KR20130042571A - 치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜을 기본으로 하는 반도체 - Google Patents

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헤레우스 프레셔스 메탈스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure pct00016

여기서 Z는
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 또는
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 라디칼 또는
- 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
본 발명은 또한 반도체 층, 전자 부품, 전자 부품의 제조방법, 상기 방법으로 얻어질 수 있는 전자 부품 및 상기 화학식 1의 화합물의 사용방법에 관한 것이다.

Description

치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜을 기본으로 하는 반도체 {Semiconductors Based on Substituted [1]Benzothieno[3,2-b][1]-benzothiophenes}
본 발명은 단치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜 ([1]benzothieno[3,2-b][1]-benzothiophenes (BTBTs)), 반도체 층, 전자 부품 (electronic component), 전자 부품의 제조방법, 상기 방법에 의해 얻어질 수 있는 전자 부품 및 단치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜의 용도에 관한 것이다.
분자 전자 (molecular electronics) 분야는 유기 도체 및 반도체성 화합물의 발달에 따라 지난 15년 동안에 빠르게 발전되어 왔다. 이 기간 동안 반도체성 또는 전기-광학 특성 (electro-optical properties)을 갖는 다수의 화합물은 발견되어 왔다. 분자 전자는 종래의 실리콘계 반도체 화합물을 대체할 수 없는 것으로 일반적으로 이해하고 있다. 대신, 분자 전자 부품은 대면적 (large area) 코팅 적합성, 구조적 유연성, 저온에서 가공성 및 저비용이 필수조건인 새로운 사용 분야가 열릴 것이라고 예상된다. 반도체성 유기 화합물 (Semiconducting organic compounds)은 유기 전계 효과 트랜지스터 (organic field effect transistors) (OFETs), 유기 발광 소자 (organic light-emitting diodes) (OLEDs), 센서 (sensors) 및 광전기력 요소 (photovoltaic elements)와 같은 사용 분야에서 최근까지 발전되고 있다. 실리콘 부품 (silicon components)의 유연성 부족 및 가격 때문에 실리콘 기술의 도움을 받아도 지금까지 실현할 수 없었던 지능형 카드 (intelligent cards) (스마트 카드) 또는 가격표 (price tags)에 대한 저렴한 해법 (inexpensive solutions)이, 집적 유기 반도체 회로 (integrated organic semiconductor circuits)에서 OFETs의 단순 구조 및 통합에 의해 가능하게 되었다. OFETs는 대면적 유연성 매트릭스 디스플레이 (large-area flexible matrix displays)에서 회로 요소로 마찬가지로 사용될 수 있다. 유기 반도체, 집적 반도체 회로 및 이의 용도의 개요는, 예를 들어, H. Klauk (editor), Organic Electronics, Materials, Manufacturing and Applications, Wiley-VCH 2006에서 제공된다.
전계 효과 트랜지스터는 두 개의 전극 (소위 "소스 (source)" 및 "드레인 (drain)"으로 명명) 사이의 좁은 전도 채널 (narrow conduction channel)의 전도성이 얇은 절연층 (thin insulating layer)에 의해 전도 채널으로부터 분리된 제3 전극 (소위 "게이트 (gate)"로 명명)의 수단에 의해 조절되는 3-전극 요소 (three-electrode element)이다. 전계 효과 트랜지스터의 가장 중요한 특성들은 상기 트랜지스터의 스위칭 속도 (switching speed)를 결정적으로 결정하는 전하 운반체 (charge carrier)의 이동성 (mobility), 및 소위 "온-오프 비 (On/Off ratio)"인 스위칭 및 비스위칭 상태에서 전류 사이의 비 (ratio)이다.
유기 전계 효과 트랜지스터에서, 두 개의 큰 부류의 화합물이 지금까지 사용되어왔다. 두 개 부류의 화합물은 연속적인 접합된 단위 (continuous conjugated units)를 가지며, 분자량 및 구조에 의존하는, 접합된 중합체 (conjugated polymers) 및 접합된 올리고머 (conjugated oligomers)로 분류된다.
올리고머 및 중합체 사이의 구별은 이들 화합물의 가공에 있어서 기본적 차이점 (fundamental difference)이 있다는 사실에 기초한다. 올리고머는 종종 증발될 수 있고, 기상 증착 공정 (vapour deposition processes)를 통해 기판 (substrates)에 적용된다. 더 이상 증발될 수 없고 또 다른 공정이 적용될 화합물은 이들의 분자 구조와 관계없이, 종종 중합체로 명명된다. 중합체의 경우에 있어서, 액체 매체, 예를 들어, 유기 용매에서 용해되고, 그 다음 적절한 적용 공정을 통해 적용될 수 있는 화합물이 일반적으로 모색된다. 매우 광범위하게 사용된 적용 공정은, 예를 들어, "스핀 코팅 (spin coating)" 공정이다. 잉크-젯트 (ink-jet) 공정을 통한 반도체성 화합물의 적용은 특히 우수한 방법이다. 이러한 공정에 있어서, 상기 반도체성 화합물의 용액은 초미세 액적 (very fine droplets)의 형태로 기판에 적용되고, 건조된다. 이러한 공정은 상기 적용 동안에 수행될 수 있는 구조를 허용한다. 반도체성 화합물에 대한 이러한 적용 공정의 설명은, 예를 들어, Nature, volume 401, p. 685에 기술되어 있다.
단순한 방법 및 방식에 의해 저렴한 유기 집적 반도체 회로에서 달성하기 위한 더 큰 잠재성은 습식 화학 공정 (wet chemistry processes)에 일반적으로 기여하는 것이다.
초 고순도의 화합물은 고품질 유기 반도체 회로의 생산을 위해 중요한 필요조건이다. 차수 현상 (Order phenomena)은 반도체에서 주요한 역할로 작용한다. 화합물의 균일한 정렬 (uniform alignment)의 방해 및 결정 입계 (grain boundaries)의 강조는 반도체 특성에 급격한 하강을 유도하여, 초 고순도가 아닌 화합물을 사용하여 제작된 유기 반도체 회로는 일반적으로 사용할 수 없다. 예를 들어, 남아있는 불순물은 반도체성 화합물에 전하를 주입 ("도핑" (doping))할 수 있고, 따라서 온/오프 비를 감소하거나, 또는 전하 트랩 (charge traps)으로 제공되며, 따라서 이동성을 급격하게 감소시킨다. 불순물은 더구나 산소와 반도체성 화합물의 반응을 개시할 수 있고, 불순물의 산화는 반도체성 화합물을 산화시킬 수 있고, 따라서, 가능한 저장, 가공, 및 작동 시간을 단축한다.
통상적으로 필요한 순도는 세척 (washing), 재침전 (reprecipitation) 및 추출 (extraction)과 같은, 중합체 화학의 알려진 방법에 의해 일반적으로 달성될 수 없을 만큼 너무 높다. 반면, 분자적으로 균일하고 흔한 휘발성 화합물 (volatile compounds)으로서, 올리고머 (oligomers)는 승화 (sublimation) 또는 크로마토그래피 (chromatography)에 의해 상대적으로 쉽게 정제될 수 있다.
중요한 대표적인 올리고머성 반도체성 화합물은, 예를 들어, 올리고티오펜 (oligothiophenes)이고, 특히 하기 화학식에 따른 말단 알킬 치환기
Figure pct00001
및 하기 화학식에 따른 펜타신 (pentacene)을 갖는다.
Figure pct00002
예를 들어, α,α'-디헥실쿼터 (dihexylquater)-, -쿠인쿼 (quinque)- 및 -섹시티오펜 (sexithiophene)에 대한 통상적 이동성은, 0.05～0.1 ㎠/Vs이다. 펜타신은 더 높은 이동성을 보이지만, 이것의 매우 낮은 용해도 때문에 기상 증착에 의해서만 가공될 수 있다. 치환된 펜타신, 예를 들어, 6,13-비스(트리이소프로필실릴에티닐-펜타신 (bis(trⅱsopropylsilylethynyl)-pentacene)은 용액으로 가공될 수 있지만, 환경적 영향에 대해 안정성의 결함을 나타낸다.
일반적으로, 용액으로 올리고머성 화합물의 가공 동안에 상기 반도체성 특성의 저하는 올리고머성 화합물의 막 형성 경향이 적고, 적절한 용해도에 기여한다. 따라서, 이질성 (inhomogeneities)은, 예를 들어, 용액을 건조하는 동안 침전에 기여한다 (Chem. Mater., 1998, volume 10, p.　633).
따라서 용액으로 가공된 반도체 막은 기상-증착된 것보다 열악한 특성을 갖는다. 따라서 용매로부터 가공 후에 개선된 특성을 갖는 반도체에 대한 필요가 있다.
본 발명은 반도체성 유기 화합물에 관련, 특히 전자 부품에서 반도체 층의 구성 요소로서 이러한 반도체성 유기 화합물의 이용과 관련하여 종래의 기술로부터 결과하는 단점을 극복하는데 그 목적이 있다.
특히 본 발명의 목적은 보통 용매로, 및 기상 증착에 의해 모두 가공될 수 있고, 우수한 특성을 갖는 반도체성 막을 결과하는 유기 화합물을 제공하는데 있다. 이러한 화합물은 대면적에 대해 유기 반도체성 층의 적용을 위해 매우 적절할 수 있다.
부가적으로, 이들 유기 화합물로부터 반도체 층의 생산에 있어서, 전자 용도에 적절한 균일한 두께 및 모폴로지의 고품질의 층은 형성될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 제공한다.
Figure pct00003
여기서 Z는
- 할로겐, 포스폰산 (phosphonic acid) 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 (radical) R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 (sulphonic acid) 그룹 -SO3H, 할로실일 (halosilyl) 라디칼 -SiHalnR2 3-n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 (thiol) 그룹 또는 트리알콕시실일 (trialkoxysilyl) 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐 (thienyl), 피릴 (pyrryl), 퓨릴 (furyl) or 피리딜(pyridyl) 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 (헤테로아릴) 라디칼, 또는
- 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼 또는
- 트리알킬실일 (trialkylsilyl) 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
이런 상황에 있어서, F, Cl, Br 및 I은 할로겐으로 바람직하다.
본 발명에 따라 더욱 바람직한 화합물은 Z가 라디칼 -A-R4에 대응하는 것이고, 여기서,
A는 바람직하게는 비분지형 (unbranched) C1-C22-알킬렌 라디칼이고, 더욱 바람직하게는 비분지형 C1-C18-알킬렌 라디칼이며, 가장 바람직하게는 비분지형 C1-C12-알킬렌 라디칼, 및
R4는 할로겐 (Hal), 특히 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (Hal = F, Cl, Br 또는 I, R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬), 또는 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼이다.
본 발명은 보통 용매로, 및 기상 증착에 의해 모두 가공될 수 있고, 우수한 특성을 갖는 반도체성 막을 결과하는 유기 화합물을 제공한다. 이러한 화합물은 대면적에 대해 유기 반도체성 층의 적용을 위해 매우 적절할 수 있다. 부가적으로, 이들 유기 화합물로부터 반도체 층의 생산에 있어서, 전자 용도에 적절한 균일한 두께 및 모폴로지의 고품질의 층은 형성될 수 있다.
하기 도면은 실시 예의 방법에 의해 본 발명을 설명하기 위해 제공되지만, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
도 1은 기판으로서의 유전 (dielectric) 중간막에 적용된 본 발명에 따른 반도체 층을 갖는 본 발명에 따른 전계 효과 트랜지스터를 나타낸 단면도이다.
도 2는 실시 예 6h에서 제조된 전계 효과 트랜지스터의 특징적인 데이터를 나타낸 그래프이다.
도 3 및 4는 실시 예 8에서 제조된 트랜지스터에 대한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5 및 6은 실시 예 9에서 제조된 트랜지스터에 대한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
놀랍게도, 어떤 단치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜 유도체가 특정 특성을 갖는 적당한 필름을 특별히 제공한다는 것을 발견했다. 지금까지 오직 이중치환된 유도체 (disubstituted derivatives)는 난용성 비치환된 유도체 (sparingly soluble unsubstituted derivatives)와 비교하여, 습식 공정에 대해 요구된 용해도를 갖기 때문에, 이것은 놀랍고 의외이다. 그러나, 종래의 기술분야에서 알려진 이중치환된 BTBT 유도체의 단점은, 예를 들어, 어려운 기상 증착에 의한 공정으로 만들어진, 디알킬화된 BTBTs의 상당히 감소된 증기압 (vapour pressure)인 것이다.
상기 단치환된 BTBT로부터의 막의 전기적 특성은 또한 개선된다. 올리고머성 반도체를 갖는 OTFT의 적절한 이동성에 대한 필요조건중 하나가 최적화된 층 모폴로지이기 때문에 이것은 완전히 의외이다. 현재까지 종래의 기술에 따르면, 이것은 대칭형 화합물 (symmetric compounds)이 최적화 배열이 가능한 경우에 특히 달성될 수 있는데, 예를 들어, 미국특허　제6,690,029호 또는 Chem. Rev. 2006, volume 106, p. 5028-5048 및 Angew. Chem. 2008, volume 120, p. 460-492에 개시된 바와 같은, 대칭성 치환된 아센 유도체들 (acene derivatives) 및 이들의 결정 배열 (arrangements), 또는 H. Ebata, T. Izawa, E. Miyazaki, K. Takimiya, M. Ikeda, H. Kuwabara, T. Yui, J. Am. Chem. Soc. 129, 15732-15733 (2007), 및 특허출원 WO-A-2006/077888호, WO-A-2007/125671호 및 WO-A-2008/047896호에서 개시된 바와 같은 대칭적으로 치환된 BTBT 유도체를 참조.
본 발명에 따른 단치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜 유도체의 특히 바람직한 구체 예에 따르면, Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
A는 바람직하게는 비분지형 직쇄 (straight-chain) C1-C18-알킬렌 라디칼 (-(CH2)n-, 여기서 n은 1 내지 18의 정수), 및
R4는 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게는 에틸 또는 메틸기)이다.
본 발명에 따른 단치환된 [1]벤조티에노[3,2-b][1]-벤조티오펜 유도체의 더욱 바람직한 구체 예에 따르면, Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
A는 바람직하게는 비분지형 직쇄 C1-C12-알킬렌 라디칼 (-(CH2)n-, 여기서 n은 1 내지 12의 정수), 및
R은 포스폰산 그룹 -P(O)(OH)2이다.
EP-A-1　531　155호는 전자 부품에서 반도체 층으로 단일-기능화된 (mono-functionalized) 반도체 분자의 용도를 청구한다. 특히, 이러한 화합물들은 단분자층 (monomolecular layer)을 형성한다. 이들의 구조 때문에, 상기 화합물은 유전막 (dielectric layer)의 기능 및 반도체 막의 기능 모두를 갖는 단분자층을 제조할 수 있다. 더구나, Nature 2008, 455, 956는 유전체로써 실리콘 산화 표면상에 단분자 반도체 층으로써 단일-기능화된 반도체 분자의 용도를 개시한다. Nano Letters 2010, vol. 10, p. 1998에서는 동일한 화합물의 단분자층이 중합 유전체 에 대해 얻어진다. 원론적으로, 상술한 본 발명에 따른 화학식 1의 화합물은 산화성 또는 중합성 표면에 단분자층의 생성을 위해 적합하다.
화학식 1의 화합물의 합성은, 예를 들어, 염화 카르복실산 (carboxylic acid chloride) Z'-CO-Cl (여기서 Z'는 하나의 CH2 그룹에 의해 단축된 라디칼 Z에 대응하는 라디칼을 표시한다)과 적어도 1 : 1 모랄비에서 BTBT를 반응시켜 두 단계 로 수행될 수 있다. 이에 의해 형성된 화학식 2의 중간 생성물은 분리되고, 그 다음 화학식 1의 화합물을 제공하기 위해 환원된다:
Figure pct00004
이러한 환원은, 예를 들어, 하이드라진 (hydrazine) 또는 붕산나트륨/염화 알루미늄 (sodium boranate/aluminium chloride) 계로 수행될 수 있다. 포스폰산 그룹을 갖는 화학식 1의 화합물은, 예를 들어, 할로겐-치환된 염화 카르복실산 Z'-CO-Cl (즉, 라디칼 Z'에서 수소원자가 할로겐에 의해 대체된 화합물)을 먼저 사용하는 단계, 및 그 다음 카르보닐 그룹의 환원 후에, 디알킬화를 위해 트리메틸실릴 브로마이드 (trimethylsilyl bromide)와 반응에 의해 선택적으로 수반된, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹에 의해, 예를 들어, 포스폰산 트리에틸 에스테르과 반응시켜 할로겐 그룹을 대체시키는 단계에 의한, 이러한 공정에 기초하여 얻을 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 또한 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 반도체 층을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pct00005
여기서 Z는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 선택적으로 분지형이지만, 바람직하게는 비분지형인, C1-C22-알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I ), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 또는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 라디칼 또는
- 트리알킬실일 라디칼 R4R5R6Si, 여기서 R4, R5, R6은 서로 독립적으로 같거나 다르게, 직쇄 또는 분지형 C1-C18-알킬 라디칼이다.
적어도 10-4 ㎠/Vs의 전하 운반체에 대한 이동성을 갖는 화학식 1의 화합물의 이러한 층들이 특히 바람직하다. 전하 운반체는, 예를 들어, 양의 홀 전하 (positive hole charges)이다. 전하 이동성은, 예를 들어, M. Pope and C. E. Swenberg, Electronic Processes in Organic Crystals and Polymers, 2nd ed., p. 709 - 713 (Oxford University Press, New York Oxford 1999)에서 개시된 바와 같이 결정될 수 있다.
화학식 1로 표시되는 상기 화합물의 제조는 본 발명에 따른 화학식 1의 상기 화합물의 제조로서 동일한 방식에서 수행될 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 층의 특히 구체 예에 따르면, Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
A는 바람직하게는 비분지형 C1-C22-알킬렌 라디칼, 좀더 바람직하게는 비분지형 C1-C18-알킬렌 라디칼 및 가장 바람직하게는 비분지형 C1-C12-알킬렌 라디칼 및
R4는 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 바람직하게는 에틸 또는 메틸기), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬), 또는 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 좀더 바람직하게는 할로겐 또는 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 및 가장 바람직하게는 포스폰산 그룹이다.
이런 경우에 있어서, 화학식 1의 화합물의 단분자층, 좀더 바람직하게는 화학식 1의 화합물의 자가-조립 단층 (self-assembled monolayer) (SAM layer)을 포함하는 것이 반도체 층에 대해 특히 바람직하다.
본 발명에 따라 사용될 수 있는 좀더 바람직한 화합물은 Z가 비치환된, 비분지형 또는 분지형 C1- 내지 C18-알킬 라디칼로 나타나는 것이다. 이것과 관련되어, 특히 바람직한 반도체 층은 화학식 1의 구성 화합물을 포함하는데, 예를 들어, 여기서 Z는 n-트리데실 (n-tridecyl), n-도데실 (n-dodecyl), n-헥실 (n-hexyl) 또는 에틸, 즉, 화학식 (1-1) 내지 (1-4)의 하기 화합물이다:
[화학식 1-1]
Figure pct00006
[화학식 1-2]
Figure pct00007
[화학식 1-3]
Figure pct00008
[화학식 1-4]
Figure pct00009
2-트리데실-BTBT (1-1)은 특히 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 또한 본 발명에 따른 전술한 반도체 층을 포함하는 전자 부품에 의해 달성될 수 있고, 상기 부품은 바람직하게는 전계 효과 트랜지스터 (FET), 발광 부품 (light-emitting component), 특히 유기 발광 소자, 광전지 (photovoltaic cell), 레이저 (laser) 또는 센서 (sensor)이다.
전계 효과 트랜지스터, 특히 게이트 전극 (gate electrode)으로서 기판, 바람직하게는 이산화 실리콘층 (silicon dioxide layer)을 갖는 실리콘 웨이퍼 (silicon wafer), 상기 기판에 적용된 절연층, 예를 들어, 폴리스티렌 층 (polystyrene layer) 또는 산화 알루미늄층 (aluminium oxide layer), 상기 절연층에 적용되고, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 반도체 층, 및 상기 반도체 층에 적용된 전극들 (드레인 및 소스)을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터가 상기 전자 부품으로 특히 바람직하다.
특히, 만약 화학식 1의 화합물에서 라디칼 Z가 상술된 라디칼 -A-R4에 대응한다면, 단분자 반도체 층, 특히 바람직하게는 자가-조립 단층 (SAM)으로 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것이 상기 전자 부품으로 바람직하다. 이와 관련되어, 만약 전자 부품, 바람직하게는 전계 효과 트랜지스터에서, 상기 단층이 상기 반도체 층의 기능 및 상기 유전막 (절연층)의 기능 모두를 가진다면 더욱 바람직할 수 있다.
특히, 만약 상기 화학식 1의 화합물에서 라디칼 Z가 C1-C22-알킬 라디칼, C5-C12-시클로알킬 라디칼, 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 그룹으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, C7-C30-아르알킬 라디칼 또는 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7 은 서로 독립적으로 같거나 다르게, 직쇄 또는 분지형 C1-C18-알킬 라디칼에 대응한다면, 전계 효과 트랜지스터에 대응하는 전자부품에 대해 더욱 바람직하다.
층의 형성, 특히 상기 화학식 1의 화합물로부터 단분자층의 형성을 위해 적절한 기판은, 예를 들어, 산화 인듐주석 (indium tin oxide) (ITO), 산화 아연 (zinc oxide), 산화 알루미늄 (aluminium oxide), 산화 실리콘 (silicon oxide), 산화 철 (iron oxide), 또는 만약 적절한 전처리, 예를 들어, 플라즈마 처리 (plasma treatment) 또는 적절한 가수분해 공정 (hydrolysis processes)에 의해 활성화된, 중합체 표면 (polymeric surfaces)과 같은 산화성 표면이다.
산화성 표면에 단분자층의 형성을 위해 바람직하게 사용된 상기 화학식 1의 화합물은 Z가 상술한 라디칼 -A-R4에 대응하고, R4는 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬, 특히 바람직하게 에틸 또는 메틸기), 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3-n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 대응하는 것이다. 상기 단분자층의 제조에 특히 바람직하게 사용된 상기 화학식 1의 화합물은 R1이 포스폰산 그룹 또는 할로실일 라디칼 -SiHalnR1 3 -n (R1 = C1-C2-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I)에 대응하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 전자 부품의 제조방법에 의해 달성된다:
i) 기판을 제공하는 단계;
ⅱ) 상기 기판에 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 층을 적용하는 단계를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pct00010
여기서, Z는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 (heteroaryl) 라디칼, 또는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼, 또는
- 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
본 발명에 따라 사용될 또는 본 발명에 따른 상기 화학식 1의 화합물은 통상적으로 통상의 유기 용매에서 쉽게 용해되고, 따라서 용액으로부터의 공정에 매우 적절하다. 특히 적절한 용매는 예를 들어, 톨루엔 (toluene), 자일렌 (xylenes), 클로로벤젠 (chlorobenzene), o-디클로로벤젠 (o-dichlorobenzene), 메틸 4차-브틸 에테르 (methyl tert-butyl ether), 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran), 염화메틸렌 (metylene chloride) 또는 클로로포름 (chloroform), 또는 이들의 혼합물과 같은 방향족 (aromatics), 에테르 (ethers) 또는 할로겐화 지방족 탄화수소 (halogenated aliphatic hydrocarbons)이다. 상기 화학식 1의 화합물은 궁극적으로 우수한 반도체성 및 더욱 뛰어난 막 형성 특성을 갖는다. 본 발명에 따라 사용될 화합물은 대면적에 걸친 코팅에 대해 매우 특히 적절하다. 본 발명에 따라 사용될 또는 본 발명에 따른 상기 화학식 1의 반도체성 화합물은 뛰어난 열 안정성 (heat stability) 및 우수한 노화 특성 (ageing properties)을 갖는다.
상기 용해 공정은 바람직하게 실온에서 수행되지만, 증가된 온도에서도 수행될 수 있다. 그러나, 이것은 일반적으로, 본 발명에 따라 사용될 또는 본 발명에 따른 상기 화학식 1의 화합물의 뛰어난 용해도 때문에, 필요하지는 않다. 상기 얻어진 용액은 안정되고 가공가능하다.
본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 사용될 상기 화학식 1의 화합물은 용매의 중량에 기초하여 각각의 경우에 있어서, 적어도 0.1 wt.%, 바람직하게는 적어도 1 wt.%, 좀더 바람직하게는 적어도 5 wt.%의 범위로, 방향족, 에테르 또는 할로겐화 지방족 탄화수소와 같은 전술한 전통적인 용매에서 용해된다.
구조체화된 실리콘 웨이퍼 또는 예를 들어, ITO로 코팅된 유리 기판은, 예를 들어, 단계 ⅱ)에서 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 반도체층이 적용된 본 발명에 따른 전자 부품에 기판으로 제공될 수 있다. 본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 사용될 상기 화학식 1의 화합물은 공지의 공정, 예를 들어, 스프레이 (spraying), 디핑 (dipping), 프린팅 (printing) 및 나이프 코팅 (knife coating), 스핀 코팅 (spin coating) 및 잉트-제트 프린팅 (ink-jet printing), 특히 바람직하게는 적절한 용매, 예를 들어, 톨루엔으로부터 스핀 코팅, 드핑 또는 잉크-제트 프린팅 공정에 의해 용액으로부터 기판에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 사용될 상기 화학식 1의 화합물의 기상 증착은 마찬가지로 가능하다. 이런 상황에 있어서, 본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 사용될 상기 화학식 1의 화합물은 높은 휘발성 (high volatility)에 의해 차별화된다. 예를 들어, Takimiya et al. (상기 참조)에 의해 기술된 바와 같이 대응 이중치환된 화합물의 경우에서보다 더 높은 것이 바람직하며, 이에 의해 기상 증착에 의한 가공 (processing) 또는 가공성 (processability)은 전술된 참고 문헌 어디에도 전혀 개시된바 없다.
상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 본 발명에 따른 공정에 의해 생성된 층들은 구조화의 목적을 위해, 예를 들어, 열처리, 또는 레이저 절삭 (laser ablation)에 의한 적용후에 더욱 변형될 수 있다.
본 발명에 따른 또는 본 발명에 따라 사용될 상기 화학식 1의 화합물, 특히, Z가 상술된 라디칼 -A-R4에 대응하는 화합물은, 증발된 용액으로부터 균일한 두께 (uniform thickness) 및 모폴로지의 고품질의 층을 형성하고, 따라서 전자기기 사용에 대해 적절하다.
본 발명에 따른 방법의 특정 구체 예에 따르면, Z는 상술된 라디칼 -A-R4에 대응하고, 상기 화학식 1의 화합물은 단계 ⅱ) 공정에서 단분자층으로 부품에 적용된다. 단분자층으로써 이러한 적용은 이러한 상황에서 상기 화학식 1의 화합물의 자가-조직 (self-organisation) (SAM 층)에 의해 바람직하게 수행되다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 또한 전자 부품, 바람직하게는 본 발명에 따른 전자 부품과 관련하여 이미 전술된 바람직한 전자 부품의 반도체성 층에 하기 화학식 1의 화합물을 사용하여 달성된다.
[화학식 1]
Figure pct00011
여기서 Z는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I ), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 또는
- 할로겐, 바람직하게는 F, Cl, Br 또는 I, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수, Hal = F, Cl, Br 또는 I ), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼, 또는
- 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
본 발명에 따른 사용의 특정 구체 예에 따르면, Z는 상기에서 정의된 라디칼 -A-R4에 대응하고, 상기 반도체 층은 단분자층이며, 특히 바람직하게는 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 SAM 층이다.
하기 실시 예는 실시 예의 방법에 의해 본 발명을 설명하기 위해 제공되지만, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
실시 예
제조 예 1:
2-트리데실-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (2-트리데실-BTBT; (1-1))
a) [1]벤조티에노[3,2-b]벤조티엔-2-일)트리데칸-1-온 (2-트리데카노일-BTBT) ([1]Benzothieno[3,2-b][1]benzothien-2-일)tridecan-1-one (2-tridecanoyl-BTBT))
2.0 g (8.3 mmol)의 BTBT는 150 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 4.0 g (30 mmol)의 염화 알루미늄 (aluminium chloride)은 -20 ℃에서 상기 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 7.71 g (33.1 mmol)의 n-트리데카노일 염화물 (n-tridecanoyl chloride)은 20 분 동안 드롭방식 (dropwise)으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 1.5 h 동안 교반된다. 상기 반응은 그 다음 75 ㎖의 물을 드롭방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 점진적으로 가온된다. 침전된 고체는 여과되고, 톨루엔/에탄올 1 : 1로부터 재결정화된다. 수율 2.2　g　=　th.의 61　%. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.56 (d, J = 1.2 Hz, 1H); 8.06 (dd, J1 = 1.2 Hz, J2　= 8.4 Hz, 1H); 7,94 (m, 3H); 7.48 (m, 2H); 3.07 (t, J = 7.4 Hz, 2H); 1,80 (quint, J = 7.4 Hz, 2H); 1.47 - 1.22 (m, 18H); 0.88 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
b) 2-트리데실-BTBT
1.81 g (47.8 mmol)의 소듐 보로하이드라이드 (sodium borohydride)는 23 ℃의 30 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란 (tetrahydrofuran)에서 2.10　g (4.8 mmol)의 (제조 예 1의 a로부터 얻은) 2-트리데카노일-BTBT의 용액에 첨가된다. 그 후에, 3.50 g (26.3 mmol)의 염화 알루미늄은 첨가된다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 혼합물은 2 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 50 ㎖의 물은 21 ℃에서 드롭 방식으로 첨가된다. 거품이 생기는, 발열반응이 가라앉은 후에, 2.0 g (th.의 98 %)의 생성물은 흡입 (suction)으로 여과되고, 이동상으로써 톨루엔으로 실리카 겔을 통한 컬럼 크로마토그래피 또는 승화 (sublimation)에 의해 정제될 수 있다. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.91 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7.86 (dd, J1 = 1.2　Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H); 7.79 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7.72 (d, J = 1.2 Hz, 1H); 7.45 (ddd, J1 = 1.2 Hz, J2 = 7.6 Hz, J3 = 8.0 Hz, 1H); 7.38 (ddd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.0 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.28 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 2.76 (t, J = 7.8 Hz, 2H); 1.70 (quint, J = 7.5 Hz, 2H); 1.34 (m, 2H); 1.25 (m, 18H); 0.87 (t, J = 6.9 Hz, 3H).
제조 예 2:
2-도데실-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (2-도데실-BTBT; (1-2))
a) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)도데칸-1-온 (2-도데카노일-BTBT)
2.0 g (8.3 mmol)의 BTBT는 150 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 4.0 g (30 mmol)의 염화 알루미늄은 -30 ℃에서 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃까지 냉각된다. 그 후에, 7.28 g (33.1 mmol)의 n-도데카노일 염화물 (n-dodecanoyl chloride)은 10 분 동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 1.5 h동안 교반된다. 23 ℃에서 또 다른 5 시간동안 교반한 후에, 상기 반응은 그 다음 40 ㎖의 물을 드롭 방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 가온된다. 침전된 고체는 여과되고, 톨루엔으로부터 재결정화된다. 상기 혼합물은 그 다음 이동상으로써 톨루엔으로 실리카 겔을 통해 크로마토그래피된다. 수율 0.4 g. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.55 (dd, J1 = 0.6 Hz, J2 = 1.5 Hz, 1H); 8.05 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.4 Hz, 1H); 7.93 (m, 3H); 7.47 (m, 2H); 3.06 (t, J = 7.4 Hz, 2 H); 1.79 (quint, J = 7.6 Hz, 2H); 1.45 - 1.23 (m, 16 H); 0.88 (t, J = 6.6 Hz, 3H).
b) 2-도데실-BTBT
176 mg (4.7 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 23 ℃의 5 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란에서 0.4 g (0.9 mmol)의 (제조 예 2의 a로부터 얻은) 2-도데카노일-BTBT의 용액에 첨가된다. 그 후에, 348 mg (2.6 mmol)의 염화 알루미늄은 첨가된다. 상기 혼합물은 3 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 15 ㎖의 물은 드롭 방식으로 첨가되어 냉각시킨다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 생성물은 흡입으로 여과되고, 물로 세척되며, 그 다음 이동상으로써 톨루엔으로 실리카 겔을 통한 컬럼 크로마토그래피 또는 승화에 의해 정제될 수 있다. 수율 230 mg　= th.의 61　%. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.91 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7.86 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 7.79 (d, J = 8.2 Hz, 1H); 7.72 (s, 1H); 7.45 (ddd, J1 = 1.0 Hz, J2 = 7.4 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.38 (ddd, J1 = 1.0 Hz, J2 = 6.9 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.28 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 2.76 (t, J = 7.8 Hz, 2H); 1.70 (quint, J = 7.5 Hz, 2H); 1,34 (m, 2H); 1.26 (m, 16H); 0.87 (t, J = 6.8 Hz, 3H).
제조 예 3:
2-헥실-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (1-3; 2-헥실-BTBT)
a) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)헥산-1-온 (2-헥사노일-BTBT)
2.0 g (8.3 mmol)의 BTBT는 150 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 4.0 g (30 mmol)의 염화 알루미늄은 -40 ℃에서 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 4.44 g (33 mmol)의 n-헥사노일 염화물은 15 분동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 7 h동안 교반된다. 상기 반응은 그 다음 75 ㎖의 물을 드롭 방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 점진적으로 가온된다. 침전된 고체 (1.53 g의 생성물)는 여과된다. 상기 수성 상은 염화 메틸렌으로 추출된다. 또 다른 0.85 g의 생성물은 물로 세척 및 증발 (evaporation)시킨 후에 상기 상 (phase)으로부터 분리된다. 정제는 톨루엔으로부터 재결정화에 의해 수행된다. 수율 2.38 g　= th.의 85 %. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.54 (d, J = 1.5 Hz, 1H); 8.05 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 7.93 (m, 3H); 7.47 (m, 2H); 3.06 (t, J = 7.4 Hz, 2 H); 1.80 (m, 2H); 1.41 (m, 4H); 0.93 (t, J = 7.1 Hz, 3H).
b) 2-헥실-BTBT
0.91 g (24.1 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 23 ℃의 13 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란에서 0.82 g (2.4 mmol)의 (제조 예 3의 a로부터 얻은) 2-헥사노일-BTBT (2-hexanoyl-BTBT)의 용액에 첨가된다. 그 후에, 1.77 mg (13.3 mmol)의 염화 알루미늄은 첨가된다. 상기 혼합물은 2 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 10 ㎖의 물은 드롭 방식으로 첨가되어 냉각시킨다. 발열반응이 가라앉은 후에, 20 ㎖의 에틸 아세테이트는 첨가되고, 또 다른 10 ㎖의 물은 첨가되고, 상기 상은 분리된다. 상기 수성 상은 에틸아세테이트로 한번 더 추출된다. 상기 유기 상은 물로 세번 세척된다. 상기 에틸아세테이트 상은 그 다음 조합되고 증발된다. 조 (Crude) 수율 0.78 g = th.의 99 %. M.p. 119 ℃. 정제는 에틸 아세테이트로부터 재결정화함으로써 수행된다. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.91 (d, J = 7.9 Hz, 1H); 7.86 (d, J = 7.6 Hz, 1H); 7.78 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7.71 (s, 1H); 7.44 (ddd, J1 = 1.3 Hz, J2 = 6.9 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.38 (ddd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.3 Hz, J3　= 8.3 Hz, 1H); 7.28 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 2.76 (t, J = 7.6 Hz, 2H); 1.69 (quint, J = 7.6 Hz, 2H); 1.33 (m, 6H); 0.89 (t, J = 7.0 Hz, 3H).
제조 예 4:
2-에틸-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (1-4; 2-에틸-BTBT)
a) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)에탄-1-온 (2-아세틸-BTBT)
4.0 g (16.6 mmol)의 BTBT는 300 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 6.0 g (45 mmol)의 염화 알루미늄은 -30 ℃에서 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 3.3 g (42 mmol)의 염화 아세틸 (acetyl chloride)은 20 분동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 5 h동안 교반된다. 상기 반응은 그 다음 25 ㎖의 물을 드롭 방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 점진적으로 가온된다. 침전된 고체는 여과된다. 상기 생성물의 또 다른 분획 (fractions)은 염화 메틸렌 상으로부터 분리되고, 상기 생성물은 약간 차가운 염화 메틸렌 및 물/에탄올로 세척된다. 수율 3.66 g　=　th.의 78 %. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.51 (d, J = 1.4 Hz, 1H); 8.03 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 7.91 (m, 2H); 7.89 (d, J = 8.3　Hz, 1H); 7.46 (m, 2H); 2.69 (s, 3 H).
b) 2-에틸-BTBT
2.42 g (64 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 23 ℃의 36 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란에서 1.82 g (6.4 mmol)의 (제조 예 4의 a로부터 얻은) 2-아세틸-BTBT (2-acetyl-BTBT)의 용액에 첨가된다. 그 후에, 4.69 mg (35.2 mmol)의 염화 알루미늄은 0 ℃에서 첨가된다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 혼합물은 2.5 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 30 ㎖의 물은 드롭 방식으로 첨가되어 냉각시킨다. 그 후에, 20 ㎖의 에틸아세테이트는 첨가되고, 또 다른 10 ㎖의 물은 첨가되며, 상은 분리된다. 상기 유기 상은 물로 세번 세척된다. 그것에 의해 매우 순수한 2-에틸-BTBT의 총 0.9 g은 m.p. 138 - 139 ℃에서 침전된다. 또 다른 0.34 g의 다소 순도가 떨어지는 생성물은 모액 (mother liquor)으로부터 분리된다. 총 수율은 th.의 72%이다. 정제는 에틸아세테이트로부터 재결정화에 의해 수행된다. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.91 (d, J = 8.0 Hz, 1H); 7.86 (dd, J1 = 1.2 Hz, J2 = 8.0 Hz, 1H); 7.79 (d, J　= 8.0 Hz, 1H); 7.74 (s, 1H); 7.45 (ddd, J1 = 1.4 Hz, J2 = 7.4 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.38 (ddd, J1 = 1.1 Hz, J2 = 6.9 Hz, J3 = 8.3 Hz, 1H); 7.30 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H); 2.81 (q, J = 7.6 Hz, 2H); 1.33 (t, J = 7.6 Hz, 3H).
실시 예 1:
2-(12-브로모)도데실-BTBT
a) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)-12-브로모도데칸-1-온 (2-(12-브로모)도데카놀-BTBT)
1.0 g (4.2 mmol)의 BTBT는 100 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 0.83 g (6.2 mmol)의 염화 알루미늄은 -10 ℃에 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 1.85 g (6.2 mmol)의 12-브로모도데카노일 염화물 (12-bromododecanoyl chloride)은 20 분동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 1.5 h동안 교반된다. 상기 반응은 그 다음 40 ㎖의 물을 드롭 방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 점진적으로 가온된다. 수상 상은 회당 30 ㎖의 염화 메틸렌으로 두 번 추출되고, 그 후 상기 조합된 유기 상은 50 ㎖의 물로 세척된다. 상기 용매가 증발된 후에, 얻어진 고체는 대량의 에탄올로 세척되고, 또 다른 정제 없이 환원 b)로 공급된다. M.p. 123 ℃, 수율 1.91 g = th.의 91 %. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.54 (d, J = 1.0 Hz, 1H); 8.05 (dd, J1 = 1.4 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 7.93 (m, 3H); 7.47 (m, 2H); 3.40 (t, J = 7.0 Hz, 2 H); 3.06 (t, J = 7.3 Hz, 2H); 1.85 (quint, J = 6.8 Hz, 2H); 1.79 (quint, J = 7.4 Hz, 2H); 1.46 - 1.25 (m, 14H).
b) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)-12-브로모도데칸 (2-(12-브로모)도데실-BTBT)
2.58 g (68.2 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 23 ℃의 15 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란에서 1.7 g (3.4 mmol)의 (실시 예 1의 a로부터 얻은) 2-(12-브로모)도데카노일-BTBT (2-(12-bromo)dodecanoyl-BTBT)의 용액에 첨가된다. 그 후에, 0.99 mg (7.4 mmol)의 염화 알루미늄은 10 ℃에서 첨가된다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 혼합물은 3 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 10 ㎖의 물은 21 ℃에서 드롭 방식으로 첨가된다. 거품이 생기는, 발열반응이 가라앉은 후에, 또 다른 10 ㎖의 물 및 20 ㎖의 에틸아세테이트는 첨가된다. 상기 혼합물은 23 ℃에서 14 시간동안 교반된다. 침전된 생성물은 여과되고, 이동상으로써 톨루엔으로 실리카 겔을 통한 컬럼 크로마토그래피 또는 승화에 의해 정제된다. 수율 0.7 g (th.의 42 %); m.p. 87 ℃. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400　MHz)]: 7.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 7.86 (d, J = 7.7 Hz, 1H); 7.78 (d, J = 8.2 Hz, 1H); 7.71 (s, 1H); 7.44 (ddd, J1 = 1.2 Hz, J2 = 6.9 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.38 (ddd, J1 = 1.2 Hz, J2 = 7.2 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.27 (dd, J1 = 1.5　Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H); 3.39 (t, J = 6.8 Hz, 2H); 2.75 (t, J = 7.7 Hz, 2H); 1.84 (quint, J = 6.9 Hz, 2H); 1.69 (quint, J = 7.2 Hz, 2H); 1.45 - 1.23 (m, 16H).
실시 예 2:
2-(11-브로모)운데실-BTBT (2-(11-Bromo)undecyl-BTBT)
a) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)-11-브로모운데칸-1-온 (2-(11-브로모)운데카노일-BTBT)
1.7 g (7.1 mmol)의 BTBT는 125 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 1.41 g (10.6 mmol)의 염화 알루미늄은 -10 ℃에 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 3.0 g (10.6 mmol)의 11-브로모운데카노일 염화물 (11-bromoundecanoyl chloride)은 5 분동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 1 h동안 교반된다. 밤새도록 냉각 및 방치하여 제거 후에, 30 ㎖의 물은 상기 반응을 정지시키기 위해 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 유기상은 포화된 염화나트륨 용액으로 중화 세척된다. 상기 용매가 증발된 후에 얻어진 고체는 에탄올로 재결정화된다. 수율 3.32 g　= th.의　95 %. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.55 (d, J = 1.4 Hz, 1H); 8.05 (dd, J1 = 1.4 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 7.93 (m, 3H); 7.47 (m, 2H); 3.40 (t, J = 6.8 Hz, 2H); 3.06 (t, J = 7.3　Hz, 2H); 1.85 (quint, J = 7.0 Hz, 2 H); 1.80 (quint, J = 7.4 Hz, 2H); 1.47　- 1.628 (m, 12 H).
b) [1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)-11-브로모운데칸 (2-(11-브로모)운데실-BTBT)
0.52 g (13.6 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 23 ℃의 12 ㎖ 건조 테트라하이드로퓨란에서 1.65 g (3.4 mmol)의 (실시 예 2의 a로부터 얻은) 2-(11-브로모)운데카노일-BTBT의 용액에 첨가된다. 그 후에, 0.99 mg (7.4 mmol)의 염화 알루미늄은 첨가된다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 혼합물은 23 ℃에서 2 시간동안 교반된다. 그 후에, 15 ㎖의 물은 드롭 방식으로 첨가된다. 거품이 생기는, 발열반응이 가라앉은 후에, 15 ㎖의 에틸아세테이트는 첨가된다. 침전된 조 (crude) 생성물은 유기상의 모액으로부터 얻어진 분획과 함께 재결정화된다. 수율 0.69 g (th.의 43 %); m.p. 78　℃. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.90 (d, J = 7.8　Hz, 1H); 7.86 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 7.78 (d, J = 8.1 Hz, 1H); 7.71 (d, J = 1.0 Hz, 1H); 7.44 (ddd, J1 = 1.0 Hz, J2 = 7.3 Hz, J3 = 7.9 Hz, 1H); 7.37 (ddd, J1 = 1.3 Hz, J2 = 7.4 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.28 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 8.3 Hz, 1H); 3.39 (t, J = 6.9 Hz, 2H); 2.76 (t, J = 7.6 Hz, 2H); 1.84 (quint, J　= 7.2 Hz, 2H); 1.70 (quint, J = 7.5 Hz, 2H); 1.45 - 1.24 (m, 14H).
실시 예 3:
디에틸 [12-([1]벤조티에노[3,2-b]벤조티엔-2-일)-도데실]포스포네이트
[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티엔-2-일)-12-브로모도데칸 (0.585 g, 1.2-mmol) 및 인산 (phosphoric acid) 트리에틸 에스테르 (triethyl ester) (10 ㎖)는 160 ℃에서 16 시간 동안 가열된다. 상기 휘발성 성분은 그 다음 진공에서 탈거 (stripped off)된다. 상기 잔여물은 톨루엔에 용해되고, 상기 용액은 실리카 겔을 통해 크로마토그래피된다. 상기 용리 (Elution)는 먼저 톨루엔으로 수행되고, 상기 생성물은 그 다음 톨루엔 : 에탄올 4 : 1의 혼합물로 용리된다. 수율: 연한 노란 고체의 0.44 g (th.의 67 %). 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.90 (d, J = 7.89 Hz, 1H); 7.86 (dd, J1　= 1.18 Hz, J2 = 7.69 Hz, 1H); 7.78 (d, J = 8.05 Hz, 1H); 7.71 (d, J = 0.85 Hz, 1H); 7.44 (m, 1H); 7.38 (m, 1H); 4.09 (m, 4H); 2.75 (t, J = 7.57 Hz, 2H); 1.71 (m, 4H); 1.58 (m, 2H); 1.31 (m, Hz).
실시 예 4:
[12-([1]벤조티에노[3,2-b]벤조티엔-2-일)-도데실]포스폰산
디에틸[12-([1]벤조티에노[3,2-b]벤조티엔-2-일)-도데실]포스포네이트 (0.218　g, 0.4　mmol)는 20 ㎖의 톨루엔에 용해된다. 트리메틸실일 브로마이드 (Trimethylsilyl bromide) (1.06　㎖, 0.8　mmol)는 5 분 동안 주사기로 상기 용액에 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 용액은 23 ℃에서 1 시간 동안 먼저 교반되고, 그 다음 60 ℃에서 1 시간 동안 및 80 ℃에서 16 시간동안 교반된다. 냉각 후, 10 ㎖의 메탄올은 첨가되고, 상기 혼합물은 일시적으로 끓게된다. 백색 침전물은 흡입에 의해 여과되고 THF로부터 재결정화된다. 수율: 흰 고체의 50 mg (th.의 25.5 %). MS (EI): m/z (%)　=　488 (100) [M], 408 (5) [M - P(O)(OH)2].
실시 예 5:
2-벤질-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜
a) 2-벤조일-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜
2.0 g (8.3 mmol)의 BTBT는 150 ㎖의 건조 염화 메틸렌에 먼저 도입된다. 3.0 g (22.5 mmol)의 염화 알루미늄은 -20 ℃에 혼합물로 계량되고, 상기 혼합물은 그 다음 -70 ℃로 냉각된다. 그 후에, 2.95 g (21 mmol)의 벤조일 염화물 (benzoyl chloride)은 5 분동안 드롭 방식으로 첨가된다. 상기 혼합물은 이어서 -70 ℃에서 5 h동안 교반된다. 상기 반응은 그 다음 25 ㎖의 물을 드롭 방식으로 첨가함으로써 정지되고, 상기 반응 혼합물은 23 ℃까지 점진적으로 가온된다. 침전된 고체 (1.7 g)는 여과되고, 에탄올/물 (m.p. 222 ℃)로 세척된다. 실질적으로 같은 녹는점의 또 다른 0.4 g의 생성물은 상기 유기상으로부터 분리된다. 상기 두개의 분획은 또 다른 정제 없이 실시 예 1의 b)에 따른 환원에 공급된다. 수율 2.1 g　= th.의　73 %. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 8.40 (m, 1H); 7.95 (m, 4H); 7.85 (m, 2H); 7.63 (tt, J1 = 2.0 Hz, J2 = 7.4 Hz, 1H); 7.56 - 7.44 (m, 4 H).
b) 2-벤질-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜
2.29 g (60.5 mmol)의 소듐 보로하이드라이드는 22 ℃에 30 ㎖의 건조 테트라하이드로퓨란에서 2.10 g (6.1 mmol)의 (실시 예 5의 a로부터 얻은) 2-벤조일-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜의 용액에 첨가된다. 그 후에, 상기 혼합물은 0 ℃로 냉각되고 4.45 mg (33.4 mmol)의 염화 알루미늄은 첨가된다. 발열반응이 가라앉은 후에, 상기 혼합물은 2 시간동안 환류하에서 교반된다. 그 후에, 30 ㎖의 물은 22 ℃에서 드롭 방식으로 첨가된다. 거품이 생기는, 발열반응이 가라앉은 후에, 1.87 g (th.의 93 %)의 실질적으로 무색의 결정 생성물은 흡입으로 여과되고, 물/에탄올로 세척되며, 이동상으로 톨루엔으로 실리카 겔을 통해 컬럼 트로마토그래피 또는 승화에 의해 정제될 수 있다. 1H-NMR [CDCl3; ppm (δ) against TMS; 400 MHz)]: 7.90 (d, J = 7.8 Hz, 1H); 7.86 (dd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.8 Hz, 1H); 7.79 (d, J = 8.2 Hz, 1H); 7.71 (d, J = 1.0 Hz, 1H); 7.45 (ddd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.3 Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.40 (ddd, J1 = 1.5 Hz, J2 = 7.3　Hz, J3 = 7.8 Hz, 1H); 7.31 (m, 3H); 7.24 (m, 2H); 4.14 (s, 2H).
실시 예 6:
OFET 장치의 제조
a) OFET용 기판 및 세정
일측면이 연마되고, 열적 성장 산화층 300 ㎚ 두께 (Sil-Chem)를 갖는 p-도핑된 실리콘 웨이퍼 (p-doped silicon wafers)는 25 ㎜ x 25　㎜ 크기의 기판으로 절단된다. 상기 기판은 먼저 전체적으로 세정된다. 부착된 실리콘 파편들 (adhering silicon splinters)은 흐르는 증류수하에서 무균실 와이프 (clean room wipe)(Bemcot M-3, Asahi Kasei Corp.)로 마찰에 의해 제거되고, 상기 기판은 그 다음 액상의 2% 강수 (strength water)/무카졸 용액 (Mucasol solution)으로 60　℃의 초음파 용기 (ultrasound bath)에서 15분 동안 세정된다. 그 후에, 상기 기판은 증류수로 헹구고, 원심분리기로 회전-건조된다 (spin-dried). 코팅 전 즉시, 상기 연마된 표면은 UV/오존 반응기 (PR-100, UVP Inc., Cambridge, UK)에서 10 분 동안 세정된다.
b) 유전막
i. 옥틸디메틸클로로실란 (Octyldimethylchlorosilane) (ODMS): 유전 중간막을 위해 사용된 상기 옥틸디메틸클로로실란 (Aldrich, 246859)은 페트리 디쉬 (Petri dish)에 부어 하부가 피복되도록 한다. 가장자리가 세워진 상기 세정된 Si기판을 함유하는 매거진 (magazine)은 상부에 위치된다. 모든 것은 뒤집힌 유리 비이커로 피복되고, 상기 페트리 디쉬는 70　℃에서 가열된다. 상기 기판은 옥틸디메틸클로로실란-풍부한 분위기에서 15분 동안 유지시킨다.
ⅱ. 헥사메틸디실라잔 (Hexamethyldisilazane) (HMDS): 유전 중간막용으로 사용된 헥사메틸디실라잔 (Aldrich, 37921-2)은 수직으로 세워진 세정된 Si 기판을 갖는 매거진을 함유하는 유리 비이커에 붓는다. 상기 실라잔은 기판을 완전히 피복한다. 상기 유리 비이커는 피복되고 핫-플레이트 (hot-plate)상에서 70 ℃로 가열된다. 상기 기판은 24 시간동안 실라잔에 유지시킨다. 상기 기판은 그 다음 질소의 건조 스트림 (dry stream)에서 건조된다.
ⅲ. 중합체: 사용된 중합체는 폴리스티렌 (polystyrene) (Aldrich, CAS no. 9003-53-6), 파라로이드 (Paraloid) B-72 (Dr. G. Kremer, article no. 67400로부터의 아세틸레이트 에스테르 중합체) 및 COC 5013 (Topas Advanced Polymers GmbH, article Topas 5013S-04, batch no. 119412로부터의 사이클로올레핀 중합체)이다. 상기 적당한 중합체는 5 ㎎/㎖의 농도로 톨루엔에 용해된다. 약 1 ㎖의 중합체 용액은 상기 기판 상에 분포된다. 박막은 그 다음 스핀 코우터 (spin coater) (Karl Suss, RC8)에 의해 생성된다. 스핀 코팅의 조건은: 회전 속도: 2,000 rpm, 가속도 (acceleration): 200　rp(min-sec), 개방상태 (lid open)이다. 상기 용액으로 스핀 코팅 후에, 상기 기판은 핫-플레이트 상에 위치되고, 약 130 ℃에서 1 분 동안 건조된다.
c) 유기 반도체
용액으로부터 반도체 층의 적용을 위하여, 적절한 용매에서 제조 예 1 내지 4로부터의 화합물 용액은 제조된다. 상기 용액의 농도는 0.3 wt.%이다.
유전 중간막을 갖는 제공된 상기 기판은 스핀 코터 (Carl Suss, RC8 with Gyrset?)의 홀더에 연마된 면이 위로 향하게 놓이고, 헤어 건조기로 약 70 ℃로 가열된다. 약 1 ㎖의 여전히 뜨거운 용액은 표면에 한방울 씩 떨어뜨리고, 유기 반도체를 갖는 용액은 가속도 500 rps2 및 개방 Gyrset?에서 30 초 동안 1,200 rpm으로 상기 기판상에 스핀-코팅된다. 이런 방식으로 생성된 필름은 70 ℃로 3분 동안 핫-플레이트 상에서 건조된다. 상기 층은 균질화되고 클라우딩 (clouding)이 없는 것으로 나타난다.
열적 승화의 수단으로 가스 상으로부터 유기 반도체 층의 적용을 위하여, 유전막을 갖는 제공된 기판은 기상 증착 단위 (Univex 350, Leybold)로 이동된다. 본 발명에 따른 약 25 ㎎의 화합물은 열적 증발기 (thermal evaporator) (Mo Boat, Umicore 0482054)에 함유된다. 10-3　Pa의 압력하에서, 증발기를 통한 전류 흐름 (current flowing)은 본 발명에 따른 화합물이 용융되고 증발될 때까지 증가된다.
d) 전극의 적용
소스 및 드레인용 전극은 그 다음 이들 층상에 기상 증착된다. 두 개의 맞물려있는 쿰 (interlocking combs)의 4 개의 오목부 (recesses)를 갖는 갈바닉 방식으로 (galvanically) 제조된 Ni 포일을 포함하는 쉐도우 마스크 (shadow mask)가 이 공정에 사용된다. 각각 쿰의 티스(teeth)는 100 ㎛ 너비 및 4.7 mm 길이이다. 상기 마스크는 코팅된 기판 표면상에 놓이고, 역으로 자력 (magnet)으로 고정된다.
상기 기판은 기상 증착 단위 (Univex 350, Leybold)에서 금으로 기상 증착된다. 이런 방식으로 생성된 상기 전극 기판은 100 ㎛의 분리에서 14.85 cm의 길이를 갖는다.
e) 용량 (capacitance)의 측정
상기 배열 (arrangements)의 전기적 용량은 상기 동일한 쉐도우 마스크 뒤에서 평행하게 기상 증착시킨, 동일한 방식으로 제조되지만 유기 반도체 층이 없는, 기판에 의해 결정된다. p-도핑된 실리콘 웨이퍼 및 상기 기상-증착된 전극 사이의 용량은 멀티미터 (multimeter), MetraHit 18S, Gossen Metrawatt GmbH로 결정된다. 이런 배열, 예를 들어, 상기 유전막으로서 폴리스티렌에 대해 측정된 용량은, C = 1.15 nF이고, 전극 기하학 (electrode geometry)를 기초로 한 단위면적당 용량은 C = 10.9 nF/㎠이다.
f) 전기적 특성
상기 특성 라인 (characteristic lines)은 두 개의 전류-전압원 (current-voltage sources) (Keithley 238)을 이용하여 측정된다. 어떤 전압원은 상기 소스 및 드레인에 전기적 전위를 적용시키고, 그것에 의해 흐르는 전류를 결정하는 반면, 두번째는 상기 게이트 및 소스에 전기적 전위를 적용시킨다. 상기 소스 및 드레인은 인쇄된-Au 핀과 접촉되고, 고 도핑된 Si 웨이퍼는 상기 게이트 전극을 형성하고, 산화물로부터 스크래치되지 않는 역으로 접촉된다. 상기 특성 라인은, 예를 들어, "Organic thin-film transistors: A review of recent advances" , C. D. Dimitrakopoulos, D. J. Mascaro, IBM J. Res. & Dev. vol. 45 no. 1, January 2001에서 기술된 바와 같은 알려진 방법에 의해 구상되고 평가된다.
전기적 특성 (도 1)은 상기 트랜지스터 구조 (transistor construction)에 대해 하기 관련 파라미터를 제공한다:
i. 이동성 (Mobility)
ⅱ. 온/오프 비 (On/Off ratio) ID(UG = -60 V)/ ID(UG =0 V)
주해: 오프 전류 측정의 민감도 ID (UG = 0 V)는 불완전한 보호 케이블 (incompletely shielded cable) 때문에 약 1 nA로 제한된다.
ⅲ. 임계 전압 (Threshold voltage)
이들 OFET의 전기적 특성의 결과 (도 1)은 표 1에 정리하였다.
실시 예 유전 중간막 이동성 (포화)
[㎠/Vs]		 이동성 (직선)
[㎠/Vs]		 온/오프-비
6a1 ) ODMS 0.614 0.519 3.0 ×105
6b1 ) ODMS 0.221 0.0976 2.5 ×105
6c2 ) PS 0.274 0.202 1.2 ×106
6d2 ) PS 6.68 ×104 5.53×104 340
6e3 ) ODMS 0.43 0.55 1.0 ×106
6f3 ) HMDS 0.47 0.26 2.5 ×106
6g3 ) PS 1.08 0.95 2.5 ×106
6h3 ) 파라로이드B72 0.58 0.32 2.4 ×106
6i3 ) COC5013 2.80 1.08 4.5 ×106
6j3 ) ODMS 3.90 0.78 2.4 ×107
6k3 ) 파라로이드B72 1.36 0.47 6.2 ×106
1) 컬럼 크로마토그래피에 의한 정제
2) 재결정화에 의한 정제
3) 승화에 의한 정제
설명 (Explanation):
실시 예 6a: 2-트리데실-BTBT를 갖는 OFET = 제조 예 1로부터의 화합물 (1-1).
실시 예 6b: 2-도데실-BTBT를 갖는 OFET = 제조 예 2로부터의 화합물 (1-2).
실시 예 6c: 2-헥실-BTBT를 갖는 OFET = 제조 예 3으로부터의 화합물 (1-3).
실시 예 6d: 2-에틸-BTBT를 갖는 OFET = 제조 예 4로부터의 화합물 (1-4).
실시 예 6e-6k: 2-트리데실-BTBT를 갖는 OFET = 제조 예 1로부터의 화합물 (1-1).
ODMS =　옥틸디메틸클로로실란
HMDS　=　헥사메틸디실라잔
PS = 폴리스티렌
실시 예 7:
100 ㎚ 두께의 산화 실리콘층을 갖는 실리콘 웨이퍼는 먼저 아세톤 및 이소프로판올로 헹구어지고 건조된다. 30 ㎚ 두께의 알루미늄 층은 3～4 Å/초의 기상증착 속도로 게이트 전극으로서 산화 표면상에 증착된다. 상기 알루미늄 층은 2 분의 산소 플라즈마 처리에 의해 표면이 산화되어, 약 4 ㎚ 두께의 AlOx 층이 형성된다. 이런 방식으로 생성된 기판은 20 시간동안 테트라하이드로퓨란 (0.3 mmol/ℓ)에서 [12-([1]벤조티엔[3,2-b]벤조티엔-2-일)-도데실]포스폰산 (실시 예 4로부터의 화합물)의 용액에 침지된다. 상기 기판은 그 다음 테트라하이드로퓨란으로 헹구어내고 건조된다. 소스 및 드레인 전극에 대한 30 ㎚ 금 접촉은 그 다음 유니벡스 기상 증착 단위 (Univex vapour deposition unit) (기상증착 속도: 처음 10 ㎚에 대해서 0.1 Å/초, 그 다음 0.2 Å/초)에서 쉐도우 마스크를 통해 기상-증착된다. 상기 전극 구조는 W x L = 150 x 8 ㎚이다. 트랜지스터 측정에 있어서, 100배 (two orders of magnitude)의 드레인 전류 대 게이트 전류의 비 및 상기 드레인 전류의 변조 (modulation) 및 몇몇 나노암페어의 영역에서 온/오프 비는 측정된다.
실시 예 8:
100 ㎚ 두께의 산화 실리콘층을 갖는 실리콘 웨이퍼는 먼저 아세톤 및 이소프로판올로 헹구어지고 건조된다. 30 ㎚ 두께의 알루미늄 층은 3～4 Å/초의 기상증착 속도로 게이트 전극으로서 산화 표면상에 증착된다. 상기 알루미늄 층은 2.5 분의 산소 플라즈마 처리에 의해 표면이 산화되어, 약 5 ㎚ 두께의 AlOx 층이 형성된다. 2-트리데실-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (2-트리데실-BTBT; 제조 예 1로부터의 화합물 (1-1))의 약 30 ㎚ 두께의 층은 상기 기판 상에 기상-증착된다. 상기 기판은 그 다음 테트라하이드로퓨란으로 헹구어내고 건조된다. 소스 및 드레인 전극에 대한 30 ㎚ 금 접촉은 그 다음 유니벡스 기상 증착 단위 (Univex vapour deposition unit) (기상증착 속도: 처음 10 ㎚에 대해서 0.1 Å/초, 그 다음 0.2 Å/초)에서 쉐도우 마스크를 통해 기상-증착된다. 상기 전극 구조는 W x L = 500 x 200 ㎛이다. 상기 트랜지스터 측정은 3.2 ㎠/Vs (도 3 및　4 참조)의 전하 이동성을 제공한다.
실시 예 9:
100 ㎚ 두께의 산화 실리콘층을 갖는 실리콘 웨이퍼는 먼저 아세톤 및 이소프로판올로 헹구어지고 건조된다. 30 ㎚ 두께의 알루미늄 층은 3～4 Å/초의 기상증착 속도로 게이트 전극으로서 산화 표면상에 증착된다. 상기 알루미늄 층은 2.5 분의 산소 플라즈마 처리에 의해 표면이 산화되어, 약 5 ㎚ 두께의 AlOx 층이 형성된다. 이런 방식으로 생성된 기판은 20 시간동안 테트라하이드로퓨란 (0.3 mmol/ℓ)에서 테트라데칸포스폰산 (C14PA)의 용액에 침지된다. 상기 기판은 그 다음 테트라하이드로퓨란으로 헹구어내고 건조된다. 2-트리데실-[1]벤조티에노[3,2-b][1]벤조티오펜 (2-트리데실-BTBT; 제조 예 1로부터의 화합물 (1-1))의 약 30　㎚의 두께 층은 이런 방식으로 처리된 기판상에 기상-증착된다. 소스 및 드레인 전극에 대한 30 ㎚의 금 접촉은 그 다음 유니벡스 기상 증착 단위 (Univex vapour deposition unit) (기상증착 속도: 처음 10 ㎚에 대해서 0.1 Å/초, 그 다음 0.2 Å/초)에서 쉐도우 마스크를 통해 기상-증착된다. 상기 전극 기하학은 W x L = 500 x 200 ㎛이다. 상기 트랜지스터 측정은 1.9 ㎠/Vs (도 5 및　6 참조)의 전하 이동성을 제공한다.

Claims (15)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pct00012

    여기서 Z는
    - 할로겐, 포스폰산 (phosphonic acid) 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 (radical) R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 (sulphonic acid) 그룹 -SO3H, 할로실일 (halosilyl) 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 (thiol) 그룹 또는 트리알콕시실일 (trialkoxysilyl) 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 (퓨릴) 또는 피리딜 (pyridyl) 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 (헤테로아릴) 라디칼, 또는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼 또는
    - 트리알킬실일 (trialkylsilyl) 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
    A는 비분지형 (unbranched) C1-C18-알킬렌 라디칼이고,
    R4는 할로겐, 티올 그룹 또는 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬)인 것을 특징으로 하는 화합물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    A는 비분지형 C1-C12-알킬렌 라디칼이고,
    R4는 포스폰산 그룹 -P(O)(OH)2인 것을 특징으로 하는 화합물.
  4. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 반도체 층 (Semiconductor layer):
    [화학식 1]
    Figure pct00013

    여기서 Z는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 (heteroaryl) 라디칼, 또는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼 또는
    - 트리알킬실일 (trialkylsilyl) 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 화학식 1에서 Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
    A는 C1-C22-알킬렌 라디칼이고,
    R4는 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬), 또는 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 및
    여기서 상기 반도체 층은 상기 화학식 1의 화합물의 단분자 (monomolecular) 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 층.
  6. 청구항 4 또는 5에 따른 반도체 층을 포함하는 전자 부품 (Electronic component).
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 부품은 전계 효과 트랜지스터, 발광 부품 (light-emitting component), 광전지 (photovoltaic cell), 레이저 또는 센서인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    상기 Z는 C1-C22-알킬 라디칼, C5-C12-시클로알킬 라디칼, 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, C7-C30-아르알킬 라디칼 또는 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이고, 여기서, 상기 전자 부품은 전계 효과 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 전자 부품.
  9. 하기 단계를 포함하는 전자 부품의 제조방법:
    i) 기판을 제공하는 단계;
    ⅱ) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 층을 상기 기판에 적용시키는 단계;
    [화학식 1]
    Figure pct00014

    여기서 Z는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 또는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 (aralkyl) 라디칼 또는
    - 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 용액 또는 기상 증착 (vapour deposition)에 의해 상기 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조방법.
  11. 청구항 9 또는 10에 있어서,
    상기 화학식 1에서 Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
    A는 C1-C22-알킬렌 라디칼이고,
    R4는 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬), 또는 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 및
    여기서 상기 화학식 1의 화합물은 단분자 층으로 상기 기판에 적용되는 것을 특징으로 하는 전자 부품의 제조방법.
  12. 청구항 9 내지 11 중 어느 항에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는 전자 부품.
  13. 전자 부품의 반도체 층에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용하는 방법:
    [화학식 1]
    Figure pct00015

    여기서 Z는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 C1-C22-알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C5-C12-시클로알킬 라디칼,
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 치환된 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 또는
    - 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹 또는 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬)에 의해 선택적으로 치환된 C7-C30-아르알킬 라디칼 또는
    - 트리알킬실일 라디칼 R5R6R7Si, 여기서 R5, R6, R7은 서로 독립적으로 같거나 다르게 C1-C18-알킬 라디칼이다.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 화학식 1에서 Z는 라디칼 -A-R4이고, 여기서
    A는 C1-C22-알킬렌 라디칼이고,
    R4는 할로겐, 포스폰산 또는 포스폰산 에스테르 그룹 -P(O)(OR1)2 (여기서 상기 라디칼 R1은 같거나 다르게 수소 원자 또는 C1-C12-알킬), 술폰산 그룹 -SO3H, 할로실일 라디칼 -SiHalnR2 3 -n (R2 = C1-C18-알킬, n = 1 내지 3의 정수), 티올 그룹, 트리알콕시실일 라디칼 -Si(OR3)3 (R3 = C1-C18-알킬), 또는 티에닐, 피릴, 퓨릴 또는 피리딜 라디칼의 군으로부터의 C6-C14-아릴 라디칼 또는 헤테로아릴 라디칼, 및
    여기서 상기 반도체 층은 상기 화학식 1의 화합물의 단분자 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 화합물을 사용하는 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 반도체 층은 유전막 (dielectric layer)으로 기능하는 것을 특징으로 하는 화합물을 사용하는 방법.
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