KR102392669B1 - Organic compound and organic thin film and electronic device - Google Patents

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KR102392669B1
KR102392669B1 KR1020150068129A KR20150068129A KR102392669B1 KR 102392669 B1 KR102392669 B1 KR 102392669B1 KR 1020150068129 A KR1020150068129 A KR 1020150068129A KR 20150068129 A KR20150068129 A KR 20150068129A KR 102392669 B1 KR102392669 B1 KR 102392669B1
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Abstract

하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물, 상기 화합물을 포함하는 유기 박막, 유기 박막 트랜지스터 및 전자 소자에 관한 것이다.
[화학식 1]
A - B
상기 화학식 1에서, A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기로, 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표현되는 기이고,
[화학식 2] [화학식 3]

Figure 112015046836658-pat00069
Figure 112015046836658-pat00070

[화학식 4]
Figure 112015046836658-pat00071

상기 화학식 2 내지 4에서, Ar1 내지 Ar6, X1 및 X2, R1 내지 R4는 명세서에서 기재한 바와 같다. It relates to an organic compound represented by the following Chemical Formula 1, an organic thin film including the compound, an organic thin film transistor, and an electronic device.
[Formula 1]
A - B
In Formula 1, the A moiety and the B moiety are each independently a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, a group represented by any one of the following Chemical Formulas 2 to 4,
[Formula 2] [Formula 3]
Figure 112015046836658-pat00069
Figure 112015046836658-pat00070

[Formula 4]
Figure 112015046836658-pat00071

In Formulas 2 to 4, Ar 1 to Ar 6 , X 1 and X 2 , R 1 to R 4 are the same as described in the specification.

Description

유기 화합물, 유기 박막 및 전자 소자{ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC THIN FILM AND ELECTRONIC DEVICE}Organic compounds, organic thin films and electronic devices

유기 화합물, 유기 박막 및 전자 소자에 관한 것이다.
It relates to organic compounds, organic thin films and electronic devices.

액정 표시 장치(liquid crystal display, LCD), 유기 발광 표시 장치(organic light emitting diode display, OLED display), 전기 영동 표시 장치(electrophoretic display) 등의 평판 표시 장치는 복수 쌍의 전기장 생성 전극과 그 사이에 들어 있는 전기 광학 활성층을 포함한다. 액정 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 액정층을 포함하고, 유기 발광 표시 장치의 경우 전기 광학 활성층으로 유기 발광층을 포함한다.A flat panel display device, such as a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode display (OLED display), and an electrophoretic display, includes a plurality of pairs of electric field generating electrodes and a space between them. containing an electro-optically active layer. A liquid crystal display includes a liquid crystal layer as an electro-optical active layer, and an organic light-emitting display includes an organic light emitting layer as an electro-optically active layer.

한 쌍을 이루는 전기장 생성 전극 중 하나는 통상 스위칭 소자에 연결되어 전기 신호를 인가받고, 전기 광학 활성층은 이 전기 신호를 광학 신호로 변환함으로써 영상을 표시한다.One of the pair of electric field generating electrodes is usually connected to a switching element to receive an electric signal, and the electro-optical active layer converts the electric signal into an optical signal to display an image.

평판 표시 장치에서는 스위칭 소자로서 삼단자 소자인 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 사용하며, 이 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 주사 신호를 전달하는 게이트선(gate line)과 화소 전극에 인가될 신호를 전달하는 데이터선(data line)이 평판 표시 장치에 구비된다.A flat panel display device uses a thin film transistor (TFT), which is a three-terminal device, as a switching device, and a gate line that transmits a scan signal for controlling the thin film transistor and a signal to be applied to the pixel electrode A data line for transmitting is provided in the flat panel display.

이러한 박막 트랜지스터 중에서, 규소(Si)와 같은 무기 반도체 대신 저분자 또는 고분자와 같은 유기 반도체(organic semiconductor)를 포함하는 유기 박막 트랜지스터(organic thin film transistor, OTFT)에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.Among these thin film transistors, research on organic thin film transistors (OTFTs) including organic semiconductors such as small molecules or polymers instead of inorganic semiconductors such as silicon (Si) is being actively conducted.

유기 박막 트랜지스터는 유기 물질의 특성상 섬유(fiber) 또는 필름(film)과 같은 형태로 만들 수 있어서 가요성 표시 장치(flexible display device)의 핵심 소자로 주목받고 있다. 또한 유기 박막 트랜지스터는 잉크젯 인쇄와 같은 용액 공정(solution process)으로 제작할 수 있어서 증착 공정 만으로 한계가 있는 대면적 평판 표시 장치에도 쉽게 적용할 수 있다.
The organic thin film transistor is attracting attention as a core element of a flexible display device because it can be made in a form such as a fiber or a film due to the characteristics of an organic material. In addition, since the organic thin film transistor can be manufactured by a solution process such as inkjet printing, it can be easily applied to a large-area flat panel display, which is limited only by the deposition process.

일 구현예는 유기 박막 트랜지스터와 같은 전자 소자에 적용할 수 있는 유기 화합물을 제공한다.One embodiment provides an organic compound applicable to an electronic device such as an organic thin film transistor.

다른 구현예는 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 박막을 제공한다.Another embodiment provides an organic thin film including the organic compound.

또 다른 구현예는 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자를 제공한다.
Another embodiment provides an electronic device including the organic thin film.

일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 제공한다.According to one embodiment, an organic compound represented by the following Chemical Formula 1 is provided.

[화학식 1][Formula 1]

A - BA - B

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기로, 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표현되는 기이고,A moiety and B moiety are each independently a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, a group represented by any one of the following Chemical Formulas 2 to 4,

[화학식 2] [화학식 3][Formula 2] [Formula 3]

Figure 112015046836658-pat00001
Figure 112015046836658-pat00002
Figure 112015046836658-pat00001
Figure 112015046836658-pat00002

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015046836658-pat00003
Figure 112015046836658-pat00003

상기 화학식 2 내지 4에서,In Formulas 2 to 4,

Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 오각 고리 또는 치환 또는 비치환된 육각 고리이고,Ar 1 To Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted pentagonal ring or a substituted or unsubstituted hexagonal ring,

Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 헤테로원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 오각 고리이고,Ar 3 to Ar 6 At least one of them is a substituted or unsubstituted pentacyclic ring containing a heteroatom,

Ar1 및 Ar2는 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each form a fused ring with an adjacent ring,

Ar3 내지 Ar6은 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 3 To Ar 6 Form a fused ring with an adjacent ring, respectively,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 and X 2 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R4 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 4 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

a 내지 g는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,a to g are each independently an integer of 0 to 3,

단 a+b≥2, c+d≥2 및 e+f+g≥2이고,provided that a+b≥2, c+d≥2 and e+f+g≥2,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 치환 또는 비치환된 헤테로고리일 수 있다.Wherein Ar 1 To Ar 6 Each independently may be a substituted or unsubstituted benzene ring, or a substituted or unsubstituted heterocycle.

상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있고, 상기 Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있고, 상기 Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합일 수 있다.At least one of Ar 1 and Ar 2 includes O, S, Se, Te or NR a may be a heterocyclic group, wherein at least one of Ar 3 to Ar 6 is O, S, Se, Te or NR a may be a heterocyclic group, wherein R a is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group , a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof.

상기 A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 하기 그룹 1에 나열된 기 중 하나일 수 있다.The A moiety and the B moiety may each independently be one of the groups listed in Group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112015046836658-pat00004
Figure 112015046836658-pat00004

상기 그룹 1에서,In group 1,

X1 내지 X4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 to X 4 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R9 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 9 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

R1 내지 R9는 각각 독립적으로 존재하거나 이들 중 인접한 두 개가 융합되어 융합고리를 형성하고,R 1 to R 9 are each independently present or two adjacent ones thereof are fused to form a fused ring,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 화학식 1의 A 모이어티와 B 모이어티는 동일 평면 상에 위치하지 않고 비틀림을 가질 수 있다.The A moiety and the B moiety of Formula 1 may not be positioned on the same plane and may have torsion.

상기 유기 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 화합물일 수 있다.The organic compound may be a compound listed in Group 2 below.

[그룹 2][Group 2]

Figure 112015046836658-pat00005
Figure 112015046836658-pat00005

Figure 112015046836658-pat00006
Figure 112015046836658-pat00006

Figure 112015046836658-pat00007
Figure 112015046836658-pat00007

Figure 112015046836658-pat00008
Figure 112015046836658-pat00008

Figure 112015046836658-pat00009
Figure 112015046836658-pat00009

Figure 112015046836658-pat00010
Figure 112015046836658-pat00010

Figure 112015046836658-pat00011
Figure 112015046836658-pat00011

Figure 112015046836658-pat00012
Figure 112015046836658-pat00012

Figure 112015046836658-pat00013
Figure 112015046836658-pat00013

다른 구현예에 따르면, 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 박막을 제공한다.According to another embodiment, an organic thin film including the organic compound is provided.

또 다른 구현예에 따르면, 게이트 전극, 상기 게이트 전극과 중첩하는 유기 반도체, 그리고 상기 유기 반도체와 전기적으로 연결되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극을 포함하고, 상기 유기 반도체는 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 포함할 수 있다.According to another embodiment, it includes a gate electrode, an organic semiconductor overlapping the gate electrode, and a source electrode and a drain electrode electrically connected to the organic semiconductor, wherein the organic semiconductor is an organic compound represented by the following Chemical Formula 1 may include

[화학식 1][Formula 1]

A - BA - B

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기로, 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표현되는 기이고,A moiety and B moiety are each independently a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, a group represented by any one of the following Chemical Formulas 2 to 4,

[화학식 2] [화학식 3][Formula 2] [Formula 3]

Figure 112015046836658-pat00014
Figure 112015046836658-pat00015
Figure 112015046836658-pat00014
Figure 112015046836658-pat00015

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015046836658-pat00016
Figure 112015046836658-pat00016

상기 화학식 2 내지 4에서,In Formulas 2 to 4,

Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 오각 고리 또는 치환 또는 비치환된 육각 고리이고,Ar 1 To Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted pentagonal ring or a substituted or unsubstituted hexagonal ring,

Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 헤테로원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 오각 고리이고,Ar 3 to Ar 6 At least one of them is a substituted or unsubstituted pentacyclic ring containing a heteroatom,

Ar1 및 Ar2는 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each form a fused ring with an adjacent ring,

Ar3 내지 Ar6은 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 3 To Ar 6 Form a fused ring with an adjacent ring, respectively,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 and X 2 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R4 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 4 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

a 내지 g는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,a to g are each independently an integer of 0 to 3,

단 a+b≥2, c+d≥2 및 e+f+g≥2이고,provided that a+b≥2, c+d≥2 and e+f+g≥2,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 벤젠 고리, 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있다.Wherein Ar 1 To Ar 6 Each independently may be a substituted or unsubstituted benzene ring, a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있고, Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있고, 상기 Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합일 수 있다.At least one of Ar 1 and Ar 2 includes O, S, Se, Te or NR a may be a heterocyclic group, and at least one of Ar 3 to Ar 6 is O, S, Se, Te or NR a may be a heterocyclic group, wherein R a is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group , a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof.

상기 화학식 1의 A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 하기 그룹 1에 나열된 기 중 하나일 수 있다.The A moiety and the B moiety of Formula 1 may each independently be one of the groups listed in Group 1 below.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112015046836658-pat00017
Figure 112015046836658-pat00017

상기 그룹 1에서,In group 1,

X1 내지 X4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 to X 4 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R9 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 9 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

R1 내지 R9는 각각 독립적으로 존재하거나 이들 중 인접한 두 개가 융합되어 융합고리를 형성하고,R 1 to R 9 are each independently present or two adjacent ones thereof are fused to form a fused ring,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 화학식 1의 A 모이어티와 B 모이어티는 동일 평면 상에 위치하지 않고 비틀림을 가질 수 있다.The A moiety and the B moiety of Formula 1 may not be positioned on the same plane and may have torsion.

상기 유기 반도체는 하기 그룹 2에 나열된 유기 화합물을 포함할 수 있다.The organic semiconductor may include an organic compound listed in Group 2 below.

[그룹 2][Group 2]

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Figure 112015046836658-pat00024
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Figure 112015046836658-pat00025
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Figure 112015046836658-pat00026
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또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 소자를 제공한다.According to another embodiment, an electronic device including the organic thin film transistor is provided.

상기 전자 소자는 액정 표시 장치, 유기 발광 장치, 전기 영동 장치, 유기 광전 소자 및 유기 센서를 포함할 수 있다.The electronic device may include a liquid crystal display device, an organic light emitting device, an electrophoretic device, an organic photoelectric device, and an organic sensor.

또 다른 구현예에 따르면, 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자를 제공한다.
According to another embodiment, an electronic device including the organic thin film is provided.

전하 이동성을 높이고 용해도를 개선한 유기 화합물을 제공한다.
An organic compound having improved charge mobility and improved solubility is provided.

도 1은 일 구현예에 따른 유기 박막 트랜지스터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment.

이하, 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '치환된'이란, 화합물 중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인산이나 그의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C7 내지 C30 아릴알킬기, C1 내지 C30 알콕시기, C1 내지 C20 헤테로알킬기, C3 내지 C20 헤테로아릴알킬기, C3 내지 C30 사이클로알킬기, C3 내지 C15의 사이클로알케닐기, C6 내지 C15 사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로사이클로알킬기 및 이들의 조합에서 선택된 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise defined herein, 'substituted' means that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxy group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amino group Dino group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, carboxyl group or its salt, sulfonic acid group or its salt, phosphoric acid or its salt, C1 to C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 to C20 alkynyl group, C6 to C30 aryl group, C7 to C30 arylalkyl group, C1 to C30 alkoxy group, C1 to C20 heteroalkyl group, C3 to C20 heteroarylalkyl group, C3 to C30 cycloalkyl group, C3 to C15 cycloalkenyl group, It means substituted with a substituent selected from a C6 to C15 cycloalkynyl group, a C3 to C30 heterocycloalkyl group, and combinations thereof.

또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, '헤테로'란, N, O, S, Se 및 P에서 선택된 헤테로 원자를 1 내지 3개 함유한 것을 의미한다.In addition, unless otherwise defined herein, 'hetero' means containing 1 to 3 heteroatoms selected from N, O, S, Se and P.

이하 일 구현예에 따른 유기 화합물을 설명한다.Hereinafter, an organic compound according to an embodiment will be described.

일 구현예에 따른 유기 화합물은 하기 화학식 1로 표현될 수 있다.The organic compound according to the exemplary embodiment may be represented by the following Chemical Formula 1.

[화학식 1][Formula 1]

A - BA - B

상기 화학식 1에서,In Formula 1,

A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기로, 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 표현되는 기이고,A moiety and B moiety are each independently a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, a group represented by any one of the following Chemical Formulas 2 to 4,

[화학식 2] [화학식 3][Formula 2] [Formula 3]

Figure 112015046836658-pat00027
Figure 112015046836658-pat00028
Figure 112015046836658-pat00027
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[화학식 4][Formula 4]

Figure 112015046836658-pat00029
Figure 112015046836658-pat00029

상기 화학식 2 내지 4에서,In Formulas 2 to 4,

Ar1 내지 Ar6은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 오각 고리 또는 치환 또는 비치환된 육각 고리이고,Ar 1 To Ar 6 are each independently a substituted or unsubstituted pentagonal ring or a substituted or unsubstituted hexagonal ring,

Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 헤테로원자를 포함하는 치환 또는 비치환된 오각 고리이고,Ar 3 to Ar 6 At least one of them is a substituted or unsubstituted pentacyclic ring containing a heteroatom,

Ar1 및 Ar2는 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 1 and Ar 2 each form a fused ring with an adjacent ring,

Ar3 내지 Ar6은 인접한 고리와 각각 융합 고리를 형성하고,Ar 3 To Ar 6 Form a fused ring with an adjacent ring, respectively,

X1 및 X2는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 and X 2 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R4 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 4 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

a 내지 g는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이고,a to g are each independently an integer of 0 to 3,

단 a+b≥2, c+d≥2 및 e+f+g≥2이고,provided that a+b≥2, c+d≥2 and e+f+g≥2,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 유기 화합물은 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기인 A 모이어티와 4개 이상의 고리가 융합된 축합다환기인 B 모이어티가 단일 결합으로 연결되어 있는 저분자 화합물이다. 상기 유기 화합물은 융합된 고리의 개수를 적절히 조절하여 화합물의 평면성을 높여 분자 사이의 팩킹(packing) 및 스태킹(stacking)을 높일 뿐만 아니라 상기 융합된 축합다환기를 단일 결합으로 연결함으로써 분자들 사이의 오비탈의 중첩(overlap)을 높여 전하 이동성을 높일 수 있다. 이때 상기 A 모이어티와 상기 B 모이어티는 동일 평면 상에 위치하지 않고 소정 각도로 비틀어진 구조를 가질 수 있다.The organic compound is a low molecular weight compound in which the A moiety, which is a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, and the B moiety, which is a condensed polycyclic group in which four or more rings are fused, are connected by a single bond. The organic compound not only increases packing and stacking between molecules by appropriately controlling the number of fused rings to increase the planarity of the compound, but also connects the fused polycyclic groups with a single bond between molecules. Charge mobility can be increased by increasing the overlap of orbitals. In this case, the A moiety and the B moiety may have a structure twisted at a predetermined angle without being positioned on the same plane.

상기 A 모이어티와 상기 B 모이어티가 단일 결합으로 연결된 구조의 유기 화합물은 A 모이어티와 B 모이어티가 서로 융합되어 있는 구조와 비교하여 분자들 사이의 중첩을 유지하면서도 합성 과정이 용이하고 용해성을 높일 수 있다. 이에 따라 상기 유기 화합물은 축합다환 구조를 가지면서도 수득률을 높이고 추후 유기 박막 형성시 용액 공정에 용이하게 적용할 수 있다. Compared with a structure in which the A moiety and the B moiety are fused to each other, the organic compound having a structure in which the A moiety and the B moiety are connected by a single bond while maintaining the overlap between molecules, the synthesis process is easy and solubility is can be raised Accordingly, the organic compound can increase the yield while having a condensed polycyclic structure and can be easily applied to a solution process when forming an organic thin film later.

상기 A 모이어티와 상기 B 모이어티는 각각 치환 또는 비치환된 벤젠 고리와 치환 또는 비치환된 헤테로고리기가 융합된 형태일 수 있다.The A moiety and the B moiety may each be a fused form of a substituted or unsubstituted benzene ring and a substituted or unsubstituted heterocyclic group.

상기 Ar1 및 Ar2 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있고, 상기 Ar3 내지 Ar6 중 적어도 하나는 O, S, Se, Te 또는 NRa를 포함하는 헤테로고리기일 수 있다. 여기서 Ra는 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합일 수 있다.At least one of Ar 1 and Ar 2 includes O, S, Se, Te or NR a may be a heterocyclic group, wherein at least one of Ar 3 to Ar 6 is O, S, Se, Te or NR a It may be a heterocyclic group. where R a is hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or an unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted It may be a C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof.

일 예로, 상기 화학식 2 또는 3의 Ar1과 Ar2는 서로 상이할 수 있으며, 예컨대 Ar1 및 Ar2 중 하나는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리이고 다른 하나는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있다.For example, Ar 1 and Ar 2 in Formula 2 or 3 may be different from each other, for example, one of Ar 1 and Ar 2 may be a substituted or unsubstituted benzene ring, and the other may be a substituted or unsubstituted heterocyclic group. there is.

일 예로, 상기 화학식 4의 Ar3 내지 Ar6 중 어느 하나는 상이할 수 있다. 예컨대 Ar3 및 Ar4가 동일하고 Ar5가 상이할 수 있고 이때 Ar3 및 Ar4는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있고 Ar5는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리일 수 있다. 예컨대, Ar4 및 Ar5가 동일하고 Ar3가 상이할 수 있고 이때 Ar4 및 Ar5는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리일 수 있고 A3는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있다. 예컨대 Ar3 및 Ar5가 동일하고 Ar4가 상이할 수 있고 이때 Ar3 및 Ar5는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리일 수 있고 Ar4는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기이거나 Ar3 및 Ar5는 치환 또는 비치환된 헤테로고리기일 수 있고 Ar4는 치환 또는 비치환된 벤젠 고리일 수 있다. For example, any one of Ar 3 to Ar 6 of Formula 4 may be different. For example, Ar 3 and Ar 4 may be the same and Ar 5 may be different. In this case, Ar 3 and Ar 4 may be a substituted or unsubstituted heterocyclic group, and Ar 5 may be a substituted or unsubstituted benzene ring. For example, Ar 4 and Ar 5 may be the same and Ar 3 may be different. In this case, Ar 4 and Ar 5 may be a substituted or unsubstituted benzene ring, and A 3 may be a substituted or unsubstituted heterocyclic group. For example, Ar 3 and Ar 5 may be the same and Ar 4 may be different, wherein Ar 3 and Ar 5 may be a substituted or unsubstituted benzene ring, Ar 4 may be a substituted or unsubstituted heterocyclic group, or Ar 3 and Ar 5 may be a substituted or unsubstituted heterocyclic group and Ar 4 may be a substituted or unsubstituted benzene ring.

상기 A 모이어티와 상기 B 모이어티는 동일할 수도 있고 상이할 수도 있다.The A moiety and the B moiety may be the same or different.

상기 A 모이어티 및 B 모이어티는 예컨대 각각 독립적으로 하기 그룹 1에 나열된 기 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The A moiety and the B moiety may be, for example, each independently one of the groups listed in Group 1, but is not limited thereto.

[그룹 1][Group 1]

Figure 112015046836658-pat00030
Figure 112015046836658-pat00030

상기 그룹 1에서,In group 1,

X1 내지 X4는 각각 독립적으로 O, S, Se, Te 또는 NRa이고,X 1 to X 4 are each independently O, S, Se, Te or NR a ,

R1 내지 R9 및 Ra는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고, R 1 to R 9 and R a are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted a C7 to C30 arylalkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 an alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;

R1 내지 R9는 각각 독립적으로 존재하거나 이들 중 인접한 두 개가 융합되어 융합고리를 형성하고,R 1 to R 9 are each independently present or two adjacent ones thereof are fused to form a fused ring,

*는 연결 지점이다.* is the connection point.

상기 유기 화합물은 예컨대 하기 그룹 2에 나열된 화합물 중 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The organic compound may be, for example, one of the compounds listed in Group 2 below, but is not limited thereto.

[그룹 2][Group 2]

Figure 112015046836658-pat00031
Figure 112015046836658-pat00031

Figure 112015046836658-pat00032
Figure 112015046836658-pat00032

Figure 112015046836658-pat00033
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Figure 112015046836658-pat00034
Figure 112015046836658-pat00034

Figure 112015046836658-pat00035
Figure 112015046836658-pat00035

Figure 112015046836658-pat00036
Figure 112015046836658-pat00036

Figure 112015046836658-pat00037
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Figure 112015046836658-pat00038
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Figure 112015046836658-pat00039
Figure 112015046836658-pat00039

상기 유기 화합물은 증착 또는 용액 공정을 통해 유기 박막으로 구현될 수 있다. 상기 유기 박막은 유기 반도체를 포함하는 다양한 소자에 적용될 수 있다. 예컨대 상기 유기 화합물은 유기 박막 트랜지스터에 적용될 수 있으며, 태양 전지, 유기 발광 표시 장치 및 유기 센서와 같은 전자 소자에서 전하 수송층 및/또는 활성층으로 적용될 수 있다.The organic compound may be implemented as an organic thin film through a deposition or solution process. The organic thin film may be applied to various devices including organic semiconductors. For example, the organic compound may be applied to an organic thin film transistor, and may be applied as a charge transport layer and/or an active layer in an electronic device such as a solar cell, an organic light emitting display device, and an organic sensor.

이하 상기 유기 화합물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터의 일 예에 대하여 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, an example of an organic thin film transistor including the organic compound will be described with reference to the drawings.

도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.In order to clearly express various layers and regions in the drawings, the thicknesses are enlarged. Throughout the specification, like reference numerals are assigned to similar parts. When a part, such as a layer, film, region, plate, etc., is "on" another part, it includes not only the case where it is "directly on" another part, but also the case where there is another part in between. Conversely, when we say that a part is "just above" another part, we mean that there is no other part in the middle.

도 1은 일 구현예에 따른 유기 박막 트랜지스터를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating an organic thin film transistor according to an exemplary embodiment.

투명한 유리, 실리콘 또는 플라스틱 따위로 만들어진 기판(110) 위에 게이트 전극(124)이 형성되어 있다. 게이트 전극(124)은 게이트 신호를 전달하는 게이트선(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 게이트 전극(124)은 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이들의 합금 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다.A gate electrode 124 is formed on a substrate 110 made of transparent glass, silicon, or plastic. The gate electrode 124 is connected to a gate line (not shown) that transmits a gate signal. The gate electrode 124 may include gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), titanium (Ti), alloys thereof, or A combination of these can be made.

게이트 전극(124) 위에는 게이트 절연막(140)이 형성되어 있다. 게이트 절연막(140)은 유기 물질 또는 무기 물질로 만들어질 수 있으며, 유기 물질의 예로는 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol)계 화합물, 폴리이미드(polyimide)계 화합물, 폴리아크릴(polyacryl)계 화합물, 폴리스티렌(polystyrene)계 화합물, 벤조시클로부탄(benzocyclobutane, BCB) 따위의 용해성 고분자 화합물을 들 수 있고, 무기 물질의 예로는 질화규소(SiNx) 및 산화규소(SiO2)를 들 수 있다.A gate insulating layer 140 is formed on the gate electrode 124 . The gate insulating layer 140 may be made of an organic material or an inorganic material, and examples of the organic material include a polyvinyl alcohol-based compound, a polyimide-based compound, a polyacryl-based compound, and polystyrene ( polystyrene)-based compounds, and soluble high molecular compounds such as benzocyclobutane (BCB), and examples of the inorganic material include silicon nitride (SiN x ) and silicon oxide (SiO 2 ).

게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)이 형성되어 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 게이트 전극(124)을 중심으로 마주하고 있다. 소스 전극(173)은 데이터 신호를 전달하는 데이터선(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 금(Au), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 이들의 합금 또는 이들의 조합으로 만들어질 수 있다.A source electrode 173 and a drain electrode 175 are formed on the gate insulating layer 140 . The source electrode 173 and the drain electrode 175 face the gate electrode 124 . The source electrode 173 is connected to a data line (not shown) that transmits a data signal. The source electrode 173 and the drain electrode 175 are gold (Au), copper (Cu), nickel (Ni), aluminum (Al), molybdenum (Mo), chromium (Cr), tantalum (Ta), and titanium (Ti). ), their alloys, or a combination thereof.

소스 전극(173) 및 드레인 전극(175) 위에는 유기 반도체(154)가 형성되어 있다. 유기 반도체(154)는 전술한 유기 화합물로 만들어질 수 있다. 유기 반도체(154)는 전술한 유기 화합물을 용액 형태로 준비하여 예컨대 스핀 코팅, 슬릿 코팅 또는 잉크젯 인쇄와 같은 용액 공정으로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한하지 않고 전술한 유기 화합물을 증착과 같은 건식 공정으로 형성될 수도 있다.An organic semiconductor 154 is formed on the source electrode 173 and the drain electrode 175 . The organic semiconductor 154 may be made of the above-described organic compound. The organic semiconductor 154 may be formed by preparing the above-described organic compound in the form of a solution, for example, by a solution process such as spin coating, slit coating, or inkjet printing. However, the present invention is not limited thereto, and the above-described organic compound may be formed by a dry process such as vapor deposition.

여기서는 유기 박막 트랜지스터의 일 예로서 바텀 게이트 구조의 유기 박막 트랜지스터를 설명하였지만, 이에 한정되지 않고 탑 게이트 구조의 유기 박막 트랜지스터 등 모든 구조의 유기 박막 트랜지스터에 동일하게 적용할 수 있다.Herein, an organic thin film transistor having a bottom gate structure has been described as an example of the organic thin film transistor, but the present invention is not limited thereto and may be equally applied to an organic thin film transistor having any structure such as an organic thin film transistor having a top gate structure.

상기 유기 박막 트랜지스터는 다양한 전자 소자에 스위칭 소자 또는 구동 소자로 적용될 수 있으며, 상기 전자 소자는 예컨대 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치, 전기 영동 표시 장치, 유기 광전 소자 및 유기 센서를 포함할 수 있다.
The organic thin film transistor may be applied to various electronic devices as a switching device or a driving device, and the electronic device may include, for example, a liquid crystal display device, an organic light emitting display device, an electrophoretic display device, an organic photoelectric device, and an organic sensor.

이하 실시예를 통하여 상술한 본 발명의 구현예를 보다 상세하게 설명한다.  다만 하기의 실시예는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
The embodiments of the present invention described above will be described in more detail through the following examples. However, the following examples are for illustrative purposes only and do not limit the scope of the present invention.

유기 화합물의 합성Synthesis of organic compounds

합성예Synthesis example 1 One

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112015046836658-pat00040
Figure 112015046836658-pat00040

(1) 2,2’-비스[[1-히드록시-(3- 브로모 -2- 티에닐 ) 메틸 ]-5,5’- 바이벤조티오펜 ] (중간체 1) 의 합성 (1) Synthesis of 2,2'-bis[[1-hydroxy-(3- bromo- 2- thienyl ) methyl ]-5,5' -bibenzothiophene ] (Intermediate 1)

비스-티에노[3,2:b]티오펜(bis-thieno[3,2:b]thiophene) 5.8g (21 mmol)을 500mL 드라이 에테르(dry ether)에 녹이고, 이를 0℃로 냉각된 부틸리튬(13 mL의 2.5M in hexane 용액)이 들어 있는 100mL 드라이 에테르 용액에 적가한 후, 온도를 서서히 올려 상온에서 2시간 동안 교반한다. 탁해진 상기 용액에 3-브로모티오펜-2-알데히드(3-bromothiophene-2-aldehyde 5.2g (27mmol)을 서서히 적가하고 밤새(overnight) 교반한다. 여기에 암모늄클로라이드 포화용액 100 mL를 첨가한 다음, 침전된 물질을 걸러내고 물과 에테르로 여러 번 씻어내어 중간체 1을 얻는다. 수율은 60%이다.5.8 g (21 mmol) of bis-thieno [3,2:b] thiophene was dissolved in 500 mL dry ether, which was cooled to 0° C. in butyl After dropwise addition to 100 mL of dry ether solution containing lithium (13 mL of 2.5M in hexane solution), the temperature is gradually increased and the mixture is stirred at room temperature for 2 hours. To the turbid solution, 5.2 g (27 mmol) of 3-bromothiophene-2-aldehyde (5.2 g (27 mmol) , filtered off the precipitated material and washed several times with water and ether to obtain Intermediate 1. The yield is 60%.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ ppm 7.33 (d, 2H), 7.29 (s, 2H), 7.28 (s, 2H), 6.98 (d, 2H), 6.40 (d, 2H), 2.80 (s, 2H). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 7.33 (d, 2H), 7.29 (s, 2H), 7.28 (s, 2H), 6.98 (d, 2H), 6.40 (d, 2H), 2.80 (s, 2H).

(2) 2,2’-비스[[(3- 브로모 -2- 티에닐 ) 메틸 ]-5,5’- 바이벤조티오펜 ] (중간체 2) 의 합성 (2) Synthesis of 2,2'-bis[[(3- bromo- 2- thienyl ) methyl ]-5,5' -bibenzothiophene ] (Intermediate 2)

상기 중간체 1 2.9g (4.5 mmole)을 디클로로메탄(CH2Cl2) 200 mL에 녹인 후, ZnI2 2.3g (7.3 mmole)과 NaCNBH3 2.0g(32 mmole)을 서서히 첨가한다. 상기 혼합물을 상온에서 24시간 동안 교반한 후, 셀리트 패드(Celite pad)를 통과시킨다. 여액을 암모늄 클로라이드 포화용액과 물로 각각 씻어준 다음, MgSO4로 건조 및 감압 농축하여 노란색 오일을 얻는다. 상기 노란색 오일을 실리카 크로마토그래피로 정제하여 중간체 2를 얻는다. 수율은 70%이다.After dissolving 2.9 g (4.5 mmole) of Intermediate 1 in 200 mL of dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), 2.3 g (7.3 mmole) of ZnI 2 and NaCNBH 3 2.0 g (32 mmole) are added slowly. The mixture was stirred at room temperature for 24 hours, and then passed through a Celite pad. The filtrate was washed with a saturated solution of ammonium chloride and water, respectively, dried over MgSO 4 and concentrated under reduced pressure to obtain a yellow oil. The yellow oil is purified by silica chromatography to obtain Intermediate 2. The yield is 70%.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ ppm 7.32 (d, 2H), 7.25 (s, 2H), 7.21 (s, 2H), 6.97 (d, 2H), 4.40 (s, 4H). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 7.32 (d, 2H), 7.25 (s, 2H), 7.21 (s, 2H), 6.97 (d, 2H), 4.40 (s, 4H).

(3) 2,2’-비스[[(3- 포밀 -2- 티에닐 ) 메틸 ]-5,5’- 바이벤조티오펜 ] (중간체 3) 의 합성 (3) Synthesis of 2,2'-bis[[(3- formyl -2- thienyl ) methyl ]-5,5' - bibenzothiophene ] (Intermediate 3)

t-부틸리튬(15 mmole)이 녹아있는 -78℃로 냉각된 ether(200 mL) 용액에 중간체 2 3.2g (10.5 mmole)을 녹인 THF 용액(100 mL)을 서서히 적가한다. 이어서 -78℃에서 약 30분간 교반한 후, DMF 1.2g을 첨가하고 다시 약 2시간 동안 교반한다. 이어서 물을 부어 반응을 종결한 다음 에틸아세테이트 200 mL를 가하고 물과 브린(brine)으로 세척한 후, 유기층을 MgSO4로 건조 및 감압 농축하여 무색 오일을 얻는다. 상기 무색 오일을 실리카 크로마토그래피로 정제하여 중간체 3을 얻는다. 수율은 60%이다.To a solution of ether (200 mL) cooled to -78°C in which t-butyllithium (15 mmole) is dissolved, a THF solution (100 mL) of 3.2 g (10.5 mmole) of Intermediate 2 is slowly added dropwise. Then, after stirring at -78°C for about 30 minutes, 1.2 g of DMF is added and the mixture is stirred for about 2 hours again. Then, water was poured to terminate the reaction, 200 mL of ethyl acetate was added, washed with water and brine, the organic layer was dried over MgSO4 and concentrated under reduced pressure to obtain a colorless oil. The colorless oil is purified by silica chromatography to obtain Intermediate 3. The yield is 60%.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ ppm 10.1 (s, 2H), 7.39 (s, 2H), 7.29 (d, 2H), 7.17 (s, 2H), 7.14 (s, 2H), 7.06 (d, 2H), 4.74 (s, 4H). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 10.1 (s, 2H), 7.39 (s, 2H), 7.29 (d, 2H), 7.17 (s, 2H), 7.14 (s, 2H), 7.06 (d, 2H), 4.74 (s, 4H).

(4) 2,2’-비스[ 벤조티에노[6,5- f ]티에노 [3,2- b ]티오펜]] (화합물 4) 의 합성 (4) Synthesis of 2,2'-bis[ benzothieno[6,5- f ]thieno [3,2 - b ]thiophene]] (Compound 4)

상기 중간체 3 0.9g을 50 mL 1,2-디클로로벤젠에 녹이고 앰버리스트 15(Amberlyst 15) 0.9g을 첨가한다. 이어서, 상기 혼합물을 마이크로웨이브 반응기를 통해 130℃에서 12시간 가열한다. 이어서 온도를 상온으로 낮추어 앰버리스트 15(Amberlyst 15)를 침전시키고 부유물을 걷어내서 여과함으로써 아이보리 색의 고체인 화합물 4를 얻는다. 수율은 50%이다.0.9 g of Intermediate 3 is dissolved in 50 mL of 1,2-dichlorobenzene, and 0.9 g of Amberlyst 15 is added. Then, the mixture is heated through a microwave reactor at 130° C. for 12 hours. Subsequently, the temperature is lowered to room temperature to precipitate Amberlyst 15, and the suspended matter is skipped off and filtered to obtain compound 4 as an ivory-colored solid. The yield is 50%.

1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 8.32 (d, 2H), 7.50 (d, 2H), 7.47 (d, 2H), 7.43 (d, 2H), 7.32 (d, 2H).
1H NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 8.32 (d, 2H), 7.50 (d, 2H), 7.47 (d, 2H), 7.43 (d, 2H), 7.32 (d, 2H).

합성예Synthesis example 2 2

[반응식 2][Scheme 2]

Figure 112015046836658-pat00041
Figure 112015046836658-pat00041

(1) 4,4'- 비스(3-메틸티오)나프탈렌 -2-일) 바이페닐의 합성 (1) Synthesis of 4,4' -bis(3-methylthio)naphthalen -2-yl) biphenyl

질소분위기 하에서 3-neck 플라스크에 K2CO3 5.97g (0.043mol)을 넣고 증류수 60ml를 넣은 다음 THF 100ml를 넣는다. 상기 용액에 3-(메틸티오)-2,3-디하이드로나프탈렌-2-일 트리플루오로메탄설포네이트 5g (0.0148mol)과 바이페닐-4,4'-디보론산 0.0061ml를 넣고 테트라키스(트리페닐포스핀)팔라듐(0) 1.07g(0.00093mol)을 넣은 다음 환류한다. 5시간 후 1N HCl 용액을 넣어 반응을 종결한 후 에틸아세테이트로 추출한다. 이어서 MgSO4로 건조한 후 용매를 제거한 후 얻은 고체를 에테르로 여러 번 세척하여 노란색 고체인 4,4'-비스(3-메틸티오)나프탈렌-2-일)바이페닐을 2g을 수득한다. 수득률은 65%이다.Put 5.97 g (0.043 mol) of K2CO3 into a 3-neck flask under a nitrogen atmosphere, add 60 ml of distilled water, and then add 100 ml of THF. 5 g (0.0148 mol) of 3-(methylthio)-2,3-dihydronaphthalen-2-yl trifluoromethanesulfonate and 0.0061 ml of biphenyl-4,4'-diboronic acid were added to the solution, and tetrakis ( Triphenylphosphine) palladium (0) 1.07 g (0.00093 mol) is added, and then refluxed. After 5 hours, 1N HCl solution was added to terminate the reaction, followed by extraction with ethyl acetate. Then, after drying over MgSO4 and removing the solvent, the obtained solid was washed several times with ether to obtain 2 g of 4,4'-bis(3-methylthio)naphthalen-2-yl)biphenyl as a yellow solid. The yield is 65%.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ ppm 7.89 (s, 1H), 7.79 (m, 2H), 7.62 (s, 1H), 7.49 (m, 1H), 7.44 (m, 1H), 7.29 (d, 1H), 7.26 (d, 1H), 2.55 (s, 3H). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 7.89 (s, 1H), 7.79 (m, 2H), 7.62 (s, 1H), 7.49 (m, 1H), 7.44 (m, 1H), 7.29 (d, 1H), 7.26 (d, 1H), 2.55 (s, 3H).

(2) 4,4'- 비스(3-메틸설피닐)나프탈렌 -2-일) 바이페닐의 합성 (2 ) Synthesis of 4,4' -bis(3-methylsulfinyl)naphthalen -2-yl) biphenyl

(1)에서 얻은 4,4'-비스(3-메틸티오)나프탈렌-2-일)바이페닐 1g(0.00197mol)을 아세트산 100ml에 서스펜션한 후 30% H2O2 용액 0.46g(0.0041mol)을 천천히 첨가한다. 이어서 40℃로 가열하면서 24시간 동안 교반한 후 아세트산을 제거하고 노란색의 고체 4,4'-비스(3-메틸설피닐)나프탈렌-2-일)바이페닐 0.5g을 얻는다.1 g (0.00197 mol) of 4,4'-bis (3-methylthio) naphthalen-2-yl) biphenyl obtained in (1) was suspended in 100 ml of acetic acid, and then 0.46 g (0.0041 mol) of a 30% H2O2 solution was slowly added. do. Then, after stirring for 24 hours while heating to 40 ℃ acetic acid is removed to obtain a yellow solid 4,4'-bis (3-methylsulfinyl) naphthalen-2-yl) biphenyl 0.5 g.

1H-NMR (500 MHz, CDCl3): δ ppm 8.62 (s, 1H), 8.03 (m, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.93 (m, 1H), 7.63 (m, 2H), 7.27 (d, 1H), 7.24 (m, 1H), 2.60 (s, 3H). 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 8.62 (s, 1H), 8.03 (m, 1H), 7.97 (s, 1H), 7.93 (m, 1H), 7.63 (m, 2H), 7.27 (d, 1H), 7.24 (m, 1H), 2.60 (s, 3H).

(3)(3) 6,6'-6,6'- 바이나프토[2,3-b]벤조Binaphtho[2,3-b]benzo [2,3-d]티오펜의 합성Synthesis of [2,3-d]thiophene

(2)에서 얻은 4,4'-비스(3-메틸설피닐)나프탈렌-2-일)바이페닐을 트리플루오로메탄설폰산 8ml에 넣은 다음 24시간 교반한다. 이어서 상기 용액에 H2O/피리딘(8:1 v/v) 용액을 80ml 넣고 30분 동안 환류한다. 생성된 고체를 여과하여 오렌지색 고체 4,4'-비스(3-메틸설피닐)나프탈렌-2-일)바이페닐을 얻는다.4,4'-bis(3-methylsulfinyl)naphthalen-2-yl)biphenyl obtained in (2) was added to 8ml of trifluoromethanesulfonic acid, and then stirred for 24 hours. Then, 80 ml of H 2 O/pyridine (8:1 v/v) solution was added to the solution and refluxed for 30 minutes. The resulting solid is filtered to give an orange solid 4,4'-bis(3-methylsulfinyl)naphthalen-2-yl)biphenyl.

Maldi-Mass (m/z): [M]+ calcd for C32H18S2 466.08; found 465.91
Maldi-Mass (m/z): [M]+ calcd for C32H18S2 466.08; found 465.91

합성예Synthesis example 3 3

[반응식 3][Scheme 3]

Figure 112015046836658-pat00042
Figure 112015046836658-pat00042

(1) 6-(4,4,5,5- 테트라메틸 -1,3,2- 디옥사보롤란 -2-일) 벤조티오펜의 합성 (One) 6-(4,4,5,5- tetramethyl -1,3,2- dioxaborolane -2 days) of benzothiophene synthesis

질소 분위기에서 6-bromo-benzo[b]thiophene (화합물 1) 70g (0.33mol), bis(pinacolato)diboron 92.2g (1.1eq), PdCl2(dppf) 14.5 g (6 mol%), potassium acetate 97g (3eq)을 1,4-dioxane에 환류 교반한다. Overnight 후 상온으로 내린 후 농축한다. Crude mixture를 실리카 패드에 통과시켜 화합물 2를 얻는다. 6-bromo-benzo[b]thiophene (Compound 1) 70g (0.33mol), bis(pinacolato)diboron 92.2g (1.1eq), PdCl2(dppf) 14.5g (6mol%), potassium acetate 97g ( 3eq) was stirred under reflux in 1,4-dioxane. After overnight, the temperature is lowered to room temperature and concentrated. Pass the crude mixture through a silica pad to obtain compound 2.

(2) 6,6'- 바이벤조티오펜의 합성 (2) Synthesis of 6,6' - bibenzothiophene

6-bromo-benzo[b]thiophene 70g (0.33mol), 화합물 2 0.33mol (1eq), Pd(PPh3)4 19g (5mol%), sodium bicarbonate 83g(3eq)을 DME/H2O 혼합 용매에 환류교반한다. 22시간 후 상온으로 내린 후 에틸아세테이트와 물로 추출한다. 유기층을 MgSO4로 처리한 후 여과 농축하여 고체 화합물을 얻는다. 재결정하여 화합물 3 70 g을 얻는다.6-bromo-benzo[b]thiophene 70g (0.33mol), Compound 2 0.33mol (1eq), Pd(PPh3)4 19g (5mol%), and sodium bicarbonate 83g (3eq) in a DME/H2O mixed solvent under reflux stirring . After 22 hours, the temperature was lowered to room temperature and extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was treated with MgSO4 and concentrated by filtration to obtain a solid compound. Recrystallization to obtain 70 g of Compound 3.

1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 8.15 (s, 2H), 7.89 (d, 2H), 7.66(d, 2H), 7.45 (d, 2H), 7.36 (d, 2H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 8.15 (s, 2H), 7.89 (d, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.45 (d, 2H), 7.36 (d, 2H)

(3) 2,2'-비스[(3- 브로모 -2- 티에닐 )- 히드록시메틸 ]-6,6'- 바이벤조티오펜의 합성 (3) Synthesis of 2,2'-bis[(3- bromo- 2- thienyl ) -hydroxymethyl ]-6,6' - bibenzothiophene

질소 분위기에서 LDA(2.2eq)을 THF 용매 하에서 교반한다. -10℃에서 THF에 녹인 화합물 3을 적가한다. -5℃~0℃ 유지하면서 한 시간 동안 교반한 후 온도를 -78℃로 내린다. 소량의 THF 녹인 3-bromothiophene-2-carbaldehyde 94g (2.5eq)을 적가하고 서서히 상온으로 승온시킨다. 완료 후 sat. NH4Cl quenching한 후 에틸아세테이트와 물로 추출한다. 유기층을 MgSO4로 처리한 후 여과 농축한다. 이어서 컬럼 정제하여 화합물 4를 얻는다. Stir LDA (2.2eq) under a THF solvent in a nitrogen atmosphere. Compound 3 dissolved in THF at -10°C is added dropwise. After stirring for one hour while maintaining -5℃~0℃, lower the temperature to -78℃. 94 g (2.5eq) of 3-bromothiophene-2-carbaldehyde dissolved in a small amount of THF was added dropwise, and the temperature was gradually raised to room temperature. After completion sat. After quenching with NH4Cl, it is extracted with ethyl acetate and water. The organic layer was treated with MgSO4 and concentrated by filtration. Then, column purification is performed to obtain compound 4.

1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 8.04 (s, 2H), 7.78 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 7.32 (d, 2H), 7.29 (s, 2H), 6.98 (d, 2H), 6.49 (d, 2H), 2.84 (d, 2H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 8.04 (s, 2H), 7.78 (d, 2H), 7.62 (d, 2H), 7.32 (d, 2H), 7.29 (s, 2H), 6.98 (d, 2H), 6.49 (d, 2H), 2.84 (d, 2H)

(4) 2,2'-비스[(3- 브로모 -2- 티에닐 ) 메틸 ]-6,6'- 바이벤조티오펜의 합성 (4) Synthesis of 2,2'-bis[(3- bromo- 2- thienyl ) methyl ]-6,6' - bibenzothiophene

화합물 4를 DCM에 현탁 후 ZnI2(3.2 eq)과 NaBH3CN(14 eq)을 첨가한다. 상기 혼합물을 overnight 교반한다. 반응 종결 후, 반응액을 Celite pad 여과한다. 농축 후 얻어진 고체를 재결정하여 화합물 5(89 g)를 얻는다. After suspending compound 4 in DCM, ZnI2 (3.2 eq) and NaBH3CN (14 eq) are added. The mixture is stirred overnight. After completion of the reaction, the reaction solution is filtered through a Celite pad. After concentration, the obtained solid is recrystallized to obtain compound 5 (89 g).

1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 8.01 (s, 2H), 7.77 (d, 2H), 7.61 (d, 2H), 7.24 (d, 2H), 7.14 (s, 2H), 6.99 (d, 2H), 4.42 (s, 4H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 8.01 (s, 2H), 7.77 (d, 2H), 7.61 (d, 2H), 7.24 (d, 2H), 7.14 (s, 2H), 6.99 (d, 2H), 4.42 (s, 4H)

(5) 2,2'-비스[(3- 포밀 -2- 티에닐 ) 메틸 ]-6,6'- 바이벤조티오펜의 합성 (5) Synthesis of 2,2'-bis[(3- formyl -2- thienyl ) methyl ]-6,6' - bibenzothiophene

아르곤 환경 하에서 화합물 5 20g (32.44 mmol), 1-formylpiperidine 14.4 mL (4eq)을 THF에 녹인 후 -78℃로 냉각하였다. 1.7 M t-BuLi 85.8 mL(4.5eq)을 천천히 적가하였으며 10분간 교반 후 온도를 -30℃ 승온한다. Sat. NH4Cl 용액에 부어 quenching하고 에틸 아세테이트로 추출한다. 유기층을 MgSO4로 건조 및 감압 농축하여 컬럼/재결정으로 화합물 6 6.76 g을 얻는다. 20 g (32.44 mmol) of Compound 5 and 14.4 mL (4eq) of 1-formylpiperidine were dissolved in THF under an argon environment, and then cooled to -78°C. 85.8 mL (4.5eq) of 1.7 M t-BuLi was slowly added dropwise, and after stirring for 10 minutes, the temperature was raised to -30°C. Sat. Pour into NH4Cl solution for quenching, and extract with ethyl acetate. The organic layer was dried over MgSO4 and concentrated under reduced pressure to obtain 6.76 g of Compound 6 by column/recrystallization.

1H-NMR (300 MHz, CDCl3): δ ppm 10.1 (s, 2H), 8.14 (s, 2H), 7.84 (d, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.38 (d, 2H), 7.16 (s, 2H), 7.01 (d, 2H), 4.44 (s, 4H) 1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ): δ ppm 10.1 (s, 2H), 8.14 (s, 2H), 7.84 (d, 2H), 7.66 (d, 2H), 7.38 (d, 2H), 7.16 (s, 2H), 7.01 (d, 2H), 4.44 (s, 4H)

(6) 6,6'- 바이티에노벤조[5,6-b]벤조 [2,3-d]티오펜의 합성 (6) 6,6'- Bythienobenzo[5,6-b]benzo Synthesis of [2,3-d]thiophene

질소 분위기에서 화합물 6 19.5 g (37.89mmol)에 벤젠을 넣어주고 amberlyst 15 29.3 g을 가한 다음, 상기 혼합물을 Dean-Stark trap을 이용하여 물을 제거한다. 완료 후 부유물을 조심스럽게 따라내서 필터하여 옅은 회색 화합물 7 11.4 g을 얻는다.In a nitrogen atmosphere, benzene was added to 19.5 g (37.89 mmol) of Compound 6, 29.3 g of amberlyst 15 was added, and then water was removed from the mixture using a Dean-Stark trap. After completion, the suspension was carefully decanted and filtered to obtain 11.4 g of a pale gray compound 7 .

Maldi-Mass (m/z): [M]+ calcd for C28H14S4 478.00; found 477.81
Maldi-Mass (m/z): [M] + calcd for C28H14S4 478.00; found 477.81

유기 박막 트랜지스터의 제조Fabrication of organic thin film transistors

실시예Example 1 One

먼저 세정된 SiO2가 3000Å 덮인 실리콘 웨이퍼 기판을 O2 플라즈마에 노출 시킨 후, 헥산에 10mM 농도로 희석시킨 옥타데실트리클로로실란 용액에 담궈 표면을 소수성으로 변화시킨다. 이어서 합성예 2에서 얻은 유기화합물을 기판의 온도는 상온에서 200도로 변화하면서 진공 기상 증착 방법을 통해 700Å 두께로 증착한다. 이어서 새도우 마스크를 사용하여 금(Au)으로 소스와 드레인 전극을 1000Å 두께로 증착하여 유기박막트랜지스터를 제작한다.
First, the cleaned SiO2 silicon wafer substrate covered with 3000Å is exposed to O 2 plasma, and then dipped in octadecyltrichlorosilane solution diluted to a concentration of 10 mM in hexane to change the surface to hydrophobicity. Then, the organic compound obtained in Synthesis Example 2 was deposited to a thickness of 700 Å through a vacuum vapor deposition method while the temperature of the substrate was changed from room temperature to 200°C. Then, an organic thin film transistor is manufactured by depositing the source and drain electrodes with gold (Au) to a thickness of 1000 Å using a shadow mask.

실시예Example 2 2

합성예 2에서 얻은 유기화합물 대신 합성예 3에서 얻은 유기화합물을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 유기박막트랜지스터를 제작한다.
An organic thin film transistor was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the organic compound obtained in Synthesis Example 3 was used instead of the organic compound obtained in Synthesis Example 2.

평가evaluation

실시예 1, 2에 따른 유기박막트랜지스터의 전하 이동도 및 전류 점멸비(Ion/Ioff)를 계산한다.The charge mobility and the current flashing ratio (I on /I off ) of the organic thin film transistors according to Examples 1 and 2 were calculated.

유기박막트랜지스터의 전하 이동도는 포화영역(saturation region) 전류식으로부터 (ISD)1/2 과 VG를 변수로 한 그래프를 얻고 그 기울기로부터 구하였다:The charge mobility of the organic thin film transistor was obtained from the saturation region current equation, a graph using (I SD ) 1/2 and V G as variables, and obtained from the slope:

Figure 112015046836658-pat00043
Figure 112015046836658-pat00043

상기 식에서, ISD는 소스-드레인 전류이고, m 또는 mFET는 전하 이동도이며, C0는 게이트절연막의 정전용량이고, W는 채널 폭이며, L은 채널 길이이고, VG는 게이트 전압이며, VT는 문턱전압이다. where I SD is the source-drain current, m or m FET is the charge mobility, C 0 is the capacitance of the gate insulating film, W is the channel width, L is the channel length, V G is the gate voltage, and , V T is the threshold voltage.

차단누설전류(Ioff)는 오프 상태일 때 흐르는 전류로서, 전류비에서 오프 상태에서 최소전류로 구하였다. 전류점멸비(Ion/Ioff)는 온 상태의 최대 전류 값과 오프 상태의 최소 전류 값의 비로 구하였다.The cutoff leakage current (I off ) is a current that flows in the off state, and was calculated as the minimum current in the off state in the current ratio. The current on/off ratio (I on /I off ) was calculated as the ratio of the maximum current value in the on state and the minimum current value in the off state.

그 결과는 표 1과 같다.The results are shown in Table 1.

전하이동도 (cm2/Vs)Charge mobility (cm 2 /Vs) 전류 점멸비(Ion/Ioff)Current Flashing Ratio (I on /I off ) 실시예 1Example 1 2.12.1 2.0 x 107 2.0 x 10 7 실시예 2Example 2 1.51.5 1.8 x 107 1.8 x 10 7

표 1을 참고하면, 실시예 1, 2에 따른 유기박막트랜지스터는 1 cm2/Vs 이상의 전하이동도와 107 이상의 전류 점멸비가 확보되어 우수한 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다.
Referring to Table 1, it can be seen that the organic thin film transistors according to Examples 1 and 2 have excellent characteristics by securing a charge mobility of 1 cm 2 /Vs or more and a current flashing ratio of 10 7 or more.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also presented. It belongs to the scope of the invention.

110: 기판 124: 게이트 전극
140: 게이트 절연막 154: 유기 반도체
173: 소스 전극 175: 드레인 전극
110: substrate 124: gate electrode
140: gate insulating film 154: organic semiconductor
173: source electrode 175: drain electrode

Claims (16)

하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물:
[화학식 1]
A - B
상기 화학식 1에서,
A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 하기 그룹 1에 나열된 기 중 하나이고,
[그룹 1]
Figure 112021141837056-pat00073

상기 그룹 1에서,
X1 내지 X4는 각각 독립적으로 S, Se 또는 Te이고,
R1 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R9는 각각 독립적으로 존재하거나 이들 중 인접한 두 개가 융합되어 융합고리를 형성하고,
*는 연결 지점이다.
An organic compound represented by the following formula (1):
[Formula 1]
A - B
In Formula 1,
A moiety and B moiety are each independently one of the groups listed in Group 1 below,
[Group 1]
Figure 112021141837056-pat00073

In group 1,
X 1 to X 4 are each independently S, Se or Te,
R 1 To R 9 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;
R 1 to R 9 are each independently present or two adjacent ones thereof are fused to form a fused ring,
* is the connection point.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 화학식 1의 A 모이어티와 B 모이어티는 동일 평면 상에 위치하지 않고 비틀림을 가지는 유기 화합물.
In claim 1,
An organic compound in which the A moiety and the B moiety of Formula 1 are not located on the same plane and have torsion.
제1항에서,
상기 유기 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 것 중 하나인 유기 화합물:
[그룹 2]
Figure 112021141837056-pat00048

Figure 112021141837056-pat00049

Figure 112021141837056-pat00050

Figure 112021141837056-pat00051

Figure 112021141837056-pat00052

Figure 112021141837056-pat00053

Figure 112021141837056-pat00054

Figure 112021141837056-pat00055

Figure 112021141837056-pat00056

In claim 1,
The organic compound is one of those listed in group 2:
[Group 2]
Figure 112021141837056-pat00048

Figure 112021141837056-pat00049

Figure 112021141837056-pat00050

Figure 112021141837056-pat00051

Figure 112021141837056-pat00052

Figure 112021141837056-pat00053

Figure 112021141837056-pat00054

Figure 112021141837056-pat00055

Figure 112021141837056-pat00056

제1항, 제5항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 유기 화합물을 포함하는 유기 박막.
An organic thin film comprising the organic compound according to any one of claims 1, 5 and 6.
게이트 전극,
상기 게이트 전극과 중첩하는 유기 반도체, 그리고
상기 유기 반도체와 전기적으로 연결되어 있는 소스 전극 및 드레인 전극
을 포함하고,
상기 유기 반도체는 하기 화학식 1로 표현되는 유기 화합물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터:
[화학식 1]
A - B
상기 화학식 1에서,
A 모이어티 및 B 모이어티는 각각 독립적으로 하기 그룹 1에 나열된 기 중 하나이고,
[그룹 1]
Figure 112021141837056-pat00074

상기 그룹 1에서,
X1 내지 X4는 각각 독립적으로 S, Se 또는 Te이고,
R1 내지 R9는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7 내지 C30 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기, 히드록시기, 할로겐 원자 또는 이들의 조합이고,
R1 내지 R9는 각각 독립적으로 존재하거나 이들 중 인접한 두 개가 융합되어 융합고리를 형성하고,
*는 연결 지점이다.
gate electrode,
an organic semiconductor overlapping the gate electrode, and
A source electrode and a drain electrode electrically connected to the organic semiconductor
including,
The organic semiconductor is an organic thin film transistor including an organic compound represented by the following Chemical Formula 1:
[Formula 1]
A - B
In Formula 1,
A moiety and B moiety are each independently one of the groups listed in Group 1 below,
[Group 1]
Figure 112021141837056-pat00074

In group 1,
X 1 to X 4 are each independently S, Se or Te,
R 1 To R 9 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C30 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C30 aryl group, a substituted or unsubstituted C7 to C30 arylalkyl group, substituted or unsubstituted C1 to C30 heteroalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heterocycloalkyl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 heteroaryl group, substituted or unsubstituted C2 to C30 alkenyl group, a substituted or unsubstituted C2 to C30 alkynyl group, a hydroxyl group, a halogen atom, or a combination thereof;
R 1 to R 9 are each independently present, or two adjacent ones thereof are fused to form a fused ring,
* is the connection point.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제8항에서,
상기 화학식 1의 A 모이어티와 B 모이어티는 동일 평면 상에 위치하지 않고 비틀림을 가지는 유기 박막 트랜지스터.
In claim 8,
The organic thin film transistor having a torsion in the A moiety and the B moiety of Formula 1 are not located on the same plane.
제8항에서,
상기 유기 화합물은 하기 그룹 2에 나열된 것 중 하나인 유기 박막 트랜지스터:
[그룹 2]
Figure 112021141837056-pat00061

Figure 112021141837056-pat00062

Figure 112021141837056-pat00063

Figure 112021141837056-pat00064

Figure 112021141837056-pat00065

Figure 112021141837056-pat00066

Figure 112021141837056-pat00067

Figure 112021141837056-pat00068

In claim 8,
wherein the organic compound is one of those listed in group 2:
[Group 2]
Figure 112021141837056-pat00061

Figure 112021141837056-pat00062

Figure 112021141837056-pat00063

Figure 112021141837056-pat00064

Figure 112021141837056-pat00065

Figure 112021141837056-pat00066

Figure 112021141837056-pat00067

Figure 112021141837056-pat00068

제8항, 제12항 및 제13항 중 어느 한 항에 따른 유기 박막 트랜지스터를 포함하는 전자 소자.
An electronic device comprising the organic thin film transistor according to any one of claims 8, 12 and 13.
제14항에서,
상기 전자 소자는 액정 표시 장치, 유기 발광 장치, 전기 영동 장치, 유기 광전 소자 또는 유기 센서인 전자 소자.
15. In claim 14,
The electronic device may be a liquid crystal display device, an organic light emitting device, an electrophoretic device, an organic photoelectric device, or an organic sensor.
제7항에 따른 유기 박막을 포함하는 전자 소자.




An electronic device comprising the organic thin film according to claim 7 .




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Citations (2)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009182034A (en) * 2008-01-29 2009-08-13 Mitsui Chemicals Inc Organic transistor
JP2011165747A (en) * 2010-02-05 2011-08-25 Yamamoto Chem Inc Organic transistor

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