KR20080092754A - 디옥시피롤기를 포함하는 헤테로고리 화합물 및 이를이용한 유기 전자 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112007028469000-PAT00001
상기 식에서 W, X, Y, Z, E1, E2, w, x, y, z, 및 n은 명세서에서 정의한 것과 같다.
유기 반도체 물질, 유기 전자 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 발광 소자, 유기 태양 전지

Description

디옥시피롤기를 포함하는 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자{DIOXYPYRROLO-HETEROAROMATIC COMPOUNDS AND ORGANIC ELECTRONIC DEVICES USING THE SAME}
도 1은 기판(1), 양극(2), 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5), 전자 수송층(6), 음극(7)으로 이루어진 유기 발광 소자의 예를 도시한 것이다.
도 2는 기판(8), 절연층(9), 게이트 전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)으로 이루어진 하부 접촉 방식(bottom contact type) 유기 박막 트랜지스터 소자의 예를 도시한 것이다.
도 3은 기판(8), 절연층(9), 게이트 전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)으로 이루어진 상부 접촉 방식(top contact type) 유기 박막 트랜지스터 소자의 예를 도시한 것이다.
도 4는 기판(14), 양극(15), 전자 도너층(16), 전자 억셉터층(17), 음극(18)으로 이루어진 유기 태양 전지의 예를 도시한 것이다.
도 5 및 6은 실시예 2에서 제조한 트랜지스터의 특성 그래프이다.
본 발명은 디옥시피롤기를 포함하는 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자에 관한 것이다.
정보화 사회로 일컬어지는 현 사회는 실리콘으로 대변되는 무기물 반도체의 발견과 이를 이용한 다양한 전자 소자의 개발에 의해 이루어졌다. 그러나, 무기물을 이용한 전자 소자는 제조시 고온 또는 진공 공정을 거쳐야 하기 때문에 장비에 많은 비용이 요구된다. 또한, 무기물은 차세대 디스플레이로 각광을 받기 시작한 플렉서블 디스플레이(flexible display)에 적용하기 힘든 물성을 가지고 있다.
상기 문제를 극복하기 위하여, 다양한 물성을 가진 반도체 물질로서 유기 반도체 물질이 최근 각광을 받고 있다. 유기 반도체 물질은 무기 반도체 물질이 사용되어져 왔던 각종 전자 소자에 응용될 수 있다. 유기 반도체 물질이 사용되는 대표적인 전자 소자로서는 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 태양 전지 등을 들 수 있다.
유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 또는 유기 태양 전지와 같은 유기 전자 소자는 유기 반도체 물질의 반도체 성질을 이용하는 전자 소자로서, 통상 2개 이상의 전극과 2개의 전극 사이에 개재된 유기물층을 포함한다. 예를 들면, 유기 태양 전지는 태양에너지에 의하여 유기물 층에서 발생된 엑시톤(여기자; exiton)으로부터 분리된 전자와 정공을 이용하여 전기를 발생시킨다. 유기 발광 소자는 2개의 전극으로부터 유기물층에 전자 및 정공을 주입하여 전류를 가시광으로 변환시킨다. 유기 박막 트랜지스터는 게이트에 인가된 전압에 의하여 유기물층에 형성된 정공 또는 전자를 소스 전극과 드레인 전극 사이에서 수송시킨다. 상기와 같은 전자 소자들은 성능을 향상시키기 위하여 전자/정공 주입층, 전자/정공 추출층, 또는 전자/정공 수송층을 더 포함할 수도 있다.
상기 전자 소자들에 사용하기 위한 유기 반도체 물질은 정공 또는 전자 이동도가 좋아야 한다. 이를 만족하기 위해서 대부분의 유기 반도체 물질은 공액 구조를 가지고 있다.
또한, 각각의 전자 소자에 사용되는 유기 반도체 물질은 소자에서 요구하는 특성에 따라 각각 바람직한 모폴로지(morphology)의 형태가 다르다. 예를 들어, 유기 반도체 물질을 이용하여 박막을 형성할 때, 유기 발광 소자에서는 유기 박막이 결정질 성질을 갖는 경우, 이는 발광 효율의 저하나 전하 수송에서의 켄칭 사이트(quenching site) 증가, 누설 전류의 증가 등을 초래하여 소자 성능을 저해할 수 있기 때문에 상기 박막이 비결정질(amorphous) 성질을 갖는 것이 바람직하다.
반면, 유기 박막 트랜지스터에서는 유기물층의 전하 이동도가 크면 클수록 좋기 때문에, 유기물 분자간 패킹(packing)이 잘 일어나서 유기 박막이 결정성을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 결정성 유기막은 특히 단결정을 이루는 것이 가장 바람직하고, 다결정 형태를 이루는 경우에는 각각의 결정 도메인의 크기가 크고 이들 도메인이 서로 잘 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기와 같은 요건을 충족시키기 위하여, 유기 발광 소자에서는 비결정질 박막을 형성할 수 있도록 NPB(4,4'-비스[N-(1-나프틸)-N-페닐아미노]비페닐), Alq3(알루미늄 트리스(8-히드록시퀴놀린))과 같이 평면적이지 않는 구조를 가지는 물질이 주로 사용된다. 또한, 유기 박막 트랜지스터에서는 분자간의 패킹이 일어나기 용이하도록 펜타센(pentacene), 폴리티오펜(polythiophene)과 같은 막대형(rodlike) 구조나 프탈로시아닌(phthalocyanine) 유도체와 같은 판상형의 구조를 가지는 물질이 주로 사용되고 있다.
한편, 상기 유기 전자 소자는 소자의 성능 향상을 위하여 상이한 용도를 갖는 2종 이상의 유기 반도체 물질을 각각 적층하여 2층 이상의 유기물층을 포함하도록 제조될 수 있다.
예컨대, 유기 발광 소자에서는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층 및 전자 주입층 등을 더 포함하여 양극 또는 음극으로부터 정공 또는 전자의 주입 및 수송을 원활하게 함으로써 소자의 성능을 증가시킬 수 있다.
유기 박막 트랜지스터의 경우에는 주로 반도체 층과 전극 사이의 접촉 저항을 줄여주기 위해 유기 반도체로 이루어진 보조 전극을 도입하거나, 유기물로 전극에 SAM(Self Assembled Monolayer) 처리를 하는 방법이 도입되고 있다. 또한, 유기물로 절연층의 표면을 처리하거나 유기 절연막을 사용함으로써 유기물로 이루어진 반도체와의 접촉 특성을 개선하는 방법을 사용한다.
또한, 상기 유기 전자 소자에서 사용되는 유기 반도체 물질은 소자 내에서의 전하들의 이동시 발생하는 줄열에 대하여 열적 안정성을 갖는 것이 바람직하며, 전하들의 원활한 주입 또는 수송을 위하여 적절한 밴드 갭과 HOMO(Highest Occupied Molecular Orbital) 또는 LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital) 에너지 준위를 갖는 것이 바람직하다. 그 외에도 상기 유기 반도체 물질은 화학적 안 정성, 전극이나 인접한 층과의 계면 특성, 수분이나 산소에 대한 안정성 등이 우수해야 한다.
당 기술 분야에서는 전술한 바와 같은 유기 전자 소자에 공통적으로 요구되는 특성 및 전자소자의 종류에 따라 개별적으로 요구되는 특성을 만족시키고, 필요한 경우 특정 용도에 보다 적합한 유기물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 전기 화학적 안정성을 가질 수 있으며, 도입되는 치환체의 특성에 따라 용이하게 n형 또는 p형 특성을 나타내는 유기 반도체로서 역할을 할 수 있는 디옥시피롤기를 포함하는 신규한 구조의 헤테로고리 화합물 및 이를 이용한 안정한 유기 전자 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자를 제공한다.
이하 본 발명을 자세히 설명한다.
Figure 112007028469000-PAT00002
상기 화학식 1에서,
W와 Y는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표현되고,
Figure 112007028469000-PAT00003
상기 화학식 2에서,
R1은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
A는 O, S, Se, NR3, SiR3R4, 또는 CR3R4이고, 여기서 R3 및 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, 또한 R3 및 R4는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
상기 화학식 1에서,
X 및 Z는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 -CA1=CA2-; -C=C-; R2가 하나 이상 치환된 아릴렌기; 또는 R2가 하나 이상 치환된 헤테로아릴렌기이고, R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
E1 및 E2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; -Sn(R'R"R"')3; -B(OR')(OR"); -CH2Cl; -CHO; -CH=CH2; -SiR'R"R"';
Figure 112007028469000-PAT00004
; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R', R", 및 R"'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
w, x, y, 및 z는 각각 W, X, Y, 및 Z의 몰분율이고,
w는 0 < w ≤ 1인 실수이고,
x는 0 ≤ x < 1인 실수이고,
y는 0 ≤ y < 1인 실수이고,
z는 0 ≤ z < 1인 실수이며, w + x + y + z = 1 이고,
n은 1 ~ 10,000의 정수이고,
단, w = 1, x = y = z = 0, 및 R1이 알킬기인 경우에 E1 및 E2는 수소 원자 또는 할로겐 원자가 아니다.
상기 화학식 1에서, A는 S인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 동일한 작용기의 E1 및 E2를 갖는 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 n은 2 ~ 5,000이 바람직하고, 10 ~ 5,000이 더욱 바람직하며, 20 ~ 1,000이 더더욱 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 분자량은 1,000 ~ 500,000인 것이 바람직하고, 5,000 ~ 300,000인 것이 더욱 바람직하다. 상기 분자량이 1,000 미만인 경우에는 용액 공정시 상기 물질을 표면에 균일하게 도포하기 어렵고, 분자량이 500,000을 초과하는 경우에는 용매에 대한 용해도가 떨어질 뿐만 아니라 박막을 형성하기도 어려운 문제점이 있을 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 화학식 1 내에 존재하는 각 반복단위인
Figure 112007028469000-PAT00005
중 각 단량체 W, X, Y, Z의 종류 및 반복 수는 서로 동일하거나 상이할 수 있으며, 이에 따라 단일 중합체나 공중합체일 수 있고, 그 예는 다음과 같다.
불규칙 공중합체(Random copolymer) : 예를 들어 단량체 분포가 -W-X-Y-Y-Z-W- 또는 -W-X-W-X-X- 등과 같이 불규칙적으로 배열된 형태.
교대 공중합체(Alternating copolymer) : 예를 들어 단량체 분포가 -W-X-W-X-W-X-, -W-X-Y-W-X-Y-, 또는 -W-X-Y-Z-W-X-Y-Z- 등과 같이 배열된 형태.
블록 공중합체(Block copolymer) : 예를 들어 단량체 분포가 -W-W-W-X-X-Y-Y-Y-Z-Z-Z- 과 같이 배열된 형태.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 동일한 반복단위로 구성된 [W-X]n, [W-X-Y]n, [W-X-Z]n, [W-Y-Z]n, 또는 [W-X-Y-Z]n 형태의 교대 공중합체인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1에서 X 및 Z가 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기인 경우에는 탄소수 25 이하의 한 개 내지 세 개의 고리를 갖는 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기인 것이 바람직하며, 여기에서 고리들은 축합(fused)될 수 있다. 헤테로아릴렌기는 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는데, 바람직하게는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 또는 셀렌 원자를 포함한다. 상기 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는 한 개 이상의 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환될 수 있고, F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있다. 여기서 R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이다.
바람직한 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기로는 페닐렌기, 하나 이상의 질소 원 자가 치환된 페닐렌기, 나프탈렌기, 알킬 플루오렌기, 옥사졸기, 티오펜기, 셀레노펜기, 또는 디티에노티오펜기(dithienothiophene)가 있으며, 이 모두는 하나 이상의 수소 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환 또는 비치환될 수 있다. 여기서 R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이다.
여기에서 X 및 Z의 예를 하기에 제시한다. 그러나, 이들은 단지 발명의 이해를 돕기 위한 것으로서, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007028469000-PAT00006
Figure 112007028469000-PAT00007
Figure 112007028469000-PAT00008
상기 구조식들 중 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는 할로겐기, 알킬기, 알콕시기, 티오알콕시기, 아릴기, 아미노기, 니트릴기, 니트로기, 에스터기, 에테르기, 아미드기, 아마이드기, 이미드기, 헤테로기, 비닐기, 아세틸렌기, 및 실란기로 구성되는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 치환기로 치환될 수 있으며, 여기서 R5, R6, 및 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이다.
상기 화학식 1에서 R1 및 R2가 아릴기 또는 헤테로아릴기인 경우에는 탄소수 25 이하의 한 개 내지 세 개의 고리를 갖는 아릴기 또는 헤테로아릴기인 것이 바람직하며, 여기에서 고리들은 축합(fused)될 수 있다. 헤테로아릴기는 적어도 하나의 헤테로 원자를 포함하는데 바람직하게는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자 또는 셀렌 원자이다. 또한, R1 및 R2는 한 개 이상의 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환될 수 있고, F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기로 치환될 수 있으며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있다. 여기서 R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이다.
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3, R4, E1, 및 E2의 아릴기는 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 카바졸기, 티오페닐기, 퀴놀리닐기, 및 이소퀴놀리닐기 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1에서, R1, R2, R3, R4, E1, 및 E2의 헤테로아릴기는 링에 하나 이상의 헤테로 원자를 갖고 있는 아릴기로서, 푸릴기, 피리딜기, 피롤일기, 펜안트릴기(phenanthryl group) 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 바람직한 실시 상태에 있어서, 상기 화학식 1의 구체적인 예로 하기 화학식을 제시한다. 그러나, 이는 단지 발명의 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007028469000-PAT00009
Figure 112007028469000-PAT00010
Figure 112007028469000-PAT00011
Figure 112007028469000-PAT00012
Figure 112007028469000-PAT00013
Figure 112007028469000-PAT00014
Figure 112007028469000-PAT00015
Figure 112007028469000-PAT00016
Figure 112007028469000-PAT00017
Figure 112007028469000-PAT00018
상기 화학식 3 내지 화학식 12에서,
R은 상기 화학식 1의 R1의 정의와 같고, 같은 분자 내에서 서로 같거나 상이 할 수 있으며,
n, E1, 및 E2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같다.
상기 화학식 1의 화합물을 제조하기 위한 W와 Y의 할로겐 치환체는 일반적으로 하기 반응식 1과 같은 방법에 의해 제조될 수 있다.
[반응식 1]
Figure 112007028469000-PAT00019
상기 반응식에서, R1은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 같고, 브롬은 할로겐 원자의 예이며, 불소, 염소, 요오드 등도 사용할 수 있다.
이어서, 위와 같이 형성된 화학식 1의 W 또는 Y의 할로겐 치환체는 X 또는 Z로 표현되는 구조를 가진 물질과 스틸 커플링(Stille coupling), 쿠마다 커플링(Kumada coupling), 스즈키 커플링(Suzuki coupling) 등의 방법에 의해서 고분자 물질로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하여 제조할 수 있는 유 기 반도체를 이용하는 유기 전자 소자에는 대표적으로 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 태양 전지가 있다. 유기물 반도체가 상기 유기 전자 소자에 사용되고 있으며 이러한 유기 반도체는 무기 반도체와 같이 n형 반도체와 p형 반도체가 있다.
예를 들면, 유기 발광 소자에서는 p형 반도체는 정공 주입층이나 수송층으로 사용되며, n형 반도체는 전자 수송층이나 주입층으로 사용된다. 또한, 발광층으로 사용되는 반도체는 전자와 정공에 모두 안정해야 하므로 n형 및 p형 특성을 나타내는 구조를 모두 포함하는 경우도 있다. 또한, 유기 발광 소자는 앞에서 언급했던 바와 같이 분자간 패킹을 최소화하는 구조를 가지는 경우가 바람직하다.
한편, 유기 박막 트랜지스터의 경우에는 게이트 전압에 의해 유도되는 전하가 정공인 p형 반도체 및 전자인 n형 반도체가 모두 사용되고 있으며, 전류의 소모를 적게 하기 위하여 양쪽성(ambipolar)을 가지도록 p형 및 n형 반도체를 동시에 사용하기도 한다. 그러나, 현재까지 알려진 트랜지스터용 유기 반도체 중에는 p형 반도체가 더 좋은 특성을 나타내고 있으며, 안정성도 상대적으로 높은 것으로 알려져 있다. n형 특성의 구조와 p형 특성의 구조를 한 분자 내에 도입한 물질을 이용하여 안정성을 높이거나, 이를 양쪽성 물질로 사용하기도 한다. 또한, 유기 박막 트랜지스터의 경우에는 유기 발광 소자와는 다르게 전하 이동도를 높이기 위해 분자간 패킹이 잘 일어날 수 있는 구조가 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물에서 디옥시피롤기를 포함하는 W 및 Y는 붙어있는 헤테로고리에서 전자를 당기는 역할을 하고 n형 특성을 나타내는 구조로, 여기에 적절한 치환체를 도입한 유도체를 유기 발광 소자의 전자 주입층 또는 전자 수송층에 적용할 수 있다. 또한, 이 구조는 수소 결합을 할 수 있는 구조를 가지므로, 패킹이 잘 일어나도록 유도할 수 있는 치환체를 상기 화학식 1의 X 또는 Z에 도입하여, 유기 박막 트랜지스터의 반도체층으로 사용할 수 있다. 이는 n형 반도체로 작용하며, 치환체로서 p형 치환체를 도입하여 양쪽성 반도체를 유도하거나 더 강한 p형 치환체를 도입하는 경우는 p형 반도체 특성을 유지하면서 안정성이 향상된 유기 반도체 물질을 얻을 수 있다.
이와 같이 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 유기 태양 전지 등과 같은 유기 전자 소자에서 유기 반도체 물질로 사용하기에 적합한 특성을 갖는다.
한편, 본 발명에 있어서 상기 유기 전자 소자는 2 이상의 전극 및 2개의 전극 사이에 배치된 1층 이상의 유기물층을 포함하는 유기 전자 소자로서, 상기 유기물층 중 1층 이상이 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 또는 유기 태양 전지일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 진공 증착이나 용액 도포법에 의하여 유기 전자 소자에 적용될 수 있다. 특히, 분자량이 큰 유도체의 경우에 용액 도포법에 의해 막 질이 우수한 박막을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전자 소자가 유기 발광 소자인 경우, 이는 제1 전극, 1층 이상의 유기물층 및 제2 전극이 순차적으로 적층된 형태를 포함하는 구조를 가 질 수 있다. 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등에서 선택되는 2 이상의 층을 포함하는 다층 구조일 수도 있으나, 이에 한정되지 않고 단층 구조일 수도 있다. 본 발명에 따른 유기 발광 소자의 하나의 예를 도 1에 도시하였다. 예컨대, 본 발명에 따른 유기 발광 소자는 스퍼터링이나 전자빔 증발과 같은 PVD(physical vapor deposition) 방법을 이용하거나 용액 도포법에 의해 제조될 수 있다. 즉, 기판(1) 상에 금속 또는 전도성을 가지는 금속 산화물 또는 이들의 합금을 증착시켜 양극(2)을 형성하고, 그 위에 정공 주입층(3), 정공 수송층(4), 발광층(5) 또는 전자 수송층(6)과 같은 유기물층을 형성한 후, 그 위에 음극(7)을 증착시킴으로써 제조될 수 있다. 또한 이와 같은 방법 이외에도, 기판상에 음극 물질부터 유기물층, 양극 물질을 차례로 적층하여 유기 발광 소자를 제조할 수도 있다.
본 발명에 따른 유기 전자 소자가 유기 박막 트랜지스터인 경우, 그 구조는 도 2 또는 3의 구조일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 기판(8), 절연층(9), 게이트 전극(10), 소스 전극(11), 드레인 전극(12), 유기물층(13)을 포함하는 구조일 수 있다. 본 발명의 유기 박막 트랜지스터 중 상기 유기물 층은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 유기 전자 소자가 유기 태양 전지인 경우, 그 구조는 도 4의 구조일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기 태양 전지는 기판(14), 양극(15), 전자 도너층(16), 전자 억셉터층(17), 음극(18)이 순차적으로 적층된 구조일 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 그러 나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 >
<단량체의 합성>
Figure 112007028469000-PAT00020
1) 티오펜-3,4-디카르보니트릴( Thiophene -3,4- dicarbonitrile )의 합성
DMF(Dimethylformamide)에 3,4-디브로모티오펜(30ml, 274mmol), 시안화구리(CuCN, 110g, 1233mmol)을 넣고 밤샘 가열 교반하였다. 냉각시킨 용액을 2M HCl(700ml)에 용해된 FeCl3 ·6H2O(432.5g) 용액에 붓고 1시간 동안 약 60℃에서 강하게 교반하였다. 불순물을 걸러주고 혼합물을 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)로 3회 추출하였다. 얻어진 유기층을 6M HCl, 증류수, 포화 NaHCO3 수용 액, 증류수 순으로 2회 씻어주고 MgSO4로 건조시켰다. 건조된 혼합물을 컬럼 분리(헥산/THF = 3/1)하여 티오펜-3,4-디카르보니트릴(15.5g, 42%)을 얻었다.
2) 티오펜-3,4-디카르복실산의 합성
티오펜-3,4-디카르보니트릴(13.4g, 100mmol)과 KOH(56.1g, 1mol)을 에틸렌 글리콜(167ml)에 용해시키고 밤샘 가열 교반하였다. 냉각시킨 용액을 증류수에 붓고 디에틸 에테르로 씻어주었다. 수층을 포화 염산으로 산화시키고 에틸 아세테이트로 유기물을 추출하였다. 유기물층을 MgSO4로 건조시키고 용매를 증발시킨 후 증류수로 재결정하여 티오펜-3,4-디카르복실산(15.2g, 88%)을 얻었다.
3) 티오펜-3,4-디카르복실산 무수물의 합성
티오펜-3,4-디카르복실산(15.0g, 87mmol)을 무수아세트산(218ml)에 용해시키고 밤샘 가열 교반하였다. 교반 후 용매를 증발시키고 톨루엔으로 재결정하여 티오펜-3,4-디카르복실산 무수물(12.5g, 93%)을 얻었다.
GC/MS : [M+H]+ = 155
4) 4- 도데실카르바모일티오펜 -3-카르복실산(4- Dodecylcarbamoylthiophene -3-carboxylic acid )의 합성
티오펜-3,4-디카르복실산 무수물(4.6g, 30mmol), n-도데실아민(n-dodecylamine; 6.0g, 32mmol)을 톨루엔에 용해시키고 밤샘 가열 교반하였다. 용액을 냉장고에서 냉각시킨 후 생성된 고체 화합물을 걸러주었다. 얻어진 고체 화합물을 톨루엔에서 재결정하여 4-도데실카르바모일티오펜-3-카르복실산(9.9g, 97%)을 얻었다.
GC/MS : [M+H]+ = 340
5) 5- 도데실티에노[3,4-c]피롤 -4,6-디온(5- Dodecylthieno [3,4-c]pyrrole -4,6-dione)의 합성
4-도데실카르바모일티오펜-3-카르복실산(9.5g, 28mmol)을 메틸렌 클로라이드(93ml)에 분산시키고 티오닐 클로라이드(thionyl chloride, 3.1ml)를 10분 동안 적가하였다. 이 용액을 밤샘 가열 교반하고 냉각시킨 후 증류수에 부었다. 유기층을 분리하고 5% NaHCO3 용액과 증류수로 씻어주었다. MgSO4로 건조하고 용매를 증발시킨 후 헥산(hexane)에서 재결정하여 5-도데실티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(8.1g, 90%)을 얻었다.
GC/MS : [M+H]+ = 322
6) 1,3- 디브로모 -5- 도데실티에노[3,4-c]피롤 -4,6- 디온의 합성
5-도데실티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(4.8g, 15mmol)을 황산(24ml)과 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid, 80ml)에 용해시킨 후 N-브로모숙신이미드(N-bromosuccinimide, 10.7g, 60mmol)를 두 부분으로 나누어 넣었다. 이 용액을 약 50℃에서 밤샘 교반하였다. 냉각 후 얼음물에 반응 용액을 붓고 메틸렌 클로라이드(methylene chloride)로 유기층을 추출하였다. 유기층을 증류수, 5% NaHCO3 용액으로 씻어주고 MgSO4로 건조시켰다. 용매를 증발시킨 후 컬럼 분리(n-hexane/THF = 10/1)하고 에탄올에서 3회 재결정하여 1,3-디브로모-5-도데실티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(2.9g, 40%)을 얻었다.
GC/MS : [M]+ = 477
7) 2,2'- 비스 ( 트리메틸틴 )-5,5'- 바이티오펜의 합성
Figure 112007028469000-PAT00021
2,2'-바이티오펜(1.0g, 6mmol)을 THF(60ml)에 용해시키고 -78℃로 냉각시킨 후 nBuLi(2.5M in hexane, 5.3ml)를 20분 동안 적가하였다. 30분 더 교반한 후 다시 상온에서 1시간 동안 더 교반하였다. THF(10ml)에 용해된 트리메틸틴 클로라이드(trimethyltin chloride, 2.6g) 용액을 상기 용액에 첨가한 후 1시간 동안 가열 교반하였다. 이 용액을 냉각시키고 증류수를 붓고 10분간 교반한 후 유기층을 증류수, 5% NaHCO3 수용액으로 씻어주고 MgSO4로 건조시켰다. 아세토니트릴에서 3회 재결정하여 2,2'-비스(트리메틸틴)-5,5'-바이티오펜(1.3g, 44%)을 얻었다.
GC/MS : [M]+ = 492
< 실시예 1> 하기 구조식으로 표시되는 화합물의 합성
Figure 112007028469000-PAT00022
1,3-디브로모-5-도데실티에노[3,4-c]피롤-4,6-디온(240mg, 0.5mmol), 2,2'-비스(트리메틸틴)-5,5'-바이티오펜(246mg, 0.5mmol), Pd2(dba)3(9mg, 2mol%), PPh3(24mg, 18mol%)와 1,2-디클로로벤젠을 마이크로파 바이알에 넣고 Biotage사 InitiatorTM 2.0 모델의 마이크로파 반응기에 장착했다. 마이크로파 반응기의 조건(초기 교반(30초), 온도(220℃), 반응시간(10분), 파워(normal))을 설정하여 반응시킨 후 클로로포름(20ml)에 희석하고 메탄올/염산 = 10/1 용액(550ml)에 서서히 적가하여 침전을 형성시켰다. 1시간 더 교반한 후 침전물을 여과하고 증류수와 메탄올로 세척한 후 진공 건조하였다. 얻어진 화합물을 Soxhlet 추출기에서 메탄올(24시간), 헥산(24시간) 순으로 불순물을 제거하여 원하는 화합물을 얻었다.
< 실험예 > 유기 박막 트랜지스터의 제조
n형 실리콘 웨이퍼를 기판 및 게이트 전극으로 사용하고 이 위에 열처리에 의해 성장 제조된 실리콘 옥사이드(300nm)를 게이트 절연막으로 사용하였다. 이 게이트 절연막 위에 전자빔(e-beam)을 이용하여 금으로 된 소스 전극 및 드레인 전극을 형성하였다. 상기와 같이 준비된 기판을 HMDS(헥사메틸디실라잔, hexamethyldisilazane)로 처리하였다. 상기와 같이 소스 전극과 드레인 전극이 형성된 기판 위에 클로로포름에 0.5 wt%로 용해시킨 상기 실시예 1에서 제조한 화합물을 스핀 코팅하고 100℃에서 10분간 열처리하여 유기 반도체층을 형성하였다. 또한, 이때 유기 박막 트랜지스터의 채널 폭과 길이는 각각 1mm와 100㎛이었다.
상기와 같이 제작된 트랜지스터의 포화 영역에서의 전하 이동도는 1.0 × 10-4 cm2/V.s 이었다. 이를 도 5 및 도 6에 나타내었다.
도 5는 몇 개의 게이트 전압에서 드레인-소스 전압(VDS)에 따른 드레인-소스 전류(IDS)의 변화를 측정하여 그 값을 도시한 그래프이다. IDS는 일정 이상의 VDS에서 VDS와 관계없이 일정하게 유지되는 포화 상태를 나타내고 있다.
도 6은 게이트 전압(VG)에 따른 드레인-소스 전류(IDS)를 측정하여 그 값을 도시한 그래프이다. VG = 20을 전후로 기울기가 급격히 변하여 스위칭 성능이 우수함을 알 수 있다.
본 발명의 화합물은 신규한 구조의 화합물로서, 코어 구조에 다양한 치환기가 도입됨으로써, 유기 발광 소자, 유기 박막 트랜지스터, 또는 유기 태양 전지와 같은 유기 전자 소자에 사용되기 위한 요건, 예컨대 적절한 에너지 준위, 전기 화학적 안정성, 열적 안정성 등을 만족시킬 수 있고, 치환기에 따라 비결정성 또는 결정성의 성질을 가질 수 있어 각 소자에서 개별적으로 요구되는 요건도 만족시킬 수 있다. 또한, n형 특성을 가지는 코어에 치환체를 변화시켜 도입함으로써, p형 또는 n형의 유기 반도체를 제조할 수 있으며, 이를 통해 소자에 안정성을 부여할 수 있다. 따라서, 본 발명의 화합물은 여러 가지 유기 전자 소자에서 다양한 역할을 할 수 있으며, 유기 전자 소자에 적용시 높은 전하 이동도와 안정성을 제공한다.

Claims (19)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112007028469000-PAT00023
    상기 화학식 1에서,
    W와 Y는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 하기 화학식 2로 표현되고,
    [화학식 2]
    Figure 112007028469000-PAT00024
    상기 화학식 2에서,
    R1은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
    A는 O, S, Se, NR3, SiR3R4, 또는 CR3R4이고, 여기서 R3 및 R4는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, 또한 R3 및 R4는 서로 연결되어 고리를 형성할 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
    상기 화학식 1에서,
    X 및 Z는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 -CA1=CA2-; -C=C-; R2가 하나 이상 치환된 아릴렌기; 또는 R2가 하나 이상 치환된 헤테로아릴렌기이고, R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
    E1 및 E2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로, 수소 원자; 할로겐 원자; 아릴기; 헤테로아릴기; -Sn(R'R"R"')3; -B(OR')(OR"); -CH2Cl; -CHO; -CH=CH2; -SiR'R"R"';
    Figure 112007028469000-PAT00025
    ; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20개의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 알킬기이며, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2기는 각각 독립적으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 또는 -C=C-로 치환될 수 있으며, R', R", 및 R"'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이며,
    w, x, y, 및 z는 각각 W, X, Y, 및 Z의 몰분율이고,
    w는 0 < w ≤ 1인 실수이고,
    x는 0 ≤ x < 1인 실수이고,
    y는 0 ≤ y < 1인 실수이고,
    z는 0 ≤ z < 1인 실수이며, w + x + y + z = 1 이고,
    n은 1 ~ 10,000의 정수이고,
    단, w = 1, x = y = z = 0, 및 R1이 알킬기인 경우에 E1 및 E2는 수소 원자 또는 할로겐 원자가 아니다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 A는 S인 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 E1 및 E2는 동일한 작용기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 n은 2 ~ 5,000인 것을 특징으로 하는 화합물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 분자량은 1,000 ~ 500,000인 것을 특징으로 하는 화합물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 교대 공중합체인 것을 특징으로 하는 화합물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 X 및 Z는 각각 독립적으로 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기인 것을 특징으로 하는 화합물.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 헤테로아릴렌기는 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 및 셀렌 원자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 헤테로 원자를 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는 F, Cl, Br, I, 및 CN으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상; 또는 F, Cl, Br, I, 또는 CN으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 ~ 20의 직쇄, 분지쇄, 또는 고리형의 알킬기로 치환 또는 비치환되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 알킬기에서 서로 인접하지 않는 CH2는 각각 독립적 으로 -O-, -S-, -NH-, -NR'-, -SiR'R"-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CA1=CA2-, 및 -C=C-로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기로 치환 또는 비치환되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    여기서 R' 및 R"은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 H, F, Cl, 또는 CN이며, A1 및 A2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 탄소수 1 ~ 12의 알킬기 또는 아릴기이다.
  11. 청구항 7에 있어서, 상기 아릴렌기 또는 헤테로아릴렌기는 페닐렌기, 하나 이상의 질소 원자가 치환된 페닐렌기, 나프탈렌기, 알킬 플루오렌기, 옥사졸기, 티오펜기, 셀레노펜기, 또는 디티에노티오펜기(dithienothiophene)인 것을 특징으로 하는 화합물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 X 및 Z는 각각 독립적으로 하기 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    Figure 112007028469000-PAT00026
    Figure 112007028469000-PAT00027
    Figure 112007028469000-PAT00028
    상기 구조식에서, R5, R6, 및 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 또는 아릴기이다.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 R1, R2, R3, R4, E1, 및 E2는 각각 독립적으로 페닐기, 나프틸기, 안트라세닐기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 피리딜기, 비피리딜기, 카바졸기, 티오페닐기, 퀴놀리닐기, 이소퀴놀리닐기, 푸릴기, 피리딜기, 피롤일기, 및 펜안트릴기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 화합물.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 하기 화학식 3 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 것을 특징으로 하는 화합물:
    [화학식 3]
    Figure 112007028469000-PAT00029
    [화학식 4]
    Figure 112007028469000-PAT00030
    [화학식 5]
    Figure 112007028469000-PAT00031
    [화학식 6]
    Figure 112007028469000-PAT00032
    [화학식 7]
    Figure 112007028469000-PAT00033
    [화학식 8]
    Figure 112007028469000-PAT00034
    [화학식 9]
    Figure 112007028469000-PAT00035
    [화학식 10]
    Figure 112007028469000-PAT00036
    [화학식 11]
    Figure 112007028469000-PAT00037
    [화학식 12]
    Figure 112007028469000-PAT00038
    상기 화학식 3 내지 화학식 12에 있어서,
    R은 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하고, 같은 분자 내에서 서로 동일 하거나 상이할 수 있고,
    n, E1, 및 E2는 상기 화학식 1에서 정의한 바와 동일하다.
  15. W 또는 Y의 할로겐 치환체, 및 X 또는 Z로 표시되는 구조를 가진 물질을 스틸 커플링(Stille coupling), 쿠마다 커플링(Kumada coupling), 또는 스즈키 커플링(Suzuki coupling)의 방법에 의해서 반응시키는 단계를 포함하는 청구항 1의 화합물의 제조 방법:
    여기서 W, Y, X, 및 Y는 상기 화학식 1에서의 정의와 동일하다.
  16. 청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 화합물을 유기 반도체 물질로 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 발광 소자인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 박막 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 유기 전자 소자.
  19. 청구항 16에 있어서, 상기 유기 전자 소자는 유기 태양 전지인 것을 특징으 로 하는 유기 전자 소자.
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