KR20230155032A - 유기 수광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents
유기 수광소자 및 이의 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230155032A KR20230155032A KR1020220054053A KR20220054053A KR20230155032A KR 20230155032 A KR20230155032 A KR 20230155032A KR 1020220054053 A KR1020220054053 A KR 1020220054053A KR 20220054053 A KR20220054053 A KR 20220054053A KR 20230155032 A KR20230155032 A KR 20230155032A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- alkyl
- aryl
- cycloalkyl
- alkenyl
- alkynyl
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 70
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 95
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 33
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 claims description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 3
- 238000013086 organic photovoltaic Methods 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 abstract description 10
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 8
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 119
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 101
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 93
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 79
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 76
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 71
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 62
- 125000000739 C2-C30 alkenyl group Chemical group 0.000 description 54
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 50
- -1 moisture Substances 0.000 description 47
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 44
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 39
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 33
- 125000006704 (C5-C6) cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 32
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 32
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 31
- 125000006649 (C2-C20) alkynyl group Chemical group 0.000 description 30
- 125000003358 C2-C20 alkenyl group Chemical group 0.000 description 30
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 28
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 23
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 22
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 22
- 125000006374 C2-C10 alkenyl group Chemical group 0.000 description 20
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 19
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 18
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 16
- 229910003849 O-Si Inorganic materials 0.000 description 15
- 229910003872 O—Si Inorganic materials 0.000 description 15
- 125000001313 C5-C10 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 14
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 14
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 14
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 12
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 11
- 125000003808 silyl group Chemical group [H][Si]([H])([H])[*] 0.000 description 11
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 10
- 125000004642 (C1-C12) alkoxy group Chemical group 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M trimethyl-[6-(trimethylazaniumyl)hexyl]azanium;bromide Chemical compound [Br-].C[N+](C)(C)CCCCCC[N+](C)(C)C GBXQPDCOMJJCMJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 125000000081 (C5-C8) cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 8
- 239000010408 film Substances 0.000 description 8
- GJVFBWCTGUSGDD-UHFFFAOYSA-L pentamethonium bromide Chemical compound [Br-].[Br-].C[N+](C)(C)CCCCC[N+](C)(C)C GJVFBWCTGUSGDD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 125000005401 siloxanyl group Chemical group 0.000 description 6
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 6
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 5
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 4
- 125000005549 heteroarylene group Chemical group 0.000 description 4
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 4
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004209 (C1-C8) alkyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001589 carboacyl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000004205 dimethyl polysiloxane Substances 0.000 description 2
- 235000013870 dimethyl polysiloxane Nutrition 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N octamethyltrisiloxane Chemical compound C[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)C CXQXSVUQTKDNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000004987 plasma desorption mass spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229920000435 poly(dimethylsiloxane) Polymers 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000006731 (C1-C8) thioalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000006710 (C2-C12) alkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005915 C6-C14 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004457 alkyl amino carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005196 alkyl carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 150000001602 bicycloalkyls Chemical group 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003739 carbamimidoyl group Chemical group C(N)(=N)* 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000000 cycloalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001316 cycloalkyl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005366 cycloalkylthio group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 125000004473 dialkylaminocarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- RMGVZKRVHHSUIM-UHFFFAOYSA-N dithionic acid Chemical compound OS(=O)(=O)S(O)(=O)=O RMGVZKRVHHSUIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- YCWSUKQGVSGXJO-NTUHNPAUSA-N nifuroxazide Chemical group C1=CC(O)=CC=C1C(=O)N\N=C\C1=CC=C([N+]([O-])=O)O1 YCWSUKQGVSGXJO-NTUHNPAUSA-N 0.000 description 1
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/30—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation comprising bulk heterojunctions, e.g. interpenetrating networks of donor and acceptor material domains
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
- H10K30/80—Constructional details
- H10K30/81—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
- H10K71/60—Forming conductive regions or layers, e.g. electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/20—Carbon compounds, e.g. carbon nanotubes or fullerenes
- H10K85/211—Fullerenes, e.g. C60
- H10K85/215—Fullerenes, e.g. C60 comprising substituents, e.g. PCBM
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
- H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
- H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
- H10K85/6576—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only sulfur in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. benzothiophene
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 유기 수광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 위에 도너 물질 및 억셉터 물질을 포함하는 유기 광활성층을 형성하는 단계; 및 유기 광활성층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 수광소자의 제조방법으로서, 상기 상부 전극 또는 하부 전극 중 둘 중 하나는, 그래핀을 스탬핑(stamping) 하여 형성하는 것을 특징으로 유기 수광소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 스퍼터링(Sputtering)이나 열 증착(thermal evaporation)과 같은 증착 방법이 아닌 스탬핑(stamping) 방법을 사용하기 때문에 유기층을 보호하는 버퍼층 없이도 유기층 손상없이 전극 형성이 가능하며, 또한 생산비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 위에 도너 물질 및 억셉터 물질을 포함하는 유기 광활성층을 형성하는 단계; 및 유기 광활성층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 수광소자의 제조방법으로서, 상기 상부 전극 또는 하부 전극 중 둘 중 하나는, 그래핀을 스탬핑(stamping) 하여 형성하는 것을 특징으로 유기 수광소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 스퍼터링(Sputtering)이나 열 증착(thermal evaporation)과 같은 증착 방법이 아닌 스탬핑(stamping) 방법을 사용하기 때문에 유기층을 보호하는 버퍼층 없이도 유기층 손상없이 전극 형성이 가능하며, 또한 생산비용을 절감할 수 있다.
Description
본 발명은 유기 수광소자 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 스퍼터링 또는 열 융착을 사용하지 않고 전사 방식을 이용하여 형성된 투명전극을 갖는 유기 수광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
유기 광디텍터(OPD)는 무기 광디텍터 성능만큼의 낮은 암전류(dark current), 높은 감도(detectivity)를 가지며 용액 공정이 가능하기 때문에 유연기판에 대면적으로 제작할 수 있으며 낮은 생산비용으로 인해 자외선(UV), 가시 광선, 근적외선(NIR) 이미지 센서 등에 다양하게 적용 될 수 있다.
유기 광디텍터는 다이오드의 형태로 양 전극 사이에 버퍼 레이어(buffer layer)와 유기물로 이루어지는 광활성층으로 구성될 수 있다. 일반적으로 전극은 스퍼터링 또는 열 증착과 같은 증착공정을 통해서 형성되며, 형성된 전극 사이에 용액공정을 통해 버퍼 레이어와 광활성층을 형성한다. 광을 입력받는 쪽에 설치되는 양극 또는 음극 전극 중 하나의 전극은 투명 또는 반투명 전극으로 형성하여야 한다. 투명 전극은 투과율이 높은 재료인 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등 다양한 TCOs(Transparent Conducting Oxides)를 사용하여 제작하고, 반투명 전극은 광학 설계를 통해 microcavity 효과를 갖는 다층구조로 주로 형성한다.
하지만 이러한 투명 전극 또는 반투명 전극들은 대부분 에너지 집약적인 스퍼터링 또는 열 증착 공정에 의해 형성되기 때문에 생산 비용이 증가하는 문제를 지지고 있다. 특히 물성이 약한 유기물을 레이어(layer)로 사용하는 경우 해당 레이어 위에 스퍼터링 공정을 진행하게 되면 유기층이 손상되기 때문에 유기층을 보호할 수 있는 안정적인 버퍼 레이어를 별도 추가적으로 도입해야 하는 등의 까다로움이 있다. 이러한 문제로 인하여 유기 광디텍터 제작시에는 투명 전극 또는 반투명 전극을 별도 공정을 통해 형성하고 이후 용액공정을 통해 유기물 광활성층을 적층 형성한 다음 부가적인 버퍼 레이어를 형성한 후 별도 공정을 통해 형성된 불투명 전극 또는 투명전극을 열 증착을 통해서 형성하고 있는 실정이었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명자들은 유기층을 보호하는 버퍼층 없이도 유기층 손상 없이 전극을 형성할 수 있는 유기 수광소자 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계; 상기 하부 전극 위에 도너 물질 및 억셉터 물질을 포함하는 광활성층을 형성하는 단계; 및 상기 광활성층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기전자소자의 제조방법으로서, 상기 상부 전극 또는 하부 전극 중 둘 중 하나는, 그래핀을 스탬핑(stamping) 하여 형성하는 것을 특징으로 유기전자소자의 제조방법을 제공한다.
또한 본 발명은, 하부 전극; 하부 전극 상에 형성된 광활성층; 상기 광활성층 상에 형성된 상부 전극을 포함하는 유기전자소자로서, 상기 상부 전극 또는 하부 전극 중 둘 중 하나는, 그래핀을 스탬핑 (stamping) 하여 형성된 그래핀 전극인 것을 특징으로 하는 유기전자소자를 제공한다.
상기 유기전자소자는 유기 광디텍터(organic photodetector) 또는 유기 태양전지(organic photovoltaics)일 수 있다.
본 발명에 따르면 스퍼터링(Sputtering)이나 열 증착(thermal evaporation)과 같은 증착 방법이 아닌 스탬핑(stamping) 방법을 사용하기 때문에 유기층을 보호하는 버퍼층 없이도 유기층 손상없이 전극 형성이 가능하며, 또한 생산비용을 절감할 수 있다.
또한 그래핀(graphene) 패턴을 따로 만든 후 유기층(광활성층) 위에 전사만 하기 때문에 전극을 증착하고 패턴을 만들기 위한 별도의 포토-레지스트(photo-resist, PR) 공정이 필요 없다. 아울러 PR 공정이나 버퍼층(buffer layer) 코팅에 의한 솔벤트 데미지(solvent damage)를 배제할 수 있다.
또한 재료가 형성하는 층(layer) 의 에너지 준위가 적절하다면 광활성층과 상부(top) 전극 사이에 별도의 계면층(interfacial layer)를 도입하지 않아도 안정적 성능의 유기전자소자를 구현할 수 있다.
반사율(reflectance)이 높은 Au나 Ag 박막에 비해 그래핀(graphene)의 투과율이 우수하기 때문에 탑 일루미네이션(top illumination) 구조에서 전극으로 인한 빛 감소를 줄일 수 있다. 또한 산소, 수분, 공기(air) 투과를 막을 수 있기 때문에 캡슐화(encapsulation) 효과를 부수적으로 얻을 수 있다.
본 발명에 다르면 스탬핑(stamping) 방식으로 전극을 형성할 수 있으므로 롤투롤(roll-to-roll) 공정이 가능하므로 대량 생산이 가능하게 되었다.
또한, 본 발명에 따라 제작되는 유기수광소자는 운영 전압에 따른 암전류 변화가 크지 않으며 장시간 구동시키더라도 성능 유지가 우수하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제작된 유기 수광소자의 다양한 실시예의 구성도.
도 2는 건식 전사법 중 하나인 레이저 전사 방법을 설명하는 도면.
도 3 내지 도 5는 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자를 또 다른 방식으로 제작하는 공정을 설명하는 설명도.
도 6은 스탬핑을 통한 레이어 전사 과정을 설명하는 개념도.
도 7은 본 발명에서 제작한 그래핀 전극을 갖는 유기 수광소자의 구성도.
도 8은 도 7의 실시예에 다양한 광원을 인가한 경우 측정된 전류밀도를 표시한 그래프.
도 2는 건식 전사법 중 하나인 레이저 전사 방법을 설명하는 도면.
도 3 내지 도 5는 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자를 또 다른 방식으로 제작하는 공정을 설명하는 설명도.
도 6은 스탬핑을 통한 레이어 전사 과정을 설명하는 개념도.
도 7은 본 발명에서 제작한 그래핀 전극을 갖는 유기 수광소자의 구성도.
도 8은 도 7의 실시예에 다양한 광원을 인가한 경우 측정된 전류밀도를 표시한 그래프.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일 수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다.
발명의 구체적으로 설명하기에 앞서 본 발명에서 대상으로 하는 유기전자소자에 대해 설명하기로 한다. 유기전자소자는 유기물 광활성층을 갖는 소자이다. 유기전자소자는 광을 이용하는 방식에 따라 구분하면 전극에 인가되는 전기를 이용하여 광을 생성한 후 출력하는 유기 발광소자와 외부에서 입력되는 광량에 따라 전기적인 신호로 출력하는 유기 광디텍터(organic photodetector) 또는 유기 태양전지(organic photovoltaics) 등을 포함하는 유기 수광소자로 구분할 수 있다. 본 발명에서는 유기 수광소자를 대상으로 한다.
배경 기술에서 설명한 바와 같이 스퍼터링 증착 및 열 증착을 통해서 투명전극 또는 반투명 전극을 형성하는 종래 유기 수광소자의 문제점을 개선하고자 본 발명에서는 그래핀 박막(graphene paper)을 전사(stamping)시켜 투명전극으로 사용하는 유기 수광소자 및 이의 제조 방법을 개시한다.
그래핀 박막(Graphene paper)은 (1) 스퍼터링이나 열 증착(thermal evaporation)과 같은 증착 방법이 아닌 전사(예로서, 스탭핑) 방식으로 형성 가능하기 때문에 생산비용을 절감할 수 있으며, (2) 별도 공정을 통해 그래핀 박막을 제조한 후 유기층(광활성층) 위에 전사시키면 되므로 전극을 형성하기 위한 증착 및 패턴 공정을 사용하는 종래 방식의 photo-resist(PR) 공정을 사용하지 않아도 되므로 PR 공정이나 버퍼 레이어 코팅에 의한 용제 손상(solvent damage)으로부터 자유로울 수 있으며, (3) 재료를 형성하는 레이어의 에너지 준위가 적절하다면 유기 광활성층과 투명전극 사이에 별도 계면층(interfacial layer)을 도입하지 않아도 되며, (4) 반사율(reflectance)이 높은 금(Au)이나 은(Ag) 박막에 비해 그래핀의 투과율이 우수하기 때문에 상부 조사(top illumination) 구조에서 투명전극으로 인한 빛 감소를 줄일 수 있으며, (5) 산소, 수분, 공기(air) 투과를 막을 수 있기 때문에 유기 광활성층을 봉지(encapsulation)하는 효과를 부수적으로 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명에서 사용하는 그래핀 박막(graphene paper)이라는 용어는 얇은 두께를 갖는 그래핀을 의미하는 것으로서 그래핀 페이퍼, 그래핀층, 그래핀 라미네이트 또는 그래핀 필름 등으로도 부를 수 있음은 물론이다. 이러한 그래핀 박막은 다양한 방식으로 제작 가능하다. 적용가능한 그래핀 종류로는 한층 그래핀(Single-Layer Graphene), 두층 그래핀(Two-Layer Graphene) 및 다층 그래핀(Multi-Layer Graphene 또는 Graphite)을 사용할 수 있다. 이러한 그래핀 박막을 제작하는 방법은 기계적 박리법, 화학적 박리법, 비산화 박리법, 화학증기증착법, 에피택시법 등 다양한 방법으로 제작될 수 있다.
그중 대표적인 예로는 산화그래핀을 사용하는 화학적 박리법이며, 산화 그래핀은 그래파이트를 산화시켜 산화물을 형성한 것으로서, 산화 그래핀의 분산용액을 통해 산화 그래핀을 박막화 시킨 후 이를 환원하여 시트 형태의 그래핀을 형성하는 방식이다. 이러한 화학적 박리법은 단일층으로 이루어 질 수 있으나 여러 개가 서로 적층되어 복수층을 형성할 수도 있고, 다른 소재, 특히 유기물질을 사용하는 하이브리드 형태의 시트로 형성하여 그래핀의 특성을 향상시킬 수도 있음은 물론이다.
산화 그래핀은 험머스법(Hummers w. Offeman r. Preparation of graphite oxide. J Am Chem Soc 1958, 80, 1339), 스타우덴마이어법(Staudenmaier L. Verfahren zurdarstellung der graphitsaure, Ber Dtsch Chem Ges 1898, 31, 1481-99)), 브로디법(BrodieBC. Sur le poids atomique graphite. Ann Chim Phys 1860, 59, 466-72) 등을 사용하여 얻을 수 있다. 또한, 그래핀의 페터닝은 분산 용액을 성형틀에 넣어서 용액을 여과하여 형성된 층을 건조하여 원하는 형태로 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따라 제작된 유기 수광소자의 다양한 실시예의 구성도이다.
도 1(a)에 제시된 유기 수광소자는 종래 방식에 따라 불투명 재질로 제작되는 금속 전극(10)을 형성한 후, 그 상부에 정공 차단막(20, Hole Blocking Layer), 유기 광활성층(30, Active Area) 및 전자 차단막(50, Electron Blocking Layer)을 순서대로 용액 공정 기반으로 제작하고, 전자 차단막(50) 상부에 그래핀 박막(60)을 전사 방식으로 형성한다. 도 1(a)에 제시된 구조는 광을 입사받는 그래핀 박막(60)을 음극 전극으로 사용하도록 구성한 예이다.
유기 광활성층(30)은 바이-레이어(bi-layer) 구조이거나 벌크-헤테로정션 (bulk-heterojunction) 구조로 형성할 수 있다.
도 1(b)에 제시된 유기 수광소자는 종래 방식에 따라 불투명 재질로 제작되는 금속 전극(10)을 형성한 후, 그 상부에 전자 차단막(50), 유기 광활성층(30) 및 정공 차단막(20)을 차례대로 용액 공정 기반으로 제작하고, 정공 차단막(20) 상부에 그래핀 박막을 전사 방식으로 형성한 구조이다. 도 1(b)에 제시된 유기 수광소자는 도 1(a)에 제시된 유기 수광소자와 비교할 때 P형 전극과 N형 전극이 서로 위치를 교환한 형태로 제작된 것이다. 도 1(b)에 제시된 구조는 광을 입사받는 그래핀 박막(60)을 음극 전극으로 사용하도록 구성한 예이다.
도 1(c)에 제시된 유기 수광소자는 종래 방식에 따라 불투명 재질로 제작되는 금속 전극(10)을 형성한 후, 그 상부에 정공 차단막(20), 유기 광활성층(30)을 차례대로 용액 공정 기반으로 제작하고, 유기 광활성층(30) 상부에 그래핀 박막(60)을 전사 방식으로 형성한 구조이다. 도 1(c)에 제시된 유기 수광소자는 도 1(a)에 제시된 유기 수광소자와 비교할 때 전자 차단층(50)이 생략된 구조를 갖는다.
도 1(d)에 제시된 유기 수광소자는 종래 방식에 따라 불투명 재질로 제작되는 금속 전극(10)을 형성한 후, 그 상부에 전자 차단막(50) 및 유기 광활성층(30)을 차례대로 용액 공정 기반으로 제작하고, 유기 광활성층(30) 상부에 그래핀 박막(60)을 전사 방식으로 형성한 구조이다. 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자는 도 1(b)에 제시된 유기 수광소자와 비교할 때 정공 차단층(20)이 생략된 구조를 갖는다.
그래핀 박막(60)을 광활성층(30) 또는 기타 버퍼층(전자 차단층 또는 홀 차단층) 상부로 전사시키는 방식은 상용화된 다양한 방식을 적용할 수 있다. 예를 들어, 고분자 재질의 스탬프(PDMS 스탬프)를 이용한 건식 전사법, 물(또는 기타 용매) 위에 그래핀 박막을 부상시킨 상태에서 위에서 찍어내는 습식 전사법, 롤투롤(roll to roll) 공정을 이용한 전사법, 리버스 오프셋 등을 통하여 용액 공정을 통해 형성된 광활성층(30) 또는 기타 버퍼층(전자 차단층 또는 홀 차단층) 상부로 전사시킬 수 있다.
도 2는 건식 전사법 중 하나인 레이저 전사 방법을 설명하는 도면이다. 레이저 전사 방법을 이용하여 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자를 제조하는 공정에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 타겟기판(200)상에 그래핀을 제외한 나머지 구성(불투명 전극, 전자 차단층, 유기 광활성층(30)을 형성한다. 이송기판(100) 하부에는 레이저광이 조사되면 팽창하는 성질을 갖는 물질로 구성되는 전사층(110)을 도포하고, 전사층(110) 하부에 그래핀 박막(60)을 형성한다. 이후, 이송기판(100)을 하강시켜 유기 광활성층(30) 상면과 가까운 위치까지 그래핀(60)의 하부면이 놓여지도록 한 후, 전사가 필요한 부분에 특정 파장의 레이저광을 인가하면, 레이저광이 인가된 영역의 전사층(110)이 부풀어 오르면서 그래핀 박막(60)이 유기 광활성층(30) 상부로 전사되는 방식으로 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자를 제작할 수 있다.
또 다른 방식으로는 이송기판상에 그래핀 전극(60)을 포함한 일부 층을 형성한 후 금속 전극이 형성된 타켓 기판상으로 전사시키는 방식으로도 제작이 가능하다. 예를 들어, 도 1(d)에 제시된 유기 수광소자를 또 다른 방식으로 제작하는 공정을 도 3 내지 도 5를 이용하여 설명하기로 한다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이 이송기판(100) 상에 분리층(80)을 형성하고, 분리층(80) 상부에 순서대로 그래핀 전극(60), 광활성층(30) 및 전자 차단층(50)을 적층시킨다. 이송기판(100)과는 별도 공정을 통해서 도 3(b)에 도시된 바와 같이 타겟기판(200) 상에 금속 전극(10)을 형성한다. 이후, 도 4에 도시된 바와 같이 이송기판(100)의 위를 아랫 방향으로 향하게 한 후, 금속 전극(10) 상에 저온융착전극(90)을 도포하고 타겟기판(200)에 열을 가하여 저온융착전극(90)을 용융시킨 후, 저온융착전극(90)에 전자 차단층(50) 하부면이 위치되도록 이송 기판(100)을 아래로 접근시킨다. 다음으로 저온융착전극(90)의 온도가 내려가면서 금속 전극(10)과 전자 차단층(50)이 접합되면 이송기판(100)을 상방향으로 분리시키면(도 5) 타겟기판(200) 상에 도 1(d)에 도시된 구성의 유기 수광소자의 제작이 완성된다.
도 6은 스탬핑을 통한 레이어 전사 과정을 설명하는 개념도이다. 도 6에 도시된 바와 같이 스탬핑은 전사할 레이어(20)를 스탬프(10) 하면에 부착한 후(a), 타켓 레이어(30) 상부에 스탬핑한 후(b), 스탬프(10)를 이격시키면 전사할 레이어(20)가 타겟 레이어(30)의 적절한 위치로 전사(transport)된다. 또한 기판(또는 필름) 위에 스탬핑법으로 그래핀을 하부 전극으로 구성한 후, 버퍼층 (buffer layer) 및/또는 광활성층 (active layer)을 용액공정으로 형성한 다음, 상부 전극(기존 전극)을 적층하는 형태로도 구현될 수 있다.
활성층은 다음에 나열하는 여러 가지 물질 중에서 선택된 적어도 어느 하나 또는 이들의 중합체로 형성할 수 있다.
1. 하기 화학식 I의 반복 단위를 포함하는 중합체.
여기서
R1은 수소, C1-C100알킬, 또는 화학시 -SiR501R502R503의 기로부터 선택되고;
R2는 -CN, -CF3, 플루오린 원자, 또는 화학식 , 또는 의 기이고;
R301, R302 및 R303은 서로 독립적으로 C1-C18알킬, E'에 의해 치환되고/거나 D'가 개재된 C1-C18알킬, C1-C100플루오로알킬, C3-C12시클로알킬, C6-C24아릴, G'에 의해 치환된 C6-C24아릴 기; C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C7-C25아르알 킬, 또는 G'에 의해 치환된 C7-C25아르알킬; C2-C20헤테로아릴, 또는 G'에 의해 치환된 C2-C20헤테로아릴이고;
R601 및 R602는 서로 독립적으로 H, 또는 C1-C25알킬이고;
R501, R502 및 R503은 서로 독립적으로 C1-C8알킬, C6-C24아릴, 또는 C7-C12아르알킬이고;
D'는 -CO-, -COO-, -S-, -SO-, -SO2-, -O-, -NR65-, -SiR70R71-, -POR72-, -CR63=CR64-, 또는 이고,
E'는 또는 할로겐이고,
G'는 E', C1-C18알킬, 또는 -0-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R63 및 R64는 서로 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고;
R65 및 R66은 서로 독립적으로 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이거나; 또는
R65 및 R66은 함께 5 또는 6원 고리를 형성하고,
R67은 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R68은 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R68는 C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R70 및 R71은 서로 독립적으로 C1-C18알킬, C6-C18아릴, 또는 C1-C18아킬에 의해 치환된 C6-C18아릴이고,
R72는 C1-C18알킬; C6-C18아릴, 또는 C1-C18알킬에 의해 치환된 C6-C18아릴이다.
2. 하기 화학식 2의 화합물.
(상기 화학식 2에서,
Ar은 치환 또는 비치환될 수 있는 호모- 또는 헤테로방향족계를 나타내고;
R12, R13', R14 및 R14'는 서로 독립적으로 수소, C1-C25알킬, C2-C25알케닐, 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있고/거나 기 ESi 또는 하나 이상의 할로겐 원자, 특히 F에 의해 임의로 치환된 C2-C25알케닐; C2-C25알키닐, C3-C12시클로알킬, 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있고/거나 기 ESi 또는 하나 이상의 할로겐 원자, 특히 F에 의해 임의로 치환된 C3-C12시클로알킬-알킬; C7-C25아릴알킬, 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있고/거나 기 ESi 또는 하나 이상의 할로겐 원자, 특히 F에 의해 임의로 치환된 C7-C25아릴알킬; C6-C18아릴; 할로겐, C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시, 또는 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있고/거나 하나 이상의 할로겐 원자, 특히 F에 의해 임의로 치환된 C1-C25알킬에 의해 치환된 C6-C18아릴; C3-C10헤테로아릴; 할로겐, C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C3-C10헤테로아릴; 또는 기 DSi 또는 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있고/거나 하나 이상의 할로겐 원자, 특히 F에 의해 임의로 치환된 C1-C25알킬이고;
ESi는 -SiR161R162R163 또는 -O-SiR161R162R163이고;
DSi는 -SiR161R162-, -SiR161R162-(O-SiR161R162)d- 또는 -O-SiR161R162-이고;
R161, R162 및 R163은 서로 독립적으로 수소, C1-C25알킬, C1-C4알킬로 임의로 치환될 수 있는 C3-C12시클로알킬; C1-C25할로알킬, C2-C25알케닐, -O-SiR164R165R166, -(O-SiR164R165)d-R166, C1-C25알콕시, C3-C24(헤테로)아릴옥시, NR167R168, 할로겐, C1-C25아실옥시, 페닐, C1-C25알킬, 할로겐, 시아노 또는 C1-C25알콕시에 의해 1 내지 3회 치환된 페닐이고;
R164, R155 및 R166은 서로 독립적으로 수소, C1-C25알킬, C1-C4알킬로 임의로 치환될 수 있는 C3-C12시클로알킬; C1-C25할로알킬, C2-C25알케닐, -O-SiR169R170R171, -(O-SiR169R170)d-R171, C1-C25알콕시, C3-C24(헤테로)아릴옥시, NR167R168, 할로겐, C1-C25아실옥시, 페닐, C1-C25알킬, 할로겐, 시아노 또는 C1-C25알콕시에 의해 1 내지 3회 치환된 페닐이고;
R164, R155 및 R166은 서로 독립적으로 수소, C1-C25알킬, C1-C4알킬로 임의로 치환될 수 있는 C3-C12시클로알킬; C1-C25할로알킬, C2-C25알케닐, -O-Si(CH3)3, C1-C25알콕시, C3-C24(헤테로)아릴옥시, NR167R168, 할로겐, C1-C25아실옥시, 페닐, C1-C25알킬, 할로겐, 시아노 또는 C1-C25알콕시에 의해 1 내지 3회 치환된 페닐이고;
R157 및 R168은 서로 독립적으로 수소, C6-C18아릴; C1-C18알킬 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; 또는 하나 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬; 또는 C7-C25아릴알킬이고;
d는 1 내지 50의 정수이고; 단 R13, R13', R14 및 R14' 중 적어도 하나는 수소가 아님).
3. 하기 화학식 3의 1개 이상의 (반복) 단위(들)를 포함하는 중합체.
상기 화학식 3에서, Y는 화학식
의 기이고;
a는 0, 1, 2, 또는 3이고, a'는 0, 1, 2 또는 3이고; b는 0, 1, 2, 또는 3이고; b'는 0, 1, 2, 또는 3이고; c는 0, 1, 2, 또는 3이고; c'는 0, 1, 2, 또는 3이고;
Ar 및 Ar'는 치환 또는 비치환될 수 있는 호모- 또는 헤테로방향족계를 나타내고;
R1, R1', R2 및 R2'는 동일하거나 상이할 수 있고, 수소, C1-C100 알킬 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 이에는 -O-, -S-, -NR39-, CONR39-, NR39CO-, -COO-, -CO- 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있음),
C2-C100 알케닐 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 이에는 -O-, -S-, -NR39-, CONR39-, NR39CO-, -COO-, -CO- 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있음),
C3-C100 알키닐 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 이에는 -O-, -S-, -NR39-, CONR39-, NR39CO-, -COO-, -CO- 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있음),
C3-C12 시클로알킬 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 이에는 -O-, -S-, -NR39-, CONR39-, NR39CO-, -COO-, -CO- 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있음),
C6-C24 아릴 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있음),
C2-C204 아릴 기 (이는 C1-C12알킬, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C12시클로알킬, 니트로, 시아노, 비닐, 알릴, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 실릴 기, 또는 실록사닐 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있음),
-CO-C1-C18알킬 기, -CO-C5-C12시클로알킬 기, 또는 -COO-C1-C18알킬 기로부터 선택되고;
R39는 수소, C1-C18알킬, C1-C18할로알킬, C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C18알카노일이고,
Ar1, Ar1', Ar2, Ar2', Ar3 및 Ar3'는 서로 독립적으로
R3 및 R3'는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐화 C1-C25알킬, 특히 CF3, 시아노, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C25알콕시이고;
R4, R4', R5, R5', R6 및 R6'는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐화 C1-C25알킬, 특히 CF3, 시아노, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C25알콕시이고;
R7, R7', R9 및 R9'는 서로 독립적으로 수소, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; C7-C25아릴알킬이고;
R8 및 R8'는 서로 독립적으로 수소, C6-C18아릴; C1-C18알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; 또는 C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; 또는 C7-C25아릴알킬이고,
R11 및 R11'는 서로 독립적으로 C1-C25알킬 기, 특히 C1-C8알킬 기, C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C8알킬 및/또는 C1-C8알콕시로 1 내지 3회 치환될 수 있는 페닐 기이고;
R12 및 R12'는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬, C1-C25알콕시, C7-C25아릴알킬, 또는 이고, 여기서 R13은 C1-C10알킬 기, 또는 트리(C1-C8알킬)실릴 기이고;
R104 및 R104'는 서로 독립적으로 수소, C1-C18알킬, 시아노, COOR103, G에 의해 임의로 치환될 수 있는 C6-C10아릴, 또는 G에 의해 임의로 치환될 수 있는 C2-C8헤테로아릴이고,
R103 및 R103'는 서로 독립적으로 C1-C100 알킬, 특히 C3-C25알킬, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C25알킬, C7-C25아릴알킬, C6-C24아릴, G에 의해 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 G에 의해 치환된 C2-C20헤테로아 릴이고,
R105, R105', R106 및 R106'는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C1-C25알킬; C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C18알콕시이고,
R107은 수소, C7-C25아릴알킬, C6-C18아릴; C1-C18알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18퍼플루오로알킬; C1-C25알킬; 특히 -O-, 또는 -S-가 개재될 수 있는 C3-C25알킬; 또는 -COOR103 이고; R103은 상기 정의된 바와 같고;
R108 및 R109는 서로 독립적으로 H, C1-C25알킬, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C25알킬, C7-C25아릴알킬, C6-C24아릴, G에 의해 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G에 의해 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬이거나, 또는
R108 및 R109는 함께 화학식 의 기를 형성하고, 여기서
R110 및 R111는 서로 독립적으로 H, C1-C18알킬, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G에 의해 치환된 C6-C24아릴, 또는 C2-C20헤테로아릴, 또는 G에 의해 치환된 C2-C20헤테로아릴이거나, 또는
R108 및 R109는 함께 5 또는 6원 고리를 형성하고, 이는 C1-C18알킬, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C18알킬, C6-C24아릴, G에 의해 치환된 C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, G에 의해 치환된 C2-C20헤테로아릴, C2-C18알케닐, C2-C18알키닐, C1-C18알콕시, E에 의해 치환되고/거나 D가 개재된 C1-C18알콕시, 또는 C7-C25아르알킬에 의해 임의로 치환될 수 있고,
D는 -CO-, -COO-, -S-, -O-, 또는 -NR112-이고,
E는 C1-C8티오알콕시, C1-C8알콕시, CN, -NR112R113, 또는 할로겐이고,
G는 E, 또는 C1-C18알킬이고,
R112 및 R113은 서로 독립적으로 H; C6-C18아릴; C1-C18알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; C1-C18알킬; 또는 -O-가 개재된 C1-C18알킬이고,
R114는 C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬이고,
R115 및 R115'는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 시아노, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬, C1-C25알콕시, C7-C25아릴알킬, 또는 이고, 여기서 R116은 C1-C10알킬 기, 또는 트리(C1-C8알킬)실릴 기이고;
R117 및 R117'는 서로 독립적으로 C1-C25알킬 기, 특히 C1-C8알킬 기, C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C8알킬 및/또는 C1-C8알콕시로 1 내지 3회 치환될 수 있는 페닐 기이고;
R115, R119, R120 및 R121는 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 할로겐화 C1-C25알킬, 특히 CF3, 시아노, C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C25알콕시이고;
R122 및 R122'는 서로 독립적으로 수소, C6-C18아릴; C1-C18알킬, 또는 C1-C18알콕시에 의해 치환된 C6-C18아릴; 또는 C1-C25알킬, 특히 1개 이상의 산소 또는 황 원자가 임의로 개재될 수 있는 C3-C25알킬; 또는 C7-C25아릴알킬이다.
4.
A) - 화학식 4.a의 릴렌 화합물
- 화학식 4.b의 화합물
- 화학식 4.c의 화합물
- 화학식 4.d의 화합물
- 화학식 4.e의 화합물
로부터 선택된 적어도 1종의 유기 반도체
B) 화학식 9의 화합물로부터 선택된 20℃ 및 103mbar에서 액체인 적어도 1종의 화합물을 포함하는 조성물.
여기서
n은 1, 2, 3 또는 4이고,
Ra 및 Rb는 서로 독립적으로 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 알케닐, 알카디에닐, 알키닐, 시클로알킬, 비시클로알킬, 시클로알케닐, 헤테로시클로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택되고,
Rn1, Rn2, Rn3 및 Rn4는 라디칼은 서로 독립적으로 수소, F, Cl, Br, I, CN, 히드록시, 메르캅토, 니트로, 시아네이토, 티오시아네이토, 포르밀, 아실, 카르복시, 카르복실레이트, 알킬카르보닐옥시, 카르바모일, 알킬아미노카르 보닐, 디알킬아미노카르보닐, 술포, 술포네이트, 술포아미노, 술파모일, 알킬술포닐, 아릴술포닐, 아미디노, NE1E2 (여기서 E1 및 E2는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클로알킬, 아릴 또는 헤타릴로부터 선택됨),
각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 알콕시, 알킬티오, (모노알킬)아미노, (디알킬)아미노, 시클로알킬, 시클로알콕시, 시클로알킬티오, (모노시클로알킬)아미노, (디시클로알킬)아미노, 헤테로시클로알킬, 헤테로시클로알콕시, 헤테로시클로알킬티오, (모노헤테로시클로알킬)아미노, (디헤테로시클로알킬)아미노, 아릴, 아릴옥시, 아릴티오, (모노아릴)아미노, (디아릴)아미노, 헤타릴, 헤타릴옥시, 헤타릴티오, (모노헤타릴)아미노 및 (디헤타릴)아미노로부터 선택되고,
여기서 R1b 및 R2b는 독립적으로 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 선형 C1-C30-알킬, 분지형 C3-C30-알킬, 선형 C2-C30-알케닐, 분지형 C3-C30-알케닐, 선형 C2-C30-알키닐, 분지형 C4-C30-알키닐, 시클로알킬, 아릴 및 헤타릴로부터 선택되고,
Y1b 및 Y2b는 독립적으로 O, S, Se 및 NR3b로부터 선택되고, 여기서 R3b는 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고,
여기서
R1c 및 R2c는 독립적으로 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 선형 C1-C30-알킬, 분지형 C3-C30-알킬, 선형 C2-C30-알케닐, 분지형 C3-C30-알케닐, 선형 C2-C30-알키닐, 분지형 C4-C30-알키닐, 시클로알킬, 아릴 및 헤타릴로부터 선택되고,
Y1c, Y2c 및 Y3c는 독립적으로 O, S, Se 및 NR3c로부터 선택되고, 여기서 R3c는 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고,
여기서
R1d 및 R2d는 독립적으로 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 선형 C1-C30-알킬, 분지형 C3-C30-알킬, 선형 C2-C30-알케닐, 분지형 C3-C30-알케닐, 선형 C2-C30-알키닐, 분지형 C4-C30-알키닐, 시클로알킬, 아릴 및 헤타릴로부터 선택되고,
Y1d, Y2d, Y3d 및 Y4d는 독립적으로 O, S, Se 및 NR3d로부터 선택되고, 여기서 R3d는 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고,
여기서
R1e 및 R2e는 독립적으로 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 선형 C1-C30-알킬, 분지형 C3-C30-알킬, 선형 C2-C30-알케닐, 분지형 C3-C30-알케닐, 선형 C2-C30-알키닐, 분지형 C4-C30-알키닐, 시클로알킬, 아릴 및 헤타릴로부터 선택되고,
Y1e 및 Y2e는 독립적으로 O, S, Se 및 NR3e로부터 선택되고, 여기서 R3e는 수소 및 각 경우에 비치환 또는 치환된 알킬, 시클로알킬 및 아릴로부터 선택되고,
여기서
A는 5- 내지 8-원 비치환 또는 치환된, 지방족 또는 방향족 카르보사이클 또는 헤테로사이클이고,
X1 및 X2는 독립적으로 *-(C=O)-O-, *-(CH2)m-O- 또는 *-(CH2)m-O-(C=O)-로부터 선택되고, 여기서 *는 지방족 또는 방향족 카르보사이클 또는 헤테로사이클에 대한 연결 지점이고, m은 값 0, 1, 또는 2를 갖고;
Rc 및 Rd는 독립적으로 비분지형 및 분지형 C1-C12-알킬 및 C2-C12-알케닐로부터 선택된다.
5. 하기 화학식 10의 화합물.
상기 화학식 10에서,
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9 는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환 된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알키닐, 치환된 O-C1-30-알킬, 및 치환된 S-C1-30-알킬은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRaRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키 닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치 환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-N12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-ORd이고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
6. 화학식 11의 적어도 1개의 단위를 포함하는 중합체.
여기서,
R1은 각 경우에 H, C1-100-알킬, C2-100-알케닐, C2-100-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴, 5 내지 20원 헤테로아릴, C(O)-C1-100-알킬, C(O)-C5-12-시클로알킬 및 C(O)-OC1-100-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-100-알킬, C2-100-알케닐 및 C2-100-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 40개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-100-알킬, C2-100-알케닐 및 C2-100-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S 로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRa 또는 NRa-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
Ra 및 Rb는 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
RSia, RSib 및 RSic는 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알 킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, O-C1-60-알킬, O-C2-60-알케닐, O-C2-60-알키닐, O-C5-8-시클로알킬, O-C6-14-아릴, O-5 내지 14원 헤테로아릴, -[O-SiRSidRSie]o-RSif, NR5R6, 할로겐 및 O-C(O)-R5로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
o는 1 내지 50의 정수이고,
RSid, RSie, RSif는 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, O-C1-60-알킬, O-C2-60-알케닐, O-C2-60-알키닐, O-C5-8-시클로알킬, O-C6-14-아릴, O-5 내지 14원 헤테로아릴, -[O-SiRSigRSih]p-RSii, NR50R60, 할로겐 및 O-C(O)-R50으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
여기서
p는 1 내지 50의 정수이고,
RSigRSih, RSii는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, O-Si(CH3)3, NR500R600, 할로겐 및 O-C(O)-R500으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R5, R6, R50, R60, R500 및 R600은 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴으로 이루어진 군으로부터 선택되고, C1-60-알킬, C2-60-알케닐 및 C2-60-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc][C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 20개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-60-알킬, C2-60-알케닐 및 C2-60-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-8-시클로알킬은 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc] [C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-8-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRc 또는 NRc-CO로 대체될 수 있고, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc][C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
여기서
Rc 및 Rd는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
RSij, RSik 및 RSil은 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, -[O-SiRSimRSin]q-RSio, NR7R8, 할로겐, 및 O-C(O)-R7로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
q는 1 내지 50의 정수이고,
RSim, RSin, RSio는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, -[O-SiRSipRSiq]r-RSir, NR70R80, 할로겐, 및 O-C(O)-R70으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
여기서
r은 1 내지 50의 정수이고,
RSip, RSiq, RSir은 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, O-Si(CH3)3, NR700R800, 할로겐 및 O-C(O)-R700으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R7, R8, R70, R80, R700 및 R800은 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 10원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고,
R2는 각 경우에 수소, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴, 5 내지 20원 헤테로아릴, OR21, OC(O)-R21, C(O)-OR21, C(O)-R21, NR21R22, NR21-C(O)R22, C(O)-NR21R22, N[C(O)R21][C(O)R22], SR21, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 OH로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
R21 및 R22는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)- NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)-NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이 루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRe 또는 NRe-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)-NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
RSis, RSit 및 RSiu는 서로 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 O-Si(CH3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Re 및 Rf는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 및 5 내지 14원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C5-8-시클로알킬은 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
여기서
Rg 및 Rh는 독립적으로 H, C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
n은 0, 1, 2 또는 3이고,
m은 0, 1, 2 또는 3이고,
L1 및 L2는 서로 독립적으로 각 경우에 C6-18-아릴렌, 5 내지 20원 헤테로아릴렌, 로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C6-18-아릴렌 및 5 내지 20원 헤테로아릴렌은 각 경우에 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, OR31, OC(O)-R31, C(O)-OR31, C(O)-R31, NR31R32, NR31-C(O)R32, C(O)-NR31R32, N[C(O)R31][C(O)R32], SR31, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 OH로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기 R3으로 치환될 수 있고,
는 각 경우에 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, C(O)-R41, C(O)-NR41R42, C(O)-OR41 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2개의 치환기 R4로 치환될 수 있고,
여기서
R31, R32, R41 및 R42는 서로 독립적으로 각 경우에 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내 지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRi 또는 NRi-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)- ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
RSiv, RSiw 및 RSix는 서로 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 O-Si(CH3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Ri 및 Rj는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-Rl, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkRl, NRk-C(O)Rl, C(O)-NRkRl, N[C(O)Rk][C(O)Rl], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C5-8-시클로알킬은 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-R1, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkR1, NRk-C(O)R1, C(O)-NRkR1, N[C(O)Rk][C(O)R1], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-R1, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkR1, NRk-C(O)R1, C(O)-NRkR1, N[C(O)Rk][C(O)R1], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
여기서
Rk 및 Rl은 독립적으로 H, C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있다.
7. 화학식 12의 적어도 1개의 단위 및 화학식 13의 화합물을 포함하는 중합체.
여기서,
화학식 12 및 13에서 n은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
m은 0, 1, 2, 3 또는 4이고;
X는 각 경우에 O, S, Se 또는 Te, 바람직하게는 O, S 또는 Se, 보다 바람직하게는 S 또는 Se, 가장 바람직하게는 S로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Q는 각 경우에 C, Si 또는 Ge, 바람직하게는 C 또는 Si, 가장 바람직하게는 C로 이루어진 군으로부터 선택되고; R은 각 경우에 수소, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORv, NRvRw, SRv 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORv, NRvRw, SRv 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, 또는 NRe로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORv, NRvRw, NRv-C(O)Rw, C(O)-NRvRw, SRv 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
Rv 및 Rw는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐 및 C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R2', R*는 각 경우에 독립적으로 수소, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴, 5 내지 20원 헤테로아릴, OR21, OC(O)-R21, C(O)-R21, NR21R22, NR21-C(O)R22, C(O)NR21R22, N[C(O)R21][C(O)R22], SR21, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 OH로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
R21 및 R22는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)-NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)-NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRe 또는 NRe-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORe, OC(O)-Re, C(O)-ORe, C(O)-Re, NReRf, NRe-C(O)Rf, C(O)-NReRf, N[C(O)Re][C(O)Rf], SRe, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
RSis, RSit 및 RSiu는 서로 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 O-Si(CH3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Re 및 Rf는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C5-8-시클로알킬은 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
여기서
Rg 및 Rh은 독립적으로 H, C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
L1 및 L2는 서로 독립적으로 각 경우에 C6-18-아릴렌, 5 내지 20원 헤테로아릴렌, 로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C6-18-아릴렌 및 5 내지 20원 헤테로아릴렌은 각 경우에 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, OR31, OC(O)-R31, C(O)-OR31, C(O)-R31, NR31R32, NR31-C(O)R32, C(O)-NR31R32, N[C(O)R31][C(O)R32], SR31, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 OH로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기 R3으로 치환될 수 있고,
여기서
는 각 경우에 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, C(O)-R41, C(O)-NR41R42, C(O)-OR41 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 또는 2개의 치환기 R4로 치환될 수 있고,
여기서
R31, R32, R41 및 R42는 서로 독립적으로 각 경우에 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내 지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRi 또는 NRi-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)- ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN, SiRSivRSiwRSix 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
RSiv, RSiw 및 RSix는 서로 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 O-Si(CH3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Ri 및 Rj는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-Rl, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkRl, NRk-C(O)Rl, C(O)-NRkRl, N[C(O)Rk][C(O)Rl], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C5-8-시클로알킬은 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-R1, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkR1, NRk-C(O)R1, C(O)-NRkR1, N[C(O)Rk][C(O)R1], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORk, OC(O)-R1, C(O)-ORk, C(O)-Rk, NRkR1, NRk-C(O)R1, C(O)-NRkR1, N[C(O)Rk][C(O)R1], SRk, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내 지 5개의 치환기로 치환될 수 있고;
여기서
Rk 및 Rl은 독립적으로 H, C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있다.
8. 화학식 14의 화합물.
여기서
T1 또는 T2는 서로 독립적으로 화학식 =0, =S, =NR1a, =C4R4',
의 기이고,
Qa, Qb, Qc, Qd, Qe 또는 Qf 는 서로 독립적으로 O,S 또는 NR1이고,
여기서
Ar, Ar', Are 및 Arf는 서로 독립적으로 5- 내지 6-원 고리이거나, 또는 2 내지 6개의 융합된 5- 내지 6-원 고리를 포함하는 고리계이고, 여기서 적어도 1개의 고리는 방향족 또는 헤테로방향족 고리이고,
여기서 Ar, Ar', Are 및 Arf는 1개 이상의 치환기 R2에 의해 치환될 수 있고,
R1, R1a는 각 경우에 H, C1-100-알킬, C2-100-알케닐, C2-100-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴, 5 내지 20원 헤테로아릴, C(O)-C1-100-알킬, C(O)-C5-12-시클로알킬 및 C(O)-OC1-100-알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-100-알킬, C2-100-알케닐 및 C2-100-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 40개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-100-알킬, C2-100-알케닐 및 C2-100-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRa 또는 NRa-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-Ra, NRaRb, NRa-C(O)Rb, C(O)-NRaRb, N[C(O)Ra][C(O)Rb], SRa, Si(RSia)(RSib)(RSic), -O-Si(RSia)(RSib)(RSic), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
Ra 및 Rb는 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
RSia, RSib 및 RSic는 독립적으로 C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, O-C1-60-알킬, O-C2-60-알케닐, O-C2-60-알키닐, O-C5-8-시클로알킬, O-C6-14-아릴, O-5 내지 14원 헤테로아릴, -[O-SiRSidRSie]o-RSit, NR5R6, 할로겐 및 O-C(O)-R5로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
o는 1 내지 50의 정수이고,
RSig, RSih 및 RSii는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, O-Si(CH3)3, NR500R600, 할로겐 및 O-C(O)-R500로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R5, R6, R50, R60, R500 및 R600은 독립적으로 H, C1-60-알킬, C2-60-알케닐, C2-60-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-60-알킬, C2-60-알케닐 및 C2-60-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-ORc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc][C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 20개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-60-알킬, C2-60-알케닐 및 C2-60-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-8-시클로알킬은 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc][C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-8-시크로알킬의 인접 CH2-기는 아닌 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRc 또는 NRc-CO로 대체될 수 있고,
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRd, NRc-C(O)Rd, C(O)-NRcRd, N[C(O)Rc][C(O)Rd], SRc, Si(RSij)(RSik)(RSil), -O-Si(RSij)(RSik)(RSil), 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
Rc 및 Rd는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
RSij, RSik 및 RSil는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, -[O-SiRSimRSin]q-RSio, NR7R8, 할로겐 및 O-C(O)-R7로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
q는 1 내지 50의 정수이고,
RSim, RSin 및 RSio는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, -[O-SiRSipRSiq]r-RSir, NR70R80, 할로겐 및 O-C(O)-R70로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서,
r은 1 내지 50의 정수이고,
RSip, RSiq 및 RSir는 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, O-C1-30-알킬, O-C2-30-알케닐, O-C2-30-알키닐, O-C5-6-시클로알킬, O-C6-10-아릴, O-5 내지 10원 헤테로아릴, O-Si(CH3)3, NR700R800, 할로겐 및 O-C(O)-R700로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R7, R8, R70, R80, R700 및 R800은 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴 및 5 내지 10원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환 기로 치환될 수 있고,
R2는 각 경우에 C1-30-알킬, C2-2-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, OR21, OC(O)-R21, C(O)-OR21, C(O)-R21, NR21R22, NR21-C(O)R22, C(O)-NR21R22, N[C(O)R21][C(O)R22], SR21, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 OH로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
R21 및 R22은 독립적으로 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRf, NRc-C(O)Rf, C(O)-NRcRf, N[C(O)Rc][C(O)Rf], SRc, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NH2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30- 알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRf, NRc-C(O)Rf, C(O)-NRcRf, N[C(O)Rc][C(O)Rf], SRc, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시크로알킬의, 인접 CH2-기는 아닌 1개 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRe-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORc, OC(O)-Rc, C(O)-ORc, C(O)-Rc, NRcRf, NRc-C(O)Rf, C(O)-NRcRf, N[C(O)Rc][C(O)Rf], SRc, 할로겐, CN, SiRSisRSitRSiu 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서
RSis, RSit 및 RSiu는 서로 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 O-Si(CH3)3으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
Re 및 Rf는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 및 5 내지 14원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐은 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
C5-8-시클로알킬은 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
C6-14-아릴 및 5 내지 14원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-10-알킬, C2-10-알케닐, C2-10-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 10원 헤테로아릴, ORg, OC(O)-Rg, C(O)-ORg, C(O)-Rg, NRgRh, NRg-C(O)Rh, C(O)-NRgRh, N[C(O)Rg][C(O)Rh], SRg, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
여기서,
Rg 및 Rh는 독립적으로 H, C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서,
C1-10-알킬, C2-10-알케닐 및 C2-10-알키닐은 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 5개의 치환기로 치환될 수 있고,
R4 및 R4'는 독립적으로 각 경우에 H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴, C(O)-R41, C(O)-NR41R42, C(O)-OR41 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서,
R41 및 R42는 서로 독립적으로 각 경우에, H, C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐, C5-12-시클로알킬, C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서
C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐은 독립적으로 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 10개의 치환기로 치환될 수 있고; C1-30-알킬, C2-30-알케닐 및 C2-30-알키닐의, 인접 CH2-기는 아닌 적어도 2개의 CH2-기가 O 또는 S로 대체될 수 있고,
C5-12-시클로알킬은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐 및 C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴,
ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고; C5-12-시클로알킬의 인접 CH2-기는 1 또는 2개의 CH2-기가 O, S, OC(O), CO, NRi 또는 NRi-CO로 대체될 수 있고,
C6-18-아릴 및 5 내지 20원 헤테로아릴은 독립적으로 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 5 내지 14원 헤테로아릴, ORi, OC(O)-Rj, C(O)-ORi, C(O)-Ri, NRiRj, NRi-C(O)Rj, C(O)-NRiRj, N[C(O)Ri][C(O)Rj], SRi, 할로겐, CN 및 NO2로 이루어진 군으로부터 선택된 1 내지 6개의 치환기로 치환될 수 있고,
Ri 및 Rj는 독립적으로 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R200은 수소, C1-C36알킬, C2-C36알케닐, C2-C36알키닐, Ar200, CN, CONR202R203, COR204이고,
R201, R202, R203 및 R204는 서로 독립적으로 수소, C1-C36알킬, C2-C36알케닐, C2-C36알키닐, 또는 페닐이고,
Ar200은 Ar'의 의미를 갖는다.
9. 화학식 15의 화합물.
하기 화학식 15의 반복 단위를 포함하는 중합체.
여기서
a는 0, 1, 2, 또는 3이고, a'는 0, 1, 2 또는 3 이고; b는 0, 1, 2 또는 3 이고; b'는 0, 1, 2 또는 3 이고; c는 0, 1, 2, 또는 3 이고; c'는 0, 1, 2, 또는 3이고;
n1은 1 또는 2이고, n2는 1 또는 2이고,
Y는 2가 헤테로시클릭 기 또는 고리계이며, 임의로 치환될 수 있고,
Ar1, Ar1', Ar2, Ar2', Ar3 및 Ar3'는 서로 독립적으로, 임의로 치환될 수 있는 C6-C아릴렌 기, 또는 임의로 치환될 수 있는 C2-C20헤테로아릴렌 기이고;
R1 및 R2는 각 경우에 서로 독립적으로 수소, C5-C12시클로알킬, COR38, C1-C50알킬, C3-C50알케닐, 또는 C3-C50알키닐이며, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C8시클로알킬, 시아노, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 실릴 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 추가로 1개 이상의 -O-, -S-, -NR39-, -CONR39-, -NR39CO-, -COO-, -CO-, 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있거나,
또는 화학식 16의 기이고,
여기서 i는 1 내지 18의 정수이고,
R70, R71 및 R72는 서로 독립적으로 수소, C1-C50알킬, C5-C12시클로알킬, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, C2-C50알케닐 또는 C2-C50알키닐이며, C1-C12알콕시, 할로겐 (특히 F), C5-C8시클로알킬, 시아노, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 실릴 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 추가로 1개 이상의 -O-, -S-, -NR39-, -CONR39-, -NR39CO-, -COO-, -CO-, 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있고; 단 치환기 R70, R71 및 R72 중 적어도 1개는 수소이외의 것이고;
R38은 C1-C50알킬, C2-C50알케닐, C2-C50알키닐 또는 C1-C50알콕시이며, C1-C12알콕시, 할로겐, C5-C8시클로알킬, 시아노, C6-C24아릴, C2-C20헤테로아릴, 또는 실릴 기로 1회 이상 임의로 치환될 수 있고/거나; 추가로 1개 이상의 -O-, -S-, -NR39-, -CONR39-, -NR39CO-, -COO-, -CO-, 또는 -OCO-가 임의로 개재될 수 있고,
R39는 C1-C25알킬, C1-C18할로알킬, C7-C25아릴알킬, 또는 C1-C18알카노일이고,
단 R1 및 R2 중 적어도 1개는 화학식 16의 기이다.
도 7은 본 발명에서 제작한 그래핀 전극을 갖는 유기 수광소자의 구성도이다. 표면 처리된 ITO 전극위에 ZnO 나노파티클이 분산되어 있는 용액을 스핀 코팅을 통해 약 40nm 두께로 형성한다. 형성된 박막은 열처리하여 건조한다. 그 후 표 1에 제시된 광활성층 용액을 스핀코팅을 통해 약 600 nm 두께의 박막을 형성한다. 형성된 광활성층 박막은 100℃에서 20분 동안 열처리를 하여 경화 및 건조시킨다. 그후 그래핀 박막을 PDMS 스탬핑 방식으로 전사시켜 도 7에 제시된 유기 수광소자를 형성하였다.
| 재료 | P3000 | PC61BM | xylene |
| Weight %(total 100%) | 2.00 | 3.00 | 95 |
본 발명에서 실시한 실험에 사용된 유기 광활성층을 구성하는 도너 고분자 구조는
와 같으며, 억셉터 고분자 구조는
와 같다.
실시예에 따라 제작된 유기 수광소자를 수광 특성을 A2 스마트폰의 백색광을 광원으로 사용하여 조사하였다. A2 스마트폰에서 가장 강한 밝기가 조사될 때를 100%로 설정하고, 100%를 기준으로 1% 빛의 세기가 조사되는 경우 및 광원이 완전히 꺼진 경우(Dark 상태)에서 실시예의 유기 수광소자에서 검출되는 전류 밀도를 측정하였다. 도 8은 도 7의 실시예에 다양한 광원을 인가한 경우 측정된 전류밀도를 표시한 그래프이다.
표 2는 도 7의 실시예에 바이어스 전압을 -2V 인가한 상태에서 Dark, 1% 세기. 및 100% 광을 각각 조사하였을 때 측정된 전류 밀도를 정리한 표이며,
| Current Density(A)@ -2V | on/off ratio | |||
| Dark | 1% | 100% | 1% | 100% |
| 1.43E-10 | 2.96E-08 | 2.08E-06 | 207 | 14,520 |
표 3은 도 7의 실시예에 바이어스 전압을 -4V 인가한 상태에서 Dark, 1% 세기. 및 100% 광을 각각 조사하였을 때 측정된 전류 밀도를 정리한 표이다.
| Current Density(A)@ -4V | on/off ratio | |||
| Dark | 1% | 100% | 1% | 100% |
| 7.64E-10 | 2.81E-08 | 1.98E-06 | 37 | 2,591 |
표 2 및 표 3에서 on/off ratio는 1%의 광을 조사한 경우에 측정된 전류 밀도량 및 100%의 광을 조사한 경우에 측정된 전류 밀도량을 각각 Dark 상태에서 측정된 전류 밀도량으로 나눈 값을 표시한다.
예를 들어, 표 2에서 1%의 on/off ratio가 207로 계산된 것은 도 7에 제시된 실시예의 유기 수광소자에 1% 광 세기만 입사되더라도 Dark 상태에 비해 207배 높아서 입사된 광을 검출할 수 있음을 보여주는 것이므로 도 6의 실시예를 수광소자로 충분히 사용할 수 있음을 나타내는 것이다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
10: 금속 전극
20: 정공 차단막
30: 유기 광활성층
50: 전자 차단막
20: 정공 차단막
30: 유기 광활성층
50: 전자 차단막
Claims (12)
- 기판 상에 하부 전극을 형성하는 단계와, 상기 하부 전극 위에 도너 물질 및 억셉터 물질을 포함하는 유기 광활성층을 형성하는 단계; 및 상기 유기 광활성층 상에 상부 전극을 형성하는 단계를 포함하는 유기 수광소자의 제조방법으로서,
상기 상부 전극 또는 하부 전극 중 적어도 어느 하나는 그래핀을 전사(transferring)하여 형성하는 것을 특징으로 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 유기 광활성층은 바이-레이어(bi-layer) 구조이거나 벌크-헤테로정션 (bulk-heterojunction) 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 도너 물질은,
하기 화합물 중에서 선택되는 반복 단위로 구성되는 200 이상 4,000미만 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 올리고머 또는 4,000 내지 2,000,000의 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
(1) ,
(2),
(3) ,
(4),
(5) ,
(6),
(7),
(8) ,
(9) ,
(10),
(11) , 및
(12)
(상기 블록공중합체에서 x = 0.995 내지 0.005, y = 0.005 내지 0.995이고, 여기서 x + y = 1 이다.)
- 제1항에 있어서,
상기 억셉터 물질은,
(1),
(2),
(3),
(4)
(5) ,
(6) ,
(7)
(8),
(9) ,
(10) ,
(11),
(12)
(13) ,
(14) 및
(15)
(상기 화합물 중 중합체는 200 이상 4,000 미만 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 올리고머 또는 4,000 내지 2,000,000 달톤의 중량 평균 분자량을 갖는 고분자임)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀은 한층 그래핀(Single-Layer graphene), 두층 그래핀(Two-Layer Graphene) 및 다층 그래핀(Multi-Layer Graphene 또는 Graphite)으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제5항에 있어서,
상기 그래핀은 기계적 박리법, 화학적 박리법, 비산화 박리법, 화학증기증착법 및 에피택시법으로 이루어진 군에서 선택되는 방법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀은 패터닝된 그래핀인 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제7항에 있어서,
상기 패터닝은 그래핀 분산 용액을 성형틀에 넣어서 용액을 여과하여 얻어진 층을 건조시키는 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 그래핀은 산화 그래핀인 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 스탬핑은 건식 전사법, 습식 전사법, 롤투롤 전사법 및 리버스 오프셋으로 이루어진 군에서 선택되는 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 유기 수광소자의 제조방법.
- 하부 전극과, 하부 전극 상에 형성된 유기 광활성층 및 상기 유기 광활성층 상에 형성된 상부 전극을 포함하는 유기전자소자로서,
상부 전극 또는 하부 전극 중 둘 중 하나는, 그래핀을 전사(transferring)하여 형성된 그래핀 전극인 것을 특징으로 하는 유기 수광소자.
- 제11항에 있어서,
상기 유기 수광소자는 유기 광디텍터(organic photodetector) 또는 유기 태양전지(organic photovoltaics)인 것을 특징으로 하는 유기 수광소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220054053A KR20230155032A (ko) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | 유기 수광소자 및 이의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220054053A KR20230155032A (ko) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | 유기 수광소자 및 이의 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230155032A true KR20230155032A (ko) | 2023-11-10 |
Family
ID=88742335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220054053A KR20230155032A (ko) | 2022-05-02 | 2022-05-02 | 유기 수광소자 및 이의 제조방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230155032A (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210001472A (ko) | 2019-06-28 | 2021-01-06 | 서강대학교산학협력단 | 하프늄옥사이드 초박막을 구비하는 유기포토디텍터 및 이의 제조방법 |
-
2022
- 2022-05-02 KR KR1020220054053A patent/KR20230155032A/ko not_active Application Discontinuation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210001472A (ko) | 2019-06-28 | 2021-01-06 | 서강대학교산학협력단 | 하프늄옥사이드 초박막을 구비하는 유기포토디텍터 및 이의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Highly sensitive, fast response perovskite photodetectors demonstrated in weak light detection circuit and visible light communication system | |
| Li et al. | Semitransparent organic photovoltaics for building-integrated photovoltaic applications | |
| Xie et al. | Perovskite/poly (3-hexylthiophene)/graphene multiheterojunction phototransistors with ultrahigh gain in broadband wavelength region | |
| US10897023B2 (en) | All quantum dot based optoelectronic device | |
| Im et al. | All solid state multiply layered PbS colloidal quantum-dot-sensitized photovoltaic cells | |
| US10522774B2 (en) | Solar cell comprising an oxide-nanoparticle buffer layer and method of fabrication | |
| TWI503050B (zh) | 用於透光裝置的導電結構 | |
| Yang et al. | Enhancement of the photocurrent in ultraviolet photodetectors fabricated utilizing hybrid polymer-ZnO quantum dot nanocomposites due to an embedded graphene layer | |
| CN102576168A (zh) | 用于显示器、照明装置和太阳能电池的具有改善的光学性能和电性能的导电膜或电极 | |
| WO2015002461A1 (ko) | 광전소자용 기판 및 이를 포함하는 광전소자 | |
| US20150228916A1 (en) | Bottom-up ultra-thin functional optoelectronic films and devices | |
| TW201345013A (zh) | 摻雜有有機分子之金屬氧化物電荷傳輸材料 | |
| Yan et al. | Enhancing the performance of blue quantum-dot light-emitting diodes based on Mg-doped ZnO as an electron transport layer | |
| Yoon et al. | Insertion of an inorganic barrier layer as a method of improving the performance of quantum dot light-emitting diodes | |
| KR102639557B1 (ko) | 포토 다이오드 | |
| Li et al. | Enhanced long wavelength omnidirectional photoresponses in photonic-structured perovskite photodetectors | |
| US20240357842A1 (en) | High Efficiency, Color Neutral, Semi-transparent Organic Photovoltaics for Energy Harvesting Windows | |
| KR101516474B1 (ko) | 은나노입자들을 포함하는 전도성 고분자 전극 기반의 플라즈몬 유기 광전자 디바이스 | |
| Lim et al. | Highly flexible and solution-processed organic photodiodes and their application to optical luminescent oxygen sensors | |
| Liu et al. | Narrowband near-infrared photodetectors based on perovskite waveguide devices | |
| Hsiao et al. | Effects of cesium content on the triple-cation lead halide perovskite photodetectors with enhanced detectivity and response time | |
| Zhu et al. | Organic deep ultraviolet photodetector with response peak focusing on 270 nm using the acceptor BAlq | |
| Zhu et al. | Ultraviolet photodetectors with narrow-band spectral response using TAPC donor | |
| KR20230155032A (ko) | 유기 수광소자 및 이의 제조방법 | |
| Morimune et al. | Semitransparent organic photodetectors utilizing sputter-deposited indium tin oxide for top contact electrode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal |