KR100943146B1 - 티아졸로티아졸 유도체를 이용한 유기 트랜지스터 및 이의제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (18)
- 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 타아졸로티아졸 유도체 및 밴드갭이 3 eV 이상이거나, 이중결합과 단일결합이 4쌍 이상 연속적으로 연결된 부분을 가지지 않는 절연성 유기물질을 포함하는 유기반도체층을 포함하는 유기트랜지스터:[화학식 1]상기 식에서, 0<x≤1의 실수, 0≤y<1의 실수, 0≤z<1의 실수, x+y+z=1이고,n은 1 내지 1000의 정수이며,Ar 및 Ar'는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 공액구조를 갖는 2가의 고리 또는 비고리 탄화수소기 또는 공액구조를 갖는 2가 헤테로고리기이며,A와 B는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 공액구조를 갖는 2가의 고리 또는 비고리 탄화수소기, 공액구조를 갖는 2가의 헤테로고리기, 또는 하기 비환식(acyclic group)기이고,상기 식에서 R' 및 R''는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소원자; 할로겐원자; 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알킬기; 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알콕시 기; 티오알콕시기; 니트릴기; 니트로기; 아미노기; 치환 혹은 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환의 헤테로 아릴기일 수 있으며, 점선 부분은 화학식 1의 주쇄에 연결되는 부분이다.
- 청구항 1에 있어서, 상기 Ar 또는 Ar'는 공액 구조를 갖는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기인 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 A 또는 B는 방향족기(Ar'')인 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 3에 있어서, 상기 방향족기(Ar'')는 하기의 화학식으로 표현되는 기들 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터:여기서, X는 O, S, Se, NR3, SiR3R4 혹은 CR3R4 기이고, 여기서 R3과 R4는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소원자, 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알킬기 또는 아릴기이며 이들은 서로 연결되어 고리를 형성하여도 좋으며,R1 및 R2는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 할로 겐원자, 니트릴기, 니트로기, 에스터기, 에테르기, 아미노기, 이미드기, 실란기, 티오에스터기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알킬기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알콕시기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 티오알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환의 헤테로 아릴기이며,R1 및/또는 R2에 포함되는 서로 인접하지 않은 2 이상의 탄소원자는 O, S, NH, -NRO-, SiROROO-, -CO-,-COO-, -OCO-, -OCOO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH-, 치환 또는 비치환된 아릴기 또는 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기에 의해 연결될 수 있으며, 여기서 Ro와 Roo는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소, 아릴 또는 탄소수 1~12인 알킬기이고,R1과 R2는 서로 연결되어 고리를 이룰 수 있다.
- 청구항 4에 있어서, 상기 R1 또는 R2가 탄소수 1~20개의 치환된 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기인 경우, 이들은 하나 이상의 불소, 염소, 브롬, 요오드 및 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기에 의해 치환된 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 4에 있어서, 상기 R1 또는 R2가 치환된 아릴기 또는 헤테로아릴기인 경우, 이들은 할로겐기, 니트릴기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 비닐기, 아세틸렌기, 티오알콕시기, 니트로기, 아미드기, 에스터기, 에테르기, 아미노기 및 실란기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기에 의해 치환된 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 티아졸로티아졸 유도체는 하기 화학식 2로 표시되 는 구조단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터:[화학식 2]상기 화학식 2에서,R5 내지 R8은 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소원자, 히드록시기, 할로겐원자, 니트릴기, 니트로기, 에스터기, 에테르기, 아미노기, 이미드기, 실란기, 티오에스터기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알킬기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알콕시기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 티오알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 혹은 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기이고,R5 내지 R8에 포함되는 서로 인접하지 않은 2 이상의 탄소 원자는 O, S, NH, -NRO-, SiROROO-, -CO-,-COO-, -OCO-, -OCOO-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH-, 치환 또는 비치환된 아릴기, 또는 치환 또는 비치환 헤테로아릴기에 의해 연결될 수 있고, 여기서 Ro와 Roo는 서로 같거나 상이하고 독립적으로 수소, 아릴 또는 탄소수 1~12인 알킬기이며,R5 내지 R8 중 2 이상이 서로 연결되어 고리를 이루어도 좋고,n, x, y, z, A 및 B는 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
- 청구항 8에 있어서, 상기 R5 내지 R8 중 어느 하나 이상의 탄소수가 1~20개의 치환된 알킬기, 알콕시기 또는 티오알콕시기인 경우, 이들에 치환된 수소원자는 불소, 염소, 브롬, 요오드, 니트릴기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기에 의해 치환된 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 8에 있어서, 상기 R5 내지 R8 중 어느 하나 이상의 치환된 아릴기 또는 헤테로아릴기인 경우, 이들은 할로겐기, 니트릴기, 히드록시기, 알킬기, 알콕시기, 비닐기, 이세틸렌기, 티오알콕시기, 니트로기, 아미드기, 이미드기, 에스터기, 에테르기, 아미노기 및 실란기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기에 의해 치환된 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 R-1 내지 R-5, S-16 내지 S-31 및 S-34 내지 S-41 중에서 선택된 구조단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터:상기 식들에 있어서, R 내지 R'''''는 서로 같거나 상이하고, 독립적으로 수소원자, 산소원자, 할로겐원자, 니트릴기, 에스터기, 에테르기, 아미노기, 이미드기, 실란기, 티오에스터기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형 알킬기, 탄소수 1~20의 치환 또는 비치환 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 알콕시기, 탄소수 1~20개의 치환 또는 비치환의 직쇄, 분지쇄 혹은 고리형의 티오알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴기 또한 치환 또는 비치환의 헤테로아릴기이다.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유기트랜지스터는 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 상기 유기반도체층과 접하는 절연층을 포함하고, 상기 유기반도체층과 상기 절연층의 계면이 상기 절연층을 구성하는 절연물질보다 상기 유기 반도체층을 구성하는 반도체 물질과 친화도가 더 큰 물질로 처리된 것인 유기트랜지스터.
- 청구항 12에 있어서, 상기 절연물질보다 반도체 물질과 친화도가 더 큰 물질은 OTS (octadecyl-trichloro-silane) 또는 HMDS (Hexamethyldisilazane)인 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 밴드갭이 3 eV 이상이거나, 이중결합과 단일결합이 4쌍 이상 연속적으로 연결된 부분을 가지지 않는 절연성 유기물질은 폴리메틸메타아크릴레이트 (polymethylmetacrylate: PMMA), 폴리스티렌 (polystyrene: PS), 폴리카보네이트 (polycarbonate: PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트 (polyethyleneterephthalate, PET), 폴리비스페놀 A (polybisphenol A) 및 불소계 고분자 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터.
- 청구항 1에 있어서, 상기 유기반도체층은 상기 티아졸로티아졸 유도체와 상기 밴드갭이 3 eV 이상이거나, 이중결합과 단일결합이 4쌍 이상 연속적으로 연결된 부분을 가지지 않는 절연성 유기물질을 1:1,000 내지 1,000:1의 중량비로 포함하는 것인 유기트랜지스터.
- 기판 상에 절연층, 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극 및 유기반도체층을 각각 적층하는 단계를 포함하는 유기트랜지스터의 제조방법에 있어서, 상기 유기반도체층을 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 타아졸로티아졸 유도체와 밴드갭이 3 eV 이상이거나, 이중결합과 단일결합이 4쌍 이상 연속적으로 연결된 부분을 가지지 않는 절연성 유기물질을 포함하는 혼합용액을 이용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 16에 있어서, 상기 유기반도체층을 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 마이크로접촉 프린팅 또는 스핀코팅 방법에 의하여 형성하는 것을 특징으로 하는 유기트랜지스터의 제조방법.
- 청구항 16에 있어서, 상기 유기반도체층과 절연층의 계면에 절연물질보다 반도체 물질과 친화도가 더 큰 물질로 처리하는 단계를 추가로 포함하는 유기트랜지스터의 제조방법.
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