-1] [화학식 1B-2][Formula 1B-1] [Formula 1B-2]
[화학식 1B-3] [화학식 1B-4] [화학식 1B-5][Formula 1B-3] [Formula 1B-4] [Formula 1B-5]
[화학식 1B-6] [화학식 1B-7] [화학식 1B-8] [Formula 1B-6] [Formula 1B-7] [Formula 1B-8]
[화학식 1B-9] [화학식 1B-10] [Formula 1B-9] [Formula 1B-10]
상기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10에서,In Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10,
Z1, Z2 및 Z4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,Z 1 , Z 2 and Z 4 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, A cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
Z3는 N 또는 CRi이고, Z 3 is N or CR i ;
G1 내지 G3는 각각 독립적으로 O, S, Se 또는 Te이고, G 1 to G 3 are each independently O, S, Se or Te;
R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고, R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R56, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof, and R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 56 , R 56' and R i combine with each other to form a ring,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 2;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.* is a connection point with Formula 1 above.
단, 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 화학식 1A-2 또는 1B-1이 아닐 수 있다. 예컨대 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 1B-5, 1B-6, 1B-7, 1B-8, 1B-9 또는 1B-10으로 표현될 수 있다.However, when the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) is pyrenylene, A 1 and A 2 may not be of Chemical Formula 1A-2 or 1B-1, respectively. For example, when the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) is pyrenylene, A 1 and A 2 may be represented by 1B-5, 1B-6, 1B-7, 1B-8, 1B-9 or 1B-10, respectively.
일 예로, Z1, Z2 및 Z4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te, CH(CN), C(CN)2, 1,3-디옥소인데인 또는 이들의 조합일 수 있다.For example, Z 1 , Z 2 and Z 4 may each independently be O, S, Se, Te, CH(CN), C(CN) 2 , 1,3-dioxoidane or a combination thereof.
일 예로, 화학식 1A-3에서, Z1 및 Z4는 서로 같거나 다를 수 있으며, 예컨대 Z1과 Z4 중 어느 하나는 O 일 수 있고 다른 하나는 S, Se, Te, CH(CN) 또는 C(CN)2 일 수 있다.For example, in Formula 1A-3, Z 1 and Z 4 may be the same as or different from each other, for example, one of Z 1 and Z 4 may be O and the other may be S, Se, Te, CH(CN) or It may be C(CN) 2 .
일 예로, 화학식 1A-4에서, Z1 및 Z4는 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z4는 서로 같을 수 있으며, 각각 O 일 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z4는 서로 같을 수 있으며, 각각 S 일 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z4는 서로 다를 수 있으며, Z1 및 Z4 중 어느 하나는 O 일 수 있고 다른 하나는 S 일 수 있다.For example, in Formula 1A-4, Z 1 and Z 4 may be the same as or different from each other. For example, Z 1 and Z 4 may be the same as each other, and each may be O. For example, Z 1 and Z 4 may be the same as each other, and each may be S. For example, Z 1 and Z 4 may be different from each other, and one of Z 1 and Z 4 may be O and the other may be S.
일 예로, 화학식 1B-1 내지 1B-10에서, Z1 및 Z2는 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z2는 서로 같을 수 있으며, 각각 O 일 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z2는 서로 같을 수 있으며, 각각 S 일 수 있다. 예컨대 Z1 및 Z2는 서로 다를 수 있으며, Z1 및 Z2 중 어느 하나는 O 일 수 있고 다른 하나는 S, Se, Te, CH(CN) 또는 C(CN)2 일 수 있다.For example, in Chemical Formulas 1B-1 to 1B-10, Z 1 and Z 2 may be the same as or different from each other. For example, Z 1 and Z 2 may be the same as each other, and each may be O. For example, Z 1 and Z 2 may be equal to each other, and each may be S. For example, Z 1 and Z 2 may be different from each other, and one of Z 1 and Z 2 may be O and the other may be S, Se, Te, CH(CN) or C(CN) 2 .
일 예로, 화학식 1B-6, 1B-7 또는 1B-9에서, Z1, Z2 및 Z4는 서로 같거나 다를 수 있다. 예컨대 Z1, Z2 및 Z4는 서로 같을 수 있으며, 각각 O 일 수 있다. 예컨대 Z1, Z2 및 Z4는 서로 같을 수 있으며, 각각 S 일 수 있다. 예컨대 Z1, Z2 및 Z4는 서로 다를 수 있으며, Z1, Z2 및 Z4 중 어느 둘은 O 일 수 있고 다른 하나는 S, Se, Te, CH(CN) 또는 C(CN)2 일 수 있다.For example, in Chemical Formulas 1B-6, 1B-7, or 1B-9, Z 1 , Z 2 and Z 4 may be the same as or different from each other. For example, Z 1 , Z 2 and Z 4 may be the same as each other, and each may be O. For example, Z 1 , Z 2 and Z 4 may be the same as each other, and each may be S. For example, Z 1 , Z 2 and Z 4 may be different from each other, and any two of Z 1 , Z 2 and Z 4 may be O and the other may be S, Se, Te, CH(CN) or C(CN) 2 can be
일 예로, Z3는 N 또는 CH 일 수 있다.For example, Z 3 may be N or CH.
일 예로, G1 내지 G3는 각각 독립적으로 O 또는 S 일 수 있다.For example, G 1 to G 3 may each independently be O or S.
일 예로, R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 페닐기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, R 50 to R 56 , R 56' and R i may each independently be hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group, a halogen group, a cyano group, or a combination thereof.
일 예로, n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 또는 1일 수 있다.For example, n1 to n5 may each independently be 0 or 1.
일 예로, A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a 중 어느 하나로 표현될 수 있다.For example, A 1 and A 2 may each independently be represented by any one of Chemical Formulas 1A-1a to 1B-10a.
[화학식 1A-1a] [화학식 1A-2a] [Formula 1A-1a] [Formula 1A-2a]
[화학식 1A-3a] [화학식 1A-3b] [화학식 1A-4a][Formula 1A-3a] [Formula 1A-3b] [Formula 1A-4a]
[화학식 1B-1a] [화학식 1B-1b] [Formula 1B-1a] [Formula 1B-1b]
[화학식 1B-1c] [화학식 1B-1d] [Formula 1B-1c] [Formula 1B-1d]
[화학식 1B-1e] [화학식 1B-1f][Formula 1B-1e] [Formula 1B-1f]
[화학식 1B-2a] [화학식 1B-2b][Formula 1B-2a] [Formula 1B-2b]
[화학식 1B-2c] [화학식 1B-2d] [화학식 1B-2e][Formula 1B-2c] [Formula 1B-2d] [Formula 1B-2e]
[화학식 1B-2f] [화학식 1B-2g] [화학식 1B-2h][Formula 1B-2f] [Formula 1B-2g] [Formula 1B-2h]
[화학식 1B-3a] [화학식 1B-3b] [화학식 1B-3c] [Formula 1B-3a] [Formula 1B-3b] [Formula 1B-3c]
[화학식 1B-3d] [화학식 1B-3e] [화학식 1B-3f][Formula 1B-3d] [Formula 1B-3e] [Formula 1B-3f]
[화학식 1B-3g] [화학식 1B-3h] [화학식1B-4a][Formula 1B-3g] [Formula 1B-3h] [Formula 1B-4a]
[화학식 1B-5a] [화학식 1B-6a] [화학식 1B-6b][Formula 1B-5a] [Formula 1B-6a] [Formula 1B-6b]
[화학식 1B-6c] [화학식 1B-7a] [화학식 1B-7b] [Formula 1B-6c] [Formula 1B-7a] [Formula 1B-7b]
[화학식 1B-8a] [화학식 1B-9a] [화학식 1B-10a][Formula 1B-8a] [Formula 1B-9a] [Formula 1B-10a]
상기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a에서,In Formulas 1A-1a to 1B-10a,
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R60, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 60 , R 56' and R i bond to each other to form a ring;
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.* is a connection point with Formula 1 above.
단, 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)가 파이레닐렌일 때, A1 및 A2는 각각 화학식 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B-1e 또는 1B-1f가 아닐 수 있다. 예컨대 축합 다환 방향족 탄화수소기(D)가 파이레닐렌일 때, A1 및 A2는 각각 화학식 1B-5a, 1B-6a, 1B-6b, 1B-6c, 1B-7a, 1B-7b, 1B-8a, 1B-9a 또는 1B-10a일 수 있다.However, when the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) is pyrenylene, A 1 and A 2 are represented by the formulas 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B- It may not be 1e or 1B-1f. For example, when the condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group (D) is pyrenylene, A 1 and A 2 are represented by Chemical Formulas 1B-5a, 1B-6a, 1B-6b, 1B-6c, 1B-7a, 1B-7b, and 1B-8a, respectively. , 1B-9a or 1B-10a.
일 예로, R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 페닐기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합일 수 있다. For example, R 50 to R 60 , R 56' and R i may each independently be hydrogen, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group, a halogen group, a cyano group, or a combination thereof.
예컨대 유기 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the organic compound may be one of the compounds listed in
[그룹 2] [Group 2]
상기 그룹 2에서,In the
R50 내지 R55, R', R", R"' 및 R""는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고, R50 내지 R55는 각각 독립적으로 존재하거나 R51 내지 R55 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성할 수 있다.R 50 to R 55 , R', R", R"' and R"" are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkenyl group. a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof And, R 50 to R 55 may each independently exist or two adjacent ones of R 51 to R 55 may be bonded to each other to form a ring.
상기 유기 화합물은 전술한 구조의 전자 공여기 및 전자 수용기를 가짐으로써 반도체 특성을 가질 수 있으며, 예컨대 n형 반도체로서 사용될 수 있다. 예컨대 상기 유기 화합물의 LUMO 에너지 준위는 약 2.5eV 내지 4.0eV (절대값 기준)일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 2.6eV 내지 4.0eV, 약 2.7eV 내지 4.0eV 또는 약 2.8eV 내지 3.9eV일 수 있다. 예컨대 상기 유기 화합물의 밴드갭 에너지는 약 2.0eV 내지 3.5eV 일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 2.2 내지 3.3eV 일 수 있다.The organic compound may have semiconductor properties by having an electron-donating group and an electron-accepting group having the above structure, and may be used as an n-type semiconductor, for example. For example, the LUMO energy level of the organic compound may be about 2.5 eV to 4.0 eV (based on absolute value), and within the above range, it may be about 2.6 eV to 4.0 eV, about 2.7 eV to 4.0 eV, or about 2.8 eV to 3.9 eV. there is. For example, the band gap energy of the organic compound may be about 2.0 eV to 3.5 eV, and may be about 2.2 to 3.3 eV within the above range.
상기 유기 화합물은 진공 증착될 수 있는 물질일 수 있으며, 예컨대 소정 온도 범위에서 분해 또는 중합 없이 승화(sublimation)에 의해 진공 증착될 수 있는 승화 가능한 물질일 수 있다. 승화가능한 물질은 열중량분석(thermogravimetric analysis, TGA)에 의해 확인될 수 있으며, 온도 상승에 따라 중량 감소가 발생하고 실질적인 분해 또는 중합 없이 적어도 초기 중량 대비 약 50%까지 중량 감소가 발생하는 유기 물질일 수 있다.The organic compound may be a material that can be vacuum deposited, for example, a sublimable material that can be vacuum deposited by sublimation without decomposition or polymerization in a predetermined temperature range. A sublimable material can be identified by thermogravimetric analysis (TGA) and is an organic material that undergoes weight loss with increasing temperature and exhibits a weight loss of at least about 50% relative to the initial weight without substantial decomposition or polymerization. can
예컨대 상기 유기 화합물은 약 10Pa 이하의 압력(예컨대 0Pa 내지 약 10Pa, 약 0.01Pa 내지 10Pa 또는 약 0.1Pa 내지 10Pa)에서 열중량분석시 초기 중량 대비 10%의 중량 감소가 일어나는 온도(이하 '승화 온도'라고 한다)가 소정 범위 이내일 수 있다. 예컨대 상기 유기 화합물의 승화 온도는 약 400℃ 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 390℃ 이하, 약 380℃ 이하, 약 370℃ 이하, 약 360℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 340℃ 이하, 약 330℃ 이하, 약 320℃ 이하, 약 310℃ 이하, 약 300℃ 이하, 약 290℃ 이하, 약 280℃ 이하, 약 270℃ 이하 또는 약 250℃ 이하일 수 있고, 약 100℃ 내지 400℃, 약 100℃ 내지 390℃, 약 100℃ 내지 380℃, 약 100℃ 내지 370℃, 약 100℃ 내지 360℃, 약 100℃ 내지 350℃, 약 100℃ 내지 340℃, 약 100℃ 내지 330℃, 약 100℃ 내지 320℃, 약 100℃ 내지 310℃, 약 100℃ 내지 300℃, 약 100℃ 내지 290℃, 약 100℃ 내지 280℃, 약 100℃ 내지 270℃, 약 100℃ 내지 250℃, 약 150℃ 내지 400℃, 약 150℃ 내지 400℃, 약 150℃ 내지 380℃, 약 150℃ 내지 370℃, 약 150℃ 내지 360℃, 약 150℃ 내지 350℃, 약 150℃ 내지 340℃, 약 150℃ 내지 330℃, 약 150℃ 내지 320℃, 약 150℃ 내지 310℃, 약 150℃ 내지 300℃, 약 150℃ 내지 290℃, 약 150℃ 내지 280℃, 약 150℃ 내지 270℃ 또는 약 150℃ 내지 250℃일 수 있다.For example, the organic compound is subjected to thermogravimetric analysis at a pressure of about 10 Pa or less (eg, 0 Pa to about 10 Pa, about 0.01 Pa to 10 Pa, or about 0.1 Pa to 10 Pa) at a temperature at which a weight loss of 10% compared to the initial weight occurs (hereinafter referred to as 'sublimation temperature'). ') may be within a predetermined range. For example, the sublimation temperature of the organic compound may be about 400 ° C or less, and within the above range, about 390 ° C or less, about 380 ° C or less, about 370 ° C or less, about 360 ° C or less, about 350 ° C or less, about 340 ° C or less, about 330 ° C or less, about 320 ° C or less, about 310 ° C or less, about 300 ° C or less, about 290 ° C or less, about 280 ° C or less, about 270 ° C or less or about 250 ° C or less, about 100 ° C to 400 ° C, about 100 °C to 390 °C, about 100 °C to 380 °C, about 100 °C to 370 °C, about 100 °C to 360 °C, about 100 °C to 350 °C, about 100 °C to 340 °C, about 100 °C to 330 °C, about 100 °C to 320°C, about 100°C to 310°C, about 100°C to 300°C, about 100°C to 290°C, about 100°C to 280°C, about 100°C to 270°C, about 100°C to 250°C, about 150°C to 400 ° C, about 150 ° C to 400 ° C, about 150 ° C to 380 ° C, about 150 ° C to 370 ° C, about 150 ° C to 360 ° C, about 150 ° C to 350 ° C, about 150 ° C to 340 ° C, about 150 ° C to 330 ° C °C, about 150 °C to 320 °C, about 150 °C to 310 °C, about 150 °C to 300 °C, about 150 °C to 290 °C, about 150 °C to 280 °C, about 150 °C to 270 °C or about 150 °C to 250 °C can be
상기 유기 화합물은 상술한 전기적 특성 및 열 특성에 의해 다양한 소자에 적용될 수 있다.The organic compound may be applied to various devices due to the above-described electrical and thermal characteristics.
일 예로, 상기 유기 화합물은 센서(sensor)에 적용될 수 있다. 센서는 빛을 받아 전기적 신호로 변환할 수 있는 흡광 센서일 수 있다. 센서는 광전변환물질로 유기 물질을 포함하는 유기 센서일 수 있다.For example, the organic compound may be applied to a sensor. The sensor may be a light absorption sensor capable of receiving light and converting it into an electrical signal. The sensor may be an organic sensor including an organic material as a photoelectric conversion material.
도 1은 일 구현예에 따른 센서의 일 예를 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing an example of a sensor according to an embodiment.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 센서(100)는 제1 전극(110), 제2 전극(120), 광전변환층(130) 및 선택적으로 보조층(140, 150)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a
기판(도시하지 않음)은 제1 전극(110)의 하부 또는 제2 전극(120)의 상부에 배치될 수 있다. 기판은 예컨대 유리판, 실리콘 웨이퍼와 같은 무기 기판 또는 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리아미드, 폴리에테르술폰 또는 이들의 조합과 같은 유기 물질로 만들어진 유기 기판일 수 있다. 기판은 생략될 수 있다.A substrate (not shown) may be disposed below the
기판은 예컨대 반도체 기판일 수 있으며, 실리콘 기판일 수 있다. 반도체 기판은 회로부(도시하지 않음)를 포함할 수 있으며, 회로부는 반도체 기판에 집적되어 있는 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및/또는 전하 저장소(도시하지 않음)를 포함할 수 있다. 회로부는 제1 전극(110) 또는 제2 전극(120)과 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. The substrate may be, for example, a semiconductor substrate or a silicon substrate. The semiconductor substrate may include circuitry (not shown), and the circuitry may include transfer transistors (not shown) and/or charge storage (not shown) integrated in the semiconductor substrate. The circuit unit may be electrically connected to the
제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 어느 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)일 수 있다. 예컨대 제1 전극(110)은 애노드이고 제2 전극(120)은 캐소드일 수 있다. 예컨대 제1 전극(110)은 캐소드이고 제2 전극(120)은 애노드일 수 있다.One of the
제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있다. 투광 전극은 투명 전극 또는 반투과 전극일 수 있으며, 투명 전극은 약 85% 이상, 약 90% 이상 또는 약 95% 이상의 투광율을 가질 수 있으며 반투과 전극은 약 30% 이상 약 85% 미만, 약 40% 내지 약 80% 또는 약 40% 내지 75%의 투광율을 가질 수 있다. 투명 전극과 반투과 전극은 예컨대 산화물 도전체, 탄소 도전체 및 금속 박막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 산화물 도전체는 예컨대 인듐 주석 산화물(indium tin oxide, ITO), 인듐 아연 산화물(indium zinc oxide, IZO), 아연 주석 산화물(zinc tin oxide, ZTO), 알루미늄 주석 산화물(Aluminum tin oxide, ATO) 및 알루미늄 아연 산화물(Aluminum zinc oxide, AZO)에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 탄소 도전체는 그래핀 및 탄소나노체에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 금속 박막은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 금(Au), 마그네슘-은(Mg-Ag), 마그네슘-알루미늄(Mg-Al), 이들의 합금 또는 이들의 조합을 포함한 매우 얇은 박막일 수 있다. At least one of the
제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 어느 하나는 반사 전극일 수 있다. 반사 전극은 약 5% 이하의 투광율 및/또는 약 80% 이상의 반사율을 가진 반사층을 포함할 수 있으며, 반사층은 광학적으로 불투명한 물질을 포함할 수 있다. 광학적으로 불투명한 물질은 금속, 금속 질화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 예컨대 은(Ag), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 금(Au), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 이들의 합금, 이들의 질화물(예컨대 TiN) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 반사 전극은 반사층으로 이루어지거나 반사층/투광층 또는 투광층/반사층/투광층의 적층 구조일 수 있고, 반사층은 1층 또는 2층 이상일 수 있다.Any one of the
일 예로, 제1 전극(110)과 제2 전극(120)은 각각 투광 전극일 수 있고, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 어느 하나는 빛을 받는 측에 위치하는 수광 전극(light-receiving electrode)일 수 있다.For example, each of the
일 예로, 제1 전극(110)은 투광 전극이고 제2 전극(120)은 반사 전극일 수 있고, 제1 전극(110)은 수광 전극일 수 있다.For example, the
일 예로, 제1 전극(110)은 반사 전극이고 제2 전극(120)은 투광 전극일 수 있고, 제2 전극(120)은 수광 전극일 수 있다.For example, the
광전변환층(130)은 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이에 위치하고, 적어도 일부 파장 영역의 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환시킬 수 있으며, 예컨대 청색 파장 영역의 광(이하 ‘청색 광’이라 한다), 녹색 파장 영역의 광(이하 ‘녹색 광’이라 한다), 적색 파장 영역의 광(이하 ‘적색 광’이라 한다) 및 적외선 파장 영역의 광(이하 ‘적외 광’이라 한다) 중 적어도 일부를 전기적 신호로 변환시킬 수 있다.The
일 예로, 광전변환층(130)은 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외 광 중 어느 하나를 선택적으로 흡수하여 전기적 신호로 변환시킬 수 있다. 여기서 청색 광, 녹색 광, 적색 광 및 적외 광 중 어느 하나를 선택적으로 흡수한다는 것은 흡수 스펙트럼의 최대흡수파장(λmax)이 약 380nm 이상 500nm 미만, 약 500nm 내지 600nm, 약 600nm 초과 700nm 이하 및 약 700nm 초과 내지 3000nm 이하의 파장 영역 중 어느 하나에 존재하고, 해당 파장 영역 내의 흡수 스펙트럼이 그 외 파장 영역의 흡수 스펙트럼보다 현저히 높은 것을 의미하고, 여기서 현저히 높다는 것은 흡수 스펙트럼의 총 면적에 대하여 예컨대 약 70% 내지 100%, 약 75% 내지 100%, 약 80% 내지 100%, 약 85% 내지 100%, 약 90% 내지 100% 또는 약 95% 내지 100%가 해당 파장 영역에 속한 것일 수 있다.For example, the
광전변환층(130)은 흡수된 광을 광전변환하기 위한 적어도 하나의 p형 반도체와 적어도 하나의 n형 반도체를 포함할 수 있다. p형 반도체와 n형 반도체는 pn 접합(pn junction)을 형성할 수 있으며, 외부에서 빛을 받아 엑시톤(exciton)을 생성한 후 생성된 엑시톤을 정공과 전자로 분리할 수 있다. The
p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 흡광 물질일 수 있으며 예컨대 p형 반도체와 n형 반도체 각각은 흡광 물질일 수 있다. 예컨대 p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 유기 물질일 수 있다. 일 예로, p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 소정 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 파장 선택성 흡광 물질일 수 있으며, 예컨대 p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 파장 선택성 유기 흡광 물질일 수 있다. p형 반도체와 n형 반도체는 서로 같거나 다른 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가질 수 있다.At least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a light absorbing material, and for example, each of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a light absorbing material. For example, at least one of a p-type semiconductor and an n-type semiconductor may be an organic material. For example, at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a wavelength-selective light absorbing material that selectively absorbs light in a predetermined wavelength region, and for example, at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a wavelength-selective organic light-absorbing material. can The p-type semiconductor and the n-type semiconductor may have maximum absorption wavelengths (λ max ) in the same or different wavelength regions.
일 예로, p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 약 380nm 이상 500nm 미만의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 흡광 물질일 수 있고, 예컨대 약 410nm 내지 480nm의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 유기 흡광 물질일 수 있다.For example, at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a light absorbing material having a maximum absorption wavelength (λ max ) in a wavelength range of about 380 nm to less than 500 nm, for example, a maximum absorption wavelength in a wavelength range of about 410 nm to 480 nm. (λ max ) It may be an organic light absorbing material.
일 예로, p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 약 500nm 내지 600nm의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 흡광 물질일 수 있고, 예컨대 약 520nm 내지 580nm의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 유기 흡광 물질일 수 있다.For example, at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a light absorbing material having a maximum absorption wavelength (λ max ) in a wavelength range of about 500 nm to 600 nm, for example, a maximum absorption wavelength in a wavelength range of about 520 nm to 580 nm ( λ max ) may be an organic light absorbing material.
일 예로, p형 반도체와 n형 반도체 중 적어도 하나는 약 600nm 초과 700nm 미만의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 흡광 물질일 수 있고, 예컨대 약 620nm 내지 680nm의 파장 영역에서 최대흡수파장(λmax)을 가진 유기 흡광 물질일 수 있다.For example, at least one of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be a light absorbing material having a maximum absorption wavelength (λ max ) in a wavelength range of greater than about 600 nm and less than 700 nm, for example, a maximum absorption wavelength in a wavelength range of about 620 nm to 680 nm. (λ max ) It may be an organic light absorbing material.
일 예로, p형 반도체의 HOMO 에너지 준위는 약 5.0 내지 6.0eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 5.1 내지 5.9eV, 약 5.2 내지 5.8eV 또는 약 5.3 내지 5.8eV일 수 있다. 일 예로, p형 반도체의 LUMO 에너지 준위는 약 2.7 내지 4.3eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 2.8 내지 4.1eV 또는 약 3.0 내지 4.0eV일 수 있다. 일 예로, p형 반도체의 밴드갭 에너지는 약 1.7 내지 2.3eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 1.8 내지 2.2eV 또는 약 1.9 내지 2.1eV 일 수 있다.For example, the HOMO energy level of the p-type semiconductor may be about 5.0 to 6.0 eV, and may be about 5.1 to 5.9 eV, about 5.2 to 5.8 eV, or about 5.3 to 5.8 eV within the above range. For example, the LUMO energy level of the p-type semiconductor may be about 2.7 to 4.3 eV, and may be about 2.8 to 4.1 eV or about 3.0 to 4.0 eV within the above range. For example, the band gap energy of the p-type semiconductor may be about 1.7 to 2.3 eV, and may be about 1.8 to 2.2 eV or about 1.9 to 2.1 eV within the above range.
일 예로, p형 반도체는 전자 공여 모이어티(electron donating moiety, EDM), 파이 공액 연결 모이어티(π-conjugated linking moiety, LM) 및 전자 수용 모이어티(electron accepting moiety, EAM)를 포함하는 코어 구조를 가지는 유기물일 수 있고, 예컨대 하기 화학식 A로 표현될 수 있다.For example, a p-type semiconductor has a core structure including an electron donating moiety (EDM), a π-conjugated linking moiety (LM), and an electron accepting moiety (EAM). It may be an organic material having, for example, it may be represented by the following formula A.
[화학식 A][Formula A]
EDM - LM - EAMEDM - LM - EAM
화학식 A에서,In Formula A,
EDM은 전자 공여 모이어티(electron donating moiety)일 수 있고,EDM can be an electron donating moiety;
EAM는 전자 수용 모이어티(electron accepting moiety)일 수 있고,EAM can be an electron accepting moiety,
LM는 전자 공여 모이어티와 전자 수용 모이어티를 연결하는 파이 공액 연결 모이어티일 수 있다.LM may be a pi conjugated linking moiety connecting the electron donating moiety and the electron accepting moiety.
예컨대 p형 반도체는 하기 화학식 2로 표현될 수 있다.For example, a p-type semiconductor may be represented by
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에서,In
X2는 O, S, Se 또는 Te이고, X 2 is O, S, Se or Te;
Ar2은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴(렌)기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴(렌)기이고, Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl (ene) group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl (ene) group,
R1a 내지 R3a는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,R 1a to R 3a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
Ar1a, Ar2a, R1a 및 R2a는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 둘이 서로 결합하여 고리를 형성한다.Ar 1a , Ar 2a , R 1a and R 2a may each independently exist or two adjacent ones may bond to each other to form a ring.
예컨대, Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 페닐기, 치환 또는 비치환된 나프틸기, 치환 또는 비치환된 안트라세닐기, 치환 또는 비치환된 페난트레닐기, 치환 또는 비치환된 피리디닐(pyridinyl)기, 치환 또는 비치환된 피리다지닐(pyridazinyl)기, 치환 또는 비치환된 피리미디닐(pyrimidinyl)기, 치환 또는 비치환된 피라지닐(pyrazinyl)기, 치환 또는 비치환된 퀴놀리닐(quinolinyl)기, 치환 또는 비치환된 이소퀴놀리닐(isoquinolinyl)기, 치환 또는 비치환된 나프티리디닐(naphthyridinyl)기, 치환 또는 비치환된 시놀리닐(cinnolinyl)기, 치환 또는 비치환된 퀴나졸리닐(quinazolinyl)기, 치환 또는 비치환된 프탈라지닐(phthalazinyl)기, 치환 또는 비치환된 벤조트리아지닐(benzotriazinyl)기, 치환 또는 비치환된 피리도피라지닐(pyridopyrazinyl)기, 치환 또는 비치환된 피리도피리미디닐(pyridopyrimidinyl)기, 또는 치환 또는 비치환된 피리도피리다지닐(pyridopyridazinyl)기일 수 있다.For example, Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, a substituted or unsubstituted anthracenyl group, a substituted or unsubstituted phenanthrenyl group, or a substituted or unsubstituted pyryl group. A pyridinyl group, a substituted or unsubstituted pyridazinyl group, a substituted or unsubstituted pyrimidinyl group, a substituted or unsubstituted pyrazinyl group, a substituted or unsubstituted que Nolinyl group, substituted or unsubstituted isoquinolinyl group, substituted or unsubstituted naphthyridinyl group, substituted or unsubstituted cinolinyl group, substituted or unsubstituted naphthyridinyl group A cyclic quinazolinyl group, a substituted or unsubstituted phthalazinyl group, a substituted or unsubstituted benzotriazinyl group, a substituted or unsubstituted pyridopyrazinyl group, It may be a substituted or unsubstituted pyridopyrimidinyl group or a substituted or unsubstituted pyridopyridazinyl group.
예컨대, Ar1a 및 Ar2a는 서로 융합되어 고리를 형성할 수 있다. For example, Ar 1a and Ar 2a may be fused together to form a ring.
예컨대, Ar2a 및 R1a는 서로 융합되어 고리를 형성할 수 있다.For example, Ar 2a and R 1a may be fused to each other to form a ring.
구체적으로, p형 반도체는 하기 화학식 2A 또는 2B로 표현될 수 있다.Specifically, the p-type semiconductor may be represented by Chemical Formula 2A or 2B.
[화학식 2A] 화학식 2B][Formula 2A] Formula 2B]
상기 화학식 2A 및 2B에서,In Formulas 2A and 2B,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고, X 2 is O, S, Se or Te;
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기이고, Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroarylene group,
L 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, Se, Te, SO, SO2, CRkRl, SiRmRn, GeRoRp, NRq, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,L and Z are each independently a single bond, O, S, Se, Te, SO, SO 2 , CR k R l , SiR m R n , GeR o R p , NR q , substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl A rene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof;
R1a, R2a, R3a 및 Rk 내지 Rq는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이다.R 1a , R 2a , R 3a and R k to R q are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group. A thio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof.
예컨대 p형 반도체는 하기 그룹 3A, 3B 또는 3C에 나열된 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the p-type semiconductor may be selected from compounds listed in Groups 3A, 3B or 3C, but is not limited thereto.
[그룹 3A][Group 3A]
그룹 3A에서, 각각의 방향족 링에 존재하는 수소는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐(F, Cl, Br, I), 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있고, Ra, Rb, Rf, R16, R17, R18 및 R20은 각각 독립적으로 수소 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C6 알킬기일 수 있다.In Group 3A, the hydrogen present in each aromatic ring is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 aryl group, It may be substituted with a substituent selected from a C4 to C30 heteroaryl group, a halogen (F, Cl, Br, I), a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof, R a , R b , R f , R 16 , R 17 , R 18 and R 20 may each independently be hydrogen or a substituted or unsubstituted C1 to C6 alkyl group.
[그룹 3B][Group 3B]
그룹 3B에서, 각각의 방향족 링에 존재하는 수소는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐(F, Cl, Br, I), 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있고, R1a, R1b, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수 있다.In Group 3B, the hydrogen present in each aromatic ring is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 aryl group, It may be substituted with a substituent selected from a C4 to C30 heteroaryl group, a halogen (F, Cl, Br, I), a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof, R 1a , R 1b , R 11 and R 12 may each independently be hydrogen or a C1 to C6 alkyl group.
[그룹 3C][Group 3C]
그룹 3C에서, 각각의 방향족 링에 존재하는 수소는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C4 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐(F, Cl, Br, I), 시아노기(-CN), 시아노 함유기 및 이들의 조합에서 선택되는 치환기로 치환될 수 있고, Ra, Rb, Rc, Rd, R16 및 R17는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C6 알킬기일 수 있다.In Group 3C, the hydrogen present in each aromatic ring is a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 aryl group, It may be substituted with a substituent selected from a C4 to C30 heteroaryl group, a halogen (F, Cl, Br, I), a cyano group (-CN), a cyano-containing group, and combinations thereof, R a , R b , R c , R d , R 16 and R 17 may each independently be hydrogen or a C1 to C6 alkyl group.
일 예로, n형 반도체는 전술한 유기 화합물을 포함할 수 있으며, 구체적인 설명은 전술한 바와 같다.For example, the n-type semiconductor may include the organic compound described above, and a detailed description is as described above.
일 예로, n형 반도체의 LUMO 에너지 준위는 약 2.5 내지 4.0eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 2.6eV 내지 4.0eV, 약 2.7eV 내지 4.0eV 또는 약 2.8eV 내지 3.9eV일 수 있다. 일 예로, n형 반도체의 HOMO 에너지 준위는 약 5.4 내지 7.0eV일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 5.6 내지 6.8eV 또는 약 5.8 내지 6.7eV일 수 있다. 일 예로, n형 반도체의 밴드갭 에너지는 약 2.0eV 내지 3.5eV 일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 2.2 내지 3.3eV 일 수 있다.For example, the LUMO energy level of the n-type semiconductor may be about 2.5 to 4.0 eV, and may be about 2.6 eV to 4.0 eV, about 2.7 eV to 4.0 eV, or about 2.8 eV to 3.9 eV within the above range. For example, the HOMO energy level of the n-type semiconductor may be about 5.4 to 7.0 eV, and may be about 5.6 to 6.8 eV or about 5.8 to 6.7 eV within the above range. For example, the bandgap energy of the n-type semiconductor may be about 2.0 eV to 3.5 eV, and may be about 2.2 to 3.3 eV within the above range.
p형 반도체와 n형 반도체는 유사한 열 특성을 가질 수 있으며, 예컨대 p형 반도체와 n형 반도체의 승화 온도의 차이는 약 150℃ 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 130℃ 이하, 약 120℃ 이하, 약 110℃ 이하, 약 100℃ 이하, 약 90℃ 이하, 약 80℃ 이하, 약 70℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 30℃ 이하, 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하 또는 약 10℃ 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 0℃ 내지 약 150℃, 0℃ 내지 약 130℃, 0℃ 내지 약 120℃, 0℃ 내지 약 110℃, 0℃ 내지 약 100℃, 0℃ 내지 약 90℃, 0℃ 내지 약 80℃, 0℃ 내지 약 70℃, 0℃ 내지 약 60℃, 0℃ 내지 약 50℃, 0℃ 내지 약 40℃, 0℃ 내지 약 30℃, 0℃ 내지 약 20℃, 0℃ 내지 약 15℃, 0℃ 내지 약 10℃, 약 2℃ 내지 약 150℃, 약 2℃ 내지 약 130℃, 약 2℃ 내지 약 120℃, 약 2℃ 내지 약 110℃, 약 2℃ 내지 약 100℃, 약 2℃ 내지 약 90℃, 약 2℃ 내지 약 80℃, 2℃ 내지 약 70℃, 약 2℃ 내지 약 60℃, 약 2℃ 내지 약 50℃, 약 2℃ 내지 약 40℃, 약 2℃ 내지 약 30℃, 약 2℃ 내지 약 20℃, 약 2℃ 내지 약 15℃ 또는 약 2℃ 내지 10℃일 수 있다.The p-type semiconductor and the n-type semiconductor may have similar thermal characteristics. For example, the difference between the sublimation temperatures of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be about 150° C. or less, and within the above range, for example, about 130° C. or less, about 120° C. or less, about 110°C or less, about 100°C or less, about 90°C or less, about 80°C or less, about 70°C or less, about 60°C or less, about 50°C or less, about 40°C or less, about 30°C or less, about 20°C Or less, it may be about 15 ℃ or less or about 10 ℃ or less, within the above range 0 ℃ to about 150 ℃, 0 ℃ to about 130 ℃, 0 ℃ to about 120 ℃, 0 ℃ to about 110 ℃, 0 ℃ to about 100°C, 0°C to about 90°C, 0°C to about 80°C, 0°C to about 70°C, 0°C to about 60°C, 0°C to about 50°C, 0°C to about 40°C, 0°C to about 30°C °C, 0 °C to about 20 °C, 0 °C to about 15 °C, 0 °C to about 10 °C, about 2 °C to about 150 °C, about 2 °C to about 130 °C, about 2 °C to about 120 °C, about 2 °C to about 110 °C, about 2 °C to about 100 °C, about 2 °C to about 90 °C, about 2 °C to about 80 °C, 2 °C to about 70 °C, about 2 °C to about 60 °C, about 2 °C to about 50 °C °C, about 2 °C to about 40 °C, about 2 °C to about 30 °C, about 2 °C to about 20 °C, about 2 °C to about 15 °C or about 2 °C to 10 °C.
일 예로, p형 반도체와 n형 반도체의 승화 온도는 각각 약 380℃ 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 370℃ 이하, 약 360℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 340℃ 이하, 약 330℃ 이하, 약 320℃ 이하, 약 310℃ 이하, 약 300℃ 이하, 약 290℃ 이하, 약 280℃ 이하, 약 270℃ 이하 또는 약 250℃ 이하일 수 있고, 약 100℃ 내지 380℃, 약 100℃ 내지 370℃, 약 100℃ 내지 360℃, 약 100℃ 내지 350℃, 약 100℃ 내지 340℃, 약 100℃ 내지 330℃, 약 100℃ 내지 320℃, 약 100℃ 내지 310℃, 약 100℃ 내지 300℃, 약 100℃ 내지 290℃, 약 100℃ 내지 280℃, 약 100℃ 내지 270℃, 약 100℃ 내지 250℃, 약 150℃ 내지 380℃, 약 150℃ 내지 370℃, 약 150℃ 내지 360℃, 약 150℃ 내지 350℃, 약 150℃ 내지 340℃, 약 150℃ 내지 330℃, 약 150℃ 내지 320℃, 약 150℃ 내지 310℃, 약 150℃ 내지 300℃, 약 150℃ 내지 290℃, 약 150℃ 내지 280℃, 약 150℃ 내지 270℃ 또는 약 150℃ 내지 250℃일 수 있다.For example, the sublimation temperatures of the p-type semiconductor and the n-type semiconductor may be about 380 °C or less, respectively, and about 370 °C or less, about 360 °C or less, about 350 °C or less, about 340 °C or less, about 330 °C or less within the above range. , about 320 ° C or less, about 310 ° C or less, about 300 ° C or less, about 290 ° C or less, about 280 ° C or less, about 270 ° C or less or about 250 ° C or less, about 100 ° C to 380 ° C, about 100 ° C to 370 ° C °C, about 100 °C to 360 °C, about 100 °C to 350 °C, about 100 °C to 340 °C, about 100 °C to 330 °C, about 100 °C to 320 °C, about 100 °C to 310 °C, about 100 °C to 300 °C , about 100 ℃ to 290 ℃, about 100 ℃ to 280 ℃, about 100 ℃ to 270 ℃, about 100 ℃ to 250 ℃, about 150 ℃ to 380 ℃, about 150 ℃ to 370 ℃, about 150 ℃ to 360 ℃, About 150 ℃ to 350 ℃, about 150 ℃ to 340 ℃, about 150 ℃ to 330 ℃, about 150 ℃ to 320 ℃, about 150 ℃ to 310 ℃, about 150 ℃ to 300 ℃, about 150 ℃ to 290 ℃, about 150 °C to 280 °C, about 150 °C to 270 °C or about 150 °C to 250 °C.
광전변환층(130)은 p형 반도체와 n형 반도체가 벌크 이종접합(bulk heterojunction) 형태로 혼합된 진성층(intrinsic layer, I층)일 수 있다. 이때 p형 반도체와 n형 반도체는 약 1:9 내지 9:1의 부피비(두께비)로 혼합될 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 2:8 내지 8:2의 부피비(두께비)로 혼합될 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 3:7 내지 7:3의 부피비(두께비)로 혼합될 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 4:6 내지 6:4의 부피비(두께비)로 혼합될 수 있으며, 상기 범위 내에서 예컨대 약 5:5의 부피비(두께비)로 혼합될 수 있다.The
광전변환층(130)은 진성층 외에 p형 층 및/또는 n형 층을 더 포함할 수 있다. p형 층은 전술한 p형 반도체를 포함할 수 있고, n형 층은 전술한 n형 반도체를 포함할 수 있다. 예컨대 p형 층/I층, I층/n형 층, p형 층/I층/n형 층 등 다양한 조합으로 포함될 수 있다.The
광전변환층(130)은 전술한 p형 반도체를 포함하는 p형 층과 전술한 n형 반도체를 포함하는 n형 층을 포함하는 이중 층(bi-layer)을 포함할 수 있다. 이때 p형 층과 n형 층의 두께비는 약 1:9 내지 9:1일 수 있으며 상기 범위 내에서 예컨대 약 2:8 내지 8:2, 약 3:7 내지 7:3, 약 4:6 내지 6:4 또는 약 5:5일 수 있다. The
광전변환층(130)은 약 10nm 내지 500nm의 두께를 가질 수 있고, 상기 범위 내에서 약 20nm 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.The
보조층(140, 150)은 제1 전극(110)과 광전변환층(130) 사이에 위치하는 제1 보조층(140)과 제2 전극(120)과 광전변환층(130) 사이에 위치하는 제2 보조층(150)을 포함한다. 제1 및 제2 보조층(140, 150)은 각각 독립적으로 광전변환층(130)에서 분리된 정공 및/또는 전자의 이동성을 제어하는 전하 보조층이거나 흡광 특성을 개선하는 흡광 보조층일 수 있다. The
제1 및 제2 보조층(140, 150)은 각각 독립적 유기물, 무기물 및/또는 유무기물을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 보조층(140, 150)은 예컨대 정공 주입층(hole injecting layer, HIL), 정공 수송층(hole transporting layer, HTL), 전자 차단층(electron blocking layer, EBL), 전자 주입층(electron injecting layer, EIL), 전자 수송층(electron transporting layer, ETL), 정공 차단층(hole blocking layer, HBL) 및 흡광 보조층에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The first and second
정공 주입층, 정공 수송층 및/또는 전자 차단층은 예컨대 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,Ndiphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenylbenzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium[Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile), N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The hole injection layer, the hole transport layer and/or the electron blocking layer may be, for example, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA (4,4' ,4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,Ndiphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N, -(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA( Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB (N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenylbenzidine), containing triphenylamine Polyetherketone (TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis (pentafluorophenyl) borate], HAT-CN (dipyrazino [2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6 ,7,10,11-hexacarbonitrile), carbazole-based derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, fluorene-based derivatives, TPD (N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'- Triphenylamine derivatives such as diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA (4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine), NPB (N,N' -di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4′ -Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP (1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), or a combination thereof, but is not limited thereto no.
전자 주입층, 전자 수송층 및/또는 정공 차단층은 예컨대 LiF, NaCl, CsF, RbCl 및 RbI와 같은 할로겐화 금속; Yb와 같은 란탄족 금속; 칼슘(Ca), 칼륨(K), 알루미늄(Al) 또는 이들의 합금과 같은 금속; Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물; Liq(Lithium quinolate), Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), BmPyPhB(1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The electron injection layer, the electron transport layer and/or the hole blocking layer may be a metal halide such as LiF, NaCl, CsF, RbCl and RbI; lanthanide metals such as Yb; metals such as calcium (Ca), potassium (K), aluminum (Al) or alloys thereof; metal oxides such as Li 2 O and BaO; Liq (Lithium quinolate), Alq3 (Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'- (pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5 -Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl) -1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5 -diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2 -methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq 2 (berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2) -yl)anthracene), BmPyPhB (1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene), or a combination thereof, but is not limited thereto.
제1 및 제2 보조층(140, 150) 중 어느 하나는 생략될 수 있다. 제1 및 제2 보조층(140, 150) 중 적어도 하나는 2층 이상일 수 있다. Any one of the first and second
센서(100)는 제1 전극(110)의 하부 또는 제2 전극(120)의 상부에 위치하는 반사방지층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다. 예컨대 제1 전극(110)이 수광 전극일 때 반사방지층은 제1 전극(110)의 하부에 위치할 수 있다. 예컨대 제2 전극(120)이 수광 전극일 때 반사방지층은 제2 전극(120)의 상부에 위치할 수 있다. 반사방지층은 광이 입사되는 측에 배치되어 입사 광의 반사도를 낮춤으로써 광 흡수도를 더욱 개선할 수 있다. 반사방지층은 예컨대 약 1.6 내지 2.5의 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있으며, 예컨대 상기 범위의 굴절률을 가지는 금속 산화물, 금속 황화물 및 유기물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 반사방지층은 예컨대 알루미늄 함유 산화물, 몰리브덴 함유 산화물, 텅스텐 함유 산화물, 바나듐 함유 산화물, 레늄 함유 산화물, 니오븀 함유 산화물, 탄탈륨 함유 산화물, 티타늄 함유 산화물, 니켈 함유 산화물, 구리 함유 산화물, 코발트 함유 산화물, 망간 함유 산화물, 크롬 함유 산화물, 텔러륨 함유 산화물 또는 이들의 조합과 같은 금속 산화물; 아연설파이드와 같은 금속 황화물; 또는 아민 유도체와 같은 유기물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
센서(100)는 집광 렌즈(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다. 집광 렌즈는 빛이 입사하는 위치에서 입사 광의 방향을 제어하여 광을 하나의 지점으로 모을 수 있다. 집광 렌즈는 예컨대 실린더 모양 또는 반구 모양일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
센서(100)는 제1 전극(110) 또는 제2 전극(120) 측으로부터 빛이 입사되어 광전변환층(130)이 소정 파장 영역의 빛을 흡수하면 내부에서 엑시톤이 생성될 수 있다. 엑시톤은 광전변환층(130)에서 정공과 전자로 분리되고, 분리된 정공은 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 하나인 애노드 측으로 이동하고 분리된 전자는 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 다른 하나인 캐소드 측으로 이동하여 전류가 흐를 수 있게 된다.In the
센서(100)는 예컨대 이미지 센서 또는 생체 인식 센서에 포함될 수 있다. The
이미지 센서는 예컨대 CMOS 이미지 센서일 수 있다.The image sensor may be, for example, a CMOS image sensor.
생체 인식 센서는 예컨대 지문 센서, 홍채 인식 센서, 거리 센서, 광혈류 측정(photoplethysmography, PPG) 센서 장치, 뇌전도(electroencephalogram, EEG) 센서 장치, 심전도 (electrocardiogram, ECG) 센서 장치, 혈압(blood pressure, BP) 센서 장치, 근전도(electromyography, EMG) 센서 장치, 당뇨(blood glucose, BG) 센서 장치, 가속도계(accelerometer) 장치, RFID 안테나(RFID antenna) 장치, 관성 센서(inertial sensor) 장치, 활동 센서(activity sensor) 장치, 스트레인 센서(strain sensor) 장치, 동작 센서(Motion sensor) 장치 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Biometric sensors include, for example, fingerprint sensors, iris recognition sensors, distance sensors, photoplethysmography (PPG) sensor devices, electroencephalogram (EEG) sensor devices, electrocardiogram (ECG) sensor devices, blood pressure (BP) ) sensor device, electromyography (EMG) sensor device, blood glucose (BG) sensor device, accelerometer device, RFID antenna device, inertial sensor device, activity sensor ) device, a strain sensor device, a motion sensor device, or a combination thereof, but is not limited thereto.
일 예로, 전술한 센서(100)는 이미지 센서에 포함될 수 있고, 전술한 바와 같이 개선된 광학적 전기적 특성을 가지고 잔류 전하에 의한 이미지 잔상을 줄임으로써 고속 촬영에 적합한 이미지 센서로 적용될 수 있다.For example, the above-described
이하 일 구현예에 따른 이미지 센서를 설명한다.Hereinafter, an image sensor according to an exemplary embodiment will be described.
도 2는 일 구현예에 따른 이미지 센서의 일 예를 보여주는 평면도이고, 도 3은 도 2의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating an example of an image sensor according to an exemplary embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of the image sensor of FIG. 2 .
도 2를 참고하면, 본 구현예에 따른 이미지 센서(300)는 반도체 기판(200)과 전술한 센서(100)가 적층된 적층 센서일 수 있으며, 반도체 기판(200)은 센서(100)와 중첩하는 제1 포토다이오드(220)와 제2 포토다이오드(230)를 포함한다. 도 2는 이미지 센서(300)에서 반복되는 단위 화소 군의 일 예를 도시한 것이며, 이러한 단위 화소 군은 행 및/또는 열을 따라 반복적으로 배열되어 있다. 도 2에서는 일 예로 반도체 기판(200)에 두 개의 적색 화소(R)와 두 개의 청색 화소(B)가 배열된 2x2 배열의 단위 화소 군을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 2 , the
제1 포토다이오드(220)와 제2 포토다이오드(230)는 각각 반도체 기판(200)에 집적되어 있으며 후술하는 색 필터 층(70)에 의해 필터된 서로 다른 파장 스펙트럼의 광을 흡수하여 서로 다른 파장 스펙트럼의 광을 광전변환할 수 있다. 센서(100)에서 광전변환하는 파장 스펙트럼은 제1 포토다이오드(220)와 제2 포토다이오드(230)에서 광전변환하는 파장 스펙트럼과 각각 다를 수 있으며, 예컨대 제1 포토다이오드(220)에서 광전변환하는 파장 스펙트럼, 제2 포토다이오드(230)에서 광전변환하는 파장 스펙트럼 및 센서(100)에서 광전변환하는 파장 스펙트럼은 서로 다르고 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼 및 청색 파장 스펙트럼의 광에서 각각 선택될 수 있다. 예컨대 제1 포토다이오드(220)는 적색 파장 스펙트럼(R)의 광을 광전변환할 수 있고 제2 포토다이오드(230)는 청색 파장 스펙트럼(B)의 광을 광전변환할 수 있고 센서(100)는 녹색 파장 스펙트럼(G)의 광을 광전변환할 수 있다.The
도 3을 참고하면, 일 구현예에 따른 이미지 센서(300)는 기판(200), 하부 절연층(60), 색 필터 층(70), 상부 절연층(80), 센서(100), 그리고 봉지층(380)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , an
기판(200)은 반도체 기판일 수 있으며 제1 및 제2 포토다이오드(220, 230), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(255)가 집적되어 있다. 제1 또는 제2 포토다이오드(220, 230), 전송 트랜지스터 및/또는 전하 저장소(255)는 각 화소마다 집적되어 있을 수 있고, 도면에서 보는 바와 같이 제1 포토다이오드(220)는 적색 화소(R)에 포함되고 제2 포토다이오드(230)는 청색 화소(B)에 포함될 수 있다. 전하 저장소(255)는 센서(100)와 전기적으로 연결되어 있다.The
기판(200)의 하부 또는 상부에는 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(Ag) 및 이들의 합금으로 만들어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Metal wires (not shown) and pads (not shown) are formed on or below the
기판(200) 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(255)를 드러내는 트렌치(85)를 가진다. 트렌치(85)는 충전재로 채워져 있을 수 있다.A lower insulating
하부 절연막(60) 위에는 색 필터 층(70)이 형성되어 있다. 색 필터 층(70)은 적색 화소(R)에 형성되어 있는 적색 필터(70a)와 청색 화소(B)에 형성되어 있는 청색 필터(70b)를 포함한다. 그러나 이에 한정되지 않고 시안 필터, 마젠타 필터 및/또는 옐로우 필터가 적색 필터(70a) 및/또는 청색 필터(70b)를 대신하여 포함되거나 적색 필터(70a) 및 청색 필터(70b) 외에 추가적으로 더 포함될 수 있다. 본 구현예에서는 녹색 필터를 구비하지 않은 예를 설명하지만, 경우에 따라 녹색 필터를 구비할 수도 있다. A
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 전하 저장소(255)를 드러내는 트렌치(85)를 가진다. An upper insulating
상부 절연층(80) 위에는 전술한 센서(100)가 형성되어 있다. 센서(100)에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 같다. 센서(100)의 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 하나는 전하 저장소(255)에 전기적으로 연결되어 있을 수 있고 센서(100)의 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 중 다른 하나는 수광 전극일 수 있다. 예컨대 센서(100)의 제1 전극(110)은 전하 저장소(255)에 전기적으로 연결되어 있을 수 있고 센서(100)의 제2 전극(120)은 수광 전극일 수 있다.The
봉지층(380)은 이미지 센서(300)를 보호할 수 있으며, 유기물, 무기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함한 1층 또는 2층 이상의 박막을 포함할 수 있다. 봉지층(380)은 예컨대 유리판, 금속 박막, 유기막, 무기막, 유무기막 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유기막은 예컨대 아크릴 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리이소프렌, 비닐 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 셀룰로오스 수지, 페릴렌 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 무기막은 예컨대 산화물, 질화물 및/또는 산질화물을 포함할 수 있으며 예컨대 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물, 지르코늄 산화물, 지르코늄 질화물, 지르코늄 산질화물, 티타늄 산화물, 티타늄 질화물, 티타늄 산질화물, 하프늄 산화물, 하프늄 질화물, 하프늄 산질화물, 탄탈륨 산화물, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 산질화물, 리튬 플루오라이드 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유무기막은 예컨대 폴리오가노실록산을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 봉지층(380)은 1층 또는 2층 이상일 수 있다. 봉지층(380)은 생략될 수 있다.The
센서(100)(또는 봉지층(380)) 위에는 집광 렌즈(도시하지 않음)가 더 형성되어 있을 수 있다. 집광 렌즈는 입사 광의 방향을 제어하여 광을 하나의 지점으로 모을 수 있다. 집광 렌즈는 예컨대 실린더 모양 또는 반구 모양일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.A condensing lens (not shown) may be further formed on the sensor 100 (or the encapsulation layer 380). The condensing lens can converge the light to one point by controlling the direction of the incident light. The condensing lens may have, for example, a cylindrical shape or a hemispherical shape, but is not limited thereto.
도 4은 도 2의 이미지 센서의 다른 예를 보여주는 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing another example of the image sensor of FIG. 2 .
도 4를 참고하면, 일 예에 따른 이미지 센서(300)는 전술한 구현예와 마찬가지로 제1 및 제2 포토다이오드(220, 230), 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(255)가 집적되어 있는 기판(200); 상부 절연층(80); 센서(100); 및 봉지층(380)을 포함한다.Referring to FIG. 4 , the
그러나 본 예에 따른 이미지 센서(300)는 전술한 구현예와 달리, 제1 및 제2 포토다이오드(220, 230)가 기판(200)의 면 방향에 대하여 수직 방향(예컨대 기판(200)의 두께 방향)으로 적층되어 있고 색 필터 층(70)이 생략되어 있다. 제1 및 제2 포토다이오드(220, 230)는 전하 저장소(도시하지 않음)와 전기적으로 연결되어 있고 전송 트랜지스터에 의해 전달될 수 있다. 제1 및 제2 포토다이오드(220, 230)는 적층 깊이에 따라 각 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수할 수 있다.However, unlike the above-described embodiment, the
센서(100)는 전술한 바와 같다. 센서(100)의 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 하나는 수광 전극일 수 있고 센서(100)의 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 다른 하나는 전하 저장소(255)와 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.The
도 5는 일 구현예에 따른 이미지 센서의 다른 예를 보여주는 평면도이고, 도 6은 도 5의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이다.5 is a plan view illustrating another example of an image sensor according to an exemplary embodiment, and FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating an example of the image sensor of FIG. 5 .
본 예에 따른 이미지 센서(300)는 녹색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 녹색 센서, 청색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 청색 센서 및 적색 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하는 적색 센서가 적층되어 있는 구조이다.The
본 예에 따른 이미지 센서(300)는 기판(200), 하부 절연층(60), 중간 절연층(65), 상부 절연층(80), 제1 센서(100a), 제2 센서(100b) 및 제3 센서(100c)를 포함한다.The
기판(200)은 실리콘 기판과 같은 반도체 기판일 수 있으며, 전송 트랜지스터(도시하지 않음) 및 전하 저장소(255a, 255b, 255c)가 집적되어 있다.
기판(200) 위에는 금속 배선(도시하지 않음) 및 패드(도시하지 않음)가 형성되어 있고, 금속 배선 및 패드 위에는 하부 절연층(60)이 형성되어 있다. A metal wire (not shown) and a pad (not shown) are formed on the
하부 절연층(60) 위에는 제1 센서(100a), 제2 센서(100b) 및 제3 센서(100c)가 차례로 형성되어 있다. A
제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)는 각각 전술한 센서(100)일 수 있다. 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)의 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 하나는 수광 전극일 수 있고 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)의 제1 전극(110) 및 제2 전극(120) 중 다른 하나는 전하 저장소(255a, 255b, 255c)와 연결되어 있을 수 있다.The first, second, and
제1 센서(100a)는 적색, 청색 및 녹색 중 어느 하나의 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하여 광전 변환할 수 있다. 예컨대 제1 센서(100a)는 적색 센서일 수 있다. 제1 센서(100a) 위에는 중간 절연층(65)이 형성되어 있다.The
중간 절연층(65) 위에는 제2 센서(100b)가 형성되어 있다. 제2 센서(100b)는 적색, 청색 및 녹색 중 어느 하나의 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하여 광전 변환할 수 있다. 예컨대 제2 센서(100b)는 청색 센서일 수 있다. A
제2 센서(100b) 위에는 상부 절연층(80)이 형성되어 있다. 하부 절연층(60), 중간 절연층(65) 및 상부 절연층(80)은 전하 저장소(255a, 255b, 255c)를 드러내는 복수의 트렌치(85a, 85b, 85c)를 가진다. An upper insulating
상부 절연층(80) 위에는 제3 센서(100c)가 형성되어 있다. 제3 센서(100c)는 적색, 청색 및 녹색 중 어느 하나의 파장 영역의 광을 선택적으로 흡수하여 광전 변환할 수 있다. 예컨대 제3 센서(100c)는 녹색 센서일 수 있다. A
제3 센서(100c) 위에는 집광 렌즈(도시하지 않음)가 더 형성되어 있을 수 있다. 집광 렌즈는 입사 광의 방향을 제어하여 광을 하나의 지점으로 모을 수 있다. 집광 렌즈는 예컨대 실린더 모양 또는 반구 모양일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. A condensing lens (not shown) may be further formed on the
도면에서는 제1 센서(100a), 제2 센서(100b) 및 제3 센서(100c)가 차례로 적층된 구조를 도시하였지만, 이에 한정되지 않고 적층 순서는 다양하게 바뀔 수 있다.Although the drawing shows a structure in which the
상기와 같이 서로 다른 파장 영역의 광을 흡수하는 제1 센서(100a), 제2 센서(100b) 및 제3 센서(100c)가 적층된 구조를 가짐으로써 이미지 센서의 크기를 더욱 줄여 소형화 이미지 센서를 구현할 수 있다.As described above, by having a structure in which the
도 7은 일 구현예에 따른 이미지 센서의 또 다른 예를 보여주는 평면도이고, 도 8은 도 7의 이미지 센서의 일 예를 보여주는 단면도이다.7 is a plan view illustrating another example of an image sensor according to an exemplary embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating an example of the image sensor of FIG. 7 .
도 7 및 8을 참고하면, 이미지 센서(300)는 기판(200) 위에 위치되어 있는 센서(100)를 포함하고, 센서(100)는 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)를 포함한다. 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)는 서로 다른 파장 영역의 빛(예컨대 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광)을 전기적 신호로 변환할 수 있다. 7 and 8, the
도 8을 참고하면, 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)는 전술한 예와 달리 기판(200)의 표면에 대하여 나란한 방향(예컨대 기판(200)의 면 방향)으로 배열되어 있다. 각 제1, 제2 및 제3 센서(100a, 100b, 100c)는 트렌치(85)를 통해서 기판(200) 내에 집적된 전하 저장소(255)에 전기적으로 연결되어 있다.Referring to FIG. 8 , the first, second, and
일 예로, 전술한 센서(100)는 표시 패널에 포함될 수 있으며, 예컨대 표시 패널 내에 센서(100)가 내장된 센서 내장형 표시 패널(sensor embedded display panel)에 적용될 수 있다.For example, the
이하 전술한 센서를 포함한 센서 내장형 표시 패널을 설명한다.Hereinafter, a sensor-embedded display panel including the above-described sensor will be described.
일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널은 표시 기능과 인식 기능(예컨대 생체 인식 기능)을 수행할 수 있는 표시 패널일 수 있으며 표시 패널 내에 인식 기능(예컨대 생체 인식 기능)을 수행하는 센서가 내장된 인셀(in-cell) 타입의 표시 패널일 수 있다.A sensor-embedded display panel according to an embodiment may be a display panel capable of performing a display function and a recognition function (eg, a biometric function), and an in-cell in which a sensor performing a recognition function (eg, a biometric function) is embedded in the display panel. It may be an in-cell type display panel.
도 9는 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 일 예를 보여주는 평면도이고, 도 10은 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 일 예를 보여주는 단면도이다.FIG. 9 is a plan view illustrating an example of a sensor-embedded display panel according to an exemplary embodiment, and FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating an example of a sensor-embedded display panel according to an exemplary embodiment.
도 9 및 10을 참고하면, 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 서로 다른 색을 표시하는 복수의 서브화소(PX)를 포함한다. 복수의 서브화소(PX)는 적어도 삼원색(primary color)을 표시할 수 있으며, 예컨대 적색, 녹색 및 청색 중에서 선택된 서로 다른 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 표시하는 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)를 포함한다. 예컨대 제1 색, 제2 색 및 제3 색은 각각 적색, 녹색 및 청색일 수 있고, 제1 서브화소(PX1)는 적색을 표시하는 적색 서브화소일 수 있고 제2 서브화소(PX2)는 녹색을 표시하는 녹색 서브화소일 수 있고 제3 서브화소(PX3)는 청색을 표시하는 청색 서브화소일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 백색 서브화소와 같은 보조 서브화소(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 9 and 10 , a sensor embedded
제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)를 포함한 복수의 서브화소(PX)는 하나의 단위 화소(UP)를 구성하여 행 및/또는 열을 따라 반복적으로 배열될 수 있다. 도 9에서는 단위 화소(UP)에 하나의 제1 서브화소(PX1), 둘의 제2 서브화소(PX2) 및 하나의 제3 서브화소(PX3)로 이루어진 구조를 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 적어도 하나의 제1 서브화소(PX1), 적어도 하나의 제2 서브화소(PX2) 및 적어도 하나의 제3 서브화소(PX3)를 포함할 수 있다. 도면에서는 일 예로서 펜타일(Pentile) 타입의 배열을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 서브화소(PX)의 배열은 다양할 수 있다. 복수의 서브화소(PX)가 차지하고 복수의 서브화소(PX)에 의해 색을 표시하는 영역은 화상을 표시하는 표시 영역(display area)(DA)일 수 있다.The plurality of sub-pixels PX including the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 form one unit pixel UP along rows and/or columns. Can be arranged repeatedly. In FIG. 9, a structure including one first sub-pixel PX1, two second sub-pixels PX2, and one third sub-pixel PX3 in the unit pixel UP is illustrated as an example, but it is limited thereto. It may include at least one first sub-pixel PX1 , at least one second sub-pixel PX2 , and at least one third sub-pixel PX3 . In the drawings, a pentile type arrangement is shown as an example, but the arrangement of the subpixels PX is not limited thereto and may vary. An area occupied by the plurality of sub-pixels PX and displaying colors by the plurality of sub-pixels PX may be a display area DA displaying an image.
제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)는 각각 발광 소자(light emitting element)를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 서브화소(PX1)는 제1 색의 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있는 제1 발광 소자(410)를 포함할 수 있고 제2 서브화소(PX2)는 제2 색의 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있는 제2 발광 소자(420)를 포함할 수 있고 제3 서브화소(PX3)는 제3 색의 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있는 제3 발광 소자(430)를 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3) 중 적어도 하나는 제1 색, 제2 색 및 제3 색의 조합, 즉 백색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 발광 소자를 포함하고 색 필터(color filter)(도시하지 않음)를 통하여 제1 색, 제2 색 또는 제3 색을 표시할 수도 있다.Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 may include a light emitting element. For example, the first subpixel PX1 may include the first
일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 전술한 센서(100)를 포함한다. 센서(100)는 비표시 영역(non-display area)(NDA)에 배치되어 있을 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA) 이외의 영역으로, 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2), 제3 서브화소(PX3) 및 보조 서브화소가 배치되지 않은 영역일 수 있다. 센서(100)는 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)에서 선택된 적어도 둘 사이에 배치될 수 있으며, 표시 영역(DA)에 배치된 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 나란하게 배치되어 있을 수 있다. A sensor embedded
센서(100)는 광학 타입의 인식 센서(예컨대 생체 인식 센서)일 수 있으며, 표시 영역(DA)에 배치된 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 적어도 하나로부터 방출된 광이 생체, 도구 또는 사물과 같은 인식 타겟(recognition target)(40)에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 여기서 생체는 손가락, 지문, 손바닥, 홍채, 얼굴 및/또는 손목 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 센서(100)는 예컨대 지문 센서, 조도 센서, 홍채 센서, 거리 센서, 혈관 분포 센서 및/또는 심박 센서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
센서(100)는 기판(200) 위에서 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 표시 패널(1000) 내에 내장되어 있을 수 있다.The
도 10을 참고하면, 센서 내장형 표시 패널(1000)은 기판(200); 기판(200) 위에 형성되어 있는 박막 트랜지스터(280); 박막 트랜지스터(280) 위에 형성되어 있는 절연층(290); 절연층(290) 위에 형성되어 있는 화소 정의 층(180); 화소 정의 층(180)에 의해 구획된 공간에 위치하는 제1, 제2 또는 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)를 포함한다.Referring to FIG. 10 , a sensor embedded
기판(200)은 투광 기판일 수 있으며, 예컨대 유리 기판 또는 고분자 기판일 수 있다. 고분자 기판은 예컨대 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르술폰, 폴리오가노실록산, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌, 폴리우레탄, 폴리아크릴, 폴리올레핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
복수의 박막 트랜지스터(280)는 기판(200) 위에 형성되어 있다. 박막 트랜지스터(280)는 각 서브화소(PX)마다 하나 또는 둘 이상 포함되어 있을 수 있으며, 예컨대 적어도 하나의 스위칭 박막 트랜지스터 및/또는 적어도 하나의 구동 박막 트랜지스터를 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터(280)가 형성된 기판(200)은 박막 트랜지스터 기판(TFT substrate) 또는 박막 트랜지스터 백플레인(TFT backplane)이라고 불릴 수 있다.A plurality of
절연층(290)은 기판(200)과 박막 트랜지스터(280)를 덮고 있을 수 있으며 기판(200)의 전면에 형성되어 있을 수 있다. 절연층(290)은 평탄화막 또는 패시베이션 막일 수 있으며, 유기 절연물질, 무기 절연물질, 유무기 절연물질 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 절연층(290)은 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 박막 트랜지스터(280)를 연결하기 위한 복수의 접촉 구멍(241)과 센서(100)와 박막 트랜지스터(280)를 전기적으로 연결하기 위한 복수의 접촉 구멍(242)을 가질 수 있다. 절연층(290)은 무기물, 유기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 무기물은 예컨대 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미늄 질화물일 수 있고 유기물은 예컨대 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미디 또는 폴리아크릴일 수 있고 유무기물은 예컨대 폴리오가노실록산 또는 폴리오가노실라잔일 수 있다.The insulating
화소 정의 층(pixel definition layer)(180) 또한 기판(200)의 전면에 형성되어 있을 수 있으며, 인접한 서브화소(PX) 사이에 위치하여 각 서브화소(PX)를 구획할 수 있다. 화소 정의 층(180)은 각 서브화소(PX)에 위치한 복수의 개구부(181)를 가질 수 있으며, 각 개구부(181)에는 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100) 중 어느 하나가 위치할 수 있다. 화소 정의 층(180)은 무기물, 유기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 무기물은 예컨대 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미늄 질화물일 수 있고 유기물은 예컨대 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미디 또는 폴리아크릴일 수 있고 유무기물은 예컨대 폴리오가노실록산 또는 폴리오가노실라잔일 수 있다.A
제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 기판(200)(또는 박막 트랜지스터 기판) 위에 형성되어 있으며, 기판(200)의 면방향(예컨대 xy방향)을 따라 반복적으로 배열되어 있다. 전술한 바와 같이 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 각각 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)에 포함될 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 별개의 박막 트랜지스터(280)에 전기적으로 접속되어 독립적으로 구동될 수 있다.The first, second, and third light emitting
제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 각각 독립적으로 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼, 청색 파장 스펙트럼, 적외선 파장 스펙트럼 및 이들의 조합에서 선택된 하나의 광을 방출할 수 있다. 일 예로, 제1 발광 소자(410)는 적색 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있고 제2 발광 소자(420)는 녹색 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있고 제3 발광 소자(430)는 청색 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다. 여기서 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼 및 청색 파장 스펙트럼은 각각 약 600nm 초과 750nm 미만, 약 500nm 내지 600nm 및 약 400nm 이상 500nm 미만의 파장 영역에 최대 발광 파장(λmax)을 가질 수 있다.The first, second, and third
제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 예컨대 발광 다이오드(light emitting diode)일 수 있으며, 예컨대 유기 물질을 포함하는 유기 발광 다이오드, 무기 물질을 포함하는 무기 발광 다이오드, 양자점을 포함하는 양자점 발광 다이오드 또는 페로브스카이트를 포함하는 페로브스카이트 발광 다이오드일 수 있다.The first, second, and third light emitting
센서(100)는 기판(200)(또는 박막 트랜지스터 기판) 위에 형성되어 있으며, 기판(200)의 면 방향(예컨대 xy방향)을 따라 랜덤하게 또는 규칙적으로 배열될 수 있다. 전술한 바와 같이 센서(100)는 비표시 영역(NDA)에 위치될 수 있으며, 별개의 박막 트랜지스터(280)에 접속되어 독립적으로 구동될 수 있다. 센서(100)는 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 적어도 하나에서 방출된 광과 동일한 파장 스펙트럼의 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 예컨대 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼, 청색 파장 스펙트럼 또는 이들의 조합의 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 센서(100)는 예컨대 광전변환 다이오드(photoelectric conversion diode)일 수 있으며, 예컨대 유기 물질을 포함하는 유기 광전변환 다이오드(organic photoelectric conversion diode)일 수 있다.The
각 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)는 화소 전극(411, 421, 431, 110); 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 마주하고 있으며 공통 전압이 인가되는 공통 전극(120); 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 공통 전극(120) 사이에 위치하는 발광층(412, 422, 432) 또는 광전변환층(130), 제1 공통 보조층(140) 및 제2 공통 보조층(150)을 포함한다. 센서(100)의 화소 전극(110)은 전술한 센서(100)의 제1 전극(110)에 대응될 수 있고, 센서(100)의 공통 전극(120)은 전술한 센서(100)의 제2 전극(120)에 대응될 수 있고, 제1 및 제2 공통 보조층(140, 150)은 전술한 센서(100)의 제1 및 제2 보조층(140, 150)에 대응될 수 있다.Each of the first, second, and third
제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)는 기판(200)의 면 방향(예컨대 xy방향)을 따라 나란히 배치되어 있으며, 전면에 형성된 공통 전극(120), 제1 공통 보조층(140) 및 제2 공통 보조층(150)을 공유할 수 있다.The first, second, and third light emitting
공통 전극(120)은 발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 상부에 연속적으로 형성되어 있으며, 실질적으로 기판(200) 전면에 형성되어 있다. 공통 전극(120)은 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)에 공통 전압을 인가할 수 있다. The
제1 공통 보조층(140)은 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 발광층(412, 422, 432) 및 광전변환층(130) 사이에 위치하며 화소 전극(411, 421, 431, 110)의 상부 및 발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 하부에서 연속적으로 형성되어 있을 수 있다. The first common
제1 공통 보조층(140)은 화소 전극(411, 421, 431)으로부터 발광층(412, 422, 432)으로 전하(예컨대 정공)의 주입 및/또는 이동을 용이하게 하는 전하 보조층(예컨대 정공 보조층)일 수 있다. 예컨대 제1 공통 보조층(140)의 HOMO 에너지 준위는 발광층(412, 422, 432)의 HOMO 에너지 준위와 화소 전극(411, 421, 431)의 일 함수 사이에 위치할 수 있으며, 화소 전극(411, 421, 431)의 일 함수, 제1 공통 보조층(140)의 HOMO 에너지 준위 및 발광층(412, 422, 432)의 HOMO 에너지 준위는 차례로 깊어질 수 있다. 반면, 제1 공통 보조층(140)의 LUMO 에너지 준위는 광전변환층(130)의 LUMO 에너지 준위와 화소 전극(110)의 일 함수보다 각각 얕을 수 있다.The first common
제1 공통 보조층(140)은 상기 HOMO 에너지 준위를 만족하는 유기물, 무기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 예컨대 구리프탈로시아닌(copper phthalocyanine) 등의 프탈로시아닌(phthalocyanine) 화합물; DNTPD(N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA(4,4',4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,Ndiphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N,-(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA(Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA(Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS(Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenylbenzidine), 트리페닐아민을 포함하는 폴리에테르케톤(TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium[Tetrakis(pentafluorophenyl)borate], HAT-CN(dipyrazino[2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile), N-페닐카바졸, 폴리비닐카바졸 등의 카바졸계 유도체, 플루오렌계 유도체, TPD(N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA(4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine) 등과 같은 트리페닐아민계 유도체, NPB(N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4'-Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP(1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 공통 보조층(140)은 1층 또는 2층 이상일 수 있다.The first common auxiliary layer 140 may include an organic material, an inorganic material, an inorganic material, or a combination thereof satisfying the HOMO energy level, for example, a phthalocyanine compound such as copper phthalocyanine; DNTPD (N,N'-diphenyl-N,N'-bis-[4-(phenyl-m-tolyl-amino)-phenyl]-biphenyl-4,4'-diamine), m-MTDATA (4,4' ,4"-[tris(3-methylphenyl)phenylamino] triphenylamine), TDATA(4,4'4"-Tris(N,Ndiphenylamino)triphenylamine), 2-TNATA(4,4',4"-tris{N, -(2-naphthyl)-N-phenylamino}-triphenylamine), PEDOT/PSS (Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/Poly(4-styrenesulfonate)), PANI/DBSA (Polyaniline/Dodecylbenzenesulfonic acid), PANI/CSA( Polyaniline/Camphor sulfonicacid), PANI/PSS (Polyaniline/Poly(4-styrenesulfonate)), NPB (N,N'-di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenylbenzidine), containing triphenylamine Polyetherketone (TPAPEK), 4-Isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium [Tetrakis (pentafluorophenyl) borate], HAT-CN (dipyrazino [2,3-f: 2',3'-h] quinoxaline-2,3,6 ,7,10,11-hexacarbonitrile), carbazole-based derivatives such as N-phenylcarbazole and polyvinylcarbazole, fluorene-based derivatives, TPD (N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'- Triphenylamine derivatives such as diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine), TCTA (4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine), NPB (N,N' -di(naphthalene-l-yl)-N,N'-diphenyl-benzidine), TAPC(4,4′-Cyclohexylidene bis[N,N-bis(4-methylphenyl)benzenamine]), HMTPD(4,4′ -Bis[N,N'-(3-tolyl)amino]-3,3'-dimethylbiphenyl), mCP (1,3-Bis(N-carbazolyl)benzene), or a combination thereof, but is not limited thereto no. The first common
제2 공통 보조층(150)은 발광층(412, 422, 432) 및 광전변환층(130)과 공통 전극(120) 사이에 위치할 수 있다. 제2 공통 보조층(150)은 발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 상부 및 공통 전극(120)의 하부에서 연속적으로 형성되어 있을 수 있다.The second common
제2 공통 보조층(150)은 공통 전극(120)으로부터 발광층(412, 422, 432)으로의 전하(예컨대 전자)의 주입 및/또는 이동을 용이하게 하는 전하 보조층(예컨대 전자 보조층)일 수 있다. 예컨대 제2 공통 보조층(150)의 LUMO 에너지 준위는 발광층(412, 422, 432)의 LUMO 에너지 준위와 공통 전극(120)의 일 함수 사이에 위치할 수 있으며, 공통 전극(120)의 일 함수, 제2 공통 보조층(150)의 LUMO 에너지 준위 및 발광층(412, 422, 432)의 LUMO 에너지 준위는 차례로 얕아질 수 있다.The second common
제2 공통 보조층(150)은 상기 LUMO 에너지 준위를 만족하는 유기물, 무기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으며, 예컨대 LiF, NaCl, CsF, RbCl 및 RbI와 같은 할로겐화 금속; Yb와 같은 란탄족 금속; Li2O, BaO 와 같은 금속 산화물; Liq(Lithium quinolate), Alq3(Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'-(pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5-Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl-1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5-diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2-methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq2(berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene), BmPyPhB(1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 공통 보조층(140)은 1층 또는 2층 이상일 수 있다.The second common auxiliary layer 150 may include an organic material, an inorganic material, an inorganic material, or a combination thereof satisfying the LUMO energy level, and may include, for example, a metal halide such as LiF, NaCl, CsF, RbCl, and RbI; lanthanide metals such as Yb; metal oxides such as Li 2 O and BaO; Liq (Lithium quinolate), Alq3 (Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminum), 1,3,5-tri[(3-pyridyl)-phen-3-yl]benzene, 2,4,6-tris(3'- (pyridin-3-yl)biphenyl-3-yl)-1,3,5-triazine, 2-(4-(N-phenylbenzoimidazolyl-1-ylphenyl)-9,10-dinaphthylanthracene, TPBi(1,3,5 -Tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl), BCP(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), Bphen(4,7-Diphenyl) -1,10-phenanthroline), TAZ(3-(4-Biphenylyl)-4-phenyl-5-tertbutylphenyl-1,2,4-triazole), NTAZ(4-(Naphthalen-1-yl)-3,5 -diphenyl-4H-1,2,4-triazole), tBu-PBD(2-(4-Biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole), BAlq(Bis(2 -methyl-8-quinolinolato-N1,O8)-(1,1'-Biphenyl-4-olato)aluminum), Bebq 2 (berylliumbis(benzoquinolin-10-olate), ADN(9,10-di(naphthalene-2) -yl)anthracene), BmPyPhB (1,3-Bis[3,5-di(pyridin-3-yl)phenyl]benzene), or a combination thereof, but is not limited thereto. 140) may be one layer or two or more layers.
각 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)는 공통 전극(120)과 마주하는 화소 전극(411, 421, 431, 110)을 포함한다. 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 공통 전극(120) 중 어느 하나는 애노드(anode)이고 다른 하나는 캐소드(cathode)이다. 예컨대 화소 전극(411, 421, 431, 110)은 애노드일 수 있고 공통 전극(120)은 캐소드일 수 있다. 화소 전극(411, 421, 431, 110)은 각 서브화소(PX)마다 각각 분리되어 있으며 각각 별개의 박막 트랜지스터(280)에 전기적으로 접속되어 독립적으로 구동될 수 있다. Each of the first, second, and third
화소 전극(411, 421, 431, 110)과 공통 전극(120)은 각각 투광 전극 또는 반사 전극일 수 있고, 예컨대 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 공통 전극(120) 중 적어도 하나는 투광 전극일 수 있다. Each of the
예컨대 화소 전극(411, 421, 431, 110)이 투광 전극이고 공통 전극(120)이 반사 전극일 때, 센서 내장형 표시 패널(1000)은 기판(200) 측으로 빛을 방출하는 하부 발광형 표시 패널(bottom emission type display panel)일 수 있다. 예컨대 화소 전극(411, 421, 431, 110)이 반사 전극이고 공통 전극(120)이 투광 전극일 때, 센서 내장형 표시 패널(1000)은 기판(200)의 반대 측으로 빛을 방출하는 상부 발광형 표시 패널(top emission type display panel)일 수 있다. 예컨대 화소 전극(411, 421, 431, 110)과 공통 전극(120)이 각각 투광 전극일 때, 센서 내장형 표시 패널(1000)은 양면 발광형 표시 패널(both side emission type display panel)일 수 있다. For example, when the
일 예로, 화소 전극(411, 421, 431, 110)은 반사 전극일 수 있고 공통 전극(120)은 반투과 전극일 수 있고, 이 경우 센서 내장형 표시 패널(1000)은 미세 공진 구조(microcavity structure)를 형성할 수 있다. 미세 공진 구조는 소정의 광로 길이(optical length)(예컨대 반투과 전극과 반사 전극 사이의 거리)만큼 떨어져 있는 반사 전극과 반투과 전극 사이에서 반복적으로 반사되어 소정 파장 스펙트럼의 광을 강화시켜 광학적 특성을 개선할 수 있다. For example, the
일 예로, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)의 발광층(412, 422, 432)에서 방출된 광 중 소정 파장 스펙트럼의 광은 반투과 전극과 반사 전극 사이를 반복적으로 반사되어 개질될 수 있고 개질된 광 중 미세 공진의 공명 파장(resonance wavelength)에 해당하는 파장 스펙트럼의 광은 강화되어 좁은 파장 영역에서 증폭된 발광 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라 센서 내장형 표시 패널(1000)은 높은 색 순도의 색을 표현할 수 있다.For example, among the lights emitted from the light-emitting
일 예로, 센서(100)에 입사된 광 중 소정 파장 스펙트럼의 광은 반투과 전극과 반사 전극 사이를 반복적으로 반사되어 개질될 수 있고 개질된 광 중 미세 공진의 공명 파장에 해당하는 파장 스펙트럼의 광은 강화되어 좁은 파장 영역에서 증폭된 광전변환 특성을 나타낼 수 있다. 이에 따라 센서(100)는 좁은 파장 영역에서 높은 광전변환 특성을 나타낼 수 있다.For example, among the light incident on the
각 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)는 화소 전극(411, 421, 431)과 공통 전극(120) 사이에 위치하는 발광층(412, 422, 432)을 포함한다. 제1 발광 소자(410)에 포함된 발광층(412), 제2 발광 소자(420)에 포함된 발광층(422) 및 제3 발광 소자(430)에 포함된 발광층(432)은 서로 같거나 다른 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있으며, 예컨대 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼, 청색 파장 스펙트럼 또는 이들의 조합의 광을 방출할 수 있다.Each of the first, second, and third light emitting
예컨대 제1 발광 소자(410), 제2 발광 소자(420) 및 제3 발광 소자(430)가 각각 적색 발광 소자, 녹색 발광 소자 및 청색 발광 소자일 때, 제1 발광 소자(410)에 포함된 발광층(412)은 적색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 적색 발광층일 수 있고 제2 발광 소자(420)에 포함된 발광층(422)은 녹색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 녹색 발광층일 수 있고 제3 발광 소자(430)에 포함된 발광층(432)은 청색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 청색 발광층일 수 있다. 여기서 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼 및 청색 파장 스펙트럼은 각각 약 600nm 초과 750nm 미만, 약 500nm 내지 600nm 및 약 400nm 이상 500nm 미만의 파장 영역에 최대 발광 파장을 가질 수 있다.For example, when the first
예컨대 제1 발광 소자(410), 제2 발광 소자(420) 및 제3 발광 소자(430) 중 적어도 하나가 백색 발광 소자일 때, 백색 발광 소자의 발광층은 가시광선 전파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있고, 예컨대 약 380nm 이상 750nm 미만, 약 400nm 내지 700nm 또는 약 420nm 내지 700nm 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다.For example, when at least one of the first
발광층(412, 422, 432)은 발광체로서 유기 발광체, 양자점, 페로브스카이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대 발광층(412, 422, 432)은 유기 발광체를 포함할 수 있으며, 적어도 하나의 호스트 물질과 형광 또는 인광 도펀트를 포함할 수 있다.The
유기 발광체는 퍼릴렌; 루브렌; 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)styryl]-4H-pyran; 쿠마린 또는 그 유도체; 카바졸 또는 그 유도체; TPBi(2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TBADN(2-t-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene); AND(9,10-di(naphthalene-2-yl)anthracene); CBP(4,4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl); TCTA(4,4',4"-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine); TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene); TBADN(3-tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene); DSA(distyrylarylene); CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl-2,2'-dimethylbiphenyl); MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalen-2-yl)anthracene); TCP(1,3,5-Tris(carbazol-9-yl)benzene); Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)lithium); Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, Tb, Tm, Rh, Ru, Re, Be, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Cu, Zn, Ga, Ge, Pd, Ag 및/또는 Au 를 포함하는 유기금속 화합물, 이들의 유도체 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The organic light-emitting body is perylene; rubrene; 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-[p-(dimethylamino)styryl]-4H-pyran; coumarin or a derivative thereof; carbazole or a derivative thereof; TPBi(2,2',2"-(1,3,5-benzinetriyl)-tris(1-phenyl-1-H-benzimidazole); TBADN(2-t-butyl-9,10-di(naphth-2 -yl) anthracene); AND (9,10-di (naphthalene-2-yl) anthracene); CBP (4,4'-bis (N-carbazolyl) -1,1'-biphenyl); TCTA (4,4 ',4"-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine); TPBi(1,3,5-tris(N-phenylbenzimidazole-2-yl)benzene); TBADN(3-tert-butyl-9,10- di(naphth-2-yl)anthracene);DSA(distyrylarylene);CDBP(4,4'-bis(9-carbazolyl-2,2'-dimethylbiphenyl);MADN(2-Methyl-9,10-bis(naphthalene) -2-yl)anthracene);TCP(1,3,5-Tris(carbazol-9-yl)benzene);Alq3(tris(8-hydroxyquinolino)lithium);Pt, Os, Ti, Zr, Hf, Eu, organometallic compounds including Tb, Tm, Rh, Ru, Re, Be, Mg, Al, Ca, Mn, Co, Cu, Zn, Ga, Ge, Pd, Ag and/or Au, their derivatives or their It may be a combination, but is not limited thereto.
이러한 발광층(412, 422, 432)에 포함될 수 있는 공지 물질의 승화 온도는 약 380℃ 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 370℃ 이하, 약 360℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 340℃ 이하, 약 330℃ 이하, 약 320℃ 이하, 약 310℃ 이하, 약 300℃ 이하, 약 290℃ 이하, 약 280℃ 이하, 약 270℃ 이하 또는 약 250℃ 이하일 수 있고, 약 100℃ 내지 380℃, 약 100℃ 내지 370℃, 약 100℃ 내지 360℃, 약 100℃ 내지 350℃, 약 100℃ 내지 340℃, 약 100℃ 내지 330℃, 약 100℃ 내지 320℃, 약 100℃ 내지 310℃, 약 100℃ 내지 300℃, 약 100℃ 내지 290℃, 약 100℃ 내지 280℃, 약 100℃ 내지 270℃, 약 100℃ 내지 250℃, 약 150℃ 내지 380℃, 약 150℃ 내지 370℃, 약 150℃ 내지 360℃, 약 150℃ 내지 350℃, 약 150℃ 내지 340℃, 약 150℃ 내지 330℃, 약 150℃ 내지 320℃, 약 150℃ 내지 310℃, 약 150℃ 내지 300℃, 약 150℃ 내지 290℃, 약 150℃ 내지 280℃, 약 150℃ 내지 270℃ 또는 약 150℃ 내지 250℃일 수 있다. The sublimation temperature of known materials that may be included in the light emitting layers 412, 422, and 432 may be about 380 ° C or less, within the above range about 370 ° C or less, about 360 ° C or less, about 350 ° C or less, about 340 ° C or less, It may be about 330 ° C or less, about 320 ° C or less, about 310 ° C or less, about 300 ° C or less, about 290 ° C or less, about 280 ° C or less, about 270 ° C or less or about 250 ° C or less, about 100 ° C to 380 ° C, about 100 °C to 370 °C, about 100 °C to 360 °C, about 100 °C to 350 °C, about 100 °C to 340 °C, about 100 °C to 330 °C, about 100 °C to 320 °C, about 100 °C to 310 °C, about 100 °C to 300 °C, about 100 °C to 290 °C, about 100 °C to 280 °C, about 100 °C to 270 °C, about 100 °C to 250 °C, about 150 °C to 380 °C, about 150 °C to 370 °C, about 150 °C to 360°C, about 150°C to 350°C, about 150°C to 340°C, about 150°C to 330°C, about 150°C to 320°C, about 150°C to 310°C, about 150°C to 300°C, about 150°C to 290 °C, about 150 °C to 280 °C, about 150 °C to 270 °C or about 150 °C to 250 °C.
양자점은 예컨대 II족-VI족 반도체 화합물, III족-V족 반도체 화합물, IV족- VI족 반도체 화합물, IV족 반도체 화합물, I-III-VI족 반도체 화합물, I-II-IV-VI족 반도체 화합물, II-III-V족 반도체 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. II-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 또는 이들의 혼합물과 같은 이원소 반도체 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 또는 이들의 혼합물과 같은 삼원소 반도체 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 또는 이들의 혼합물과 같은 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. III-V족 반도체 화합물은 예컨대 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 또는 이들의 혼합물과 같은 이원소 반도체 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb 또는 이들의 혼합물과 같은 삼원소 반도체 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 또는 이들의 혼합물과 같은 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 또는 이들의 혼합물과 같은 이원소 반도체 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 또는 이들의 혼합물과 같은 삼원소 반도체 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 또는 이들의 혼합물과 같은 사원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. IV족 반도체 화합물은 예컨대 Si, Ge 또는 이들의 혼합물과 같은 단원소 반도체 화합물; 및 SiC, SiGe 또는 이들의 혼합물과 같은 이원소 반도체 화합물에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-III-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, CuInGaS 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. I-II-IV-VI족 반도체 화합물은 예컨대 CuZnSnSe, CuZnSnS 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. II-III-V족 반도체 화합물은 예컨대 InZnP를 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Quantum dots include, for example, group II-VI semiconductor compounds, group III-V semiconductor compounds, group IV-VI semiconductor compounds, group IV semiconductor compounds, group I-III-VI semiconductor compounds, and group I-II-IV-VI semiconductors. compound, a group II-III-V semiconductor compound, or a combination thereof. Group II-VI semiconductor compounds include, for example, binary semiconductor compounds such as CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS or mixtures thereof; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS or mixtures thereof. ternary semiconductor compounds; And it may be selected from quaternary semiconductor compounds such as HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, or mixtures thereof, but is not limited thereto. Group III-V semiconductor compounds include, for example, binary semiconductor compounds such as GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb or mixtures thereof; ternary semiconductor compounds such as GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb or mixtures thereof; And it may be selected from quaternary semiconductor compounds such as GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb or mixtures thereof, but is not limited thereto. no. Group IV-VI semiconductor compounds include, for example, binary semiconductor compounds such as SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe or mixtures thereof; ternary semiconductor compounds such as SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe or mixtures thereof; And it may be selected from quaternary semiconductor compounds such as SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, or mixtures thereof, but is not limited thereto. Group IV semiconductor compounds include, for example, single-element semiconductor compounds such as Si, Ge or mixtures thereof; and binary semiconductor compounds such as SiC, SiGe or mixtures thereof, but is not limited thereto. The group I-III-VI semiconductor compound may be, for example, CuInSe 2 , CuInS 2 , CuInGaSe, CuInGaS, or a mixture thereof, but is not limited thereto. The group I-II-IV-VI semiconductor compound may be selected from, for example, CuZnSnSe, CuZnSnS, or mixtures thereof, but is not limited thereto. Group II-III-V semiconductor compounds include, for example, InZnP, but are not limited thereto.
페로브스카이트는 CH3NH3PbBr3, CH3NH3PbI3, CH3NH3SnBr3, CH3NH3SnI3, CH3NH3Sn1xPbxBr3, CH3NH3Sn1xPbxI3, HC(NH2)2PbI3, HC(NH2)2SnI3, (C4H9NH3)2PbBr4, (C6H5CH2NH3)2PbBr4, (C6H5CH2NH3)2PbI4, (C6H5C2H4NH3)2PbBr4, (C6H13NH3)2(CH3NH3)n1PbnI3n+1 (여기서 0<x<1이고 n은 양의 정수이다) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Perovskites are CH 3 NH 3 PbBr 3 , CH 3 NH 3 PbI 3 , CH 3 NH 3 SnBr 3 , CH 3 NH 3 SnI 3 , CH 3 NH 3 Sn 1x Pb x Br 3 , CH 3 NH 3 Sn 1x Pb x I 3 , HC(NH 2 ) 2 PbI 3 , HC(NH 2 ) 2 SnI 3 , (C 4 H 9 NH 3 ) 2 PbBr 4 , (C 6 H 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbBr 4 , (C 6 H 5 CH 2 NH 3 ) 2 PbI 4 , (C 6 H 5 C 2 H 4 NH 3 ) 2 PbBr 4 , (C 6 H 13 NH 3 ) 2 (CH 3 NH 3 ) n1 Pb n I 3n+1 (Where 0<x<1 and n is a positive integer) or a combination thereof, but is not limited thereto.
센서(100)는 화소 전극(110)과 공통 전극(120) 사이에 위치하는 광전변환층(130)을 포함한다. 광전변환층(130)은 기판(200)의 면 방향(예컨대 xy방향)을 따라 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)의 발광층(412, 422, 432)과 나란히 배치되어 있을 수 있으며, 광전변환층(130)과 발광층(412, 422, 432)은 동일 평면에 위치될 수 있다.The
광전변환층(130)은 소정 파장 스펙트럼의 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있으며, 전술한 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 적어도 하나로부터 방출된 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 광전변환층(130)은 예컨대 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼, 청색 파장 스펙트럼, 적외선 파장 스펙트럼 또는 이들의 조합의 광을 흡수할 수 있다.The
일 예로, 광전변환층(130)은 약 600nm 초과 750nm 미만의 파장 영역에 최대흡수파장을 가진 적색 파장 스펙트럼의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 적색 발광 소자에서 방출된 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수할 수 있다.For example, the
일 예로, 광전변환층(130)은 약 500nm 내지 600nm 파장 영역에 최대흡수파장을 가진 녹색 파장 스펙트럼의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 녹색 발광 소자에서 방출된 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수할 수 있다.For example, the
일 예로, 광전변환층(130)은 약 380nm 이상 500nm 미만의 파장 영역에 최대흡수파장을 가진 청색 파장 스펙트럼의 광을 선택적으로 흡수할 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430) 중 청색 발광 소자에서 방출된 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수할 수 있다.For example, the
일 예로, 광전변환층(130)은 적색 파장 스펙트럼, 녹색 파장 스펙트럼 및 청색 파장 스펙트럼의 광, 즉 약 380nm 이상 750nm 미만의 가시광선 전파장 스펙트럼의 광을 흡수할 수 있으며, 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)에서 방출된 광의 조합이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수할 수 있다.For example, the
광전변환층(130)은 pn 접합을 형성하는 p형 반도체와 n형 반도체를 포함할 수 있으며, p형 반도체와 n형 반도체는 전술한 바와 같다. 광전변환층(130)은 전술한 바와 같이 p형 반도체와 n형 반도체가 벌크 이종접합 형태로 혼합된 진성층(I층)을 포함하여 I층, p형 층/I층, I층/n형 층, p형 층/I층/n형 층 등 다양한 조합으로 포함될 수 있거나 p형 반도체를 포함하는 p형 층과 전술한 n형 반도체를 포함하는 n형 층을 포함하는 이중 층을 포함할 수 있다. 광전변환층(130)이 이중 층일 때, p형 층은 화소 전극(110)에 가깝게 위치할 수 있고 n형 층은 공통 전극(120)에 가깝게 위치할 수 있다. The
광전변환층(130)의 p형 반도체는 제1 공통 보조층(140)과 효과적인 전기적 매칭을 형성할 수 있는 에너지 준위를 가질 수 있으며, 예컨대 제1 공통 보조층(140)의 HOMO 에너지 준위와 p형 반도체의 HOMO 에너지 준위의 차이는 약 1.2eV 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1.1eV 이하, 약 1.0eV 이하, 약 0.8eV 이하, 약 0.7eV 이하 또는 약 0.5eV 이하일 수 있으며, 약 0 내지 1.2eV, 약 0 내지 1.1eV, 약 0 내지 1.0eV, 약 0 내지 0.8eV, 약 0 내지 0.7eV, 약 0 내지 0.5eV, 약 0.01 내지 1.2eV, 약 0.01 내지 1.1eV, 약 0.01 내지 1.0eV, 약 0.01 내지 0.8eV, 약 0.01 내지 0.7eV, 약 0.01 내지 0.5eV 일 수 있다. 이에 따라 광전변환층(130)에서 생성된 전하(예컨대 정공)가 제1 공통 보조층(140)을 통과하여 화소 전극(110)으로 효과적으로 이동 및/또는 추출될 수 있다. 광전변환층(130)과 제1 공통 보조층(140) 사이에는 추가적인 보조층(도시하지 않음)이 더 포함될 수 있으며, 보조층은 센서(100)에만 배치되어 있을 수 있다.The p-type semiconductor of the
광전변환층(130)의 n형 반도체는 전술한 유기 화합물을 포함할 수 있으며, n형 반도체와 제2 공통 보조층(150)는 효과적인 전기적 매칭을 형성할 수 있는 에너지 준위를 가질 수 있으며, 예컨대 제2 공통 보조층(150)의 LUMO 에너지 준위와 n형 반도체(전술한 유기 화합물)의 LUMO 에너지 준위의 차이는 약 1.2eV 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 1.1eV 이하, 약 1.0eV 이하, 약 0.8eV 이하, 약 0.7eV 이하 또는 약 0.5eV 이하일 수 있으며, 약 0 내지 1.2eV, 약 0 내지 1.1eV, 약 0 내지 1.0eV, 약 0 내지 0.8eV, 약 0 내지 0.7eV, 약 0 내지 0.5eV, 약 0.01 내지 1.2eV, 약 0.01 내지 1.1eV, 약 0.01 내지 1.0eV, 약 0.01 내지 0.8eV, 약 0.01 내지 0.7eV, 약 0.01 내지 0.5eV 일 수 있다. 이에 따라 광전변환층(130)에서 생성된 전하(예컨대 전자)가 제2 공통 보조층(150)을 통과하여 공통 전극(120)으로 효과적으로 이동 및/또는 추출될 수 있다. 광전변환층(130)과 제2 공통 보조층(150) 사이에는 추가적인 보조층(도시하지 않음)이 더 포함될 수 있으며, 보조층은 센서(100)에만 배치되어 있을 수 있다.The n-type semiconductor of the
광전변환층(130)에 대한 구체적인 설명은 전술한 바와 같다.A detailed description of the
일 예로, 발광층(412, 422, 432)은 유기 발광체를 포함할 수 있으며, 발광층(412, 422, 432)의 유기 발광체와 광전변환층(130)의 p형 반도체와 n형 반도체는 동일 챔버에서 진공 증착될 수 있다. 이에 따라 발광층(412, 422, 432)의 유기 발광체와 광전변환층(130)의 p형 반도체와 n형 반도체는 승화 온도의 차이는 약 150℃ 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 예컨대 약 130℃ 이하, 약 120℃ 이하, 약 110℃ 이하, 약 100℃ 이하, 약 90℃ 이하, 약 80℃ 이하, 약 70℃ 이하, 약 60℃ 이하, 약 50℃ 이하, 약 40℃ 이하, 약 30℃ 이하, 약 20℃ 이하, 약 15℃ 이하 또는 약 10℃ 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 0℃ 내지 약 150℃, 0℃ 내지 약 130℃, 0℃ 내지 약 120℃, 0℃ 내지 약 110℃, 0℃ 내지 약 100℃, 0℃ 내지 약 90℃, 0℃ 내지 약 80℃, 0℃ 내지 약 70℃, 0℃ 내지 약 60℃, 0℃ 내지 약 50℃, 0℃ 내지 약 40℃, 0℃ 내지 약 30℃, 0℃ 내지 약 20℃, 0℃ 내지 약 15℃, 0℃ 내지 약 10℃, 약 2℃ 내지 약 150℃, 약 2℃ 내지 약 130℃, 약 2℃ 내지 약 120℃, 약 2℃ 내지 약 110℃, 약 2℃ 내지 약 100℃, 약 2℃ 내지 약 90℃, 약 2℃ 내지 약 80℃, 2℃ 내지 약 70℃, 약 2℃ 내지 약 60℃, 약 2℃ 내지 약 50℃, 약 2℃ 내지 약 40℃, 약 2℃ 내지 약 30℃, 약 2℃ 내지 약 20℃, 약 2℃ 내지 약 15℃ 또는 약 2℃ 내지 10℃일 수 있다.For example, the light-emitting
일 예로, 발광층(412, 422, 432)의 유기 발광체와 광전변환층(130)의 p형 반도체와 n형 반도체는 승화 온도는 각각 약 380℃ 이하일 수 있고, 상기 범위 내에서 약 370℃ 이하, 약 360℃ 이하, 약 350℃ 이하, 약 340℃ 이하, 약 330℃ 이하, 약 320℃ 이하, 약 310℃ 이하, 약 300℃ 이하, 약 290℃ 이하, 약 280℃ 이하, 약 270℃ 이하 또는 약 250℃ 이하일 수 있고, 약 100℃ 내지 380℃, 약 100℃ 내지 370℃, 약 100℃ 내지 360℃, 약 100℃ 내지 350℃, 약 100℃ 내지 340℃, 약 100℃ 내지 330℃, 약 100℃ 내지 320℃, 약 100℃ 내지 310℃, 약 100℃ 내지 300℃, 약 100℃ 내지 290℃, 약 100℃ 내지 280℃, 약 100℃ 내지 270℃, 약 100℃ 내지 250℃, 약 150℃ 내지 380℃, 약 150℃ 내지 370℃, 약 150℃ 내지 360℃, 약 150℃ 내지 350℃, 약 150℃ 내지 340℃, 약 150℃ 내지 330℃, 약 150℃ 내지 320℃, 약 150℃ 내지 310℃, 약 150℃ 내지 300℃, 약 150℃ 내지 290℃, 약 150℃ 내지 280℃, 약 150℃ 내지 270℃ 또는 약 150℃ 내지 250℃일 수 있다.For example, the sublimation temperatures of the organic light emitting materials of the light emitting layers 412, 422, and 432 and the p-type semiconductor and n-type semiconductor of the photoelectric conversion layer 130 may be about 380° C. or less, respectively, and about 370° C. or less within the above range, about 360 °C or less, about 350 °C or less, about 340 °C or less, about 330 °C or less, about 320 °C or less, about 310 °C or less, about 300 °C or less, about 290 °C or less, about 280 °C or less, about 270 °C or less; or It may be up to about 250 ° C, about 100 ° C to 380 ° C, about 100 ° C to 370 ° C, about 100 ° C to 360 ° C, about 100 ° C to 350 ° C, about 100 ° C to 340 ° C, about 100 ° C to 330 ° C, about 100 ° C to 320 ° C, about 100 ° C to 310 ° C, about 100 ° C to 300 ° C, about 100 ° C to 290 ° C, about 100 ° C to 280 ° C, about 100 ° C to 270 ° C, about 100 ° C to 250 ° C, about 150 °C to 380 °C, about 150 °C to 370 °C, about 150 °C to 360 °C, about 150 °C to 350 °C, about 150 °C to 340 °C, about 150 °C to 330 °C, about 150 °C to 320 °C, about 150 °C to 310 °C, about 150 °C to 300 °C, about 150 °C to 290 °C, about 150 °C to 280 °C, about 150 °C to 270 °C or about 150 °C to 250 °C.
이와 같이 광전변환층(130)의 p형 반도체와 n형 반도체가 제1 및 제2 공통 보조층(140, 150)과 전술한 전기적 매칭을 형성할 수 있고 발광층(412, 422, 432)의 유기 발광체와 광전변환층(130)의 p형 반도체와 n형 반도체가 유사한 범위의 열 특성을 가짐으로써 전기적 특성의 열화 및 공정의 복잡함 없이 표시 패널 내에 센서를 효과적으로 형성할 수 있다.As such, the p-type semiconductor and the n-type semiconductor of the
발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 두께는 각각 독립적으로 약 5nm 내지 300nm 일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 10nm 내지 250nm, 약 20nm 내지 200nm 또는 약 30nm 내지 180nm일 수 있다. 발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 두께의 차이는 약 20nm 이하일 수 있으며, 상기 범위 내에서 약 15nm 이하, 약 10nm 이하 또는 약 5nm 이하일 수 있으며, 발광층(412, 422, 432)과 광전변환층(130)의 두께는 실질적으로 같을 수 있다.The
제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100) 위에는 봉지층(380)이 형성되어 있다. 봉지층(380)은 예컨대 유리판, 금속 박막, 유기막, 무기막, 유무기막 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 유기막은 예컨대 아크릴 수지, (메타)아크릴 수지, 폴리이소프렌, 비닐 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 셀룰로오스 수지, 페릴렌 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 무기막은 예컨대 산화물, 질화물 및/또는 산질화물을 포함할 수 있으며 예컨대 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산질화물, 지르코늄 산화물, 지르코늄 질화물, 지르코늄 산질화물, 티타늄 산화물, 티타늄 질화물, 티타늄 산질화물, 하프늄 산화물, 하프늄 질화물, 하프늄 산질화물, 탄탈륨 산화물, 탄탈륨 질화물, 탄탈륨 산질화물, 리튬 플루오라이드 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 유무기막은 예컨대 폴리오가노실록산을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 봉지층(380)은 1층 또는 2층 이상일 수 있다.An
이와 같이 본 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 소정 파장 스펙트럼의 광을 방출하여 색을 표시하는 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 상기 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환하는 센서(100)를 기판(200) 위의 동일 평면 내에 포함함으로써 표시 기능과 인식 기능(예컨대 생체 인식 기능)을 함께 수행할 수 있다. 이에 따라 센서를 별도의 모듈로 제작하여 표시 패널의 외부에 부착하거나 표시 패널의 하부에 형성하는 기존의 표시 패널과 달리 두께를 늘리지 않고 개선된 성능을 가질 수 있어서 슬림형 고성능 센서 내장형 표시 패널(1000)을 구현할 수 있다. As described above, the sensor-embedded
또한 센서(100)는 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)에서 방출된 광을 사용하므로 별도의 광원 없이 인식 기능(예컨대 생체 인식 기능)을 수행할 수 있다. 따라서 표시 패널의 외부에 별도의 광원을 구비할 필요가 없어서 광원이 차지하는 면적으로 인한 표시 패널의 개구율 저하를 방지할 수 있는 동시에 별도의 광원에서 소비하는 전력을 절약함으로써 센서 내장형 표시 패널(1000)의 소비 전력을 개선할 수 있다.In addition, since the
또한 전술한 바와 같이 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)는 공통 전극(120), 제1 공통 보조층(140) 및 제2 공통 보조층(150)을 공유함으로써 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)와 센서(100)를 별개의 공정으로 형성하는 경우와 비교하여 구조 및 공정을 단순화할 수 있다.Also, as described above, the first, second, and third
또한 센서(100)는 유기 광전변환층을 포함하는 유기 센서일 수 있으며 이에 따라 실리콘 포토다이오드와 같은 무기 다이오드와 비교하여 2배 이상 높은 광 흡수도를 가질 수 있으므로 더욱 얇은 두께로 고감도 센싱 기능을 가질 수 있다. In addition, the
또한 센서(100)는 비표시영역(NDA)의 어디든지 배치될 수 있으므로 센서 내장형 표시 패널(1000)의 원하는 위치에 원하는 개수만큼 배치할 수 있다. 따라서 예컨대 센서 내장형 표시 패널(1000)의 전체에 랜덤하게 또는 규칙적으로 센서(100)를 배치함으로써 모바일과 같은 전자 장치의 스크린의 어느 부분에서도 생체 인식 기능을 수행할 수도 있고 사용자의 선택에 따라 생체 인식 기능이 필요한 특정 위치에서만 생체 인식 기능을 선택적으로 수행할 수도 있다.In addition, since the
이하, 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)의 다른 예를 설명한다.Hereinafter, another example of the sensor embedded
도 11은 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널의 다른 예를 보여주는 단면도이다.11 is a cross-sectional view illustrating another example of a display panel with a built-in sensor according to an exemplary embodiment.
도 11을 참고하면, 일 구현예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 전술한 구현예와 마찬가지로 서로 다른 색을 표시하는 복수의 서브화소(PX), 즉 적색, 녹색 및 청색 중에서 선택된 서로 다른 제1 색, 제2 색 및 제3 색을 표시하는 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)를 포함하고, 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)는 각각 제1 발광 소자(410), 제2 발광 소자(420) 및 제3 발광 소자(430)를 포함한다.Referring to FIG. 11 , the
그러나 본 예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 전술한 예와 달리, 적외선 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제4 발광 소자(440)를 더 포함할 수 있다. 예컨대 제4 발광 소자(440)는 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및/또는 제3 서브화소(PX3)에 인접한 제4 서브화소(PX4)에 포함될 수도 있고 비표시영역(NDA)에 포함될 수도 있다. 제4 서브화소(PX4)는 제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2) 및 제3 서브화소(PX3)와 함께 하나의 단위 화소(UP)를 형성할 수 있고 단위 화소(UP)는 행 및/또는 열을 따라 반복적으로 배열될 수 있다.However, the
제1 서브화소(PX1), 제2 서브화소(PX2), 제3 서브화소(PX3), 제1 발광 소자(410), 제2 발광 소자(420), 제3 발광 소자(430) 및 센서(100)에 대한 설명은 전술한 바와 같다.The first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , the third sub-pixel PX3 , the first
제4 발광 소자(440)는 기판(200) 위에 배치되어 있으며, 제1, 제2, 제3 발광 소자(410, 420, 430) 및 센서(100)와 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 제4 발광 소자(440)는 별개의 박막 트랜지스터(280)에 전기적으로 접속되어 독립적으로 구동될 수 있다. 제4 발광 소자(440)는 화소 전극(441), 제1 공통 보조층(140), 발광층(442), 제2 공통 보조층(150) 및 공통 전극(120)이 차례로 적층된 구조를 가질 수 있으며, 이 중 공통 전극(120), 제1 공통 보조층(140) 및 제2 공통 보조층(150)은 제1, 제2, 제3 발광 소자(410, 420, 430) 및 센서(100)와 공유될 수 있다. 발광층(442)은 적외선 파장 스펙트럼의 광을 방출할 수 있으며, 예컨대 약 750nm 이상, 약 750nm 내지 20㎛, 약 780nm 내지 20㎛, 약 800nm 내지 20㎛, 약 750nm 내지 15㎛, 약 780nm 내지 15㎛, 약 800nm 내지 15㎛, 약 750nm 내지 10㎛, 약 780nm 내지 10㎛, 약 800nm 내지 10㎛, 약 750nm 내지 5㎛, 약 780nm 내지 5㎛, 약 800nm 내지 5㎛, 약 750nm 내지 3㎛, 약 780nm 내지 3㎛, 약 800nm 내지 3㎛, 약 750nm 내지 2㎛, 약 780nm 내지 2㎛, 약 800nm 내지 2㎛, 약 750nm 내지 1.5㎛, 약 780nm 내지 1.5㎛ 또는 약 800nm 내지 1.5㎛에 최대 발광 파장을 가질 수 있다.The fourth
센서(100)는 제1, 제2, 제3 및 제4 발광 소자(410, 420, 430, 440) 중 적어도 하나로부터 방출된 광이 생체 또는 도구와 같은 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 예컨대 센서(100)는 적외선 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제4 발광 소자(440)로부터 방출된 광이 인식 타겟(40)에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환할 수 있다. 이 경우 센서(100)의 광전변환층(130)은 적외선 파장 스펙트럼의 광을 선택적으로 흡수하는 유기물, 무기물, 유무기물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고, 예컨대 퀀텀닷, 퀴노이드 금속 착화합물, 폴리메틴 화합물, 시아닌 화합물, 프탈로시아닌 화합물, 메로시아닌 화합물, 나프탈로시아닌 화합물, 임모늄 화합물, 디임모늄 화합물, 트리아릴메탄 화합물, 디피로메텐 화합물, 안트라퀴논 화합물, 나프토퀴논, 디퀴논 화합물, 나프토퀴논 화합물, 안트라퀴논 화합물, 스쿠아릴륨 화합물, 릴렌 화합물, 퍼릴렌 화합물, 스쿠아레인 화합물, 피릴륨 화합물, 스쿠아레인 화합물, 티오피릴륨 화합물, 디케토피롤로피롤 화합물, 보론 디피로메텐 화합물, 니켈-디티올 착화합물, 크로코늄 화합물, 이들의 유도체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
본 예에 따른 센서 내장형 표시 패널(1000)은 적외선 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제4 발광 소자(440)와 적외선 파장 스펙트럼의 광을 흡수하는 센서(100)를 포함함으로써 전술한 구현예에 따른 인식 기능 (생체 인식 기능) 외에 저조도 환경에서도 센서(100)의 감도를 개선할 수 있고 흑백 명암의 상세 구분을 하는 동적 범위(dynamic range)를 넓힘으로써 3차원 이미지의 감지 능력을 더욱 높일 수 있다. 따라서 센서 내장형 표시 패널(1000)의 센싱 능력을 더욱 개선할 수 있다. 특히, 적외선 파장 스펙트럼의 광은 장파장 특성으로 인해 생체의 침투 깊이가 더 깊을 수 있고 서로 다른 거리에 위치하는 정보 또한 효과적으로 얻을 수 있으므로 지문 이외에 정맥과 같은 혈관의 이미지 또는 변화, 홍채 및/또는 안면 등을 효과적으로 감지할 수 있어서 활용 범위를 더욱 넓힐 수 있다.The
상술한 센서 내장형 표시 패널(1000)은 다양한 표시 장치와 같은 전자 장치에 적용될 수 있다. 표시 장치와 같은 전자 장치는 예컨대 휴대폰, 비디오폰, 스마트 폰(smart phone), 모바일 폰, 스마트 패드, 스마트 워치, 디지털 카메라, 태블릿 PC, 랩탑 PC, 노트북, 컴퓨터 모니터, 웨어러블 컴퓨터, 텔레비전, 디지털방송용 단말기, 전자 책, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), EDA(enterprise digital assistant), 헤드 마운트 디스플레이 장치(head mounted display, HMD), 차량용 네비게이션, 사물 인터넷 장치(IoT), 만물 인터넷 장치(IoE), 드론(drone), 도어락, 금고, 현금자동입출금기(ATM), 보안 장치, 의료 장치 또는 자동차 전장부품 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The sensor-embedded
도 12는 일 예에 따른 전자 장치로서 스마트 폰의 일 예를 도시한 개략도이다.12 is a schematic diagram illustrating an example of a smart phone as an electronic device according to an example.
도 12를 참고하면, 전자 장치(2000)는 전술한 센서 내장형 표시 패널(1000)을 포함하며, 센서 내장형 표시 패널(1000)의 전면 또는 일부에 센서(100)가 배치됨으로써 스크린의 어느 부분에서도 생체 인식 기능을 수행할 수도 있고 사용자의 선택에 따라 생체 인식 기능이 필요한 특정 위치에서만 생체 인식 기능을 선택적으로 수행할 수도 있다.Referring to FIG. 12 , the
표시 장치와 같은 전자 장치(2000)에서 인식 타겟(40)을 인식하는 방법의 일 예는 예컨대 센서 내장형 표시 패널(1000)의 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)(또는 제1, 제2, 제3 및 제4 발광 소자(410, 420, 430, 440)) 및 센서(100)를 구동하여 제1, 제2 및 제3 발광 소자(410, 420, 430)(또는 제1, 제2, 제3 및 제4 발광 소자(410, 420, 430, 440))에서 방출된 광 중 인식 타겟(40)에서 반사된 광을 센서(100)에서 검출하는 단계, 미리 저장된 인식 타겟(40)의 이미지와 센서(100)에서 검출된 인식 타겟(40)의 이미지를 비교하는 단계, 그리고 비교된 이미지의 일치성을 판단하고 일치할 경우 인식 타겟(40)의 인식이 완료되었다는 판단에 따라 센서(100)를 끄고 표시 장치에 대한 사용자 액세스를 허가하고 화상을 표시하도록 센서 내장형 표시 패널(1000)을 구동하는 단계를 포함할 수 있다.An example of a method of recognizing the
도 13은 일 구현예에 따른 전자 장치의 구성도의 일 예를 도시한 개략도이다.13 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration diagram of an electronic device according to an embodiment.
도 13을 참고하면, 전자 장치(2000)는 전술한 구성 요소 이외에 버스(1310), 프로세서(1320), 메모리(1330) 및 적어도 하나의 부가 장치(1340)를 더 포함할 수 있다. 전술한 센서 내장형 표시 패널(1000), 프로세서(1320), 메모리(1330) 및 적어도 하나의 부가 장치(1340)의 정보는 버스(1310)를 통해서 서로 전달될 수 있다. Referring to FIG. 13 , the
프로세서(1320)는 논리 회로를 포함한 하드웨어; 프로세서 수행 소프트웨어와 같은 하드웨어/소프트웨어 조합; 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 처리 회로(processing circuitry)를 포함할 수 있다. 예컨대, 처리 회로는 중앙 처리 회로(central processing unit, CPU), 산술논리연산장치(arithmetic logic unit, ALU), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(field programmable gate array, FPGA), 시스템-온-칩(System-on-Chip, SoC), 프로그램 가능한 논리 단위(programmable logic unit), 마이크로프로세서(microprocessor), 주문형 반도체(application-specific integrated circuit, ASIC) 등일 수 있다. 일 예로서, 처리 회로는 비일시적 컴퓨터 해독 저장 장치(non-transitory computer readable storage device)를 포함할 수 있다. 프로세서(1320)는 예컨대 센서 내장형 표시 패널(1000)의 디스플레이 동작을 제어하거나 센서(100)의 센서 동작을 제어할 수 있다.The
메모리(1330)는 지시 프로그램을 저장할 수 있고 프로세서(1320)는 저장된 지시 프로그램을 수행하여 센서 내장형 표시 패널(1000)에 관련된 기능을 수행할 수 있다.The
하나 이상의 부가 장치(1340)는 하나 이상의 통신 인터페이스(예컨대, 무선 통신 인터페이스, 유선 인터페이스), 사용자 인터페이스(예컨대, 키보드, 마우스, 버튼 등), 전원 공급 및/또는 전원 공급 인터페이스 또는 이들의 조합일 수 있다.The one or more
본 명세서에서 설명된 유닛 및/또는 모듈은 하드웨어 구성 요소 및 소프트웨어 구성 요소를 사용하여 구현될 수 있다. 예컨대, 하드웨어 구성요소는 마이크로폰, 증폭기, 대역 통과 필터, 오디오-디지털 변환기 및 처리 장치를 포함할 수 있다. 처리 장치는 산술, 논리 및 입출력 동작을 수행함으로써 프로그램 코드를 수행 및/또는 실행하도록 구성된 하나 이상의 하드웨어 장치를 사용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 프로세서, 제어기 및 산술 논리 유닛, 디지털 신호 프로세서, 마이크로 컴퓨터, 필드 프로그램 가능 어레이, 프로그램 가능 논리 유닛, 마이크로 프로세서 또는 명령에 응답하고 명령을 실해할 수 있는 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 처리 장치는 운영체제(OS) 및 운영체제에서 실행되는 하나 이상의 소프트웨어의 실행에 응답하여 데이터를 액세스, 저장, 작동, 처리 및 생성할 수 있다. Units and/or modules described in this specification may be implemented using hardware components and software components. For example, hardware components may include microphones, amplifiers, band pass filters, audio-to-digital converters and processing units. A processing unit may be implemented using one or more hardware devices configured to perform and/or execute program code by performing arithmetic, logical, and input/output operations. A processing device may include a processor, controller and arithmetic logic unit, digital signal processor, microcomputer, field programmable array, programmable logic unit, microprocessor or any other device capable of responding to and executing instructions. . A processing device may access, store, operate, process, and generate data in response to execution of an operating system (OS) and one or more pieces of software running on the operating system.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램, 코드, 명령 또는 이들의 조합을 포함할 수 있고 처리 장치를 원하는 대로 동작하도록 독립적으로 또는 집합적으로 지시 및/또는 구성함으로써 처리 장치를 특수 목적으로 변환할 수 있다. 소프트웨어 및 데이터는 기계, 부품, 물리적 또는 가상적 장비, 컴퓨터 저장매체 또는 장치, 또는 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하거나 해석할 수 있는 신호파로 영구적으로 또는 일시적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어는 또한 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템을 통해 분산되어 소프트웨어가 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 해독 저장 장치에 의해 저장될 수 있다.Software may include computer programs, code, instructions, or combinations thereof and may individually or collectively instruct and/or configure a processing device to perform a purpose-purpose transformation of the processing device. Software and data may be permanently or temporarily embodied in machines, components, physical or virtual equipment, computer storage media or devices, or signal waves capable of interpreting or providing instructions or data to a processing device. Software may also be distributed across networked computer systems so that the software may be stored and executed in a distributed manner. Software and data may be stored by one or more non-transitory computer readable storage devices.
전술한 예시적인 구현예에 따른 방법은 전술한 예시적인 구현예의 다양한 동작을 구현하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 비일시적 컴퓨터 해독 저장 장치에 기록될 수 있다. 저장 장치는 또한 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등과 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 저장 장치에 기록되는 프로그램 명령은 본 구현예를 위하여 특별히 설계된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용할 수 있는 것일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 해독 저장 장치의 예는 하드디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 디스크, DVD 및/또는 블루레이 디스크와 같은 광학 매체; 광 디스크와 같은 광 자기 매체; 및 ROM, RAM, 플래시 메모리와 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 구성된 하드웨어 장치 등을 포함할 수 있다. 전술한 장치는 전술한 실시예의 동작을 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 동작하도록 구성될 수 있다.The method according to the foregoing exemplary implementation may be recorded in a non-transitory computer readable storage device including program instructions for implementing various operations of the foregoing exemplary implementation. Storage devices may also include, alone or in combination, program instructions, data files, data structures, and the like. Program instructions recorded in the storage device may be specially designed for this embodiment or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of non-transitory computer readable storage devices include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes; optical media such as CD-ROM discs, DVDs and/or Blu-ray discs; magneto-optical media such as optical discs; and a hardware device configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The foregoing device may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the foregoing embodiments.
이하 실시예를 통하여 상술한 구현예를 보다 상세하게 설명한다. 다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 권리범위를 제한하는 것은 아니다.The above-described implementation 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 rights.
합성예 I: n형 반도체의 합성Synthesis Example I: Synthesis of n-type semiconductor
합성예 1Synthesis Example 1
[화합물 A][Compound A]
[반응식 1][Scheme 1]
1,5-Naphthalenedicarboxaldehyde (0.6 g, 3.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Dimethyl-2-thiobarbituric acid (1.2 g, 6.8 mol, 2.0 equiv.), EtOH (140 ml)를 각각 반응 용기에 넣어서 실온에서 30분 교반한다. 다음으로 Pyridine (0.1 g, 0.8 mol, 0.2 equiv.)을 더해서 30분 교반한 후 환류 조건에서 48시간 반응을 진행한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 반응 용액을 이베퍼레이터로 유거하고 잔류물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 잔류물에 메탄올 (160 ml)과 클로로포름(260 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과해서 고형물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 고형물에 클로로포름 (260 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과한다. 고형물을 진공 상태에서 건조 후 화합물 A를 얻는다 (1.3 g, 2.6 mol, Y. 74.0%). 또한 소자 평가에 사용하는 경우 당해 화합물을 승화정제한 후 사용한다 (순도 99.9%). 1,5-Naphthalenedicarboxaldehyde (0.6 g, 3.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Dimethyl-2-thiobarbituric acid (1.2 g, 6.8 mol, 2.0 equiv.), and EtOH (140 ml) were added to the reaction vessel, respectively. Stir for 30 minutes at room temperature. Next, Pyridine (0.1 g, 0.8 mol, 0.2 equiv.) was added, stirred for 30 minutes, and then reacted for 48 hours under reflux conditions. After cooling the reaction vessel to room temperature, the reaction solution was distilled off with an evaporator, and the residue was dried under vacuum. Next, methanol (160 ml) and chloroform (260 ml) were added to the residue, and the mixture was heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered and the solid is dried under vacuum. Next, chloroform (260 ml) is added to the solid and heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered. After drying the solid under vacuum, compound A is obtained (1.3 g, 2.6 mol, Y. 74.0%). In addition, when used for device evaluation, the compound is used after sublimation purification (99.9% purity).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 9.22 (s, 2H), 8.01 (d, 2H), 7.97 (d, 2H), 7.63 (dd, 2H), 3.86 (s, 3H), 3.39 (s, 3H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 9.22 (s, 2H), 8.01 (d, 2H), 7.97 (d, 2H), 7.63 (dd, 2H), 3.86 (s, 3H), 3.39 (s , 3H).
합성예 2Synthesis Example 2
[화합물 B][Compound B]
[반응식 2][Scheme 2]
1,5-Naphthalenedicarboxaldehyde (1.9 g, 10.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Indanedione (3.1 g, 21.1 mol, 2.0 equiv.), EtOH (400 ml)를 각각 반응 용기에 넣어서 실온에서 30분 교반한다. 다음으로 Pyridine (0.2 g, 2.3 mol, 0.2 equiv.)을 더해서 30분 교반한 후 환류 조건에서 48시간 반응을 진행한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 반응 용액을 이베퍼레이터로 유지하고 잔류물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 잔류물에 클로로포름 (300 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과한다. 고형물을 진공 상태에서 건조 후 화합물 B를 얻는다 (0.5 g, 1.2 mol, Y. 11.1%). 또한 소자 평가에 사용하는 경우 당해 화합물을 승화정제한 후 사용한다 (순도 99.9%). 1,5-Naphthalenedicarboxaldehyde (1.9 g, 10.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Indanedione (3.1 g, 21.1 mol, 2.0 equiv.), and EtOH (400 ml) were added to the reaction vessel and stirred at room temperature for 30 minutes. do. Next, Pyridine (0.2 g, 2.3 mol, 0.2 equiv.) was added, stirred for 30 minutes, and then reacted for 48 hours under reflux conditions. After cooling the reaction vessel to room temperature, the reaction solution was kept in an evaporator and the residue was dried under vacuum. Next, chloroform (300 ml) is added to the residue, and the mixture is heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered. After drying the solid under vacuum, compound B is obtained (0.5 g, 1.2 mol, Y. 11.1%). In addition, when used for device evaluation, the compound is used after sublimation purification (99.9% purity).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 9.22 (s, 2H), 8.01 (d, 2H), 7.99-7.97 (m, 4H), 7.73 (dd, 1H), 7.69 (dd, 1H), 7.63 (dd, 2H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 9.22 (s, 2H), 8.01 (d, 2H), 7.99-7.97 (m, 4H), 7.73 (dd, 1H), 7.69 (dd, 1H), 7.63 (dd, 2H).
합성예 3Synthesis Example 3
[화합물 C][Compound C]
[반응식 3][Scheme 3]
2,6-Naphthalenedicarboxaldehyde (0.8 g, 4.1 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Dimethyl-2-thiobarbituric acid (1.4 g, 8.1 mol, 2.0 equiv.), EtOH (50 ml)를 각각 반응 용기에 넣어서 실온에서 30분 교반한다. 다음으로 Pyridine (0.1 g, 0.8 mol, 0.2 equiv.)을 더해서 30분 교반한 후 환류 조건에서 48시간 반응을 진행한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 반응 용액을 이베퍼레이터로 유지하고 잔류물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 잔류물에 메탄올 (180 ml)과 클로로포름 (220 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과해서 고형물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 고형물에 클로로포름 (400 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과한다. 고형물을 진공 상태에서 건조 후 화합물 C를 얻는다 (1.1 g, 2.2 mol, Y. 54.8%). 또한 소자 평가에 사용하는 경우 당해 화합물을 승화정제한 후 사용한다 (순도 99.9%). 2,6-Naphthalenedicarboxaldehyde (0.8 g, 4.1 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Dimethyl-2-thiobarbituric acid (1.4 g, 8.1 mol, 2.0 equiv.), and EtOH (50 ml) were added to the reaction vessel, respectively. Stir for 30 minutes at room temperature. Next, Pyridine (0.1 g, 0.8 mol, 0.2 equiv.) was added, stirred for 30 minutes, and then reacted for 48 hours under reflux conditions. After cooling the reaction vessel to room temperature, the reaction solution was kept in an evaporator and the residue was dried under vacuum. Next, methanol (180 ml) and chloroform (220 ml) were added to the residue, and the mixture was heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered and the solid is dried under vacuum. Next, chloroform (400 ml) is added to the solid, and the mixture is heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered. After drying the solid under vacuum, compound C is obtained (1.1 g, 2.2 mol, Y. 54.8%). In addition, when used for device evaluation, the compound is used after sublimation purification (99.9% purity).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 8.73 (s, 2H), 8.58 (s, 2H), 8.14 (d, 2H), 7.99 (d, 2H), 3.830 (s, 6H), 3.192 (s, 6H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 8.73 (s, 2H), 8.58 (s, 2H), 8.14 (d, 2H), 7.99 (d, 2H), 3.830 (s, 6H), 3.192 (s , 6H).
합성예 4Synthesis Example 4
[화합물 D][Compound D]
[반응식 4][Scheme 4]
2,6-Naphthalenedicarboxaldehyde (1.9 g, 10.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Indanedione (3.1 g, 21.1 mol, 2.0 equiv.), EtOH (400 ml)를 각각 반응 용기에 넣어서 실온에서 30분 교반한다. 다음으로 Pyridine (0.2 g, 2.3 mol, 0.2 equiv.)을 더해서 30분 교반한 후 환류 조건에서 48시간 반응을 진행한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 반응 용액을 이베퍼레이터로 유지하고 잔류물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 잔류물에 클로로포름 (350 ml)을 더해 환류 온도에서 1시간 가열 교반한다. 반응 용기를 실온에 냉각 후 여과해서 고형물을 진공 상태에서 건조한다. 다음으로 당해 고형물에 N-메틸피롤리돈(N-methylpyrrolidone, NMP) (300ml)을 더해 실온에서 1시간 교반하고, 반응 용기를 여과한다. 고형물을 진공 상태에서 건조 후 화합물 D를 얻는다 (1.7 g, 3.9 mol, Y. 33.9%). 또한 소자 평가에 사용하는 경우 당해 화합물을 승화정제한 후 사용한다 (순도 99.9%). 2,6-Naphthalenedicarboxaldehyde (1.9 g, 10.5 mol, 1.0 equiv.), 1,3-Indanedione (3.1 g, 21.1 mol, 2.0 equiv.), and EtOH (400 ml) were added to the reaction vessel and stirred at room temperature for 30 minutes. do. Next, Pyridine (0.2 g, 2.3 mol, 0.2 equiv.) was added, stirred for 30 minutes, and then reacted for 48 hours under reflux conditions. After cooling the reaction vessel to room temperature, the reaction solution was kept in an evaporator and the residue was dried under vacuum. Next, chloroform (350 ml) is added to the residue, and the mixture is heated and stirred at reflux temperature for 1 hour. After cooling the reaction vessel to room temperature, it is filtered and the solid is dried under vacuum. Next, N-methylpyrrolidone (NMP) (300 ml) was added to the solid, stirred at room temperature for 1 hour, and the reaction vessel was filtered. After drying the solid under vacuum, compound D is obtained (1.7 g, 3.9 mol, Y. 33.9%). In addition, when used for device evaluation, the compound is used after sublimation purification (99.9% purity).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): δ 8.73 (s, 2H), 8.58 (s, 2H), 8.14 (d, 2H), 8.00-7.98 (m, 4H), 7.73 (dd, 1H), 7.69 (dd, 1H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ 8.73 (s, 2H), 8.58 (s, 2H), 8.14 (d, 2H), 8.00-7.98 (m, 4H), 7.73 (dd, 1H), 7.69 (dd, 1H).
합성예 II: p형 반도체의 합성Synthesis Example II: Synthesis of p-type semiconductor
합성예 5 Synthesis Example 5
[화합물 2A][Compound 2A]
[반응식 5][Scheme 5]
4,4-dimethyl-4H-selenopheno[3',2':5,6]pyrido[3,2,1-jk]carbazole-2-carbaldehyde 2.0 g (5.6 mmol)을 에탄올에 현탁시키고, 여기에 1-methyl-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione 1.1 g (6.7 mmol)을 첨가하여 50℃에서 24시간 반응시켜 2.4g의 화합물 2a를 얻는다. 수율은 86.0%이다. 얻은 화합물을 승화 정제하여 순도 99.9%까지 정제한다.2.0 g (5.6 mmol) of 4,4-dimethyl-4H-selenopheno[3',2':5,6]pyrido[3,2,1-jk]carbazole-2-carbaldehyde was suspended in ethanol, and 1 1.1 g (6.7 mmol) of -methyl-2-thioxodihydropyrimidine-4,6(1H,5H)-dione was added and reacted at 50°C for 24 hours to obtain 2.4 g of Compound 2a. The yield is 86.0%. The obtained compound is purified by sublimation to a purity of 99.9%.
1H NMR (500 MHz, CDCl2): δ 8.95 (s, 1H), 8.77 (s, 1H), 8.65 (s,2H), 8.18 (s, 2H) 8.06 (d, 2H), 7.92 (d, 2H), 7.83 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 7.44 (t, 2H), 7.36 (m, 6H), 3.76(s, 3H), 3.71 (s, 3H), 1.68 (s, 12H). 1 H NMR (500 MHz, CDCl 2 ): δ 8.95 (s, 1H), 8.77 (s, 1H), 8.65 (s, 2H), 8.18 (s, 2H) 8.06 (d, 2H), 7.92 (d, 2H), 7.83 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 7.44 (t, 2H), 7.36 (m, 6H), 3.76(s, 3H), 3.71 (s, 3H), 1.68 (s, 12H) ).
참고예 1Reference example 1
C60 (nanom purple SUH, Frontier carbon 사)를 구입하여 준비한다.Purchase and prepare C60 (nanom purple SUH, Frontier carbon).
참고예 2Reference example 2
2,7-di-tert-butylpyrene-4,5,9,10-tetraone (Ambeed, Inc., United States, CAS: 190843-93-7)을 구입하여 준비한다.Purchase and prepare 2,7-di-tert-butylpyrene-4,5,9,10-tetraone (Ambeed, Inc., United States, CAS: 190843-93-7).
참고예 3Reference example 3
2,4,6-tri(9H-carbazol-9-yl)-1,3,5-triazine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Japan, CAS 134984-37-5)을 구입하여 준비한다.Purchase and prepare 2,4,6-tri(9H-carbazol-9-yl)-1,3,5-triazine (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Japan, CAS 134984-37-5).
평가 IEvaluation I
합성예에서 얻은 유기 화합물의 승화온도를 평가한다.Evaluate the sublimation temperature of the organic compound obtained in Synthesis Example.
승화온도는 열중량분석(TGA)으로 평가하며, 진공도 10 Pa 이하의 고진공 하에서 온도를 상승시켜 시료의 중량이 초기 중량 대비 10% 및 50% 감소한 시점의 온도로부터 평가한다.The sublimation temperature is evaluated by thermogravimetric analysis (TGA), and is evaluated from the temperature at the time when the weight of the sample decreases by 10% and 50% compared to the initial weight by raising the temperature under a high vacuum of 10 Pa or less.
그 결과는 표 1 및 2와 같다.The results are shown in Tables 1 and 2.
* Ts(10)(℃): 시료의 중량이 초기 중량 대비 10% 감소한 시점의 온도* T s (10) (℃): The temperature at which the weight of the sample decreases by 10% compared to the initial weight
* Ts(50)(℃): 시료의 중량이 초기 중량 대비 50% 감소한 시점의 온도* T s (50) (℃): The temperature at which the weight of the sample decreases by 50% compared to the initial weight
평가 IIEvaluation II
유리 기판 위에 합성예에서 얻은 유기 화합물을 증착하고 증착된 박막의 에너지 준위를 평가한다.The organic compound obtained in Synthesis Example was deposited on a glass substrate, and the energy level of the deposited thin film was evaluated.
HOMO 에너지 준위는 AC-2 (Hitachi) 또는 AC-3 (Riken Keiki Co., LTD.)를 사용하여 박막에 UV 광을 조사하여 에너지에 따라 방출되는 광전자량으로 평가할 수 있다. LUMO 에너지 준위는 UV-Vis spectrometer (Shimadzu Corporation)를 사용하여 밴드갭 에너지를 얻은 후, 밴드갭 에너지와 이미 측정된 HOMO 에너지 준위로부터 LUMO 에너지 준위를 계산하여 얻을 수 있다.The HOMO energy level can be evaluated by the amount of photoelectrons emitted according to energy by irradiating the thin film with UV light using AC-2 (Hitachi) or AC-3 (Riken Keiki Co., LTD.). The LUMO energy level can be obtained by obtaining the bandgap energy using a UV-Vis spectrometer (Shimadzu Corporation), and then calculating the LUMO energy level from the bandgap energy and the previously measured HOMO energy level.
그 결과는 표 3 및 4와 같다.The results are shown in Tables 3 and 4.
* HOMO, LUMO: 절대값* HOMO, LUMO: absolute value
실시예: 센서의 제조 I Example: Manufacturing of Sensor I
실시예 1Example 1
유리 기판 위에 Al(10nm), ITO(100nm) 및 Al(8nm)을 차례로 증착하여 Al/ITO/Al 구조의 하부 전극(일함수: 4.9eV)을 형성한다. 이어서 하부 전극 위에 N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine을 증착하여 정공 보조층(HOMO: 5.3~5.6 eV, LUMO: 2.0~2.3eV)을 형성한다. 이어서 정공 보조층 위에 합성예 5에서 얻은 화합물 2A(p형 반도체)를 증착하여 10nm 두께의 p형 반도체 층을 형성하고, 그 위에 합성예 1에서 얻은 화합물 A(n형 반도체)를 증착하여 40nm 두께의 n형 반도체 층을 형성하여 이중층의 광전변환층(λmax=530nm)을 형성한다. 이어서 광전변환층 위에 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline을 증착하여 전자 보조층(HOMO: 6.1~6.4 eV, LUMO: 2.9~3.2 eV)을 형성한다. 이어서 전자 보조층 위에 마그네슘과 은을 증착하여 Mg:Ag 상부 전극을 형성하여 센서를 제조한다.Al (10 nm), ITO (100 nm), and Al (8 nm) are sequentially deposited on a glass substrate to form an Al/ITO/Al structure lower electrode (work function: 4.9 eV). Subsequently, N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine was deposited on the lower electrode to form a hole auxiliary layer (HOMO: 5.3 to 5.6 eV). , LUMO: 2.0 to 2.3 eV). Subsequently, Compound 2A (p-type semiconductor) obtained in Synthesis Example 5 was deposited on the hole auxiliary layer to form a 10 nm-thick p-type semiconductor layer, and Compound A (n-type semiconductor) obtained in Synthesis Example 1 was deposited thereon to form a 40 nm-thick layer. An n-type semiconductor layer of is formed to form a double-layered photoelectric conversion layer (λ max = 530 nm). Subsequently, 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline is deposited on the photoelectric conversion layer to form an electron auxiliary layer (HOMO: 6.1 to 6.4 eV, LUMO: 2.9 to 3.2 eV). Subsequently, magnesium and silver are deposited on the electronic auxiliary layer to form an Mg:Ag upper electrode to manufacture a sensor.
실시예 2Example 2
유리 기판 위에 Al(10nm), ITO(100nm) 및 Al(8nm)을 차례로 증착하여 Al/ITO/Al 구조의 하부 전극(일함수: 4.9eV)을 형성한다. 이어서 하부 전극 위에 N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine을 증착하여 정공 보조층(HOMO: 5.3~5.6 eV, LUMO: 2.0~2.3eV)을 형성한다. 이어서 정공 보조층 위에 합성예 5에서 얻은 화합물 2A(p형 반도체)를 증착하여 8nm 두께의 p형 반도체 층을 형성하고, 그 위에 합성예 2에서 얻은 화합물 B(n형 반도체)를 증착하여 34nm 두께의 n형 반도체 층을 형성하여 이중층의 광전변환층(λmax=530nm)을 형성한다. 이어서 광전변환층 위에 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline을 증착하여 전자 보조층(HOMO: 6.1~6.4 eV, LUMO: 2.9~3.2 eV)을 형성한다. 이어서 전자 보조층 위에 마그네슘과 은을 증착하여 Mg:Ag 상부 전극을 형성하여 센서를 제조한다.Al (10 nm), ITO (100 nm), and Al (8 nm) are sequentially deposited on a glass substrate to form an Al/ITO/Al structure lower electrode (work function: 4.9 eV). Subsequently, N,N'-bis(3-methylphenyl)-N,N'-diphenyl-[1,1-biphenyl]-4,4'-diamine was deposited on the lower electrode to form a hole auxiliary layer (HOMO: 5.3 to 5.6 eV). , LUMO: 2.0 to 2.3 eV). Subsequently, Compound 2A (p-type semiconductor) obtained in Synthesis Example 5 was deposited on the hole auxiliary layer to form a p-type semiconductor layer having a thickness of 8 nm, and Compound B (n-type semiconductor) obtained in Synthesis Example 2 was deposited thereon to form a 34 nm-thick layer. An n-type semiconductor layer of is formed to form a double-layered photoelectric conversion layer (λ max = 530 nm). Subsequently, 4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline is deposited on the photoelectric conversion layer to form an electron auxiliary layer (HOMO: 6.1 to 6.4 eV, LUMO: 2.9 to 3.2 eV). Subsequently, magnesium and silver are deposited on the electronic auxiliary layer to form an Mg:Ag upper electrode to manufacture a sensor.
실시예 3Example 3
합성예 1에서 얻은 화합물 A 대신 합성예 3에서 얻은 화합물 C를 증착하여 40nm 두께의 n형 반도체 층을 형성한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 센서를 제조한다.A sensor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that a 40 nm thick n-type semiconductor layer was formed by depositing Compound C obtained in Synthesis Example 3 instead of Compound A obtained in Synthesis Example 1.
실시예 4Example 4
합성예 2에서 얻은 화합물 B 대신 합성예 4에서 얻은 화합물 D를 증착하여 34nm 두께의 n형 반도체 층을 형성한 것을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 센서를 제조한다.A sensor was manufactured in the same manner as in Example 2, except that compound D obtained in Synthesis Example 4 was deposited instead of Compound B obtained in Synthesis Example 2 to form an n-type semiconductor layer having a thickness of 34 nm.
평가 IIIAssessment III
실시예에 따른 센서의 광전변환효율을 평가한다.Evaluate the photoelectric conversion efficiency of the sensor according to the embodiment.
광전변환효율은 실시예에 따른 센서를 85℃에서 1시간 동안 방치한 후 측정된 외부양자효율(EQE)로부터 평가한다. 외부양자효율(EQE)은 450nm(청색), 530nm(녹색) 및 630nm(적색) 파장에서의 입사 광자의 전류 전환 효율 장비(Incident Photon to Current Efficiency, IPCE)로 평가한다.The photoelectric conversion efficiency is evaluated from the external quantum efficiency (EQE) measured after leaving the sensor according to the embodiment at 85° C. for 1 hour. External quantum efficiency (EQE) is evaluated by Incident Photon to Current Efficiency (IPCE) equipment at 450 nm (blue), 530 nm (green) and 630 nm (red) wavelengths.
그 결과는 표 5와 같다.The results are shown in Table 5.
표 5를 참고하면, 실시예에 따른 센서는 녹색 파장 스펙트럼에서 개선된 광전변환효율을 나타내는 것을 확인할 수 있으며, 청색 파장 또는 적색 파장에서의 광전변환효율에 대한 녹색 파장에서의 광전변환효율이 높아 파장 선택성이 높은 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 5, it can be seen that the sensor according to the embodiment exhibits improved photoelectric conversion efficiency in the green wavelength spectrum, and the photoelectric conversion efficiency in the green wavelength is higher than the photoelectric conversion efficiency in the blue wavelength or red wavelength. It can be confirmed that the selectivity is high.
평가 IVAssessment IV
실시예에 따른 센서의 역바이어스 전압 하에서의 암전류(dark current)를 평가한다.A dark current under a reverse bias voltage of the sensor according to the embodiment is evaluated.
암전류는 전류-전압 평가 장비(Keithley K4200 parameter analyzer)를 사용하여 암전류를 측정한 후 단위 화소 면적(0.04㎠)으로 나눈 암전류 밀도부터 평가하며, 암전류 밀도는 -3V 역바이어스 인가시 흐르는 전류로부터 평가한다.The dark current is evaluated from the dark current density divided by the unit pixel area (0.04 cm2) after measuring the dark current using a current-voltage evaluation device (Keithley K4200 parameter analyzer), and the dark current density is evaluated from the current flowing when -3V reverse bias is applied. .
그 결과는 표 6과 같다.The results are shown in Table 6.
표 6을 참고하면, 실시예에 따른 센서는 역바이어스 인가시 비교적 낮은 암전류를 나타내는 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 6, it can be confirmed that the sensor according to the embodiment exhibits a relatively low dark current when a reverse bias is applied.
시뮬레이션 평가simulation evaluation
p형 반도체 층과 n형 반도체 층의 이중층의 광전변환층에 대하여, 화학식 1에 속하는 다양한 n형 반도체의 전자 이동률을 시뮬레이션으로 평가한다. Regarding the double-layered photoelectric conversion layer of a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, electron mobility rates of various n-type semiconductors belonging to Formula 1 are evaluated by simulation.
전자 이동률은 소프트웨어(Materials Science Suite, Schrφdinger 사)를 사용하여 p형 반도체 층의 p형 반도체와 n형 반도체 층의 n형 반도체를 각각 600 분자씩 도입한 이중층 구조를 가정하고 p형 반도체 층에서 n형 반도체 층으로의 전자 이동(electron hopping)과 n형 반도체 층에서 p형 반도체 층으로의 전자 이동을 분자동력학법에 의해 평가한다. The electron mobility was calculated using software (Materials Science Suite, Schrφdinger) assuming a double-layer structure in which 600 molecules of each of the p-type semiconductor in the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor in the n-type semiconductor layer were introduced, and n in the p-type semiconductor layer. Electron hopping to the p-type semiconductor layer and from the n-type semiconductor layer to the p-type semiconductor layer are evaluated by the molecular dynamics method.
p형 반도체 층은 빛을 흡수한 후 여기자(exciton)가 생성되고 p형 반도체 층과 n형 반도체 층의 계면에서 전하 분리되어 전자와 정공이 생성되며, 전자는 p형 반도체 층에서 n형 반도체 층으로 이동하고 n형 반도체 층을 통해 전극에 도달할 수 있다. 이때 p형 반도체 층에서 n형 반도체 층으로 이동하는 전자의 전자 이동 계수를 Kpn으로 정의한다. 반면, n형 반도체 층으로 이동된 전자의 일부가 다시 p형 반도체 층으로 돌아오는 것을 역전류라고 하며, 역전류에 의한 전자는 정공과 재결합하여 소멸한다. 이때 n형 반도체 층에서 p형 반도체 층으로 역으로 이동하는 전자의 전자 이동 계수는 Knp로 정의한다. 전자 이동 계수(Kpn, Knp)는 B3LYP/LAC V3P**를 사용한 밀도범함수법(Density Functional Theory, DFT)으로 계산한다. 전자 이동률은 log(kpn/knp)로 평가할 수 있으며, 전자 이동률이 높을수록 전자 이동이 우수함을 나타낼 수 있다.After the p-type semiconductor layer absorbs light, excitons are generated, and electrons and holes are generated by charge separation at the interface between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer. and can reach the electrode through the n-type semiconductor layer. At this time, the electron transfer coefficient of electrons moving from the p-type semiconductor layer to the n-type semiconductor layer is defined as K pn . On the other hand, it is called reverse current that some of the electrons moved to the n-type semiconductor layer return to the p-type semiconductor layer, and electrons due to the reverse current recombine with holes and disappear. At this time, the electron transfer coefficient of electrons moving backward from the n-type semiconductor layer to the p-type semiconductor layer is defined as K np . Electron transfer coefficients (K pn , K np ) are calculated by Density Functional Theory (DFT) using B3LYP/LAC V3P**. The electron transfer rate can be evaluated by log(k pn /k np ), and the higher the electron transfer rate, the better the electron transfer.
그 결과는 표 7과 같다.The results are shown in Table 7.
[화합물 E][Compound E]
[화합물 F][Compound F]
[화합물 G][Compound G]
[화합물 H][Compound H]
[화합물 I][Compound I]
[화합물 J][Compound J]
[화합물 K][Compound K]
[화합물 L][Compound L]
[화합물 M][Compound M]
[화합물 Z-2][Compound Z-2]
[화합물 Z-3][Compound Z-3]
[화합물 Z-4][Compound Z-4]
표 7을 참고하면, 화학식 1에 속하는 다양한 n형 반도체를 사용한 평가예(No.1~11)가 양호한 전자 이동률을 나타냄을 확인할 수 있다.Referring to Table 7, it can be confirmed that evaluation examples (No. 1 to 11) using various n-type semiconductors belonging to Formula 1 exhibit good electron mobility.
이상에서 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 권리범위에 속하는 것이다. Although the embodiments have been described in detail above, the scope of rights is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concepts defined in the following claims also fall within the scope of rights.
100, 100a, 100b, 100c: 센서
110: 제1 전극
120: 제2 전극
130: 광전변환층
140, 150: 보조층
160: 버퍼층
200: 기판
220: 제1 포토다이오드
230: 제2 포토다이오드
300: 이미지 센서
410, 420, 430: 발광 소자
1000: 센서 내장형 표시 패널
2000: 전자 장치100, 100a, 100b, 100c: sensor
110: first electrode
120: second electrode
130: photoelectric conversion layer
140, 150: auxiliary layer
160: buffer layer
200: substrate
220: first photodiode
230: second photodiode
300: image sensor
410, 420, 430: light emitting element
1000: sensor built-in display panel
2000: Electronic Devices
Claims (20)
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
D는 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 탄화수소기이고,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 C=X1 (X1은 O, S, Se, Te 또는 CRaRb), 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합을 포함한 고리기; 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기; 또는 이들의 조합이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
단, D가 파이레닐렌이고 A1 및 A2가 각각 독립적으로 C=X1 를 포함한 인데닐기인 구조는 배제한다.
An organic compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]
In Formula 1,
D is a substituted or unsubstituted divalent condensed polycyclic aromatic hydrocarbon group,
A 1 and A 2 are each independently C=X 1 (X 1 is O, S, Se, Te or CR a R b ), a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof Cyclic group including; A substituted or unsubstituted dicyanovinyl group; or a combination thereof, wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, and R a and R b are each Exist independently or combine with each other to form a ring,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
However, a structure in which D is pyrenylene and A 1 and A 2 are each independently an indenyl group including C=X 1 is excluded.
D는 하기 그룹 1에 나열된 치환 또는 비치환된 2가의 축합 다환 방향족 탄화수소기 중 하나인 유기 화합물:
[그룹 1]
, , ,
, , ,
, , ,
,
상기 그룹 1에서,
각 축합 다환 방향족 기를 이루는 탄소들 중 둘은 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.
In paragraph 1,
D is an organic compound which is one of the substituted or unsubstituted divalent condensed polycyclic aromatic hydrocarbon groups listed in Group 1 below:
[Group 1]
, , ,
, , ,
, , ,
,
In the group 1 above,
Two of the carbons constituting each condensed polycyclic aromatic group are connecting points with Formula 1 above.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A, 1B 또는 1C로 표현되는 고리기이거나 치환 또는 비치환된 디시아노비닐기인 유기 화합물:
[화학식 1A] [화학식 1B] [화학식 1C]
상기 화학식 1A 내지 1C에서,
Ar1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들의 융합 고리이고,
Z1 및 Z2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Rc 내지 Rh는 각각 독립적으로 존재하거나 Rc 내지 Rh 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,
Rc 내지 Rh 중 적어도 하나는 할로겐, C1 내지 C30 할로알킬기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고,
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이다.
In paragraph 1,
A 1 and A 2 are each independently a cyclic group represented by Formula 1A, 1B or 1C, or a substituted or unsubstituted dicyanovinyl group, an organic compound:
[Formula 1A] [Formula 1B] [Formula 1C]
In Formulas 1A to 1C,
Ar 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocyclic group, or these is a fused ring of
Z 1 and Z 2 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, a cyano group, A dicyanovinyl group or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
R c to R h are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, and R c to R h are each independently present or two adjacent ones of R c to R h combine with each other to form a ring;
At least one of R c to R h is a halogen, a C1 to C30 haloalkyl group, a cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof;
* is a connection point with Formula 1 above.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10 중 어느 하나로 표현되는 유기 화합물:
[화학식 1A-1] [화학식 1A-2]
[화학식 1A-3] [화학식 1A-4]
[화학식 1B-1] [화학식 1B-2]
[화학식 1B-3] [화학식 1B-4] [화학식 1B-5]
[화학식 1B-6] [화학식 1B-7] [화학식 1B-8]
[화학식 1B-9] [화학식 1B-10]
상기 화학식 1A-1 내지 1A-4 및 1B-1 내지 1B-10에서,
Z1, Z2 및 Z4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 CRaRb이고, 여기서 Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 카르보닐기, 시아노기, 디시아노비닐기 또는 이들의 조합이고, Ra 및 Rb는 각각 독립적으로 존재하거나 서로 결합하여 고리를 형성하고,
Z3는 N 또는 CRi이고,
G1 내지 G3는 각각 독립적으로 O, S, Se 또는 Te이고,
R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고, R50 내지 R56, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R56, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고,
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이고,
단 상기 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 화학식 1A-2 또는 1B-1이 아니다.
In paragraph 3,
A 1 and A 2 are each independently an organic compound represented by any one of Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10:
[Formula 1A-1] [Formula 1A-2]
[Formula 1A-3] [Formula 1A-4]
[Formula 1B-1] [Formula 1B-2]
[Formula 1B-3] [Formula 1B-4] [Formula 1B-5]
[Formula 1B-6] [Formula 1B-7] [Formula 1B-8]
[Formula 1B-9] [Formula 1B-10]
In Formulas 1A-1 to 1A-4 and 1B-1 to 1B-10,
Z 1 , Z 2 and Z 4 are each independently O, S, Se, Te or CR a R b , wherein R a and R b are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a carbonyl group, A cyano group, a dicyanovinyl group, or a combination thereof, R a and R b are each independently present or bonded to each other to form a ring,
Z 3 is N or CR i ;
G 1 to G 3 are each independently O, S, Se or Te;
R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof, and R 50 to R 56 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 56 , R 56' and R i combine with each other to form a ring,
n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 2;
* is a connection point with Formula 1,
However, when D in Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are not Formula 1A-2 or 1B-1, respectively.
A1 및 A2는 각각 독립적으로 하기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a 중 어느 하나로 표현되는 유기 화합물:
[화학식 1A-1a] [화학식 1A-2a]
[화학식 1A-3a] [화학식 1A-3b] [화학식 1A-4a]
[화학식 1B-1a] [화학식 1B-1b]
[화학식 1B-1c] [화학식 1B-1d]
[화학식 1B-1e] [화학식 1B-1f]
[화학식 1B-2a] [화학식 1B-2b]
[화학식 1B-2c] [화학식 1B-2d] [화학식 1B-2e]
[화학식 1B-2f] [화학식 1B-2g] [화학식 1B-2h]
[화학식 1B-3a] [화학식 1B-3b] [화학식 1B-3c]
[화학식 1B-3d] [화학식 1B-3e] [화학식 1B-3f]
[화학식 1B-3g] [화학식 1B-3h] [화학식1B-4a]
[화학식 1B-5a] [화학식 1B-6a] [화학식 1B-6b]
[화학식 1B-6c] [화학식 1B-7a] [화학식 1B-7b]
[화학식 1B-8a] [화학식 1B-9a] [화학식 1B-10a]
상기 화학식 1A-1a 내지 1B-10a에서,
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
R50 내지 R60, R56' 및 Ri는 각각 독립적으로 존재하거나 R50 내지 R60, R56' 및 Ri 중 인접한 둘은 서로 결합하여 고리를 형성하고,
*는 상기 화학식 1과의 연결 지점이고,
단 상기 화학식 1의 D가 파이레닐렌일 때 A1 및 A2는 각각 화학식 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B-1e 또는 1B-1f가 아니다.
In paragraph 4,
A 1 and A 2 are each independently an organic compound represented by any one of Formulas 1A-1a to 1B-10a:
[Formula 1A-1a] [Formula 1A-2a]
[Formula 1A-3a] [Formula 1A-3b] [Formula 1A-4a]
[Formula 1B-1a] [Formula 1B-1b]
[Formula 1B-1c] [Formula 1B-1d]
[Formula 1B-1e] [Formula 1B-1f]
[Formula 1B-2a] [Formula 1B-2b]
[Formula 1B-2c] [Formula 1B-2d] [Formula 1B-2e]
[Formula 1B-2f] [Formula 1B-2g] [Formula 1B-2h]
[Formula 1B-3a] [Formula 1B-3b] [Formula 1B-3c]
[Formula 1B-3d] [Formula 1B-3e] [Formula 1B-3f]
[Formula 1B-3g] [Formula 1B-3h] [Formula 1B-4a]
[Formula 1B-5a] [Formula 1B-6a] [Formula 1B-6b]
[Formula 1B-6c] [Formula 1B-7a] [Formula 1B-7b]
[Formula 1B-8a] [Formula 1B-9a] [Formula 1B-10a]
In Formulas 1A-1a to 1B-10a,
R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, A substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
R 50 to R 60 , R 56' and R i are each independently present or two adjacent ones of R 50 to R 60 , R 56' and R i bond to each other to form a ring;
* is a connection point with Formula 1,
However, when D in Chemical Formula 1 is pyrenylene, A 1 and A 2 are represented by Chemical Formulas 1A-1a, 1A-2a, 1B-1a, 1B-1b, 1B-1c, 1B-1d, 1B-1e or 1B-1f, respectively. It's not.
10Pa 이하에서 열중량분석(thermogravimetric analysis)시 상기 유기 화합물의 초기 중량 대비 10%의 중량 감소가 일어나는 온도는 100℃ 내지 400℃이고,
상기 유기 화합물의 LUMO 에너지 준위는 2.5 내지 4.0eV인 유기 화합물.
In paragraph 1,
The temperature at which a weight reduction of 10% compared to the initial weight of the organic compound occurs during thermogravimetric analysis at 10 Pa or less is 100 ° C to 400 ° C,
The organic compound having a LUMO energy level of 2.5 to 4.0 eV.
A film comprising the organic compound according to any one of claims 1 to 6.
제2 전극, 그리고
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하고 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기 화합물을 포함하는 광전변환층
을 포함하는 센서.
a first electrode;
a second electrode, and
A photoelectric conversion layer disposed between the first electrode and the second electrode and including the organic compound according to any one of claims 1 to 6.
A sensor comprising a.
상기 유기 화합물은 n형 반도체이고,
상기 광전변환층은 상기 유기 화합물과 pn 접합을 형성하는 p형 반도체를 더 포함하며,
상기 p형 반도체는 하기 화학식 2로 표현되는 센서:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고,
Ar2은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴(렌)기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴(렌)기이고,
R1a 내지 R3a는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
Ar1a, Ar2a, R1a 및 R2a는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 둘이 서로 결합하여 고리를 형성한다.
In paragraph 8,
The organic compound is an n-type semiconductor,
The photoelectric conversion layer further includes a p-type semiconductor forming a pn junction with the organic compound,
The p-type semiconductor is a sensor represented by Formula 2 below:
[Formula 2]
In Formula 2,
X 2 is O, S, Se or Te;
Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl (ene) group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl (ene) group,
R 1a to R 3a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
Ar 1a , Ar 2a , R 1a and R 2a may each independently exist or two adjacent ones may bond to each other to form a ring.
상기 p형 반도체는 하기 화학식 2A 또는 2B로 표현되는 센서:
[화학식 2A] [화학식 2B]
상기 화학식 2A 및 2B에서,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
L 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, Se, Te, SO, SO2, CRkRl, SiRmRn, GeRoRp, NRq, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
R1a, R2a, R3a 및 Rk 내지 Rq는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이다.
In paragraph 9,
The p-type semiconductor is a sensor represented by Formula 2A or 2B:
[Formula 2A] [Formula 2B]
In Formulas 2A and 2B,
X 2 is O, S, Se or Te;
Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroarylene group,
L and Z are each independently a single bond, O, S, Se, Te, SO, SO 2 , CR k R l , SiR m R n , GeR o R p , NR q , substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl A rene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof;
R 1a , R 2a , R 3a and R k to R q are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group. A thio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof.
상기 기판 위에 위치하고 발광층을 포함하는 발광 소자, 그리고
상기 기판 위에 위치하고 광전변환층을 포함하는 흡광 센서
를 포함하고,
상기 발광 소자와 상기 흡광 센서는 상기 기판의 면방향을 따라 나란히 배치되어 있으며,
상기 광전변환층은 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기 화합물을 포함하는 센서 내장형 표시 패널.
Board,
A light emitting element located on the substrate and including a light emitting layer, and
A light absorption sensor disposed on the substrate and including a photoelectric conversion layer
including,
The light emitting element and the light absorption sensor are arranged side by side along the surface direction of the substrate,
The sensor-embedded display panel in which the photoelectric conversion layer includes the organic compound according to any one of claims 1 to 6.
상기 유기 화합물은 n형 반도체이고,
상기 광전변환층은 상기 유기 화합물과 pn 접합을 형성하는 p형 반도체를 더 포함하며,
상기 p형 반도체는 하기 화학식 2로 표현되는 센서 내장형 표시 패널:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴(렌)기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴(렌)기이고,
R1a 내지 R3a는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이고,
Ar1a, Ar2a, R1a 및 R2a는 각각 독립적으로 존재하거나 인접한 둘이 서로 결합하여 고리를 형성한다.
In paragraph 11,
The organic compound is an n-type semiconductor,
The photoelectric conversion layer further includes a p-type semiconductor forming a pn junction with the organic compound,
The p-type semiconductor is a sensor embedded display panel represented by Chemical Formula 2 below:
[Formula 2]
In Formula 2,
X 2 is O, S, Se or Te;
Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl (ene) group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl (ene) group,
R 1a to R 3a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkylthio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroaryl group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof;
Ar 1a , Ar 2a , R 1a and R 2a may each independently exist or two adjacent ones may bond to each other to form a ring.
상기 p형 반도체는 하기 화학식 2A 또는 2B로 표현되는 센서 내장형 표시 패널:
[화학식 2A] [화학식 2B]
상기 화학식 2A 및 2B에서,
X2는 O, S, Se 또는 Te이고,
Ar2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기 또는 이들 중에서 선택된 둘 이상의 융합 고리이고,
Ar1a 및 Ar2a는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로아릴렌기이고,
L 및 Z는 각각 독립적으로 단일 결합, O, S, Se, Te, SO, SO2, CRkRl, SiRmRn, GeRoRp, NRq, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기 또는 이들의 조합이고,
R1a, R2a, R3a 및 Rk 내지 Rq는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬티오기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 헤테로고리기, 할로겐, 시아노기 또는 이들의 조합이다.
In paragraph 12,
The p-type semiconductor is a sensor embedded display panel represented by Chemical Formula 2A or 2B:
[Formula 2A] [Formula 2B]
In Formulas 2A and 2B,
X 2 is O, S, Se or Te;
Ar 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, or two or more fused rings selected from among them;
Ar 1a and Ar 2a are each independently a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group or a substituted or unsubstituted C3 to C30 heteroarylene group,
L and Z are each independently a single bond, O, S, Se, Te, SO, SO 2 , CR k R l , SiR m R n , GeR o R p , NR q , substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl A rene group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkylene group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 arylene group, or a combination thereof;
R 1a , R 2a , R 3a and R k to R q are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkoxy group, or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group. A thio group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 heterocyclic group, a halogen, a cyano group, or a combination thereof.
상기 발광 소자는 서로 다른 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 발광 소자를 포함하고,
상기 흡광 센서는 상기 제1, 제2 및 제3 발광 소자 중 적어도 하나로부터 방출된 광이 인식 타겟에 의해 반사된 광을 흡수하여 전기적 신호로 변환하는 센서 내장형 표시 패널.
In paragraph 11,
The light emitting element includes first, second and third light emitting elements emitting light of different wavelength spectrums,
Wherein the light absorption sensor absorbs light emitted from at least one of the first, second, and third light emitting elements reflected by a recognition target and converts the light into an electrical signal.
상기 발광 소자와 상기 흡광 센서는 각각 상기 발광 소자와 상기 흡광 센서에 공통 전압을 인가하는 공통 전극을 포함하고,
상기 센서 내장형 표시 패널은
상기 발광 소자와 상기 공통 전극 사이 및 상기 흡광 센서와 상기 공통 전극 사이에 연속적으로 형성되어 있는 제1 공통 보조층, 그리고
상기 발광 소자와 상기 기판 사이 및 상기 흡광 센서와 상기 기판 사이에 연속적으로 형성되어 있는 제2 공통 보조층
을 더 포함하는 센서 내장형 표시 패널.
In paragraph 11,
The light emitting element and the light absorption sensor each include a common electrode for applying a common voltage to the light emitting element and the light absorption sensor,
The sensor built-in display panel
A first common auxiliary layer continuously formed between the light emitting element and the common electrode and between the light absorption sensor and the common electrode, and
A second common auxiliary layer continuously formed between the light emitting element and the substrate and between the light absorption sensor and the substrate
A sensor embedded display panel further comprising a.
상기 제1 공통 보조층의 LUMO 에너지 준위와 상기 유기 화합물의 LUMO 에너지 준위의 차이는 0 내지 1.2eV인 센서 내장형 표시 패널.
In paragraph 15,
The sensor embedded display panel of claim 1 , wherein a difference between the LUMO energy level of the first common auxiliary layer and the LUMO energy level of the organic compound is 0 to 1.2 eV.
상기 센서 내장형 표시 패널은
색을 표시하는 표시 영역, 그리고
상기 표시 영역을 제외한 비표시 영역
을 포함하고,
상기 흡광 센서는 상기 비표시 영역에 위치하는
센서 내장형 표시 패널.
In paragraph 11,
The sensor built-in display panel
a display area for displaying a color; and
Non-display area excluding the above display area
including,
The light absorption sensor is located in the non-display area
Display panel with built-in sensor.
상기 발광 소자는 적색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제1 발광 소자, 녹색 파장 스펙트럼의 광을 방출하는 제2 발광 소자 및 청색 발광 스펙트럼의 광을 방출하는 제3 발광 소자를 포함하고,
상기 표시 영역은
적색을 표시하고 상기 제1 발광 소자를 포함하는 복수의 제1 서브화소,
녹색을 표시하고 상기 제2 발광 소자를 포함하는 복수의 제2 서브화소, 그리고
청색을 표시하고 상기 제3 발광 소자를 포함하는 복수의 제3 서브화소
를 포함하고,
상기 흡광 센서는 상기 제1 서브화소, 상기 제2 서브화소 및 상기 제3 서브화소에서 선택된 적어도 둘 사이에 위치하는 센서 내장형 표시 패널.
In paragraph 17,
The light emitting element includes a first light emitting element emitting light of a red wavelength spectrum, a second light emitting element emitting light of a green wavelength spectrum, and a third light emitting element emitting light of a blue light emitting spectrum,
The display area is
A plurality of first subpixels displaying red and including the first light emitting element;
A plurality of second subpixels displaying green and including the second light emitting element, and
A plurality of third subpixels displaying blue and including the third light emitting element
including,
The light absorption sensor is positioned between at least two selected from the first subpixel, the second subpixel, and the third subpixel.
An electronic device comprising the sensor according to claim 8 .
An electronic device comprising the sensor embedded display panel according to claim 11 .
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KR1020220154156A KR20230079300A (en) | 2021-11-25 | 2022-11-17 | Organic compound and sensor and sensor embedded display panel and electronic device |
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