KR20170095343A - 전자 장치에서 사용하기 위한 유기 반도체 물질로서의 6h-피롤로[3,2-b:4,5-b']비스[1,4]벤조티아진-6-카르복실산 에스테르 - Google Patents

전자 장치에서 사용하기 위한 유기 반도체 물질로서의 6h-피롤로[3,2-b:4,5-b']비스[1,4]벤조티아진-6-카르복실산 에스테르 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 화합물, 및 반도체 물질로서 상기 화합물을 포함하는 전자 장치를 제공한다.
<화학식 1>
Figure pct00052

상기 식에서,
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11이 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택된다.

Description

전자 장치에서 사용하기 위한 유기 반도체 물질로서의 6H-피롤로[3,2-B:4,5-B']비스[1,4]벤조티아진-6-카르복실산 에스테르{6H-PYRROLO[3,2-B:4,5-B']BIS[1,4]BENZOTHIAZINE-6-CARBOXYLIC ACID ESTERS AS ORGANIC SEMICONDUCTOR MATERIALS FOR USE IN ELECTRONIC DEVICES}
유기 반도체 물질은 전자 장치, 예컨대 유기 광전지 소자 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 유기 발광 다이오드 (OLED), 및 유기 전기변색 소자 (ECD)에서 사용될 수 있다.
효율적이고 오래 지속되는 성능을 위해, 유기 반도체 물질-기재 장치가 높은 전하 캐리어 이동도뿐 아니라, 특히 공기에 의한 산화에 대해 높은 안정성을 나타내는 것이 바람직하다.
또한, 액체 가공 기술이 가공성의 측면에서 편리하기 때문에, 유기 반도체 물질이 액체 가공 기술, 예컨대 스핀 코팅에 적합하고, 따라서 저비용의 유기 반도체 물질-기재 전자 장치의 생산을 허용하는 것이 바람직하다. 또한, 액체 가공 기술이 플라스틱 기판에도 적합하며, 따라서 경량이고 기계적으로 가요성인 유기 반도체 물질-기재 전자 장치의 생산을 허용한다.
반도체 물질로서 피롤로비스(벤조티아진)의 사용은 관련 기술 분야에 공지되어 있다.
Hong, W.; Wei, Z.; Xu, W.; Wang, Q.; Zho, D. Chinese Journal of Chemistry (2009), 27(4), 846-849에는 유기 전자제품에서 사용하기 위한 공기-안정하고 유망한 n-형 반도체 물질인 하기 화합물이 기재되어 있다.
Figure pct00001
Hong, W.; Wei, Z.; Xi, H.; Xu, W.; Hu, W.; Wang, Q. Zhu, D. J. Mater. Chem. 2008, 18, 4814-4820에는 하기 화합물, 및 p-형 반도체 화합물로서 이들 화합물을 포함하는 전계 효과 트랜지스터가 기재되어 있다.
Figure pct00002
반도체 물질로서 화학식 1의 화합물을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터는 (60℃ 기판 온도에서 진공 증착에 의해 증착시) 0.34 cm2 V-1s-1의 이동도를 나타내지만, 화합물 1은 THF, 고온 DMF 및 DMSO 중에서 단지 약간만 용해성인 것으로 확인되었다. 반도체 물질로서 화학식 2의 화합물을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터는 (60℃ 기판 온도에서 진공 증착에 의해 증착시) 단지 1.77 x 10-4 cm2 V-1s-1의 이동도를 나타내지만, 화합물 2는 CH2Cl2 중에서 매우 용해성인 것으로 확인되었다. 반도체 물질로서 화학식 3의 화합물을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터는 (60℃ 기판 온도에서 진공 증착에 의해 증착시) 단지 3.01 x 10-3 cm2 V-1s-1의 이동도를 나타내지만, 화합물 3은 CH2Cl2 중에서 매우 가용성인 것으로 확인되었다.
Wei, Z.; Hong, W.; Geng, H.; Wang, C.; Liu, Y.; Li, R.; Xu, W.; Shuai, Z.; Hu, W.; Wang, Q., Zhu, D. Advanced Materials 22 (22), 2010, 2458 to 2468에도 하기 화합물, 및 p-형 반도체 화합물로서 이들 화합물을 포함하는 전계 효과 트랜지스터가 기재되어 있다.
Figure pct00003
상기 화합물 1의 단점은 유기 용매 중에서의 낮은 용해도이다. 화합물 2 및 3의 단점은 반도체 물질로서 화합물 2 및 3을 포함하는 유기 전계 효과 트랜지스터가 낮은 이동도를 나타낸다는 것이다.
본 발명의 목적은 유기 용매 중에서 높은 용해도 및 공기에 의한 산화에 대해 높은 안정성을 나타내고, 동시에 유기 전자 장치에서 층으로 도포시 양호한 성능, 예컨대 높은 전하 캐리어 이동도를 나타내는 유기 전자 장치를 생산하는 유기 반도체 물질을 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 화합물, 청구항 8의 방법, 청구항 9의 전자 장치, 및 청구항 11의 용도에 의해 해결된다.
본 발명의 유기 반도체 물질은 하기 화학식 1의 화합물이다.
<화학식 1>
Figure pct00004
상기 식에서,
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알키닐, 치환된 O-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-ORd이고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
C1-20-알킬 및 C1-30-알킬은 분지형 또는 비분지형일 수 있다. C1 -20-알킬의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, 네오펜틸, 이소펜틸, n-(1-에틸)프로필, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-(2-에틸)헥실, n-노닐, n-데실, n-운데실, n-도데실, n-운데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-펜타데실, n-헥사데실, n-헵타데실, n-옥타데실, n-노나데실 및 n-아이코실 (C20)이다. C1 -30-알킬의 예는 C1-20-알킬 및 n-도코실 (C22), n-테트라코실 (C24), n-헥사코실 (C26), n-옥타코실 (C28) 및 n-트리아콘틸 (C30)이다.
C2-20-알케닐 및 C2-30-알케닐은 분지형 또는 비분지형일 수 있다. C2 -20-알케닐의 예는 비닐, 프로페닐, 시스-2-부테닐, 트랜스-2-부테닐, 3-부테닐, 시스-2-펜테닐, 트랜스-2-펜테닐, 시스-3-펜테닐, 트랜스-3-펜테닐, 4-펜테닐, 2-메틸-3-부테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 노네닐, 도세닐, 리놀레일 (C18), 리놀레닐 (C18), 올레일 (C18), 및 아라키도닐 (C20)이다. C2 -30-알케닐의 예는 C2-20-알케닐 및 에루실 (C22)이다.
C2-20-알키닐 및 C2-30-알키닐은 분지형 또는 비분지형일 수 있다. C2 -20-알키닐 및 C2-30-알키닐의 예는 에티닐, 2-프로피닐, 2-부티닐, 3-부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐, 옥티닐, 노니닐, 데시닐, 운데시닐, 도데시닐, 운데시닐, 도데시닐, 트리데시닐, 테트라데시닐, 펜타데시닐, 헥사데시닐, 헵타데시닐, 옥타데시닐, 노나데시닐 및 아이코시닐 (C20)이다.
C5-6-시클로알킬의 예는 시클로펜틸 및 시클로헥실이다. C5 -8-시클로알킬의 예는 C5-6-시클로알킬 및 시클로헵틸 및 시클로옥틸이다.
C5-6-시클로알케닐의 예는 시클로펜테닐 및 시클로헥세닐이다. C5 -8-시클로알케닐의 예는 C5-6-시클로알케닐 및 시클로헵테닐 및 시클로옥테닐이다.
C6-10-아릴의 예는
Figure pct00005
이다.
C6-14-아릴의 예는 C6-10-아릴 및
Figure pct00006
,
Figure pct00007
이다.
5 내지 9 원 헤테로아릴의 예는
Figure pct00008
Figure pct00009
이고, 여기서 R100은 H 또는 C1-20-알킬이다.
5 내지 12 원 헤테로아릴의 예는 5 내지 9 원 헤테로아릴 및
Figure pct00010
이고, 여기서 R100은 H 또는 C1-20-알킬이다.
5 내지 15 원 헤테로아릴의 예는 5 내지 12 원 헤테로아릴 및
Figure pct00011
이고, 여기서 R100은 H 또는 C1-20-알킬이다.
할로겐의 예는 F, Cl, Br 및 I이다.
6 원 방향족 고리계는
Figure pct00012
이고, 여기서 *로 표시한 C-원자는 각각 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 및 R8 및 R가 연결되는 C-원자이다.
6 내지 10 원 방향족 고리계의 예는
Figure pct00013
이고, 여기서 *로 표시한 C-원자는 각각 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 및 R8 및 R이 연결되는 C-원자이다.
5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계의 예는
Figure pct00014
및
Figure pct00015
이고, 여기서 R100은 H 또는 C1-20-알킬이고, *로 표시한 C-원자는 각각 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 및 R8 및 R이 연결되는 C-원자이다.
5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계의 예는 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계 및
Figure pct00016
및
Figure pct00017
이고, 여기서 R100은 H 또는 C1-20-알킬이고, *로 표시한 C-원자는 각각 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 및 R8 및 R이 연결되는 C-원자이다.
바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 O-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, 또는 C(O)-ORd이고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬 C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-ORd이고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 더 바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고;
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, 및 NR12로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-ORd이고,
Rd는 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
가장 바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 S이고,
R1은 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-10-아릴, 치환된 C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 원 방향족 고리계, 치환된 6 원 방향족 고리계, 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐은 각각 C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고,
각각의 경우에 치환된 C6-10-아릴, 치환된 5 내지 12 원 헤테로아릴, 치환된 6 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐, 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, 6 원 방향족 고리계, 및 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 연결기 O로 대체될 수 있다.
더 가장 바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 S이고,
R1은 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 및 치환된 C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐은 각각 C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이다.
특히 바람직한 화학식 1의 화합물에서
X는 S이고,
R1은 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R4, R5, R6, R7 및 R9는 H이고,
R3 및 R8은 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐은 각각 C5-6-시클로알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이다.
하기 화학식 2의 화합물을
<화학식 2>
Figure pct00018
(상기 식에서, X, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 화학식 1의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
R1O-C(O)-LG (여기서, R1은 화학식 1의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 갖고, LG는 이탈기임)로 처리하여
화학식 1의 화합물을 수득하는 단계를 포함하는, 하기 화학식 1의 화합물의 제조 방법 또한 본 발명의 일부이다.
<화학식 1>
Figure pct00019
상기 식에서
X는 O, S 또는 NR10이고,
여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-OR11이고,
R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알키닐, 치환된 O-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-ORd이고,
Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이탈기 LG는 -O-C(O)-OR1 (여기서, R1은 화학식 1의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐) 또는
Figure pct00020
일 수 있다.
상기 반응은 보통 주위 온도에서 수행된다. 상기 반응은 보통 적합한 유기 용매, 예컨대 THF 중에서 수행된다.
R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 모두 H이고, X가 S인 경우, 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2a를 가지며,
<화학식 2a>
Figure pct00021
이는 o-아미노티오페놀을 디클로로말레이미드로 처리함으로써 제조될 수 있다. 상기 반응은 보통 상승된 온도에서, 예컨대 80 내지 150℃ 범위의 온도에서 아세트산의 존재하에 수행된다.
X가 S인 경우, 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2-I을 가지며,
<화학식 2-I>
Figure pct00022
(상기 식에서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
이는 하기 화학식 3의 화합물을 디클로로말레이미드로 처리함으로써 제조될 수 있다.
<화학식 3>
Figure pct00023
(상기 식에서, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
상기 반응은 보통 상승된 온도에서, 예컨대 80 내지 180℃ 범위의 온도에서 아세트산의 존재하에 수행된다.
R9 = R2, R8 = R3, R7 = R4 및 R6 = R5인 경우, 화학식 3의 화합물은 하기 화학식 3-I을 가지며,
<화학식 3-I>
Figure pct00024
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
이는 하기 화학식 4의 화합물을 아연으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
<화학식 4>
Figure pct00025
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
상기 반응은 보통 상승된 온도에서, 예컨대 40 내지 80℃ 범위의 온도에서 산, 예컨대 HCl 또는 아세트산의 존재하에 수행된다.
하기 화학식 4의 화합물은 하기 화학식 5의 화합물을 가열함으로써 제조될 수 있다.
<화학식 4>
Figure pct00026
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
<화학식 5>
Figure pct00027
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
상기 반응은 보통 상승된 온도에서, 예컨대 160 내지 260℃ 범위의 온도에서 수행된다.
하기 화학식 5의 화합물은 하기 화학식 6의 화합물을 N,N-디메틸티오카르바모일 클로라이드로 처리함으로써 제조될 수 있다.
<화학식 5>
Figure pct00028
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
<화학식 6>
Figure pct00029
상기 반응은 보통 염기의 존재하에 수행된다. 염기의 예는 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄 (DABCO)이다. 상기 반응은 보통 상승된 온도에서, 예컨대 50 내지 120℃ 범위의 온도에서 수행된다. 상기 반응은 보통 적합한 유기 용매, 예컨대 DMF 중에서 수행된다.
하기 화학식 6의 화합물은 하기 화학식 7의 화합물을 질산으로 처리함으로써 제조될 수 있다.
<화학식 6>
Figure pct00030
<화학식 7>
Figure pct00031
(상기 식에서, R2, R3, R4 및 R5는 화학식 2의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
상기 반응은 보통 10 내지 20℃ 범위의 온도에서 수행된다. 상기 반응은 보통 산, 예컨대 아세트산의 존재하에 수행된다.
본 발명의 화합물을 포함하는 전자 장치 또한 본 발명의 일부이다.
전자 장치는 유기 광전지 소자 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 유기 발광 다이오드 (OLED) 또는 유기 포토다이오드 (OPD)일 수 있다.
바람직하게는, 전자 장치는 유기 광전지 소자 (OPV), 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET) 또는 유기 포토다이오드 (OPD)이다.
더욱 바람직하게는, 전자 장치는 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET)이다.
보통, 유기 전계 효과 트랜지스터는 유전체 층, 반도체 층 및 기판을 포함한다. 또한, 유기 전계 효과 트랜지스터는 보통 게이트 전극 및 소스/드레인 전극을 포함한다.
바람직하게는, 반도체 층은 본 발명의 화합물을 포함한다. 반도체 층은 5 내지 500 nm, 바람직하게는 10 내지 100 nm, 더욱 바람직하게는 20 내지 50 nm의 두께를 가질 수 있다.
유전체 층은 유전 물질을 포함한다. 유전 물질은 이산화규소 또는 산화알루미늄, 또는 유기 중합체, 예컨대 폴리스티렌 (PS), 폴리(메틸메타크릴레이트) (PMMA), 폴리(4-비닐페놀) (PVP), 폴리(비닐 알콜) (PVA), 벤조시클로부텐 (BCB), 또는 폴리이미드 (PI)일 수 있다. 유전체 층은 10 내지 2000 nm, 바람직하게는 50 내지 1000 nm, 더욱 바람직하게는 100 내지 800 nm의 두께를 가질 수 있다.
유전체 층은 유전 물질 외에도 유기 실란 유도체 또는 유기 인산 유도체의 자기-조립 단층을 포함한다. 유기 실란 유도체의 예는 옥틸트리클로로실란이다. 유기 인산 유도체의 예는 데실인산이다. 유전체 층을 구성하는 자기-조립 단층은 보통 반도체 층과 접촉하고 있다.
소스/드레인 전극은 임의의 적합한 유기 또는 무기 소스/드레인 물질로 재조될 수 있다. 무기 소스/드레인 물질의 예는 금 (Au), 은 (Ag) 또는 구리 (Cu), 뿐만 아니라 이들 물질 중 적어도 1종을 포함하는 합금이다. 소스/드레인 전극은 1 내지 100 nm, 바람직하게는 20 내지 70 nm의 두께를 가질 수 있다.
게이트 전극은 임의의 적합한 게이트 물질, 예컨대 고도로 도핑된 규소, 알루미늄 (Al), 텅스텐 (W), 인듐 주석 산화물 또는 금 (Au), 또는 이들 물질 중 적어도 1종을 포함하는 합금으로 제조될 수 있다. 게이트 전극은 1 내지 200 nm, 바람직하게는 5 내지 100 nm의 두께를 갖는다.
기판은 임의의 적합한 기판, 예컨대 유리, 또는 플라스틱 기판, 예컨대 폴리에테르술폰, 폴리카르보네이트, 폴리술폰, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET) 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)일 수 있다. 유기 전계 효과 트랜지스터의 설계에 따라, 게이트 전극, 예를 들어 고도로 도핑된 규소 또한 기판으로서 기능할 수 있다.
유기 전계 효과 트랜지스터는 관련 기술 분야에 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 하부-게이트 상부-접촉 유기 전계 효과 트랜지스터는 다음과 같이 제조될 수 있다: 유전 물질, 예를 들어 Al2O3 또는 이산화규소를 적합한 증착 방법, 예컨대 원자 층 증착 (ALD) 또는 열 증발에 의해 기판으로도 기능하는 게이트 전극, 예컨대 고도로 도핑된 규소 웨이퍼 상에 층으로 도포할 수 있다. 유기 인산 유도체 또는 유기 실란 유도체의 자기-조립 단층을 유전 물질의 층에 도포할 수 있다. 예를 들어, 유기 인산 유도체 또는 유기 실란 유도체를 용액으로부터 용액-증착 기술을 이용하여 도포할 수 있다. 반도체 층은 유기 인산 유도체 또는 유기 실란 유도체의 자기-조립 단층 상에 본 발명의 화합물을 진공하에 용액 증착 또는 열 증발시킴으로써 형성할 수 있다. 소스/드레인 전극은 섀도우 마스크를 통해 반도체 층 상에 적합한 소스/드레인 물질, 예를 들어 탄탈륨 (Ta) 및/또는 금 (Au)을 증착시킴으로써 형성할 수 있다. 채널 폭 (W)은 전형적으로 500 ㎛이고, 채널 길이 (L)는 전형적으로 100 ㎛이다.
예를 들어, 상부-게이트 하부-접촉 유기 전계 효과 트랜지스터는 다음과 같이 제조될 수 있다: 소스/드레인 전극은 적합한 기판, 예를 들어 유리 기판 상의 포토-리쏘그래피 한정된 전극 상에서 적합한 소스/드레인 물질, 예를 들어 금 (Au)을 증발시킴으로써 형성할 수 있다. 반도체 층은 예를 들어 스핀-코팅에 의해 본 발명의 화합물의 용액을 소스/드레인 전극 상에 증착시킨 후, 상승된 온도에서, 예컨대 80 내지 360℃ 범위의 온도에서 상기 층을 어닐링시킴으로써 형성할 수 있다. 유전체 층은, 반도체 층을 켄칭시킨 후, 예를 들어 스핀-코팅에 의해 적합한 유전 물질, 예컨대 폴리(메틸메타크릴레이트)의 용액을 반도체 층 상에 도포함으로써 형성할 수 있다. 적합한 소스/드레인 물질, 예를 들어 금 (Au)의 게이트 전극은 섀도우 마스크를 통해 유전체 층 상에서 증발시킬 수 있다.
반도체 물질로서의 본 발명의 화합물의 용도 또한 본 발명의 일부이다.
본 발명의 화합물은 유기 용매, 예컨대 톨루엔, DMF, THF, 클로로벤젠 및 CHCl3 중에서 높은 용해도를 나타내고, 따라서 액체 가공 기술에 적합하다. 동시에, 본 발명의 화합물은 유기 전자 장치에서 층으로 도포될 때, 양호한 성능, 예컨대 바람직하게는 5.0 x 10-3 cm2 V-1s-1 초과의 높은 전하 캐리어 이동도를 나타내는 유기 전자 장치를 생산한다.
또한, 본 발명의 화합물은 공기에 의한 산화에 대해 높은 안정성도 나타낸다.
도 1은 -11 V, -10 V, -9 V 및 -8 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1a를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)를 도시한다.
도 2는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1a를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)를 도시한다.
도 3은 -11 V, -10 V, -9 V 및 -7 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)를 도시한다.
도 4는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)를 도시한다.
도 5는 -10 V, -8 V 및 -6 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1e를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)를 도시한다.
도 6은 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1e를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)를 도시한다.
도 7은 -10 V, -9 V 및 -8 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1g를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)를 도시한다.
도 8은 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1g를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)를 도시한다.
도 9는 -80 V, -60 V, -40 V, -20 V 및 0 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 16의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (출력 곡선)를 도시한다.
도 10은 -80 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 16의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)를 도시한다.
실시예
실시예 1
화합물 1a의 제조
Figure pct00032
화합물 2a 의 제조
0.83 g (5 mmol)의 디클로로말레이미드 및 1.25 g (10 mmol)의 o-아미노티오페놀을 30 ml의 아세트산에 첨가하고, 120℃에서 6 시간 동안 N2 하에 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 침전물을 여과에 의해 단리하고, 메탄올 및 THF로 세척하였다. 화합물 2a (1.26 g)를 추가로 정제하지 않고 다음 단계에서 사용하였다.
화합물 1a 의 제조
215 mg (0.7 mmol)의 화합물 2a, 13 mg (0.1 mmol)의 4-디메틸아미노피리딘, 및 458 mg (2.1 mmol)의 디-tert-부틸 디카르보네이트를 10 ml의 THF에 첨가하고, 실온에서 밤새 N2 하에 교반하였다. 침전물을 여과에 의해 단리하고, tert-부틸메틸에테르로 세척하여, 232 mg (0.57 mmol; 81 %)의 화합물 1a를 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3). δ [ppm] 1.72 (s, 9H), 7.15 (t, 2H), 7.21-7.28 (m, 4H), 7.50 (d, 2H).
실시예 2
화합물 1b의 제조
Figure pct00033
화합물 6a 의 제조
10-15℃ 범위의 온도를 유지하면서 70 ml의 아세트산 중 9.85 g (60 mmol)의 4-펜틸페놀의 용액에 20 ml의 아세트산에 용해된 7.6 g의 질산을 적가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 4 시간 동안 교반한 다음, 물에 붓고, 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기 상을 NaHCO3aq 및 물로 세척하고, MgSO4 상에서 건조하고, 농축시켰다. 화합물 6a를 추가로 정제하지 않고 다음 단계에서 사용하였다.
화합물 5a 의 제조
50 ml의 DMF 중 10.5 g (50 mmol)의 화합물 6a, 15.1 g (135 mmol)의 DABCO의 용액에 7.73 g (63 mmol)의 N,N-디메틸티오카르바모일 클로라이드를 일부씩 나누어 첨가하였다. 반응 혼합물을 70℃에서 3 시간 동안 교반한 다음, 물에 붓고, 6N HCl로 산성화시켰다. 화합물 5a를 에틸 아세테이트로 추출하고, 물로 세척하고, MgSO4 상에서 건조시키고, 농축시켰다. 잔류물을 용리액으로서 헥산 및 CH2Cl2 (1:1)를 사용하여 실리카 겔 상에서 플래쉬 크로마토그래피에 의해 정제하여, 13.0 g (44 mmol; 88 %)의 화합물 5a를 갈색 액체로서 수득하였다. 1H-NMR (CDCl3). δ [ppm]: 0.90 (t, 3H), 1.25-1.38 (m, 4H), 1.62-1.70 (m, 2H), 2.69 (t, 2H), 3.39 (s, 3H), 3.46 (s, 3H), 7.15 (d, 1H), 7.46 (d, 1H), 7.92 (s, 1H).
화합물 4a 의 제조
12.7 g (43 mmol)의 화합물 5a를 반응 용기에 넣고, 교반하면서 210℃에서 N2 하에 3 시간 동안 가열하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 80 ml의 THF를 첨가하였다. 상기 용액에 빙조에 의해 냉각하면서 20 ml의 메탄올에 용해된 5.31 g (95 mmol)의 수산화칼륨을 적가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 30 분 동안 교반하고, 얼음에 붓고, 진한 HCl로 산성화시켰다. 화합물 4a를 에틸 아세테이트로 추출하고, 물로 세척하고, MgSO4 상에서 건조하고, 농축시켰다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3). δ [ppm]: 0.89 (t, 3H), 1.25-1.37 (m, 4H), 1.55-1.65 (m, 2H), 2.63 (t, 2H), 3.96 (s, 1H), 7.25 (d, 1H), 7.33 (d, 1H), 8.06 (s, 1H).
화합물 3a 의 제조
9 ml의 진한 HCl 및 170 ml의 아세트산 중 5.15 g (23 mmol)의 화합물 4a의 용액에 60℃에서 18.0 g (275 mmol)의 아연을 일부씩 나누어 첨가하였다. 반응 혼합물을 60℃에서 밤새 교반하였다. 실온으로 냉각시킨 후, 불용성 고체를 여과에 의해 제거하였다. 여과액을 회전식 증발기에 의해 농축시키고, 물을 잔류물에 첨가하여, 침전물을 수득하였다. 침전물을 여과에 의해 단리하고, 에탄올로 세척하였다. 화합물 3b를 5.16 g (11 mmol; 99 %)의 수율로 백색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (DMSO-d6). δ [ppm]: 0.83 (t, 6H), 1.18-1.32 (m, 8H), 1.42-1.53 (m, 4H), 2.39 (t, 4H), 5.72 (br s, 4H), 6.63 (d, 2H), 6.83 (s, 2H), 7.18 (d, 2H).
화합물 2b 의 제조
300 ml의 아세트산에 7.26 g (16 mmol)의 화합물 3a 및 2.66 g (16 mmol)의 3,4-디클로로말레이미드를 첨가하고, 140℃에서 밤새 교반하였다. 회전식 증발기에 의해 용매를 제거한 후, 잔류물을 물에 현탁시켰다. 고체를 여과에 의해 단리하고, 메탄올로 세척하였다. 화합물 2b를 오렌지색 고체로서 수득하였다. 화합물 2b를 추가로 정제하지 않고 다음 단계에서 사용하였다.
화합물 1b 의 제조
30 ml의 THF에 1.34 g (3 mmol)의 화합물 2b, 55 mg (0.45 mmol)의 4-디메틸아미노피리딘, 및 1.96 g (9 mmol)의 디-tert-부틸 디카르보네이트를 첨가하고, 실온에서 밤새 N2 하에 교반하였다. 생성물을 CH2Cl2로 추출하고, 물로 세척하고, MgSO4 상에서 건조하고, 농축시켰다. 잔류물을 에틸 아세테이트 및 헥산 (1:1) 용액으로부터 재결정화에 의해 정제하여, 1.06 g (1.9 mmol; 65 %)의 화합물 1b를 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR (CDCl3). δ [ppm]: 0.89 (t, 6H), 1.28-1.39 (m, 8H), 1.57-1.68 (m, 4H), 1.72 (s, 9H), 2.59 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.33 (s, 2H).
실시예 3
화합물 1c의 제조
Figure pct00034
화합물 1c는 4-펜틸페놀 대신에 4-헵틸-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) δ [ppm]: 0.88 (t, 6H), 1.20-1.38 (m, 16H), 1.55-1.63 (m, 4H), 1.71 (s, 9H), 2.59 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.33 (s, 2H).
실시예 4
화합물 1d의 제조
Figure pct00035
화합물 1d는 4-펜틸페놀 대신에 4-도데실-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.88 (t, 6H), 1.21-1.36 (m, 36H), 1.53-1.63 (m, 4H), 1.72 (s, 9H), 2.58 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.11 (d, 2H), 7.32 (s, 2H).
실시예 5
화합물 1e의 제조
Figure pct00036
화합물 1e는 4-펜틸페놀 대신에 4-테트라데실-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.87 (t, 6H), 1.20-1.33 (m, 44H), 1.60-1.70 (m, 4H), 1.72 (s, 9H), 2.59 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.33 (s, 2H).
실시예 6
화합물 1f의 제조
Figure pct00037
화합물 1f는 4-펜틸페놀 대신에 4-도코실-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.86 (t, 6H), 1.20-1.35 (m, 76H), 1.56-1.63 (m, 4H), 1.72 (s, 9H), 2.58 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.32 (s, 2H).
실시예 7
화합물 1g의 제조
Figure pct00038
화합물 1g는 4-펜틸페놀 대신에 4-[4-펜틸-시클로헥실)-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.89 (t, 6H), 0.98-1.10 (m, 4H), 1.18-1.38 (m, 18H), 1.38-1.52 (m, 4H), 1.72 (s, 9H), 1.83-1.92 (m, 8H), 2.40-2.49 (m, 2H), 7.02 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.35 (s, 2H).
실시예 8
화합물 1h의 제조
Figure pct00039
화합물 1h는 4-펜틸페놀 대신에 4-도데실-페놀로부터 출발하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.85 (t, 3H), 1.21-1.37 (m, 18H), 1.60-1.68 (m, 11H), 2.67 (t, 2H), 7.22 (d, 1H), 7.29 (d, 1H), 7.36-7.48 (m, 5H), 7.61-7.67 (m, 3H), 7.75 (s, 1H).
실시예 9
화합물 1i의 제조
Figure pct00040
화합물 1i는 디-tert-부틸 디카르보네이트 대신에 디-(2-메틸-sec-부틸) 디카르보네이트를 사용하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.89 (t, 6H), 1.12 (t, 3H), 1.25-1.38 (m, 8H), 1.55-1.64 (m, 4H), 1.70 (s, 6H), 1.99 (q, 2H), 2.59 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.11 (d, 2H), 7.33 (s, 2H).
실시예 10
화합물 1j의 제조
Figure pct00041
화합물 1j는 디-tert-부틸 디카르보네이트 대신에 디-(1-메틸-시클로헥실) 디카르보네이트를 사용하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.80-0.95 (m, 6H), 1.10-1.65 (m, 21H), 1.95-2.08 (m, 2H), 2.40-2.49 (m, 2H), 2.58 (t, 4H), 6.98 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.34 (s, 2H).
실시예 11
화합물 1k의 제조
Figure pct00042
화합물 1k는 디-tert-부틸 디카르보네이트 대신에 디-(1-에틸-1,5-디메틸-헥실) 디카르보네이트를 사용하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.86-0.91 (m, 12H), 1.07 (t, 3H), 1.20-1.37 (m, 12H), 1.47-1.67 (m, 8H), 1.85-2.13 (m, 4H), 2.58 (t, 4H), 6.97 (d, 2H), 7.11 (d, 2H), 7.32 (s, 2H).
실시예 12
화합물 1l의 제조
Figure pct00043
화합물 1l은 디-tert-부틸 디카르보네이트 대신에 디-(1-이소프로필-4-메틸-시클로헥스-3-엔-1-일) 디카르보네이트를 사용하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.80-1.72 (m, 27H), 1.75-1.87 (m, 1H), 1.92-2.03 (m, 1H), 2.27-2.45 (m, 2H), 2.58 (t, 4H), 2.65-2.79 (m, 1H), 2.92-3.02 (m, 1H), 5.32 (s, 1H), 6.97 (d, 2H), 7.12 (d, 2H), 7.29 (s, 2H).
실시예 13
화합물 1m의 제조
Figure pct00044
화합물 1m은 디-tert-부틸 디카르보네이트 대신에 디-(1,1-디메틸알릴) 디카르보네이트를 사용하여 실시예 2의 화합물 1b와 유사하게 제조하여, 오렌지색 고체로서 수득하였다. 1H-NMR 스펙트럼 (CDCl3) d [ppm]: 0.82-0.95 (m, 6H), 1.20-1.40 (m, 12H), 1.52-1.67 (m, 4H), 1.79 (s, 6H), 2.59 (t, 4H), 5.23 (d, 1H), 5.51 (d, 1H), 6.28 (dd, 1H), 6.98 (d, 2H), 7.11 (d, 2H), 7.33 (s, 2H).
실시예 14
반도체 물질로서 화합물 1a, 1b, 1e 및 1g를 각각 포함하는 전계 효과 트랜지스터의 제조
30 nm ALD Al2O3으로 코팅된 고도로 도핑된 규소 웨이퍼를 아세톤 및 이소프로판올로 철저히 세척하고, 짧은 산소 플라즈마 처리 후에, 이소프로판올 중 데실-포스폰산의 용액으로 처리하였다. 화합물 1a, 1b, 1e 및 1g를 각각 고진공 (<10-5 mbar)에서 열 증발시켰다. 소스 및 드레인 전극을 위해 50 nm-두께의 Au 층을 섀도우 마스크를 통해 증착시켜, 상부 접촉 OFET 장치를 수득하였다. 채널 폭 (W)은 500 ㎛이고, 채널 길이 (L)는 100 ㎛이었다.
모든 전기 측정은 B1500 애질런트(Agilent) 파라미터 분석기를 이용하여 주위 공기에서 어둡게 하여 수행하였다.
도 1에는 -11 V, -10 V, -9 V 및 -8 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1a를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)가 도시된다.
도 2에는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1a를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)가 도시된다.
도 3에는 -11 V, -10 V, -9 V 및 -7 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)가 도시된다.
도 4에는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)가 도시된다.
도 5에는 -10 V, -8 V 및 -6 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1e를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)가 도시된다.
도 6에는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1e를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)가 도시된다.
도 7에는 -10 V, -9 V 및 -8 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1g를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 Ids (출력 곡선)가 도시된다.
도 8에는 -5 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1g를 포함하는 실시예 14의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)가 도시된다.
1a, 1b, 1e 및 1g를 각각 포함하는 전계 효과 트랜지스터는 전형적인 p-형 특징을 나타내었다.
전하-캐리어 이동도 (μ)는 식 μ = 2L/(W*Ci)*(dIDS 1 /2/dVGS)2 (여기서, L은 채널 길이이고, W는 채널 폭이고, Ci는 유전체 층의 단위 면적당 정전용량이고, IDS는 드레인-소스 전류이고, VGS는 게이트-소스 전압임)를 사용하여 포화 영역에서 (IDS)1/2 대 VGS의 기울기로부터 구하였다.
임계 전압 (Vth)은 IDS 1 /2 대 VGS 플롯의 선형 외삽과 VGS 축의 교차점으로부터 구하였다.
결과는 표 1에 나타내었다.
<표 1>
Figure pct00045
실시예 15
25℃에서 화합물 1a, 1b, 1c 및 1d의 용해도를 하기 화학식 2a의 화합물의 용해도와 비교하였다.
Figure pct00046
결과는 표 2에 나타내었다.
<표 2>
Figure pct00047
실시예 16
반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 전계 효과 트랜지스터의 제조
SiO2/Si 기판을 피라나 용액, 초순수에 이어, 이소프로판올로 철저히 세척하고, 상기 기판을 용액으로부터의 옥타데실트리클로로실란 (OTS)으로 관능화시켰다. OTS-처리된 SiO2/Si 기판 상에 4000 rpm에서 30 초 동안 CHCl3 중 화합물 1b의 5 mg/ml 용액을 스핀 코팅함으로써 화합물 1b의 박막을 형성하고, 핫플레이트 상에서 200℃에서 10 분 동안 어닐링하였다. 유기 박막의 상부에 섀도우 마스크를 통해 소스 및 드레인 전극으로서 Au 층을 증착시켜, 상부 접촉 OFET 장치를 수득하였다. 채널 폭 (W)은 3 mm이고, 채널 길이 (L)는 50 ㎛이었다.
모든 전기 측정은 카이틀리(Keithley) 4200 파라미터 분석기를 사용하여 주위 공기에서 어둡게 하여 수행하였다.
도 9에는 -80 V, -60 V, -40 V, -20 V 및 0 V의 게이트 전압 VGS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 16의 전계 효과 트랜지스터에서 드레인-소스 전압 VDS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (출력 곡선)가 도시된다.
도 10에는 -80 V의 드레인-소스 전압 VDS에서 반도체 물질로서 화합물 1b를 포함하는 실시예 16의 전계 효과 트랜지스터에서 게이트-소스 전압 VGS에 대한 드레인-소스 전류 IDS (전달 곡선)가 도시된다.
1b를 포함하는 전계 효과 트랜지스터는 전형적인 p-형 특징을 나타내었다.
전달 곡선을 기록하기 위해, 드레인-소스 전압 (VDS)은 -80 V로 유지하였다. 전하-캐리어 이동도 (μ)는 식 μ = 2L/(W*Ci)*(dIDS 1 /2/dVGS)2 (여기서, L은 채널 길이이고, W는 채널 폭이고, Ci는 유전체 층의 단위 면적당 정전용량이고, IDS는 드레인-소스 전류이고, VGS는 게이트-소스 전압임)를 사용하여 포화 영역에서 (IDS)1/2 대 VGS의 기울기로부터 구하였다.
임계 전압 (Vth)은 IDS 1 /2 대 VGS 플롯의 선형 외삽과 VGS 축의 교차점으로부터 구하였다.
결과는 표 3에 나타내었다.
<표 3>
Figure pct00048

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1의 화합물.
    <화학식 1>
    Figure pct00049

    상기 식에서,
    X는 O, S 또는 NR10이고,
    여기서, R10은 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-OR11이고,
    R1 및 R11은 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9는 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알키닐, 치환된 O-C1-30-알킬, 및 치환된 S-C1-30-알킬은 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐은 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
    각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계는 각각 C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
    여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐, 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기는 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
    여기서, R12는 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C2-30-알키닐, 치환된 C2-30-알키닐 또는 C(O)-ORd이고,
    Ra, Rb, Rc 및 Rd는 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택된다.
  2. 제1항에 있어서,
    X가 O, S 또는 NR10이고,
    여기서, R10이 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐 또는 C(O)-OR11이고,
    R1 및 R11이 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬, 치환된 S-C1-30-알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9가 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬, 치환된 C2-30-알케닐, 치환된 O-C1-30-알킬, 및 치환된 S-C1-30-알킬이 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, O-C1-30-알킬, 및 S-C1-30-알킬이고;
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
    각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계가 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
    여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐, O-C1-30-알킬, 치환된 O-C1-30-알킬, S-C1-30-알킬 및 치환된 S-C1-30-알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기가 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
    여기서, R12가 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, 또는 C(O)-ORd이고,
    Ra, Rb, Rc 및 Rd가 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 1의 화합물.
  3. 제1항에 있어서,
    X가 O, S 또는 NR10이고,
    여기서, R10이 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-OR11이고,
    R1 및 R11이 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9가 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐이 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고;
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
    각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계가 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, ORa, OC(O)-Ra, OC(O)-ORa, OC(O)-NRaRb, C(O)-Ra, C(O)-ORa, C(O)-NRaRb, C(O)-NRa-NRbRc, C(O)-NRa-ORb, C(O)-NRa-C(O)-Rb, C(O)-NRa-C(O)-ORb, C(O)-SRa, NRaRb, NRa-NRbRc, NRa-C(O)Rb, NRa-C(O)-ORb, NRa-C(O)-NRbRc, SRa, S-C(O)-Ra, 할로겐, CN, 및 NO2로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고,
    여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬 C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기가 O, S, NR12, CO, O-C(O), C(O)-O, O-C(O)-O, S-C(O), C(O)-S, NR12-C(O), C(O)-NR12, OC(O)-NR12 및 NR12-C(O)-O로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
    여기서, R12가 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-ORd이고,
    Ra, Rb, Rc 및 Rd가 서로 독립적으로 및 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 1의 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    X가 O, S 또는 NR10이고,
    여기서, R10이 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-OR11이고,
    R1 및 R11이 서로 독립적으로 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-14-아릴, 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴 및 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9가 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 내지 10 원 방향족 고리계, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐이 각각 C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고;
    각각의 경우에 치환된 C6-14-아릴, 치환된 5 내지 15 원 헤테로아릴, 치환된 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계가 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-14-아릴, 5 내지 15 원 헤테로아릴, 6 내지 10 원 방향족 고리계, 및 5 내지 12 원 헤테로방향족 고리계이고;
    여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기가 O, S, 및 NR12로 이루어진 군으로부터 선택된 연결기로 대체될 수 있고,
    여기서, R12가 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬 또는 C(O)-ORd이고,
    Rd가 각각의 경우에 H, C1-20-알킬, C2-20-알케닐, C2-20-알키닐, C5-6-시클로알킬, C5-6-시클로알케닐, C6-10-아릴, 및 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 화학식 1의 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    X가 S이고,
    R1이 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C6-10-아릴, 치환된 C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, 및 치환된 5 내지 12 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 선택되거나; 또는 R2 및 R3, R3 및 R4, R4 및 R5, R6 및 R7, R7 및 R8, 또는 R8 및 R9가 그들이 연결된 C-원자와 함께 6 원 방향족 고리계, 치환된 6 원 방향족 고리계, 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계 또는 치환된 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계를 형성하고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐이 각각 C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐이고,
    각각의 경우에 치환된 C6-10-아릴, 치환된 5 내지 12 원 헤테로아릴, 치환된 6 원 방향족 고리계, 및 치환된 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계가 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐, 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C6-10-아릴, 5 내지 12 원 헤테로아릴, 6 원 방향족 고리계, 및 5 내지 9 원 헤테로방향족 고리계이고,
    여기서, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알킬의 적어도 1개의 CH2-기, 그러나 인접하지 않는 CH2-기가 연결기 O로 대체될 수 있는 것인 화학식 1의 화합물.
  6. 제1항에 있어서,
    X가 S이고,
    R1이 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9가 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬, 및 치환된 C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐이 각각 C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬, 페닐 및 5 내지 9 원 헤테로아릴로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐인 화학식 1의 화합물.
  7. 제1항에 있어서,
    X가 S이고,
    R1이 C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C2-30-알케닐, 치환된 C2-30-알케닐, C5-8-시클로알킬, 치환된 C5-8-시클로알킬, C5-8-시클로알케닐 및 치환된 C5-8-시클로알케닐로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    R2, R4, R5, R6, R7 및 R9가 H이고,
    R3 및 R8이 서로 독립적으로 H, C1-30-알킬, 치환된 C1-30-알킬, C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고,
    여기서, 각각의 경우에 치환된 C1-30-알킬 및 치환된 C2-30-알케닐이 각각 C5-6-시클로알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C1-30-알킬 및 C2-30-알케닐이고,
    각각의 경우에 치환된 C5-8-시클로알킬 및 치환된 C5-8-시클로알케닐이 각각 C1-20-알킬, C5-6-시클로알킬 및 페닐로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 적어도 1개의 치환기로 치환된 C5-8-시클로알킬 및 C5-8-시클로알케닐인 화학식 1의 화합물.
  8. 제1항에 따른 화학식 1의 화합물의 제조 방법이며,
    <화학식 1>
    Figure pct00050

    하기 화학식 2의 화합물을
    <화학식 2>
    Figure pct00051

    (상기 식에서, X, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8 및 R9는 화학식 1의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 가짐)
    R1O-C(O)-LG (여기서, R1은 화학식 1의 화합물에 대해 나타낸 것과 같은 의미를 갖고, LG는 이탈기임)로 처리하여 화학식 1의 화합물을 수득하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET)인 전자 장치.
  11. 반도체 물질로서의 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 화합물의 용도.
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