KR20110068240A - 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터 - Google Patents

아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터 Download PDF

Info

Publication number
KR20110068240A
KR20110068240A KR1020090125102A KR20090125102A KR20110068240A KR 20110068240 A KR20110068240 A KR 20110068240A KR 1020090125102 A KR1020090125102 A KR 1020090125102A KR 20090125102 A KR20090125102 A KR 20090125102A KR 20110068240 A KR20110068240 A KR 20110068240A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
film transistor
compound
organic thin
group
Prior art date
Application number
KR1020090125102A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101736920B1 (ko
Inventor
송인범
조남성
Original Assignee
엘지디스플레이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지디스플레이 주식회사 filed Critical 엘지디스플레이 주식회사
Priority to KR1020090125102A priority Critical patent/KR101736920B1/ko
Publication of KR20110068240A publication Critical patent/KR20110068240A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101736920B1 publication Critical patent/KR101736920B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D409/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D409/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
    • C07D409/08—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings linked by a carbon chain containing alicyclic rings
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/631—Amine compounds having at least two aryl rest on at least one amine-nitrogen atom, e.g. triphenylamine
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
    • H10N10/80—Constructional details
    • H10N10/85—Thermoelectric active materials
    • H10N10/856—Thermoelectric active materials comprising organic compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)

Abstract

본 발명은 아릴기로 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다. 본 발명에 따른 화합물은 기존의 n- 또는 p-타입 유기반도체 물질에 비하여 결정성 및 박막 특성이 우수하여 상온에서의 용액 공정에 의하여 대면적 박막 형성이 가능하고, 누설 전류를 낮출 수 있어 유기 박막 트랜지스터의 전기적 특성을 개선할 수 있다.
헤테로 원자, 방향족, 플로오로 아릴기, 유기 반도체, 유기 박막 트랜지스터, 캐리어 수송층

Description

아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터{ARYL-SUBSTITUTED ANTHRACENE COMPOUND, PREPARATION METHOD THEREOF, AND ORGANIC THIN FILM TRANSISTOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
유기 반도체성 화합물의 발견으로 유기 전자재료 분야는 지난 20여년 동안 빠르게 발달하였다. 다양한 반도체성 또는 전기-광학적 특성을 나타내는 수많은 유기 화합물이 설계 및 개발되었으나, 유기 전자 재료는 실리콘을 기초로 하는 통상의 반도체 디바이스를 대체할 수 없다는 것이 일반적인 견해였다. 하지만 단기간에 유기 분자의 전하 이동 성능은 비약적으로 향상되었고, 또한 유기 전자 재료는 용액 공정을 이용한 대면적 소자의 제작 가능성, 다양한 화학 특성을 부여할 수 있는 작용기 변경 용이성, 저온에서의 가공성을 통한 저비용 생산 구조의 응용 등을 토대로 많은 연구와 개발이 진행되고 있다.
반도체성 유기 화합물은 현재 유기 박막 트랜지스터(OTFT), 유기 발광 다이오드(OLED), 센서 및 광전지 소자와 같은 분야에서 개발되고 있다. 그중에서 유기 박막 트랜지스터(OTFT)는 대면적 및 저비용 디스플레이 구현에 가장 적합한 기술로 주목받고 있으며, 보고된 성능도 상업적 양산에 적용할만한 성능에 근접하고 있다. 많이 연구되는 저분자계 또는 올리고머 유기반도체 물질로는 멜로시아닌, 프탈로시아닌, 페리렌, 펜타센, C60, 티오펜 올리고머 등을 들 수 있다. 일례로, 루슨트테크놀로지나 3M 등에서는 펜타센 단결정을 사용하여 3.2 내지 5.0 cm2/Vs 이상의 높은 전하 이동도를 얻었다고 보고하였다 (Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 2003, Vol. 771, L6.5.1-L66.5.11). 프랑스의 CNRS도 올리고티오펜 유도체를 이용하여 0.01 내지 0.1 cm2/Vs의 비교적 높은 전하 이동도와 전류 점멸비를 보고하였다. 한편 고분자계 재료로는 폴리티오펜계 재료를 채용한 고분자계 OTFT 소자를 시험 제작하여 전하 이동도 0.01 내지 0.02 cm2/Vs를 얻었다고 보고되었다 (국제공개 공보 WO 2000/7961호, Science, 2000, vol. 290, pp. 2132-2126). 또한, 미국 특허 제6,107,117호는 위치 규칙적(regio-regular)인 폴리티오펜 P3HT를 이용하여 전하 이동도 0.01 내지 0.04 cm2/Vs의 OTFT 소자를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 상기의 기술은 상온 습식 공정이어서 제조 공정과 비용, 대량 생산의 면에서 유리하지만, 물질을 고순도로 정제하는 것이 어려워 낮은 전하 이동도와 높은 차단 누설 전류를 나타낸다는 문제점이 있다.
종래에 유기 반도체 물질로서 저분자계 펜타센 전구체들과 올리고머 폴리티오펜 유도체들이 많이 연구되었는데, 그 예로는 아래와 같은 유기 단분자와, 폴리- 3-알킬티오펜 등의 고분자를 들 수 있다.
Figure 112009077601723-PAT00001
,
Figure 112009077601723-PAT00002
,
Figure 112009077601723-PAT00003
그런데, 저분자계의 펜타센 전구체 또는 펜타센 유도체들은 3.2 내지 5.0 ㎠/Vs 이상의 높은 전하 이동도를 나타내는 것으로 보고되어 있지만, 박막 형성 시 고가의 진공 증착 장비가 필요하고, 미세 패턴 형성에 어려움이 있어서, 비용이 높고, 대면적화에 적합하지 않은 문제점이 있다. 또한, 펜타센은 분자간 오비탈 중첩(overlaping)으로 인해 결정성이 우수하지만, 용해도는 낮기 때문에 현재 펜타센을 이용한 용액 공정은 불가능하며, 증착 공정을 거치는 경우 결정성의 편차가 심하고, 이 때문에 전하 이동도도 크게 차이가 나며, 특히 방향족 고리의 불안정성 때문에 케토(keto) 형태의 불순물이 형성되는 부작용이 일어나 소자의 전반적인 안정성이 취약하다.
한편, 고분자계 또는 올리고머 유기 반도체의 경우 펜타센과 같은 저분자계 유기 재료에 비하여 용액성이 우수하여 낮은 비용으로 대면적 가공이 가능하지만, 전하 이동도가 저분자 유기 재료에 비하여 현저하게 낮은 단점이 있다. 또한, 균일도가 부족하고, 재료 자체를 고순도화하기 어렵다는 단점도 있다.
따라서 유기 박막 트랜지스터를 상용화하기 위해서는 우수한 전기적 안정성 및 전기적 특성과, 공정성 (가공성) 등의 여러 요소를 만족시켜야 하고, 이를 위해서는 저분자계/고분자계 유기 반도체의 장점을 모두 갖추어야 한다. 그러므로, 용해성이 우수하여 상온 습식 공정(wet process) 및 고진공 증착 공정 등에 의한 박막 형성이 가능하고, 높은 전하 이동도와 낮은 차단 누설 전류를 갖는 유기 박막 트랜지스터용 유기 화합물의 개발이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 한계를 극복하고자 하는 것으로서, 상온 스핀 코팅과 같은 용액 공정이 가능하고, 우수한 전기적 안정성 및 성능을 갖는 새로운 저분자 방향족 고리 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용하는 전자 소자를 개발하는 것을 목적으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은 용해성이 우수하여 상온 습식 공정 및 고진공 증착 공정 등에 의한 박막 형성 공정이 가능하고, 높은 전하 이동도와 낮은 차단 누설 전류를 갖는 유기 박막 트랜지스터용 유기 화합물을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은 다음과 같은 것에 의하여 달성된다.
(1) 다음 화학식 1로 표시되는 안트라세닐계 화합물:
Figure 112009077601723-PAT00004
(2) 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터.
본 발명의 유기 반도체 화합물은 유기 박막 트랜지스터에서 활성층(active layer)으로 사용될 때, 용액공정에 의해 박막을 형성하는 것이 가능하며, 높은 전하 이동도와 낮은 차단 누설전류를 동시에 만족하는 유기 박막 트랜지스터를 제조할 수 있는 장점이 있다.
또한 우수한 액정성으로 인하여 분자간 배열이 용이하게 되어 뛰어난 결정성을 가지게 되며, 본 발명에 따른 유기 반도체 화합물을 적용하여 제조되는 유기 박막 트랜지스터는 다양한 치환체 및 치환체 그룹의 도입에 의한 분자내 혹은 분자간 전하 이동을 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 우수한 결정성 및 강한 파이 오비탈 중첩으로 인해 정공 및 전자의 이동도가 개선됨은 물론 우수한 점멸비를 가진다.
본 발명은 다음 화학식 1로 표시되는 안트라세닐계 화합물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112009077601723-PAT00005
식 중에서,
A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소, 규소 및 게르마늄으로 구성된 군에서 선택되는 원자이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 구성된 군에서 선택되는 할로겐 원자, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 구성된 군에서 선택되는 할로겐 원자로 치환된 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알케닐, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알키닐, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 및 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알콕시, C6-C10 아릴로 구성된 군에서 선택되는 것이고,
Ar은 고리 내에 산소, 황 및 셀레늄으로 구성된 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1개 이상 포함하거나 포함하지 않는 C4-C20 아릴렌기이다.
상기 화학식 1에 있어서, 상기 3개의 R1이 결합되어 있는 A1 부분은 화학식 1의 화합물의 용매에 대한 용해성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 Ar이 헤테로 원자를 포함하지 않는 경우 페닐렌기일 수 있고, 이 경우 R2는 페닐렌기의 3-, 4-, 2,4-, 3,5-, 3,4,5-, 또는 2,3,4,5,6- 위치에 결합되어 있는 치환기로서, 각각의 위치에 결합되어 있는 치환기는 서로 상이한 것일 수도 있다.
상기 Ar이 헤테로 원자를 포함하는 아릴렌기인 경우, 바람직한 예는 다음과 같은 구조를 갖는 것으로 구성된 군에서 선택되는 것일 수 있다.
Figure 112009077601723-PAT00006
상기 R1의 바람직한 예로는 메틸, 에틸, 이소프로필 및 이소부틸을 들 수 있고, R2의 바람직한 예로는 할로겐 원자, 메틸, 에틸, 헥실 등의 노르만 알킬, 3개의 할로겐 원자로 치환된 알킬, 예를 들면, 트리플루오로메틸을 들 수 있다.
상기 화학식 1의 화합물의 가장 바람직한 예로는 다음 화학식으로 표시되는 것으로 구성된 군에서 선택되는 것을 들 수 있다.
Figure 112009077601723-PAT00007
,
Figure 112009077601723-PAT00008
,
Figure 112009077601723-PAT00009
,
Figure 112009077601723-PAT00010
,
Figure 112009077601723-PAT00011
,
Figure 112009077601723-PAT00012
,
Figure 112009077601723-PAT00013
,
Figure 112009077601723-PAT00014
,
Figure 112009077601723-PAT00015
,
Figure 112009077601723-PAT00016
,
Figure 112009077601723-PAT00017
및
Figure 112009077601723-PAT00018
.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 본 발명 분야에 알려져 있는 어떤 형태를 갖는 것이어도 무방하다.
예를 들면, 상기 유기 박막 트랜지스터는 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이에 존재하는 화학식 1의 화합물의 박막을 포함하는 것일 수 있는데, 이때 상기 화합물은 박막 형태로 유기 활성층을 구성하는 것일 수 있다. 상기 박막은 스크린 인쇄, 프린팅, 스핀코팅, 딥핑, 진공증착 및 잉크 분사로 구성된 군에서 선택되는 한 가지 이상의 방법으로 형성시킨 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 기판 (11), 게이트 전극 (16), 게이트 절연층 (12), 유기 활성층 (13) 및 소스 전극 (14)/드레인 전극 (15)을 포함하는 것일 수 있는 것으로서, 상기 유기 활성층 (13)이 상기 화학식 1의 화합물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 상기 유기 박막 트랜지스터는 탑-게이트/탑-컨택트, 탑-게이트-바텀-컨택트, 바텀-게이트/탑-컨택트, 또는 바텀-게이트/바텀-컨택트 구조를 갖는 것으 로서, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 각각 금, 은, 알루미늄, 니켈, 크롬 알루미늄네오듐 (AlNd), 몰리브덴, 구리 및 인듐틴산화물 (ITO)로 구성된 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것일 수 있다.
실시예
이하에서는 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명한다. 그러나 실시예는 본 발명의 예시에 불과한 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 2,6-비스-(티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-디브로모안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00019
100 mL 2구 플라스크에 t-BuONO (1.95 g, 18.88 mmol), CH3CN (300 mL), CuBr2 (4.22 g, 18.88 mmol)을 넣고 65℃로 가열하였다. 2,6-디아미노안트라퀴논 (20 g, 83.9 mmol)을 4회에 걸쳐 적하하였다. 6시간이 지난 후 20% HCl 용액으로 반응을 종결시키고, 생성된 고체를 여과하였다. 1,4-디옥산으로 재결정하였다. 수득량: 24 g (80%), m.p: 194℃, 1H-NMR (300 MHz, CDCl3, ppm): 8.46 (d, 1H), 8.20 (d, 1H), 7.97 (m, 2H)
(2) 2,6-디-티오펜-2-일-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00020
100 mL 2구 플라스크에 상기 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (0.3 g, 0.82 mmol)과 2-티오페닐-보론산(boronic acid) (0.26 g, 2.03 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율: 70%)
(3) 2,6-비스-(티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00021
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.34 mL, 6.04 mmol)을 넣고 n-BuLi (3.4 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 디-티오페닐-안트라퀴논 (500 mg, 1.34 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (665 mg, 2.95 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 수율 55%, 분자량: 이론값 702.32, 측정값(HRMS) 702.3198
실시예 2: 2,6-비스-(5-메틸-티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(5-메틸-티오펜-2-일)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00022
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 5-메틸-티오페닐-보론산 (1.2 g, 8.20 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 75%)
(2) 2,6-비스-(5-메틸-티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]- 안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00023
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.9 mL, 8.50 mmol)을 넣고 n-BuLi (3.0 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 5-메틸-티오페닐-안트라퀴논 (760 mg, 1.89 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (935 mg, 4.15 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 230 mg (17%), 분자량: 이론값 730.35, 측정값(HRMS) 730.3506, XRD 분석 (도 2a)
실시예 3: 2,6-비스-(5-헥실-티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(5-헥실-티오펜-2-일)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00024
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 2-(5-헥실-티오펜-2-일)-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란(dioxaborolane) (2.40 g, 8.19 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 70%)
(2) 2,6-비스-(5-헥실-티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00025
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.2 mL, 5.00 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.9 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였 다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 2,6-비스-(5-헥실-티오펜-2-일)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논 (470 mg, 1.09 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (573 mg, 2.54 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류교반 시킨다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 400 mg (48%), 분자량: 이론값 870.51, 측정값(HRMS) 870.5098, XRD 분석 (도 2b)
실시예 4: 2,6-비스-(바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-[2,2']바이티오페닐-5-일-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00026
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 2-[2,2']바이티오페닐-5-일-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란 (2.39 g, 8.19 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰 다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 60%)
(2) 2,6-비스-(바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00027
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (931 ㎕, 4.19 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.33 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 디-바이티오페닐-안트라퀴논 (500 mg, 0.93 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (462 mg, 2.05 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 400 mg (50%), 분자량: 이론값 866.30, 측정값(HRMS) 866.2998
실시예 5: 2,6-비스-(5-헥실-바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라 닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(5'-헥실-[2,2']바이티오페닐-5-일)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00028
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 2-(5'-헥실-[2,2']바이티오페닐-5-일)-4,4,5,5-테트라메틸-[1,3,2]디옥사보롤란 (3.08 g, 8.19 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 55%)
(2) 2,6-비스-(5-헥실-바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00029
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.8 mL, 8.13 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.9 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 2,6-비스-(5'-헥실-[2,2']바이티오페닐-5-일)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논 (500 mg, 0.93 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (894 mg, 3.97 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 620 mg (42%), 분자량: 이론값 1034.48, 측정값(HRMS) 1034.4801, XRD 분석 (도 2c)
실시예 6: 2,6-비스-(벤조바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-벤조[b]티오펜-2-일-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00030
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 벤조티오펜 보론산 (1.46 g, 8.19 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 40%)
(2) 2,6-비스-(벤조바이티오펜)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00031
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.5 mL, 6.58 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.4 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였 다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 벤조티오페닐-안트라퀴논 (694 mg, 1.46 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (724 mg, 3.22 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 400 mg (34%), 분자량: 이론값 802.35, 측정값(HRMS) 802.3466
실시예 7: 2,6-비스-(4-플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(4-플루오로-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00032
100 mL 2구 플라스크에 실시예 1의 (1)에서 제조한 2,6-디브로모안트라퀴논 (0.4 g, 1.09 mmol)과 4-플루오로-페닐-보론산 (0.35 g, 2.50 mmol), 2M Na2CO3 (10 mL), Pd(pph3)4 (3 mol%), Aliquat 336 (2 내지 3 방울)을 질소 분위기 하에서 넣은 다음, 톨루엔 15 mL로 용해시켰다. 그 다음, 110℃에서 24시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 메탄올로 세정하여 고체 생성물을 얻었다. 그 다음, 얻어진 고체 생성물을 끓는 메틸렌 클로라이드로 세정하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 80%)
(2) 2,6-비스-(4-플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00033
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.26 mL, 5.68 mmol)을 넣고 n-BuLi (3.2 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 플루오로페닐-안트라퀴논(399 mg, 1.00 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (625 mg, 2.77 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 짧은 실리카 칼럼 (헥산 100%)으로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 405 mg (55%), 분자량: 이론값 726.39, 측정값(HRMS) 726.3876, X-선 결정 상태 확인 (도 6a)
실시예 8: 2,6-비스-(2,4-디플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(2,4-디플루오로-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00034
2,6-디브로모안트라퀴논 (0.4 g, 1.09 mmol)과 4-디플루오로-페닐-보론산 (0.40 g, 2.53 mmol)를 사용하여 실시예 7의 (1)에서와 동일한 방법으로 2,6-비스-(2,4-디플루오로-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논을 제조하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 65%)
(2) 2,6-비스-(2,4-디플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00035
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.2 mL, 5.00 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.9 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 2,4-디플루오로페닐-안트라퀴논 (389 mg, 0.90 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (573 mg, 2.54 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 297 mg (43%), 분자량: 이론값 762.37, 측정값(HRMS) 762.3658, X-선 결정 상태 확인 (도 6b)
실시예 9: 2,6-비스-(3,5-디플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센
(1) 2,6-비스-(3,5-디플루오로-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00036
2,6-디브로모안트라퀴논 (0.4 g, 1.09 mmol)과 3,5-디플루오로-페닐-보론산 (0.35 g, 2.53 mmol)를 사용하여 실시예 7의 (1)에서와 동일한 방법으로 2,6-비스-(3,5-디플루오로-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논을 제조하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 55%)
(2) 2,6-비스-(3,5-디플루오로-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00037
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.2 mL, 5.00 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.9 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 3,5-디플루오로페닐-안트라퀴논 (470 mg, 1.09 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4 mL)에 SnCl2·2H2O (573 mg, 2.54 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 400 mg (48%), 분자량: 이론값 762.37, 측정값(HRMS) 762.3658, X-선 결정 상태 확인 (도 6c)
실시예 10: 2,6-비스-(4-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센
(1) 2,6-비스-(4-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00038
2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 4-트리플루오로메틸-페닐-보론산 (1.52 g, 8.00 mmol)를 사용하여 실시예 7의 (1)에서와 동일한 방법으로 2,6-비스-(4-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논을 제조하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 80%)
(2) 2,6-비스-(4-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00039
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.8 mL, 8.13 mmol)을 넣고 n-BuLi (2.9 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 4-트리플루오로메틸-페닐-안트라퀴논 (900 mg, 1.81 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4mL)에 SnCl2·2H2O (894 mg, 3.97 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸 렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 620 mg (42%), 분자량: 이론값 826.38, 측정값(HRMS) 826.3792
실시예 11: 2,6-비스-(3-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(3-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00040
2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 3-트리플루오로메틸-페닐-보론산 (1.52 g, 8.00 mmol)를 사용하여 실시예 7의 (1)에서와 동일한 방법으로 2,6-비스-(3-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논을 제조하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 66%)
(2) 2,6-비스-(3-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00041
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (1.9 mL, 8.58 mmol)을 넣고 n-BuLi (3.0 mL)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 4-트리플루오로메틸-페닐-안트라퀴논 (950 mg, 1.91 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4mL)에 SnCl2·2H2O (944 mg, 4.19 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료후 증류수와 메틸렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 840 mg (53%), 분자량: 이론값 826.38, 측정값(HRMS) 826.3788
실시예 12: 2,6-비스-(3,5-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
(1) 2,6-비스-(3,5-비스-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논의 제조
Figure 112009077601723-PAT00042
2,6-디브로모안트라퀴논 (1.0 g, 2.73 mmol)과 3,5-트리플루오로메틸-페닐-보론산 (2.00 g, 8.00 mmol)를 사용하여 실시예 7의 (1)에서와 동일한 방법으로 2,6-비스-(3,5-비스-트리플루오로메틸-페닐)-4a,9a-디하이드로-안트라퀴논을 제조하여 깨끗한 고체 생성물을 얻었다. (수율 40%)
(2) 2,6-비스-(3,5-트리플루오로메틸-페닐)-9,10-비스-[(트리이소프로필실라닐)-에티닐]-안트라센의 제조
Figure 112009077601723-PAT00043
100 mL 2구 플라스크에 트리이소프로필실릴아세틸렌 (352 ㎕, 1.63 mmol)을 넣고 n-BuLi (580 ㎕)을 천천히 적하한 다음, 60℃에서 2시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 반응 혼합물을 상온으로 냉각시키고, 3,5-트리플루오로메틸-페닐-안트라퀴논 (230 mg, 0.36 mmol)을 적하하고, 다시 60℃에서 12시간 동안 환류 교반하였다. 그 다음, 10% HCl (4mL)에 SnCl2·2H2O (180 mg, 0.80 mmol)를 녹인 용액을 천천히 적하하고, 다시 2시간 동안 환류 교반하였다. 반응 종료 후 증류수와 메틸 렌 클로라이드를 이용하여 유기층을 추출하고 농축시켰다. 실리카 칼럼 크로마토그래피 (헥산 100%)로 생성물을 분리한 후, 다시 메틸렌 클로라이드와 MeOH으로 재결정하였다. 수득량: 90 mg (26%), 분자량: 이론값 962.36, 측정값(HRMS) 962.3599
실시예 13: 유기 박막 트랜지스터 제작
세정된 유리 기판 위에 절연막으로서 SiO2를 CVD법으로 1000Å 두께로 성막하고, 표면 세정 과정을 거친 뒤 건조시켰다. 그 다음, 표면 처리를 위하여 헥산에 10mM 농도로 희석시킨 옥타데실트리클로로실란 용액에 30초간 담갔다가 아세톤으로 세정하고, 상기 실시예 1 내지 12에서 합성한 화합물의 2wt% 클로로벤젠 용액을 각각 1000 rpm의 속도로 기판 위에 성막하였다. 아르곤 분위기 하의 글로브 박스 안에서 70℃로 20분 동안 베이킹 (baking)하고, 유기 박막 위에 금으로 소스-드레인 전극을 진공 증착하여 500Å 두께로 형성하여, 도 1b에 나타낸 것과 같은 바톰 게이트/탑 컨택 방식의 유기 박막 트랜지스터 (OTFT) 소자를 제작하였다. 제작한 소자의 전하 이동도를 측정하였다.
또한, 바인더 고분자를 포함 (유기반도체 : 고분자 바인더 = 1:1)하는 소자를 제작하였다. KEITHLEY사의 Semiconductor Characterization System (4200-SCS)를 이용하여 전류 전달 특성을 측정하였다. 하기 포화 영역(saturation region) 전류식으로부터 (ISD)1/2 과 VG를 변수로 한 그래프를 얻고 그 기울기로부터 전하 이동도 값을 구하였다.
Figure 112009077601723-PAT00044
상기 식에서 ISD는 소스-드레인 전류, μ 또는 μFET는 전하 이동도, C0는 산화막 정전 용량, W는 채널 폭, L은 채널 길이, VG는 게이트 전압, VT는 문턱 전압을 나타낸다. 또한 차단누설전류(Ioff)는 오프 상태일 때 흐르는 전류로서, 전류비에서 오프 상태에서 최소 전류로 구하였다.
아래의 표 1은 실시예 1 내지 6의 화합물을 활성층으로 사용하여 제작한 유기 박막 트랜지스터의 성능 시험 결과를 정리한 것이다.
Figure 112009077601723-PAT00045
소자의 제작 과정에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 6의 화합물은 용해 가능한(soluble)한 공정을 통하여 유기 박막 트랜지스터의 유기 활성층으로 형성될 수 있고, 또한 상기 표 1은 실시예 1의 화합물이 유기 활성층으로 사용된 경우에 특히 높은 전하 이동도를 나타내고 점멸비 (차단 누설 전류)도 우수하다는 것을 보여주고 있고, 도 2는 본 발명의 실시예 2, 3 및 5의 화합물은 결정화도가 우수하다는 것을 보여준다.
아래의 표 2는 실시예 7 내지 12의 화합물을 활성층으로 사용하여 제작한 유기 박막 트랜지스터의 성능 시험 결과를 정리한 것이다.
Figure 112009077601723-PAT00046
소자의 제작 과정에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예 7 내지 12의 화합물은 용해 가능한(soluble)한 공정을 통하여 유기 박막 트랜지스터의 유기 활성층으로 형성될 수 있고, 상기 표 2는 실시예 7의 화합물이 유기 활성층으로 사용된 경우에 높은 전하 이동도를 나타내고 점멸비 (차단 누설 전류)도 우수하다는 것을 보여주고 있으며, 도 4 및 6은 본 발명의 실시예 7 내지 9의 화합물의 결정화도가 우수하다는 것을 보여준다.
따라서, 본 발명에 따른 유기 박막 트랜지스터는 우수한 전기적 특성을 가질 수 있고, 용해 가능한 공정으로 유기 활성층을 형성할 수 있으므로, 제조 비용이 절감될 수 있다.
도 1a 내지 1d는 기판/게이트/절연층/소스, 드레인/반도체 층으로 제조되는 일반적인 유기 박막 트랜지스터의 구조의 단면도이다.
도 2a 내지 2c는 실시예 2, 3 및 5에서 합성한 화합물의 XRD 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3c는 실시예 2, 3 및 5에서 합성한 화합물의 시차열량분석 곡선을 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 4c는 실시예 7 내지 9에서 합성한 화합물의 XRD 분석 결과를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5f는 실시예 7 내지 12에서 합성한 화합물의 시차열량분석 곡선을 나타낸 도면이다.
도 6a 내지 6c는 실시예 7 내지 9에서 합성한 화합물의 X-ray 결정 상태를 보여주는 도면이다.
* 도면 부호에 대한 설명 *
11: 기판 12: 게이트 절연층
13: 유기 활성층 14 및 15: 드레인 전극
16: 게이트 전극

Claims (12)

  1. 다음 화학식 1로 표시되는 안트라세닐계 화합물:
    Figure 112009077601723-PAT00047
    식 중에서,
    A1 및 A2는 각각 독립적으로 탄소, 규소 및 게르마늄으로 구성된 군에서 선택되는 원자이고,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 구성된 군에서 선택되는 할로겐 원자, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 불소, 염소, 브롬 및 요오드로 구성된 군에서 선택되는 할로겐 원자로 치환된 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알케닐, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알키닐, 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알킬, 및 직선형, 분지형 또는 고리형 C1-C20 알콕시, C6-C10 아릴로 구성된 군에서 선택되는 것이고,
    Ar은 고리 내에 산소, 황 및 셀레늄으로 구성된 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1개 이상 포함하거나 포함하지 않는 C4-C20 아릴렌기이다.
  2. 제1항에 있어서, Ar은 페닐렌이고, R2는 페닐렌의 3-, 4-, 2,4-, 3,5-, 3,4,5-, 또는 2,3,4,5,6- 위치에 결합되어 있는 것인 화합물.
  3. 제1항에 있어서, Ar은 다음과 같은 구조를 갖는 것으로 구성된 군에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112009077601723-PAT00048
  4. 제1항에 있어서, R1은 이소프로필인 화합물.
  5. 제1항에 있어서, R2는 메틸, 헥실, 트리플루오로메틸 또는 플루오로인 화합물.
  6. 제1항에 있어서, 다음 화학식으로 표시되는 것으로 구성된 군에서 선택되는 것인 화합물:
    Figure 112009077601723-PAT00049
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00050
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00051
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00052
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00053
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00054
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00055
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00056
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00057
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00058
    ,
    Figure 112009077601723-PAT00059
    및
    Figure 112009077601723-PAT00060
    .
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 화합물을 포함하는 유기 박막 트랜지스터.
  8. 제7항에 있어서, 제1 전극 및 제2 전극과, 상기 제1 전극과 제2 전극의 사이에 존재하는 상기 화합물의 박막을 포함하는 것인 유기 박막 트랜지스터.
  9. 제7항에 있어서, 상기 화합물은 유기 활성층을 구성하는 것인 유기 박막 트랜지스터.
  10. 제7항에 있어서, 상기 박막은 스크린 인쇄, 프린팅, 스핀코팅, 딥핑, 진공증착 및 잉크 분사로 구성된 군에서 선택되는 한 가지 이상의 방법으로 형성시킨 것인 유기 박막 트랜지스터.
  11. 제8항에 있어서, 탑-게이트/탑-컨택트, 탑-게이트-바텀-컨택트, 바텀-게이트/탑-컨택트, 또는 바텀-게이트/바텀-컨택트 구조를 갖는 것인 유기 박막 트랜지스터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극이 각각 금, 은, 알루미늄, 니켈, 크롬 알루미늄네오듐 (AlNd), 몰리브덴, 구리 및 인듐틴산화물 (ITO)로 구성된 군에서 선택되는 재료로 형성되는 것인 유기 박막 트랜지스터.
KR1020090125102A 2009-12-15 2009-12-15 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터 KR101736920B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090125102A KR101736920B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090125102A KR101736920B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110068240A true KR20110068240A (ko) 2011-06-22
KR101736920B1 KR101736920B1 (ko) 2017-05-18

Family

ID=44400514

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090125102A KR101736920B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101736920B1 (ko)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006050496A1 (en) 2004-11-02 2006-05-11 E.I. Dupont De Nemours And Company Substituted anthracenes and electronic devices containing the substituted anthracenes
JP2007088115A (ja) 2005-09-21 2007-04-05 Konica Minolta Holdings Inc 有機半導体材料，有機半導体膜，有機半導体デバイス及び有機薄膜トランジスタ
EP2232606A1 (en) * 2007-12-17 2010-09-29 3M Innovative Properties Company Solution processable organic semiconductors based on anthracene

Also Published As

Publication number Publication date
KR101736920B1 (ko) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101591101B1 (ko) 실릴에티닐화 헤테로아센 및 이로 제조된 전자 장치
KR102079230B1 (ko) 축합다환 헤테로방향족 화합물, 이를 포함하는 유기 박막 및 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자
JP5302495B2 (ja) （オリゴチオフェン−アリーレン）誘導体およびこれを用いた有機薄膜トランジスタ
KR20230106556A (ko) 축합다환 헤테로방향족 화합물, 이를 포함하는 유기박막 및 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자
KR102043985B1 (ko) 축합다환 헤테로방향족 화합물, 이를 포함하는 유기 박막 및 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자
KR102570395B1 (ko) 축합다환 헤테로방향족 화합물, 이를 포함하는 유기 박막 및 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자
WO2013089444A2 (ko) 신규한 다이케토피롤로피롤 중합체 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR101151082B1 (ko) 스타형 (올리고티오펜-아릴렌) 유도체 및 이를 이용한유기박막 트랜지스터
KR101888617B1 (ko) 유기 반도체 화합물, 이를 포함하는 유기 박막, 상기 유기 박막을 포함하는 전자 소자 및 유기 박막의 제조방법
US20090120495A1 (en) Alternating copolymers of phenylene vinylene and oligoarylene vinylene, preparation method thereof, and organic thin flim transister comprising the same
KR101589048B1 (ko) 신규한 유기반도체 화합물 및 이를 포함하는 유기전자소자
KR101139055B1 (ko) 신규한 방향족 엔다이인 유도체, 이를 이용한 유기 반도체및 전자소자
JP4891618B2 (ja) チオフェン−チアゾール誘導体およびこれらを用いた有機薄膜トランジスタ
KR101736920B1 (ko) 아릴기가 치환된 안트라센 화합물, 그 제조 방법 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터
KR101072477B1 (ko) 고분자 곁사슬에 알킬티오펜 기가 치환된 유기 반도체 화합물 및 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터
KR100877177B1 (ko) 아세틸렌기가 치환된 안트라센 구조의 유기반도체 화합물및 이를 이용한 유기박막트랜지스터
KR101238183B1 (ko) 알킬티오펜을 포함하는 교대 공중합체와 이를 이용한 유기 박막 트랜지스터
KR100901856B1 (ko) 전자주게 치환기를 갖는 나프탈렌으로 말단 기능화된새로운 올리고머 반도체 화합물과 이를 이용한유기박막트랜지스터
윤채영 Synthesis and Characterization of Organic Molecules for Organic Thin-Film Transistors.
KR101816515B1 (ko) 퍼플루오르알킬 곁사슬이 도입된 신규 나프탈렌 다이이미드계 유기 반도체 화합물 및 이를 이용한 유기 전자 소자
KR100901885B1 (ko) 전자주게 치환기를 갖는 나프탈렌으로 말단 기능화된새로운 올리고머 반도체 화합물과 이를 이용한유기박막트랜지스터
KR101254100B1 (ko) 신규한 유기 반도체 화합물 및 이를 구동층으로 채용하고 있는 유기 박막 트렌지스터
JP2007258335A (ja) 電界効果型トランジスタおよびそれを用いた画像表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant