KR101146423B1 - π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 이를 이용한 유기 전자소자 및 이 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 신규한 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 이를 이용한 유기 전자 소자 및 이 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로서, 상기 신규한 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 용매에 대한 용해도가 우수하고, 높은 전하 이동도를 가지며, 이를 이용하여 제조된 유기 전자 소자는 우수한 성능을 가지며, 제조가 용이하다.
π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 유기 전자 소자, 유기 박막 트랜지스터, 전자 장치

Description

π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 이를 이용한 유기 전자 소자 및 이 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치{π-EXTENDED TETRATHIAFULVALENE DERIVATIVES, ORGANIC ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME AND ELECTRONIC APPARATUS COMPRISING THE SAME}
도 1은 유기 박막 트랜지스터에서 탑-콘택트(top-contact) 구조의 단면도이다.
도 2는 유기 박막 트랜지스터에서 바텀-콘택트(bottom-contact) 구조의 단면도이다.
도 3은 유기 박막 트랜지스터에서 탑-콘택트(top-contact) 구조의 상면도(top view)이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1의 유기 박막 트랜지스터에서, 드레인-소스 전압(drain-source voltage; VDS)에 대한 드레인-소스 전류(drain-source current; IDS) 변화를 보여주는 그래프이다
도 5는 비교예 1의 유기 박막 트랜지스터에서, 드레인-소스 전압(drain-source voltage; VDS)에 대한 드레인-소스 전류(drain-source current; IDS) 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1의 유기 박막 트랜지스터에서, 게이트 전압(VG)에 대한 드레인-소스 전류(IDS)의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 7은 비교예 1의 유기 박막 트랜지스터에서, 게이트 전압(VG)에 대한 대한 드레인-소스 전류(IDS)의 변화를 보여주는 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 드레인 전극, 12: 절연층,
13 : 기판, 14 : 유기 반도체층,
15 : 소스 전극, 16 : 게이트 전극,
W : 유기 박막 트랜지스터의 채널폭
L : 유기 박막 트랜지스터의 채널길이
본 발명은 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 이를 이용한 유기 전자 소자 및 이 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
1970년대 적절한 도핑 과정을 통해 유기 화합물의 전기 전도도가 구리에 가깝게 도달할 수 있다는 것이 알려진 후, 유기 반도체 재료에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다.
최근에는 유기 반도체 화합물들의 전기 전도성, 경량성, 유연성, 가공성 등 의 특성으로 인해 유기 박막 트랜지스터(Organic thin film transistor, OTFT), 유기 발광 다이오드(Organic light-emitting diode, OLED), 유기 태양 전지(Organic solar cell), 유기 레이저(Organic laser), 전자파 차폐막, 커패시터(Capacitor), 메모리 소자 등을 포함하는 유기 전자 소자에 유기 반도체 화합물들이 많이 적용되고 있다.
전계효과 트랜지스터(field-effect transistor; FET)의 한 형태인 박막 트랜지스터는 전자공학 분야에서 기본이 되는 구조체로서, 현재 액정 표시 장치 등의 표시용 스위칭 소자로 폭 넓게 사용되고 있다. 대부분의 박막 트랜지스터는 반도체 물질로서 다결정 또는 비결정 실리콘이 적용되어 제조되고 있다. 이러한 실리콘을 이용한 제조 방법은 고온 공정, 고진공계 공정, 복잡한 광식각법(photolithography) 등에 의한 패터닝 공정이 수반된다.
반면, 유기물을 이용하는 유기 박막 트랜지스터의 제조 공정은 상대적으로 저온 공정이 가능하고, 용액 공정을 통해 박막을 형성하는 등 저가의 단순화된 공정으로 박막 트랜지스터를 제조할 수 있다. 또한, 유기물을 기반으로 하는 유기 박막 트랜지스터는 플라스틱 기판과의 호환성이 뛰어나기 때문에 가볍고 구부릴 수 있는 제품으로의 응용이 가능하다.
유기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 절연층, 소스 전극, 드레인 전극 및 유기 반도체층으로 구성된다. 게이트 전극에 인가하는 전압에 의해 소스 전극과 드레인 전극 사이에 흐르는 전류의 양을 조절하게 된다.
유기 박막 트랜지스터의 동작 원리를 P형 유기 반도체의 경우로 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 게이트에 양전압을 인가하면 유기 반도체와 절연층 계면에 음의 전하가 유도되지만, P형 유기 반도체의 경우 LUMO 준위(lowest unoccupied molecular orbitals level)와 전극의 페르미 준위(Fermi level)의 차이가 크기 때문에 전자들이 유기 반도체로 주입되기 어렵다. 따라서, 소스와 드레인 사이에 전압을 인가하더라도 전류가 거의 흐르지 않는다. 반대로 게이트에 음전압을 인가하면 인가된 전압에 의한 전기장 유도 효과로 절연층 가까운 부분에 양의 전하가 유도된 누적층(accumulation layer)을 형성하게 된다. 일반적으로 P형 유기 반도체의 HOMO 준위(highest occupied molecular orbitals level)는 전극의 페르미 준위(Fermi level)와 가깝기 때문에 전극에서 유기 반도체로 양전하가 쉽게 주입될 수 있고, 소스와 드레인 사이에 전도 가능한 전하 운반자가 많이 존재하기 때문에 전류가 잘 흐를 수 있게 된다. 이 때, 드레인 전류는 드레인 전압에 비례하여 증가한다. 그리고, 드레인 전압이 충분히 증가하면 드레인 주변의 전위는 급격히 변하여 전자의 공핍층(depletion layer)이 형성되고 드레인 전류는 포화되어 드레인 전압이 증가하더라도 일정하게 유지된다.
유기 박막 트랜지스터의 성능은 전계효과 이동도(μFET, ㎠/V?sec), 전류 점멸비(Ion/Ioff), 문턱전압(threshold voltage, VT), 문턱전압이하 기울기(sub-threshold slope, SS, V/dec) 등의 성능지수로 평가한다. 전계효과 이동도는 단위 전계 1 V/㎝하에서의 전하의 속도(㎝/sec)를 나타내고 트랜지스터의 동작 속도와 연관된다. 이 값은 드레인 전류와 게이트 전압의 관계 그래프로부터 계산된다. 드 레인-소스 전류의 포화상태에서의 전계 효과 이동도는 다음 식으로 계산된다.
[식]
Figure 112006082354260-pat00001
상기 식은 드레인-소스 전류의 포화상태에서의 전계효과 이동도를 나타낸 것으로, IDS는 포화 상태의 드레인-소스 전류, μFET 는 전계효과 이동도, Ci 는 게이트 절연체의 단위 면적당 캐패시턴스(capacitance), VG 는 게이트 전압, VT 는 문턱전압을 의미한다. 상기 관계식에 따르면, 도 3으로 나타낸 유기 박막 트랜지스터의 채널 길이(L), 폭(W) 및 절연체의 캐패시턴스(capacitance)에 따라 상기 유기 박막 트랜지스터의 성능이 다르게 나타날 수도 있다.
전류 점멸비는 전류가 흐르는 상태와 차단된 상태의 전류비로 정의되며 트랜지스터의 스위칭 성능을 나타내는 척도가 된다. 문턱전압은 게이트와 유기 반도체의 일함수 차이, 게이트 절연체의 내부 전하 및 계면 전하 등에 의해 결정된다. 문턱전압이하 기울기는 문턱전압 아래에서 전류를 10배 증가시키는데 필요한 게이트 전압의 크기로서 게이트의 유기 반도체 계면의 제어 능력을 나타낸다.
이러한 성능 지수들을 개선하기 위해서 전극 재료, 절연층 재료, 유기 반도체 재료 등에 대한 연구가 활발이 진행되고 있는데, 이 중 유기 반도체 화합물의 전하 이동도를 향상시키는 것이 가장 중요하고도 어려운 부분이다. 유기 반도체 화합물은 결정성이 크고, π-궤도 중첩이 강화될수록 높은 전하 이동도를 나타낸다.
츠무라(Tsumura) 등에 의해 유기 박막 트랜지스터가 처음 보고된 후 (A. Tsumura, K. Koezuka 및 T. Ando, Appl. Phys. Lett., 1986, 49, 1210), 물질과 제조 기술에 대해 많은 연구가 진행되었다. 박막 트랜지스터에서의 반도체성 물질로 사용하기 위하여 저분자, 고분자 및 올리고머와 같은 유기 물질들이 연구되었다. 이러한 분야에서의 연구결과 박막 트랜지스터의 전하 캐리어의 이동도(charge carrier mobility) 관점에서 볼 때, 유기 박막 트랜지스터의 성능이 10-5 ㎠/Vs 에서 1 ㎠/Vs까지 상승되었다 (J. M. Shaw, P. F. Seidler, IBM J. Res. & Dev., 2001, Vol.45, 3). 유기 박막 트랜지스터의 성능은 현재 무정형 실리콘 트랜지스터(amorphous silicon transistor)의 성능에 필적할 정도이며, 그 결과 이러한 유기 박막 트랜지스터는 현재까지 전자종이(E-paper), 스마트 카드(smart card), 센서, 전자태그(RFID), 액정표시장치, 유기 발광 다이오드 등과 같은 디스플레이 장치 등과 같은 장치에 적용된 예가 보고되고 있다.
반도체층으로 사용될 수 있는 것으로서 두 가지 형태의 분자가 있는데, 이는 p-형 또는 n-형 유기 반도체 물질이다. p-형 반도체성 물질에서는 정공이 전하 캐리어이며, n-형 반도체성 물질에서는 전자가 전하 캐리어이다. p-형 유기 반도체성 물질의 예로는, 펜타센(pentacene), 안트라디티오펜(antradithiophene), 벤조디티오펜(benzodithiophene), 티오펜 올리고머(thiophene oligomer), 폴리티오펜(polythiophenes), 티오펜 올리고머의 하위단위 혼합물(mixed-subunit thiophene oligomer), 산소-기능기가 결합된 티오펜 올리고머(oxy-funcionalized thiophene oligomers) 등이 있다(H. E. Katz et al., Acc. Chem. Res. 2001, 34, 359). n-형 유기 반도체성 물질의 예로는, 플루오르화 메탈로프탈로시아닌(fluorinated metallophthalocyanines, Z. Bao, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 207), 퍼플루오로아린-변형된 폴리티오펜(perfluoroarene-modified polythiophene, A. Facchetti, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 3900) 등이 있다.
현재 좋은 성능을 나타내면서 가장 널리 사용되는 재료로는 펜타센 (pentacene), 올리고티오펜(oligothiophene) 유도체, 폴리[3-헥실 티오펜] (Poly[3-hexylthiophene]) 등을 들 수 있다. 그러나, 펜타센, 올리고티오펜 유도체 등은 주로 진공 증착 공정을 통해 박막을 형성한 경우에만 좋은 성능을 나타내고 있고, 용액 공정이 용이하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 가용성 올리고티오펜 유도체, 폴리티오펜 유도체 등은 스크린 프린팅(screen-printing), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 마이크로접촉 프린팅(micro-contact printing), 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating) 등의 용액 공정을 통해 박막을 형성할 수는 있다. 그러나, 저분자계를 진공 증착하여 제조한 박막 트랜지스터의 전하 이동도에는 크게 못 미치고, 전류 점멸비(Ion/Ioff) 특성도 유기 박막 트랜지스터를 상용화하기에는 못 미치는 수준의 성능을 나타내고 있다.
이와 같이 유기 박막 트랜지스터를 상용화하기 위해서는 저가의 용액 공정이 가능하면서도 높은 전하 이동도와 전류 점멸비를 나타내는 유기 반도체 물질이 필요하다.
따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 합성이 용이하고, 양호한 가공성을 가지며, 높은 전하 이동도 및 전류 점멸비를 갖는 반도체 또는 전하 수송 물질로서 사용할 수 있는 신규한 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물, 이를 이용한 유기 전자 소자 및 이 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 전하 수송이 잘 되고 분자간 중첩이 용이하므로 유기 반도체로서 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 제공한다.
Figure 112006082354260-pat00002
상기 화학식 1에서, a와 c는 각각 독립적으로 0 또는 1이고 적어도 하나는 1이며, b와 d는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, n은 1 내지 10000의 정수이 며,
A1, A2, C1 및 C2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되고,
B와 D는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되며,
R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 및 -SR 중에서 선택되고, 여기서 -SR 중 R은 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되며,
X와 Y는 말단기로서, 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형 의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 실란기, 보론기, 스테닐기, 비닐기, 알케닐기 및 알키닐기 중에서 선택된다.
또한, 본 발명은 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 이용한 유기 전자 소자를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 이용한 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다.
이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 제공한다.
상기 화학식 1에 기재된 치환기들을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
알킬기는 직쇄형 또는 가지형의 알킬로서, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아릴기는 페닐, 비페닐, 터페닐, 벤질, 나프틸, 안트라세닐, 테트라세닐, 펜타세닐, 페릴레닐, 피레닐, 펜안트레닐, 코로네닐 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알케닐기는 에테닐렌(비닐렌) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알키닐기는 에티닐렌, 디아세틸렌 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
방향족 또는 비방향족 헤테로고리기는 티오페닐, 비티오페닐, 터티오페닐, 티에노티오페닐, 티아졸로티아졸린, 퓨라닐, 피릴, 이미다졸린, 옥사졸린, 옥사다이아졸린, 티아졸린, 피리다지닐, 피라지닐, 피리딜, 셀레노페닐, 비셀레노페닐 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
알콕시기는 직쇄형 또는 가지형의 알콕시로서 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜틸옥시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
티오알킬기는 직쇄형 또는 가지형의 티오알킬로서 메틸티오, 에틸티오, 프로필티오, 부틸티오, 펜틸티오, 헥실티오, 헵틸티오, 옥틸티오, 노닐티오, 데실티오, 운데실티오, 도데실티오 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아릴아민기는 디페닐아민, 페닐나프틸아민, 디톨릴아민, 페닐톨릴아민, 카바졸, 트리페닐아민 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 알키닐기, 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 아릴아민기, 알콕시기 또는 티오알킬기가 다른 치환기에 의해 치환되는 경우, 그 치환기는 알킬기, 아릴기, 알콕시기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴아민기, 헤테로고리기, 실란기, 붕소기, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 할로겐기, 아미드기, 에스테르기, 술포닐기, 술폭사이드기, 술폰아미드기, 술포네이트기 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 여기서 이들은 서로 인접하는 기와 방향족 고리, 지방족 고리 또는 헤테로고리를 형성할 수 있다.
상기 화학식 1에 있어서, B 와 D는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 공액기(conjugated groups)인 것이 바람직하다.
특히, 바람직하게 B 와 D로는 티에닐(티오페닐), 비티오페닐, 터티오페닐, C1~C6인 알킬에 의해 치환된 티에닐(티오페닐), 알키닐, 티에닐에 의해 치환된 알키닐, 비티오페닐에 의해 치환된 알키닐, 티에노티오페닐, 티아졸로티아졸린, 셀레노페닐, 비셀레노페닐 등이 있다.
상기 화학식 1의 화합물은 n은 2 내지 5000인 중합체인 것이 바람직하고, 상기 화학식 1의 화합물은 a, b, c, d의 조합에 따라 단일 중합체(Homopolymer), 랜덤 공중합체 (Random copolymer), 교대 공중합체 (Alternating copolymer), 블록 공중합체 (Block copolymer) 등을 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 하기 화학식 2 로 표시된 화합물일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006082354260-pat00003
상기 화학식 2에서, a, b, c, d, n, B, D, R1 내지 R8, X 및 Y는 화학식 1에 서 정의한 바와 같고,
W는 CRR', S, Se, O, SiRR', NH 및 NR 중에서 선택되고, V는 CR, SiR 및 N 중에서 선택되며, 상기 다수의 W 및 V는 서로 같거나 다를 수 있고, 여기서 R과 R'는 치환 또는 비치환된 C1-C60의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중 선택된다.
상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물의 구체적인 예는 하기 화학식 1-1 내지 1-18로 표시되는 화합물을 포함하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이며, 이들에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
Figure 112006082354260-pat00004
Figure 112006082354260-pat00005
Figure 112006082354260-pat00006
상기 화학식 1-1 내지 1-18에서 R1' 내지 R8' 및 R9 내지 R14는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중 선택된 어느 하나이다.
본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물의 일반적인 제조방법은 다음과 같이 제조될 수 있다.
상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 디키토(diketo) 화합물과 1,3-디티올(1,3-dithiole)의 인산염(phosphonate) 형태의 화합물을 통해 단량체를 제조하거나, 브롬으로 치환된 단량체를 제조할 수 있다. 이 단량체는 삼염화철(FeCl3)를 이용한 산화중합법, 니켈, 마그네슘, 아연 등을 함유하는 다양한 금속 촉매를 이용한 중합법을 통해 상기 화학식 1로 표시되는 단일 중합체 또는 공중합체로 제조될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명은 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 이용한 유기 전자 소자를 제공한다. 상기 유기 전자 소자는 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 레이저, 전자파 차폐막, 커패시터 및 메모리 소자를 포함한다.
본 발명의 유기 전자 소자에 포함되는 유기 박막 트랜지스터를 예로 들어 구체적으로 설명한다.
본 발명의 유기 박막 트랜지스터는 기판(13), 게이트 전극(16), 절연층(insulating layer)(12), 유기 반도체층(semi-conducting layer)(14) 및 소스 전극(15)/드레인 전극(11)(source electrodes/drain electrodes)으로 구성되어 있다.
유기 박막 트랜지스터는 유기 반도체층과 소스 전극 및 드레인 전극의 접촉 방식에 따라 탑-콘택트(top-contact) 구조와 바텀-콘택트(bottom-contact) 구조로 구분된다. 도 1은 탑-콘택트(top-contact) 구조의 단면도를 나타낸 것으로, 유기 반도체층(14)의 상부와 소스 전극(15) 및 드레인 전극(11)이 접촉하는 방식이다. 도 2는 바텀-콘택트(bottom-contact) 구조의 단면도를 나타낸 것으로, 유기 반도체층(14)의 하부와 소스 전극(15) 및 드레인 전극(11)이 접촉하는 방식이다.
상기 기판(13)은 유기 박막 트랜지스터를 위한 열역학적 및 기계적 요구사항을 만족시킬 수 있는 유리, 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer), 금속 산화물, 세라믹 물질, 플라스틱 등을 사용할 수 있다.
상기 게이트 전극(16)은 도전성 물질로서, 탄소, 알루미늄, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 은, 금, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 주석, 납, 금속 유사물(similar metals) 및 상기 금속의 합금; p- 또는 n- 도프된(doped) 실리콘; 산화아연, 산화 인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물, 주석 유사 산화물(similar tin oxide), 주석 산화물 인듐계 복합 화합 물(tin oxide indium-based complex compounds); ZnO:Al 및 SnO2:Sb와 같은 산화물과 금속의 혼합물; 폴리(3-메틸티오펜)(poly(3-methylthiophene)), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜] (poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy)thiophene]), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline)등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 절연층(Insulating Layer)(12)은 절연 물질로서 실리콘 산화물, 실리콘 질화물; 및 폴리이미드, 폴리(2-비닐피리딘), 폴리(4-비닐페놀), 폴리메틸 메타크릴레이트 등과 같은 플라스틱 절연체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 반도체층(14)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하며, 구체적으로 상기 화학식 1-1 내지 1-18로 표시되는 화합물 중 적어도 하나를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 유기 반도체층은 스크린 프린팅(screen-printing), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 마이크로접촉 프린팅(micro-contact printing), 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), SAM(Self-assembled Monolayer) 등의 용액 공정을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 소스 전극(15) 및 드레인 전극(11)은 도전성 물질로서 탄소, 알루미늄, 바나듐, 크롬, 구리, 아연, 은, 금, 마그네슘, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 티타늄, 인듐, 이트륨, 리튬, 가돌리늄, 주석, 납, 네오디뮴(neodymium), 백금, 금속 유사물(similar metals) 및 상기 금속의 합금; p- 또는 n- 도프된(doped) 실리콘; 산화 아연, 산화인듐, 인듐 주석 산화물(ITO), 인듐 아연 산화물, 주석 유사 산화물(similar tin oxide), 주석 산화물 인듐계 복합 화합물(tin oxide indium-based complex compounds); ZnO:Al 및 SnO2:Sb 와 같은 산화물과 금속의 혼합물; 폴리(3-메틸티오펜)(poly(3-methylthiophene)), 폴리[3,4-(에틸렌-1,2-디옥시)티오펜] (poly[3,4-(ethylene-1,2-dioxy) thiophene]), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리아닐린(polyaniline) 등과 같은 고분자를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 소스 전극/드레인 전극용 물질은 전하 캐리어 주입 배리어를 감소시키고 유기 반도체층과 오옴성 접촉을 형성하기 위한 적절한 일함수를 갖는다. 유기 반도체층으로서 p-형 물질이 사용될 경우, 소스 전극/드레인 전극 물질의 일함수는 p-형 유기 물질의 HOMO(highest occupied molecular orbital) 에너지 준위와 대응되거나 또는 매우 근접한다. 따라서, 팔라듐, 백금 및 금과 같이 매우 큰 일함수를 갖는 금속이 소스 전극/드레인 전극 물질로 바람직하다. 한편, 유기 반도체 층으로서 n-형 물질이 사용될 경우, 소스 전극/드레인 전극 물질의 일함수는 n-형 유기 물질의 LUMO(lowest unoccupied molecular orbital) 에너지 준위와 대응되거나 매우 근접한다. 따라서, 알루미늄과 같이 작은 일함수를 갖는 금속이 소스 전극/드레인 전극 물질로 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치를 제공한다. 상기 전자 장치로는 디스플레이 장치, 메모리 소자, 스마트 카드(smart card), 센서, 전자태그(RFID) 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<합성예 1>
본 발명의 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물로서 상기 화학식 1-6으로 표시되는 화합물을 하기 반응식 1과 같은 방법으로 제조하였다.
<반응식 1>
Figure 112006082354260-pat00007
Figure 112006082354260-pat00008
상기 반응을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
<화합물 1의 제조>
3-티오펜카복시산 (3-thiophenecarboxylic acid, 15 g, 117 mmol)에 티오닐클로라이드(thionyl chloride, 30 ml)를 30분 동안 적가한 후, 반응 혼합물을 4시간 동안 환류시켰다. 남아 있는 티오닐클로라이드를 감압 증류로 제거하여 화합물 1 (3-thiophenecarboxy chloride)을 얻고 기타 정제 과정없이 다음 반응을 진행하였다.
<화합물 2의 제조>
화합물 1에 무수 테트라하디드로퓨란 (tetrahydrofuran, 20 ml)를 첨가하고, 디메틸아민 (dimethyl amine) 테트라하디드로퓨란 용액 (2M 용액, 100 ml)을 적가하였다. 15시간 정도 교반 후, 용매를 제거하고, 에틸아세테이트 (ethyl acetate)로 유기층을 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 처리하여 화합물 2 (N,N-dimethyl-3-thiophenecarboxamide, 8.9 g, 57 mmol)를 얻었다.
APCI-MS Calcd. for C7H9NOS [M+H+]: 156, Found: 156. 1H NMR (CDCl3): δ 7.53 (d, 1H), 7.32 (m, 1H), 7.21 (d, 1H), 3.07 (s, 6H).
<화합물 3의 제조>
화합물 2 (8.9 g, 57 mmol)를 무수 에테르 (ether, 200 ml)에 녹이고, 상온에서 부틸리튬 (n-BuLi, 2.5 M 용액, 26 ml)을 적가하고 상온에서 12시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 얼음물에 붓고, 에틸아세테이트 (ethyl acetate)로 유기층을 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 처리하여 건조하였다. 얻어진 반응물을 아 세톤으로 재결정화하여 화합물 3 (4,8-dehydrobenzo[1,2-b:4,5-b']dithiophene-4,8-dione, 4.6 g)을 얻었다.
GC-MS Calcd. for C10H4O2S2 [M+]: 220, Found: 220. 1H NMR (CDCl3): δ 7.68 (d, 2H), 7.64 (d, 2H).
<화합물 4의 제조>
비스테트라부틸암모늄비스디티올티온디티올라토아연착화합물 (bis[tetra-n-buylammonium]bis[1,3-dithiole-2-thione-4,5-dithiolato]zinc complex, 15 g, 16 mmol)을 아세토니트릴(acetonitrile, 200 ml)에 녹이고, 브로모도데칸 (bromododecane, 18 g, 72 mmol)을 천천히 첨가한 후, 15시간 동안 환류하였다. 용매를 제거하고 얻은 혼합물을 디클로로메탄/헥산(dichloromethane/hexane) (1/19, v/v)을 전개 용매로 하는 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 (Rf = 0.5), 페트롤리움 에테르로 재결정화하여 화합물 4 (4,5-bis[dodecylthio]-1,3-dithiole-2-thione, 16.0 g, 30 mmol)을 얻었다.
APCI-MS Calcd. for C27H50S5 [M+H+]: 535, Found: 535. 1H NMR (CDCl3): δ 2.86 (t, 4H), 1.66 (m, 4H), 1.40-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 5의 제조>
화합물 4 (10.8 g, 20.2 mmol)를 무수 디클로로메탄 (dichloromethane, 200 ml)에 녹이고 디메틸술페이트 (dimethyl sulfate, 50 ml)와 아세트산 (10 ml)를 차 례대로 첨가한 후, 상온에서 2시간 동안 교반하였다. 사불화붕산 디에틸 에테르 착물 (diethyl ether-tetrafluoroboric acid complex, 4.25 g, 26 mmol)을 적가하고 15시간 동안 상온에서 교반하였다. 용매를 제거하고 에테르(200 ml)를 붓고 -5℃에 보관한 후, 침전물을 여과하여 생성 혼합물을 얻고 이를 다시 에테르로 씻어주어 화합물 5 (2-methylthio-4,5-bis[dodecylthio]-1,3-dithiolium tetrafluoroborate, 6.8 g, 9.6 mmol)를 얻었다.
1H NMR (CDCl3): δ 3.23 (s, 3H), 3.17 (t, 4H), 1.73 (m, 4H), 1.45-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 6의 제조>
화합물 5 (7.9 g, 11 mmol)을 무수 아세토니트릴 (300 ml)에 녹이고, 0 ℃에서 소듐보로하이드라이드 (sodium borohydride, 0.5 g, 13.3 mmol)를 소량씩 첨가한 후, 상온에서 2시간 동안 교반하였다. 용매를 제거하고, 증류수 (200 ml)를 부은 후, 에테르를 사용하여 유기층을 추출하고 건조하여 화합물 6 (2-methylthio-4,5-bis[dodecylthio]-1,3-dithiol, 6.8 g)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3): δ 5.74 (s, 1H), 2.92 (m, 2H), 2.68 (m, 2H), 2.24 (s, 3H), 1.73 (m, 4H), 1.45-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 7의 제조>
화합물 6 (6.8 g, 12.3 mmol)을 아세틱안하이드라드 (acetic anhydride, 120 ml)에 녹이고, 0 ℃에서 사불화붕산 디에틸 에테르 착물 (diethyl ether-tetrafluoroboric acid complex, 3.0 g, 18.5 mmol)을 적가한 후, 0 ℃에서 3시간 동안 교반하였다. 에테르(500 ml)를 붓고, 15시간 동안 냉동 보관하여 침천된 고체 생성물을 여과하고 건조하여 화합물 7 (4,5-bis[dodecylthio]-1,3-dithiolium tetrafluoroborate 2.5 g, 4.2 mmol)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3): δ 11.34 (s, 1H), 3.20 (m, 4H), 1.80 (m, 4H), 1.45-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 8의 제조>
화합물 7 (2.5 g, 4.3 mmol)을 무수 아세토니트릴 (100 ml)에 녹이고, 트리메틸포스파이트 (trimethylphosphite, 0.65 g, 5.2 mmol)과 요오드화나트륨(sodium iodide, 0.78 g, 5.2 mmol)을 차례대로 첨가한 후, 상온에서 2시간 동안 교반하였다. 용매를 제거하고, 디클로로메탄을 이용하여 유기층을 추출한 후, 건조하여 화합물 8 (2-dimethoxyphosphoryl-4,5-bis[dodecylthio]-1,3-dithiol 2.8 g, 4.56 mmol)을 얻었다.
1H NMR (CDCl3): δ 4.74 (d, 1H), 3.86 (d, 6H), 2.89-2.72 (m, 4H), 1.65 (m, 4H), 1.42-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 9의 제조>
화합물 8 (2.8 g, 4.56 mmol)을 무수 테트라하이드로퓨란 (50 ml)에 녹이고, -78 ℃에서 부틸리튬 (n-BuLi, 2.5 M 용액, 2.2 ml)을 적가하고, 2시간 교반 후, 무수 테트라하이드로퓨란에 녹인 화합물 3 (0.28 g, 1.3 mmol)을 반응 용액에 첨가하였다. 반응 용액을 15시간 동안 상온에서 교반한 후, 에틸아세테이트를 사용하여 유기층을 추출하고, 무수 황산마그네슘으로 건조하였다. 반응 혼합물을 디클로로메탄/헥산(dichloromethane/hexane) (2/1, v/v)을 전개 용매로 하는 컬럼 크로마토그래피로 정제한 후 (Rf = 0.9), 헥산으로 재결정화하여 화합물 9 (0.3 g, 0.25 mmol)을 얻었다.
MALDI-MS Calcd. for C64H104S10 [M+]: 1192, Found: 1192. 1H NMR (CDCl3): δ 7.64 (d, 4H), 2.86 (t, 4H), 1.66 (m, 4H), 1.40-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화합물 10의 제조>
화합물 9 (0.3 g, 0.26 mmol)을 클로로포름 (10 ml)에 녹이고, 0 ℃에서 N-브로모석신이미드 (N-bromosuccinimide, 0.097 g, 0.545mmol)를 클로로포름(10ml)과 아세트산(5ml)에 녹인 용액을 적가하고 상온에서 15시간 동안 교반하였다. 증류수를 붓고 유기층을 클로로포름으로 추출하여 화합물 10을 얻었다.
MALDI-MS Calcd. for C64H102Br2S10 [M+]: 1350, Found: 1350. 1H NMR (CDCl3): δ 7.64 (s, 2H), 2.86 (t, 4H), 1.66 (m, 4H), 1.40-1.26 (m, 36H), 0.88 (t, 6H).
<화학식 1-6 화합물의 제조>
화합물 10 (0.3 g, 0.22 mmol), 화합물 11 (0.1 g, 0.22 mmol), 트리스 디벤질리덴아세톤디팔라듐 (tris[dibenzylideneacetone]dipalladium, 1.0 mg, 0.5 mol%) 및 트리페닐포스핀 (triphenylphosphine, 4.6 mg, 8 mol%)을 디클로로벤젠 (o-dichlorobenzene, 5ml)에 녹이고, 80 ℃에서 7일간 교반한 후, 반응 혼합물을 메탄올에 적가하여 침전물을 얻었다. 이 침전물을 메탄올, 헥산을 사용하여 속슬렛(Soxhlet) 추출하여 불순물을 제거하고, 클로로포름으로 속슬렛(Soxhlet) 추출한 후, 메탄올에 침전시켜 화학식 1-6의 화합물을 얻었다.
GPC (Polystyrene standard): Mn =11000 , Mw=23000.
<실시예 1> 유기 박막 트랜지스터 제조
기판과 게이트 전극으로는 n-도프(doped)된 실리콘 웨이퍼를 사용하였다. 상기 n-도프(doped)된 실리콘 위에 실리콘 디옥사이드(SiO2)를 열증착하여 두께가 300㎚가 되도록 실리콘 디옥사이드(SiO2) 절연층(12)을 제조하였다. 상기 실리콘 디옥사이드(SiO2) 절연층(12) 위에 쉐도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 금(Au)으로 소스 전극/드레인 전극 각각을 형성시켰다. 기판 위에 형성된 상기 소스 전극/드레인 전극 위에 유기 반도체층을 용액공정으로 형성시켰다. 이때, 채널폭 및 채널길이을 각각 1㎜와 100㎛로 하였다. 상기 유기 반도체층을 상기 합성예 1과 같이 제조된 화학식 1-6의 화합물을 클로로포름(CHCl3)에 1wt% 의 농도로 녹여 1000rpm으로 20초 동안 스핀 코팅하여 형성하였다. 또한, 상기 유기 반도체층까지 코팅된 콘텍트를 85℃에서 10분 동안 건조시켜 바텀-게이트(bottom-gate)의 바텀-콘택 트(bottom-contact) 구조를 갖는 유기 박막 트랜지스터를 제조하였다.
<비교예 1>
유기 반도체층(14)으로 폴리[3-헥실 티오펜](Poly[3-hexylthiophene] (알드리치사 제품, 레지오레귤러 등급(regioregular grade))을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1에서 설명된 것과 동일한 방법으로 소자를 제조하였다. 단, 스핀 코팅 조건은 다음과 같다. 폴리[3-헥실 티오펜](Poly[3-hexylthiophene])을 0.5 wt% 의 농도로 클로로포름(CHCl3)에 녹이고 1000rpm으로 20초 동안 스핀 코팅한 후, 100℃에서 10분 동안 건조시켜, 유기 박막 트랜지스터를 제조하였다.
<실험예>
실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 유기 박막 트랜지스터를 이용하여 각각의 전기적 특성을 알아보기 위해 출력특성 및 전달특성을 측정하였다.
실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 유기 박막 트랜지스터에 몇 개의 게이트 전압(VG)을 걸어 드레인-소스 전압(drain-source voltage; VDS)에 대한 드레인-소스 전류(drain-source current; IDS)의 변화를 측정하여, 도 4 및 도 5에 각각 나타냈다. 도 4에서 보는 바와 같이, 각 게이트 전압에 따른 IDS는 일정 지점에서 VDS에 상관없이 일정하게 유지되는 포화 상태를 잘 나타내고 있다. 그러나, 도 5에서 IDS는 포화되지 못하고 VDS와 비례하면서 증가하는 것으로 보아 실시예 1의 유기 박막 트랜지스터의 성능이 비교예 1의 성능보다 우수하다.
도 6에서 보는 바와 같이, 문턱전압은 VG=0 전후로 큰 변화가 있고, IDS가 크게 변화하여 기울기가 급격히 변하나, 도 7에서의 문턱전압은 VG=80 근처에서 변화가 있지만 IDS의 변화는 뚜렷하지 않다. 따라서, 실시예 1의 전달특성 그래프로 보아, 본 발명의 유기 박막 트랜지스터의 스위칭 성능이 보다 우수하다.
또한, 상기 전기적 특성을 측정한 결과 드레인-소스 전류의 포화상태에서 실시예 1의 전계 효과 이동성은(μFET) = 1.53×10-3 ㎠/Vs이고, 전류 점멸비는 7.26×103 이고, 비교예 1의 전계 효과 이동성은(μFET) = 1.27×10-3 ㎠/Vs이고, 전류 점멸비는 3.68×101 으로 측정되었다. 상기 결과값을 참고하면, 본 발명의 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 유기 반도체로 사용한 유기 박막 트랜지스터는 높은 전계 효과 이동성과 전류 점멸비를 나타내는 것으로 보아 성능이 우수하다.
본 발명에 따른 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 용매에 대한 용해도가 우수하고 높은 전하 이동도를 갖는 새로운 화합물로서, 이를 이용하여 성능이 우수하고 제조가 용이한 유기 전자 소자를 제조할 수 있다. 특히, 높은 전계 효과 이동도와 전류 점멸비를 나타내는 유기 박막 트랜지스터를 구현할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물:
    <화학식 1>
    Figure 112006082354260-pat00009
    상기 화학식 1에서, a와 c는 각각 독립적으로 0 또는 1이고 적어도 하나는 1이며, b와 d는 각각 독립적으로 0 내지 2의 정수이고, n은 1 내지 10000의 정수이며,
    A1, A2, C1 및 C2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되고,
    B와 D는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되며,
    R1 내지 R8은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12 의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 및 -SR 중에서 선택되고, 여기서 -SR 중 R은 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중에서 선택되며,
    X와 Y는 말단기로서, 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기, 실란기, 보론기, 스테닐기, 비닐기, 알케닐기 및 알키닐기 중에서 선택된다.
  2. 청구항 1에 있어서, B 와 D는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 공액기(conjugated groups)인 것인 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 하기 화학식 2 로 표시되는 화합물인 것인 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물:
    <화학식 2>
    Figure 112006082354260-pat00010
    상기 화학식 2에서, a, b, c, d, n, B, D, R1 내지 R8, X 및 Y는 화학식 1에서 정의한 바와 같고,
    W는 CRR', S, Se, O, SiRR', NH 및 NR 중에서 선택되고, V는 CR, SiR 및 N 중에서 선택되며, 상기 다수의 W 및 V는 서로 같거나 다를 수 있고, 여기서 R과 R'는 치환 또는 비치환된 C1-C60의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중 선택된다.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-18로 표시되는 화합물 중 어느 하나인 것인 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물:
    Figure 112006082354260-pat00011
    Figure 112006082354260-pat00012
    Figure 112006082354260-pat00013
    상기 화학식 1-1 내지 1-18에서 R1' 내지 R8' 및 R9 내지 R14는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알킬기, 치환 또는 비치환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 알콕시기, 치환 또는 비치 환된 직쇄형 또는 가지형의 C1-C12의 티오알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴아민기, 치환 또는 비치환된 방향족 또는 비방향족 헤테로고리기, 및 치환 또는 비치환된 C6-C20의 아릴기 중 선택된 어느 하나이다.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 유기 반도체 물질로서 이용한 유기 전자 소자.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 유기 반도체 물질이 스크린 프린팅(screen-printing), 잉크젯 프린팅(ink-jet printing), 마이크로접촉 프린팅(micro-contact printing), 스핀 코팅(spin coating), 딥 코팅(dip coating), SAM(Self-assembled Monolayer) 중에서 선택되는 용액 공정을 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 태양 전지, 유기 레이저, 전자파 차폐막, 커패시터 및 메모리 소자로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 유기 전자 소자.
  8. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나의 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 유기 반도체 물질로서 이용한 유기 전자 소자를 포함하는 전자 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 π-확장 테트라티아풀발렌 화합물을 유기 반도체 물질로서 이용한 유기 전자 소자는 유기 박막 트랜지스터인 것인 전자 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 전자 장치는 디스플레이 장치, 메모리 소자,스마트 카드(smart card), 센서 및 전자태그(RFID)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 전자 장치.
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