가교성 화합물, 이를 포함한 고체 전해질 형성용 조성물, 이를 이용한 고체 전해질 제조 방법, 고체 전해질 및 상기 고체 전해질을 포함한 전자 소자
CROSSLINKABLE COMPOUND, COMPOSITION FOR FORMING SOLID ELECTROLYTE INCLUDING THE SAME, METHOD FOR MANUFACTURING SOLID ELECTROLYTE USING THE COMPOSITION, SOLID ELECTROLYTE, AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SOLID ELECTROLYTE
특허 요약
가교성 화합물, 이를 포함한 고체 전해질 형성용 조성물, 상기 고체 전해질 형성용 조성물을 이용한 고체 전해질 제조 방법, 고체 전해질 및 상기 고체 전해질을 포함한 전자 소자에 관한 것이다.
청구항
번호청구항
1

하기 화학식 1로 표시되는 가교성 화합물:003c#화학식 1003e#상기 화학식 1 중,L1 및 L2는 서로 독립적으로, 단일 결합, -C=O-, -C 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알케닐렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30알키닐렌기이고,m1 및 m2는 서로 독립적으로, 0, 1, 2 또는 3이고,Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 치환 또는 치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,Ar1 및 Ar2는 서로 독립적으로, 적어도 하나의 가교성 그룹으로 치환되고,n1은 2 내지 300,000의 정수이고,R1 내지 R4는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬티오기, -Si(Q1)(Q2)(Q3), 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,상기 치환된 C1-C30알킬렌기, 치환된 C2-C30알케닐렌기, 치환된 C2-C30알키닐렌기, 치환된 C5-C60카보시클릭 그룹, 치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹, 치환된 C1-C30알킬기, 치환된 C2-C30알케닐기, 치환된 C2-C30알키닐기, 치환된 C1-C30알콕시기 및 치환된 C1-C30알킬티오기 중 적어도 하나는, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기, C1-C30알콕시기, C1-C30알킬티오기 또는 -Si(Q11)(Q12)(Q13)이고,상기 Q11 내지 Q13은 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, C1-C30알킬기, C2-C30알케닐기, C2-C30알키닐기, C1-C30알콕시기 또는 C1-C30알킬티오기이다.

2

제1항에 있어서,상기 가교성 그룹은 아자이드기(-N3), 황 함유기 또는 불포화 이중 결합 함유기인, 가교성 화합물.

3

제1항에 있어서,상기 가교성 화합물은 하기 화학식 2로 표시된, 가교성 화합물:003c#화학식 2003e#상기 화학식 2 중,L1, L2, m1, m2, n1 및 R1 내지 R4에 대한 설명은 제1항을 참조하고,R11 내지 R15 및 R21 내지 R25는 서로 독립적으로, 가교성 그룹, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬티오기, -Si(Q1)(Q2)(Q3), 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이고,R11 내지 R15 중 적어도 하나가 가교성 그룹이고,R21 내지 R25 중 적어도 하나가 가교성 그룹이다.

4

제3항에 있어서,R11 내지 R15 중 어느 하나가 아자이드기이고, 나머지는 각각 -F 또는 -Cl이고,R21 내지 R25 중 어느 하나가 아자이드기이고, 나머지는 각각 -F 또는 -Cl인, 가교성 화합물.

5

제1항에 있어서,하기 화합물 1 내지 5 중에서 선택된, 가교성 화합물:003c#화합물 1003e#003c#화합물 2003e#003c#화합물 3003e#003c#화합물 4003e#003c#화합물 5003e#.

6

이온성 탄성 중합체;이온성 액체; 및광 가교제를 포함하고,상기 광 가교제는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 가교성 화합물을 포함한, 고체 전해질 형성용 조성물.

7

제6항에 있어서,상기 이온성 탄성 중합체는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 고분자인, 고체 전해질 형성용 조성물.

8

제7항에 있어서,상기 열가소성 폴리우레탄 고분자가 하기 화학식 10으로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 고체 전해질 형성용 조성물.003c#화학식 10003e#상기 화학식 10 중,n11은 1 내지 5000 중에서 선택된 정수이고,R101 내지 R122는 서로 독립적으로, 수소, 중수소, -F, -Cl, -Br, -I, 히드록실기, 시아노기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2-C30알키닐기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알콕시기, 치환 또는 비치환된 C1-C30알킬티오기, -Si(Q1)(Q2)(Q3), 치환 또는 비치환된 C5-C60카보시클릭 그룹 또는 치환 또는 비치환된 C1-C60헤테로시클릭 그룹이다.

9

제6항에 있어서,상기 이온성 액체는 질소 함유 이온성 액체, 인(P) 함유 이온성 액체, 또는 이들의 임의의 조합인, 고체 전해질 형성용 조성물.

10

제6항에 있어서,상기 이온성 액체가 양이온 및 음이온을 포함하고,상기 양이온이 암모늄 이온, 이미다졸륨 이온, 피페리디늄 이온, 피롤리디늄 이온, 포스포늄 이온 또는 이들의 임의의 조합이고,상기 음이온이 할로겐 이온, 아세테이트 이온, 나이트레이트 이온(NO3-), 테트라플루오로보레이트 이온(BF4-), 헥사플루오로포스페이트 이온(PF6-), 트리플루오로메탄 설포네이트 이온(Tf-), 비스((트리플루오로메틸)설포닐)이미드 이온(TFSI-) 또는 이들의 임의의 조합인, 고체 전해질 형성용 조성물.

11

제6항에 있어서,상기 이온성 탄성 중합체에 대한 상기 광 가교제의 중량비가 1:0.01 내지 1:0.1인, 고체 전해질 형성용 조성물.

12

제6항의 고체 전해질 형성용 조성물을 자외선(UV)에 노광하는 단계를 포함한, 고체 전해질의 제조 방법.

13

제12항에 있어서,상기 자외선 노광된 고체 전해질 형성용 조성물을 현상하여 패턴을 형성하는 단계를 포함한, 고체 전해질의 제조 방법.

14

제6항의 고체 전해질 형성용 조성물을 이용하여 제조된, 고체 전해질.

15

제14항에 있어서,스트레처블(stretchable) 고체 전해질인, 고체 전해질.

16

제15항의 고체 전해질을 포함한, 전자 소자.

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제16항에 있어서,상기 전자 소자는 유기 태양 전지(organic solar cell: OSC), 유기 박막 트랜지스터(organic thin-film transistor: OTFT), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode: OLED), 유기 광 센서(organic photodiode sensor: OPD), 페로브스카이트 태양 전지(perovskite solar cell), 페로브스카이트 발광 다이오드(perovskite light emitting diode) 및 열전 소자(thermoelectric device) 중 어느 하나인, 전자 소자.