KR20080076518A - 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 - Google Patents
질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20080076518A KR20080076518A KR1020070016551A KR20070016551A KR20080076518A KR 20080076518 A KR20080076518 A KR 20080076518A KR 1020070016551 A KR1020070016551 A KR 1020070016551A KR 20070016551 A KR20070016551 A KR 20070016551A KR 20080076518 A KR20080076518 A KR 20080076518A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- group
- substituted
- carbon atoms
- unsubstituted
- formula
- Prior art date
Links
- 239000003446 ligand Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 230000007704 transition Effects 0.000 title claims 2
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 51
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 44
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 27
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 17
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 14
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 125000004404 heteroalkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 150000007860 aryl ester derivatives Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 125000004446 heteroarylalkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 125000005553 heteroaryloxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 8
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 7
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 125000004405 heteroalkoxy group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000000592 heterocycloalkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical group CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 91
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 44
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 22
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 19
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 13
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 13
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- -1 screen printing Substances 0.000 claims description 12
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000003739 carbamimidoyl group Chemical group C(N)(=N)* 0.000 claims description 9
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 9
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 9
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 6
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 claims description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 4
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 4
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 claims description 2
- 125000005343 heterocyclic alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 2
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 claims description 2
- 150000004696 coordination complex Chemical class 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 68
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 17
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 11
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 abstract description 2
- 125000000923 (C1-C30) alkyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 abstract 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 11
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 9
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N o-biphenylenemethane Natural products C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 4
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- 125000006413 ring segment Chemical group 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 3
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000010129 solution processing Methods 0.000 description 3
- ARXKVVRQIIOZGF-UHFFFAOYSA-N 1,2,4-butanetriol Chemical compound OCCC(O)CO ARXKVVRQIIOZGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBNHCGDYYBMKJN-UHFFFAOYSA-N 2-(4-methylcyclohexyl)propan-2-yl acetate Chemical compound CC1CCC(C(C)(C)OC(C)=O)CC1 HBNHCGDYYBMKJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentane-2,4-diol Chemical compound CC(O)CC(C)(C)O SVTBMSDMJJWYQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NZWIYPLSXWYKLH-UHFFFAOYSA-N 3-(bromomethyl)heptane Chemical compound CCCCC(CC)CBr NZWIYPLSXWYKLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229920000553 poly(phenylenevinylene) Polymers 0.000 description 2
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 2
- 229960002796 polystyrene sulfonate Drugs 0.000 description 2
- 239000011970 polystyrene sulfonate Substances 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N potassium tert-butoxide Chemical compound [K+].CC(C)(C)[O-] LPNYRYFBWFDTMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 239000002094 self assembled monolayer Substances 0.000 description 2
- 239000013545 self-assembled monolayer Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000002371 ultraviolet--visible spectrum Methods 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N (+)-propylene glycol Chemical compound C[C@H](O)CO DNIAPMSPPWPWGF-VKHMYHEASA-N 0.000 description 1
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEUGOISHWHDTIR-UHFFFAOYSA-N (1-hydroxy-5,5-dimethylhexyl) 2-methylpropanoate Chemical compound C(C(C)C)(=O)OC(CCCC(C)(C)C)O DEUGOISHWHDTIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)C DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KFUSEUYYWQURPO-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloroethene Chemical compound ClC=CCl KFUSEUYYWQURPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940015975 1,2-hexanediol Drugs 0.000 description 1
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 1,3-propanediol Substances OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FXSCJZNMWILAJO-UHFFFAOYSA-N 2-bromo-9h-fluorene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=C(Br)C=C3CC2=C1 FXSCJZNMWILAJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJUVFJKHTNWDNU-UHFFFAOYSA-N 9,9-bis(2-ethylhexyl)fluorene Chemical compound C1=CC=C2C(CC(CC)CCCC)(CC(CC)CCCC)C3=CC=CC=C3C2=C1 YJUVFJKHTNWDNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001665 Poly-4-vinylphenol Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004357 Transferases Human genes 0.000 description 1
- 108090000992 Transferases Proteins 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical group [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011982 device technology Methods 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M gold monochloride Chemical compound [Cl-].[Au+] FDWREHZXQUYJFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N hexane-1,2-diol Chemical compound CCCCC(O)CO FHKSXSQHXQEMOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diol Chemical compound OCCCCCCO XXMIOPMDWAUFGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229940051250 hexylene glycol Drugs 0.000 description 1
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N hydrazine group Chemical group NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000010977 jade Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N lithium butane Chemical compound [Li+].CCC[CH2-] DLEDOFVPSDKWEF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001510 metal chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N n-Butyllithium Substances [Li]CCCC MZRVEZGGRBJDDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L palladium(II) chloride Chemical compound Cl[Pd]Cl PIBWKRNGBLPSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N palladium(ii) nitrate Chemical compound [Pd+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O GPNDARIEYHPYAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000000286 phenylethyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L platinum dichloride Chemical compound Cl[Pt]Cl CLSUSRZJUQMOHH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000166 polytrimethylene carbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- FITUHHPILMJZMP-UHFFFAOYSA-N styrene;sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O.C=CC1=CC=CC=C1 FITUHHPILMJZMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Chemical group 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009885 systemic effect Effects 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N tetracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC=CC=C4C=C3C=C21 IFLREYGFSNHWGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001712 tetrahydronaphthyl group Chemical group C1(CCCC2=CC=CC=C12)* 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001651 triphenylamine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N tripropan-2-yl borate Chemical compound CC(C)OB(OC(C)C)OC(C)C NHDIQVFFNDKAQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/12—Gold compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/005—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/08—Copper compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/10—Silver compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F17/00—Metallocenes
- C07F17/02—Metallocenes of metals of Groups 8, 9 or 10 of the Periodic Table
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having potential barriers
- H10K10/80—Constructional details
- H10K10/82—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/30—Coordination compounds
- H10K85/341—Transition metal complexes, e.g. Ru(II)polypyridine complexes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
- Y02E10/549—Organic PV cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
본 발명은 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을 포함하는 전자소자에 관한 것으로, 신규한 착화합물로서 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물을 제공하며, 이를 포함하는 버퍼층을 형성하여 전자소자에서 전하 주입(carrier injection) 및 전하이동(transport)을 향상시켜 전자소자의 효율을 향상시킬 수 있다.
질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물, 버퍼층
Description
도 1은 본 발명의 제조예 1 내지 4에서 합성한 Flu-SPNB-Flu-Au의 UV-VIS 스펙트럼 그래프이고,
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조된 테스트 소자의 단면 개략도이며,
도 3은 실시예 1 및 비교예 1의 테스트 소자의 전류-전압 특성 곡선이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 하부 전극
2: 버퍼층(buffer layer)
3: 유기 반도체층
4: 상부 전극
본 발명의 구현예들은 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신규한 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물 및 이러한 착화합물로 구성되어 전하 주입 및 전하이동성이 향상된 버퍼층 및 상기 버퍼층을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것이다.
유기소재 기반 소자기술은 대면적 플렉시블 디스플레이 등의 분야에서 Si 기반 전자소자 분야를 보완할 있는 새로운 기술로 떠오르고 있다. 활발한 연구가 수행되고 있는 OTFT(유기 박막 트랜지스터, Organic Thin Film Transistor) 기술은 실리콘계 TFT의 집적도와 성능을 요구하지 않은 분야에서 경쟁력이 충분하다 할 수 있다.
OTFT는 무정형 Si TFT에 비해 인프라 비용이 1/3 수준에 불과하며, 무기기판에 비해 조작이 용이하고 연속공정이 가능하여, 기존 TFT와 비교하여 공정비용의 절감 효과가 상당할 것으로 기대되고 있다. OTFT가 디스플레이 후면(backplane)에 적용되기 위해서는 고 이동도를 가지는 유기반도체의 설계 및 합성, 소자 설계 및 공정 기술 개발을 통한 OTFT 특성 향상이 요구된다.
TFT의 특성은 전자 또는 정공 주입과 이동에 의해 결정된다. 전극과 반도체 층의 접촉 저항이 없어 전자 또는 정공이 채널 층에 효과적으로 주입되어 그 전자나 정공이 채널층에서 빠르게 이동하는 것이 이상적이다. 오믹 컨택(Ohmic contact) 형성이 용이한 실리콘계 FET와 달리, OTFT는 접촉 저항이 특성 저하의 주 요 원인이다. 일반적으로 불순물 농도가 낮은 반도체층 또는 전하 수송층에 금속이 접촉되면 접촉면에 전위 장벽이 형성되기 때문에 저항치가 높아진다. 원리적으로 전위 장벽의 높이는 전극과 반도체층 또는 전하 수송층 간의 에너지 레벨의 불일치 및 접합의 상태에 따라 형성된다.
전극 표면과 반도체층 또는 전하 수송층 간의 접촉 저항을 줄이기 위하여 사용되는 종래의 전극 표면의 처리방법에는 자기조립단분자막(Self-Assembled Monolayer, SAM)의 사용, 버퍼층(buffer layer)의 활용 등이 있다. 그 중 버퍼층(buffer layer)은 전극과 반도체층 또는 전하 수송층 사이에 접촉 저항을 줄여주는 물질을 포함하는 층을 적층하는 기술로서 주로 유기박막 트랜지스터(OTFT)나 유기 다이오드(OELD)에 적용할 수 있다.
이러한 버퍼층 물질로서 트리페닐 아민 유도체(triphenyl amine derivatives)와 같이 진공 공정으로 필름 형성이 가능한 저분자 반도체 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리(스티렌설페이트)(poly(3,4-ethylenedioxythioph ene) poly(styrenesulfonate))와 같이 용액 공정이 가능한 산-적층된 전도성 고분자(acid-doped conducting polymers)를 사용해 왔다.
비용 절감을 위해 용액 공정이 가능한 버퍼층 물질이 필요하나, 산-적층된 전도성 고분자(acid-doped conducting polymers)를 버퍼층 물질로 사용하면 산-도판트(acid-dopant)가 채널층 (transporting layer)으로 확산(diffusion) 되어 소자의 안정성을 저해하는 문제점이 있다. 따라서, 용액공정이 가능하고 산-불순물(acid-dopant)을 사용하지 않는 버퍼층 물질의 개발에 대한 요구가 증대되고 있 다.
본 발명은 이러한 기술적 요구에 부응하기 위한 것으로, 본 발명은 신규한 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 신규 착화합물을 포함하여 전하의 주입 및 이동성을 개선시킬 수 있는 버퍼층(buffer layer)을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 버퍼층을 포함하는 유기박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상은 신규한 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 신규 착화합물을 포함하여 전하의 주입 및 이동성을 개선시킬 수 있는 버퍼층(buffer layer)에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 양상은 상기 버퍼층을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 관한 것이다.
이하에서 첨부도면을 참고하여 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일구현예는 하기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물에 관한 것이다.
[화학식 1]
상기 식에서,
X는 질소를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아로마틱 유기기이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치화된 탄소수 5 내지 20의 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴에스테르기 및 치환 또는 비치환 된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
M은 금(Au), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이금속원자이고,
Y는 할라이드, 히드록시 및 아세테이트 관능기(OAc)로 이루어진 군으로부터 선택되며,
m은 3 내지 4의 정수이다.
이때, 상기 화학식 1에서, X는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택될 수 있다.
[화학식 2]
또한, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로서, 상기 아릴기 또는 헤테로아릴기에 치환된 치환기는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기, 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3]
상기 식에서 R3 내지 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이때, 바람직하게는 적어도 1개의 R이 탄소수 4 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 과플루오로화 알킬기인 것이 좋다.
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
한편 상기 화학식들에서, 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 선형 또는 분지형으로서 메틸, 에틸, 프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기, 히드라진기, 또는 카르복실기로 치환될 수 있다.
상기 헤테로알킬기는, 상기 알킬기의 주쇄 중의 탄소원자 중 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소원자가 O, S, N, P 등과 같은 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
상기 아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 카보사이클 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 아릴기의 구체적인 예로는 페닐, 나프틸, 테트라히드로나프틸 등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있고, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리원자수 5 내지 30의 고리 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 알콕시기는 라디칼-O-알킬을 말하고, 이때 알킬은 위에서 정의된 바와 같다. 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로알콕시기는 1개 이상의 헤테로 원자 예를 들어 산소, 황 또는 질소가 알킬 사슬 내에 존재할 수 있다는 것을 제외하면 본질적으로 상기 알콕시의 의미를 가지며, 예를 들면 CH3CH2OCH2CH2O-, C4H9OCH2CH2OCH2CH2O- 및 CH3O(CH2CH2O)nH 등이다.
상기 아릴알킬기는 상기 정의된 바와 같은 아릴기에서 수소원자 중 일부가 저급알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 등과 같은 라디칼로 치환된 것을 의미한다. 예를 들어 벤질, 페닐에틸 등이 있다. 상기 아릴알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로아릴알킬기는 헤테로아릴기의 수소 원자 일부가 저급 알킬기로 치환된 것을 의미하며, 헤테로아릴알킬기 중 헤테로아릴에 대한 정의는 상술한 바와 같다. 상기 헤테로아릴알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 아릴옥시기는 라디칼-O-아릴을 말하고, 이때 아릴은 위에서 정의된 바와 같다. 구체적인 예로서 페녹시, 나프톡시, 안트라세닐옥시, 페난트레닐옥시, 플루오레닐옥시, 인데닐옥시 등이 있고, 아릴옥시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로아릴옥시기는 라디칼-O-헤테로아릴을 말하며, 이때 헤테로아릴은 위에서 정의된 바와 같다.
상기 헤테로아릴옥시기의 구체적인 예로서, 벤질옥시, 페닐에틸옥시기 등이 있고, 헤테로아릴옥시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 사이클로알킬기는 탄소원자수 5 내지 30의 1가 모노사이클릭 시스템을 의미한다. 상기 사이클로알킬기 중 적어도 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 헤테로사이클로알킬기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 C인 고리원자수 5 내지 30의 1가 모노사이클릭 시스템을 의미한다. 상기 사이클로알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
상기 알킬에스테르기는 알킬기와 에스테르기가 결합되어 있는 작용기를 의미하며, 이때 알킬기는 상기 정의한 바와 같다.
상기 헤테로알킬에스테르기는 헤테로알킬기와 에스테르기가 결합되어 있는 작용기를 의미하며, 이때 헤테로알킬기는 상기 정의한 바와 같다.
상기 아릴에스테르기는 아릴기와 에스테르기가 결합되어 있는 작용기를 의미하며, 이때 아릴기는 상기 정의한 바와 같다.
상기 헤테로아릴에스테르기는 헤테로아릴기와 에스테르기가 결합되어 있는 작용기를 의미하며, 이때 헤테로아릴기는 상기에서 정의한 바와 같다.
상기 아미노기는 -NH2, -NH(R) 또는 -N(R')(R'')을 의미하며, R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금 속 착화합물은 비공유 전자쌍을 갖는 질소 원자를 고리 내에 함유하는 화합물을 용매에 녹인 용액과 금속염을 용매에 녹인 용액을 상온 내지 50 ℃에서 혼합시킴으로써 제조된다.
본 발명 화합물의 제조 과정에서, 금속염으로서 사용하기에 바람직한 화합물에는, 예를 들면 염화 금, 염화 백금, 염화 팔라듐, 염화 구리, 질산 팔라듐, 등이 있으나, 반드시 이들로 제한되는 것은 아니며, 보다 바람직한 금속염은 금속 할라이드류이고, 염화물이 가장 바람직하다.
상기 각각의 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 용액 및 금속염 용액을 제조하기 위한 용매로는 통상의 유기용매, 물 또는 이들의 혼합물 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 구체적으로는 에탄올과 같은 알코올류, 에테르류, 염소계 알칸류, 방향족류, 글리콜류 등의 유기용매, 물, 혼합유기용매, 또는 1종 이상의 유기용매와 물의 혼합물 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 물질의 종류, 금속염의 종류 및 용도에 따라 당업자가 적절한 용매를 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 용액 및 금속염산화제 용액을 제조하기 위한 각 용매는 서로 동일하거나 상이한 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 균일성 및 도포의 용이성 측면에서 서로 동일하거나 성질이 유사한 범위 내의 용매를 사용하는 것이 좋다.
상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 용액과 산화제 용액을 혼합 하게 되면, 상기 산화제 내의 금속 이온이 헤테로아로마틱계 리간드 물질과 복합체를 형성하여 헤테로아로마틱계 리간드 물질을 산화시키게 되며, 이와 같이 산화된 헤테로아로마틱계 리간드 물질을 통상의 방법에 의해 형성한다.
이 때, 상기 유기 용매로는 당업자가 구체적인 화합물 및 금속염의 구조 및 종류에 따라 용해도가 높은 용매를 적절히 선택하여 결정할 수 있으며, 예를 들면 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로필알콜, 이소프로필알콜, n-부틸알콜, sec-부틸알콜, t-부틸알콜, 이소부틸알콜, 디아세톤알콜을 포함하는 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤을 포함하는 케톤류; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 헥실렌글리콜, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,6-헥산디올을 포함하는 글리콜류; 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르를 포함하는 글리콜 에테르류; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA)를 포함하는 글리콜 에테르 아세테이트류; 에틸아세테이트, 부톡시에톡시 에틸 아세테이트(butoxyethoxy ethyl acetate) 부틸 카르비톨 아세테이트(BCA), 디하이드로터피네올 아세테이트(dihydroterpineol acetate; DHTA)를 포함하는 아세테이트류; 터피네올류; 트리메틸 펜탄디올 모노이소부티레이트(Trimethyl pentanediol monoisobutyrate; TEXANOL); 디클로로에텐(DCE); 클로로벤젠; 자일렌(xylene); 및 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등을 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 용액은 0.001 mM 내지 100 mM의 농도범위를 가지도록 제조하는 것이 바람직하며, 금속염 용액의 경우 0.1 mM 내지 30 mM의 농도범위를 가지도록 제조하는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드 용액과 금속염 용액을 혼합하게 되면, 상기 금속염 내의 금속 이온이 헤테로아로마틱계 리간드 물질과 복합체를 형성하여 헤테로아로마틱계 리간드 물질을 산화시키게 된다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 착화합물을 포함하는 버퍼층(buffer layer)에 관한 것이다. 본 발명의 구현예들에 의한 착화합물을 포함하는 버퍼층을 전자 소자의 전극 표면에 적용하는 경우, 전극과 반도체층 또는 전하 수송층 사이의 전하 주입 및 전하 이동성을 개선시켜 전자 소자의 전기적 특성을 향상시킬 수 있다.
이러한 본 발명의 구현예에 의한 버퍼층은, 종래 당업계에서 공지되어 있는 통상의 방법에 따라 박막 형태로 형성될 수 있다.
즉, 구체적으로 예를 들면, 상기 착화합물을 제조하기 위해 비공유 전자쌍을 갖는 질소 원자를 고리 내에 함유하는 화합물을 유기 용매에 녹인 용액과 금속염 H[M(Y)m]을 유기용매에 녹인 용액의 혼합액을 통상의 코팅 또는 증착방법에 의해 박막으로 형성할 수 있다.
상기 버퍼층의 형성방법으로는 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스핀 캐스팅(spin casting), 흐름코팅(flow coating), 스크린 인 쇄(screen printing), 잉크젯(ink jet), 드롭캐스팅(drop casting) 또는 진공 증착 방법 등을 이용할 수 있으나, 역시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화합물 및 금속염의 첨가량은 당업자가 용도 및 경우에 따라 적절히 선택하여 결정할 수 있으며, 바람직하게는 용매 100 중량부에 대하여 0.01 내지 10 중량부의 함량으로 첨가할 수 있다. 박막 형성 실험시 착화합물의 농도가 10 wt%를 초과하면 농도가 너무 진하여 균일한 박막을 형성하는 것이 어렵다.
이러한 과정을 통해 형성되는 버퍼층은 0.1 nm 내지 100 nm 범위의 두께를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 용도 및 경우에 따라 적절히 조절할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 버퍼층을 포함하는 전자 소자에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 다른 구현예는 상기 버퍼층을 전극 표면 상에 포함하는 전자 소자를 제공한다.
상기 본 발명의 일 구현예에 따른 버퍼층을 전극 표면 상에 적층하게 되면, 전극과 반도체층 또는 전하 수송층 계면 간의 접촉 저항치를 줄일 수 있어 캐리어인 전자나 정공의 주입 및 각 층간의 전하이동이 촉진되는 효과를 가져올 수 있으며, 그 결과 이를 포함하는 전자 소자는 우수한 전기적 특성을 나타낸다.
본 발명의 구현예에서, 전자 소자란 고체 내 전자의 전도를 이용한 전자부품을 일컫는 말로서, 본 발명의 구현예에서 사용가능한 전자 소자의 예로는 OTFT(유 기 박막 트랜지스터, Organic Thin Film Transistor), OLED(유기 발광 다이오드, Organic light emitting diodes), 태양전지(solar cell), 유기 광전 변환 소자(Organic phoyovoltaic) 등을 들 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 버퍼층을 유기박막 트랜지스터에 적용하는 경우, 상기 유기박막 트랜지스터는 기판, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 버퍼층(buffer layer) 및 유기 반도체층을 포함하며, 이 때 상기 버퍼층은 하기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물을 포함하며, 상기 버퍼층이 게이트 전극 또는 소스/드레인 전극 상에 형성된 구조를 가질 수 있다.
[화학식 1]
상기 식에서,
X는 질소를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아로마틱 유기기이고,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내 지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치화된 탄소수 5 내지 20의 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴에스테르기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
M은 금(Au), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이금속원자이고,
Y는 할라이드, 히드록시 및 아세테이트 관능기(OAc)로 이루어진 군으로부터 선택되며,
m은 3 내지 4의 정수이다.
이 때, 상기 화학식 1에서, X는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택될 수 있다.
[화학식 2]
또한, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기로서, 상기 아릴기 또는 헤테로아릴기에 치환된 치환기는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기, 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화 합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 3]
상기 식에서 R3 내지 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이때, 바람직하게는 적어도 1개의 R이 탄소수 4 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기 또는 과플루오로화 알킬기인 것이 좋다.
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
상기 유기박막 트랜지스터는 통상의 바텀 컨택, 탑 컨택 또는 탑 게이트 등의 구조를 가질 수 있고, 나아가 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 변형된 구조를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 구현예에 따른 전자소자에서, 버퍼층을 제외한 나머지 구성 소자는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 사용되는 재료 및 형성방법을 통해 형성될 수 있다.
예를 들어, 유기박막 트랜지스터의 경우, 상기 기판으로는 유리, 실리콘, 플라스틱 등을 사용할 수 있으며, 상기 게이트 전극 또는 소스/드레인 전극으로는 통상 사용되는 금속이나 전도성 고분자 또는 금속 산화물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 인듐틴산화물(ITO), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리피롤(polypyrole), 폴리페닐렌비닐렌(polyphenylene vinylene), PEDOT(polyethylenedioxythiophene)/PSS(polystyrenesulfonate) 혼합물, ITO(Indium-tin oxide), IZO(Indium-zinc oxide) 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
또한 상기 게이트 절연막으로는 통상의 폴리올레핀, 폴리비닐, 폴리아크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 폴리이미드, 폴리비닐페놀 및 이들의 유도체와 같은 유기물, SiNx(0<x<4), SiO2 및 Al2O3와 같은 무기물 등을 사용할 수 있으며, 상기 유기 반도체층으로는 펜타센, 테트라센, 구리 프탈로시아닌, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌, 폴리피롤, 폴리페닐렌비닐렌 및 이들의 유도체 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 버퍼층을 유기 발광 다이오드에 적용하는 경우에는, 상기 유기 발광 다이오드는 기판 상의 양극, 버퍼층, 발광층(EML), 전자수송층(ETL), 음극을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 역시 상기 버퍼층을 제외한 나머지 구성소자는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상 사용되는 재료 및 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
이하에서, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하나, 이들 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 보호범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
제조예
1:
Flu
-
SPNB
-
Flu
-
Au
의 합성
1-1: 9,9-
비스
(2-
에틸헥실
)-9H-
플루오렌
-2-일브롬산(
BIS
(2-
ethylhexyl
)-9H-
fluorene
-2-ylbromoic
acid
,
BFB
)의 합성
2-브로모-9H-플루오렌 (5g, 20.4mmol), 칼륨 t-부톡사이드(t-BuOK) (5.7 g, 50mmol) 을 DMF에 녹인 후에 2-에틸헥실 브로마이드(8ml, 44.9mmol)를 부가하였다. 40oC를 유지하면서 12시간 동안 반응시킨 뒤, 에틸 에테르(ethyl ether)와 증류수를 이용하여 추출을 하고, 반응에 참여 하지 않은 2- 에틸헥실 브로마이드를 진공증류를 통해서 제거하였다. 전개 용매로 석유 에테르(petroleum ether)를 이용하여 컬럼 크로마토그래피에 의해서 하기 화학식 7로 표시되는 BF-EH 8.5g (88%) 얻었다.
[화학식 7]
이어 BE-EH (5g, 10.6mmol)을 THF에 녹인 후 -78oC하에서 n-BuLi (2.5M in hexane) 5ml을 30분 동안 천천히 부가하였으며 -78oC로 유지하면서 1시간 동안 교반한 후에 트리이소프로필 보레이트(triisopropyl borate) (2.97mL, 12.9mmol)를 부가하였다. 12시간 동안 상온에서 반응시킨 뒤, 반응 종료 후에 에틸 에테르와 증류수로 추출하였으며, 석유 에테르/에틸 아세테이트(petroleum ether/ethyl acetate)를 전개 용매로 하여 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 표제의 화합물 BFB 3.2g(69%)을 얻었다.
1-2:
Flu
-
SPNB
-
Flu
의 합성
BFB (0.45 g, 1.03 mmol)와 하기 화학식 8로 표시되는 SPNB (0.2 g, 0.42 mmol)를 30 mL의 톨루엔에 녹이고, Pd(PPh3)4 (20 mg)와 2.0 M Na2CO3 (4.2 mmol)를 첨가한 후 90 ℃에서 24시간 동안 교반하였다. 얻어진 반응 혼합물을 냉각시켜 석유 에테르로 추출, MgSO4로 건조, 용매 제거하고 남은 물질을 석유 에테르/에틸 아세테이트 4:1 를 전개용매로 하여 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 하기 화학식 9로 표시되는 Flu-SPNB-Flu 0.3 g (64%) 흰색의 고체를 얻었다.
[화학식 8]
[화학식 9]
1-3:
Flu
-
SPNB
-
Flu
-
Au
용액 제조
Flu-SPNB-Flu 10mg을 클로로벤젠 10 ml에 녹인 용액(1 mM)과 산화제 HAuCl4 0.2 mg을 클로로벤젠 10 ml에 녹인 용액(0.1 mM)을 50℃에서 섞어서 Flu-SPNB-Flu-Au 용액을 제조하였다.
제조예
2
산화제 HAuCl4 2 mg을 클로로벤젠 10 ml에 녹인 용액(1mM) 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 Flu-SPNB-Flu-Au 용액을 제조하였다.
제조예
3
상기 제조예 1에서 산화제 HAuCl4 20 mg을 클로로벤젠 10 ml에 녹인 용액(10 mM)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 Flu-SPNB-Flu-Au 용액을 제조하였다.
제조예
4
상기 제조예 1에서 산화제 HAuCl4 200 mg을 클로로벤젠 10 ml에 녹인 용액(30 mM)을 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 Flu-SPNB-Flu-Au 용액을 제조하였다.
상기 제조예 1 내지 4에서 합성한 Flu-SPNB-Flu-Au의 UV-VIS 스펙트럼 그래프를 도 1에 도시하였다. 도 1의 스펙트럼을 통해서 리간드-금속(ligand-to-metal) 전하 이동 밴드(charge transport band)가 형성된 것을 확인할 수 있다.
실시예
1:
Flu
-
SPNB
-
Flu
-
Au
버퍼층을
포함하는 다이오드-유사 장치의 제조
도 2와 같이, 상기 제조예 1에 의해 합성된 착화합물 Flu-SPNB-Flu-Au 의 혼합액을 패턴형성된 하부전극(1)으로 ITO 코팅된 유리 기판에 스핀 코팅 방법으로 1000rpm에서 10 nm 두께로 버퍼층(2)을 형성했다. 그런 뒤, 펜타센을 10-6 Torr 진공에서 열증착하여 70nm 두께의 유기 반도체층(3)을 형성하고 상부전극(4)으로서 Au를 70nm 두께로 열증착하여 다이오드와 유사한 구조의 테스트 소자를 만들었다.
비교예
1
상기 실시예 1에서 버퍼층이 없는 것만을 제외하고 동일한 방법으로 다이오드와 유사한 구조의 테스트 소자를 만들었다.
상기 실시예 1 및 비교예 1의 다이오드-유사 장치에 대해 각각 전류-전압 특성을 측정하여 도 3에 나타내었다. 향후 넓은 면적의 디스플레이(large area display)용 후면(bankplane)에서 사용될 가능성이 있는 ITO 에서 채널층으로의 정공 주입 효과를 확인 하기 위해서 ITO 에 (+)전극, Au에 (-) 전극을 연결하고 전압을 증가시키면서 전류의 변화를 확인하였다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 착화합물을 포함하는 버퍼층이 있는 실시예 1의 경우에는 전압이 14V인 경우 전류가 약 4.0×10- 7으로 비교예 1의 버퍼층이 없을 때와 비교하여 상당히 많이 증가하였음을 알 수 있다. 이로부터 상기 착화합물을 포함하는 버퍼층을 통하여 ITO와 펜타센의 접합(adhesion)이 향상되고, 버퍼층과 펜타센의 에너지 레벨을 일치시킴으로써 전하 주입(injection) 및 이동(transport)이 향상되었음을 알 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 본 발명에 대해 상세히 설명하였으나, 이들은 단지 예시적인 것이 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명의 구현예들에 의한 신규한 물질인 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물은 전하 주입 및 전하이동성이 향상된 버퍼층을 제공할 수 있으며, 상기 버퍼층을 전자 소자의 전극 표면 상에 포함하여, 전자나 정공의 주입 및 각 층간의 전하이동이 촉진되는 우수한 전기적 특성을 나타내는 전자 소자를 제공할 수 있다.
Claims (15)
- 하기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물:[화학식 1]상기 식에서,X는 질소를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아로마틱 유기기이고,R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치화된 탄소수 5 내지 20의 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30 의 알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴에스테르기 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군으로부터 선택되고,M은 금(Au), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이금속원자이고,Y는 할라이드, 히드록시 및 아세테이트 관능기(OAc)로 이루어진 군으로부터 선택되며,m은 3 내지 4의 정수이다.
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 착화합물:[화학식 2]
- 제 1항에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 착화합물.
- 제 3항에 있어서, 상기 아릴기 또는 헤테로아릴기에 치환된 치환기는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기, 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 착화합물.
- 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 착화합물:[화학식 3][화학식 4]상기 식에서 R3 내지 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
- 제 5항에 있어서, 상기 화학식 3의 착화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 착화합물:[화학식 4][화학식 5][화학식 6]
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 따른 착화합물을 포함하는 버퍼층(buffer layer).
- 제 7항에 있어서, 상기 버퍼층은 스핀코팅(spin coating), 딥코팅(dip coating), 롤코팅(roll coating), 스크린 코팅(screen coating), 분무코팅(spray coating), 스핀 캐스팅(spin casting), 흐름코팅(flow coating), 스크린 인쇄(screen printing), 잉크젯(ink jet), 드롭캐스팅(drop casting) 또는 진공 증착 방법을 이용하여 박막으로 형성된 것을 특징으로 하는 버퍼층.
- 제 7항에 있어서, 상기 버퍼층의 두께는 0.1 nm 내지 100 nm인 것을 특징으로 하는 버퍼층.
- 기판, 게이트 전극, 게이트 절연막, 소스/드레인 전극, 버퍼층(buffer layer) 및 유기 반도체층을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 있어서, 상기 버퍼층은 하기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물을 포함하며, 상기 버퍼층이 게이트 전극 또는 소스/드레인 전극 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터:[화학식 1]상기 식에서,X는 질소를 포함하는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아로마틱 유기기이고,R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴옥시기, 치환 또는 비치화된 탄소수 5 내지 20의 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 30의 헤테로알킬에스테르기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴에스테르기 및 치환 또는 비치환 된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군으로부터 선택되고,M은 금(Au), 구리(Cu), 팔라듐(Pd) 및 백금(Pt)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이금속원자이고,Y는 할라이드, 히드록시 및 아세테이트 관능기(OAc)로 이루어진 군으로부터 선택되며,m은 3 내지 4의 정수이다.
- 제 10항에 있어서, 상기 화학식 1의 X는 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터:[화학식 2]
- 제 10항에 있어서, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 30의 헤테로아릴기인 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 12항에 있어서, 상기 아릴기 또는 헤테로아릴기에 치환된 치환기는 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기, 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
- 제 10항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속 착화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터:[화학식 3]상기 식에서 R3 내지 R6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 또는 분지형 알킬기, 과플루오로화 알킬기, 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 아미노기, 시아노기, 알콕시기, 아미디노기 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된다.
- 제 14항에 있어서, 상기 화학식 3의 착화합물은 하기 화학식 4 내지 화학식 6으로 표시되는 군에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터:[화학식 4][화학식 5][화학식 6]
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070016551A KR101390022B1 (ko) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 |
| US11/980,349 US8053575B2 (en) | 2007-02-16 | 2007-10-31 | Nitrogen-containing heteroaromatic ligand-transition metal complexes, buffer layer comprising the complexes and organic thin film transistor comprising the buffer layer |
| US13/200,321 US8354533B2 (en) | 2007-02-16 | 2011-09-23 | Nitrogen-containing heteroaromatic ligand-transition metal complexes, buffer layer comprising the complexes and organic thin film transistor comprising the buffer layer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070016551A KR101390022B1 (ko) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20080076518A true KR20080076518A (ko) | 2008-08-20 |
| KR101390022B1 KR101390022B1 (ko) | 2014-04-29 |
Family
ID=39705860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070016551A KR101390022B1 (ko) | 2007-02-16 | 2007-02-16 | 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US8053575B2 (ko) |
| KR (1) | KR101390022B1 (ko) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5477547B2 (ja) * | 2009-06-22 | 2014-04-23 | ソニー株式会社 | 薄膜トランジスタの製造方法 |
| US8513720B2 (en) * | 2010-07-14 | 2013-08-20 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Metal oxide semiconductor thin film transistors |
| JP5929132B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2016-06-01 | 株式会社リコー | 金属酸化物薄膜形成用塗布液、金属酸化物薄膜の製造方法、及び電界効果型トランジスタの製造方法 |
| US10307006B2 (en) * | 2014-05-16 | 2019-06-04 | James Knoll | Holster beverage holder |
| US10472521B2 (en) | 2015-12-16 | 2019-11-12 | Becton, Dickinson And Company | Photostable fluorescent polymeric tandem dyes including luminescent metal complexes |
| CN108878650B (zh) * | 2017-05-10 | 2021-12-03 | 元太科技工业股份有限公司 | 有机薄膜晶体管 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5763636A (en) | 1995-10-12 | 1998-06-09 | Hoechst Aktiengesellschaft | Polymers containing spiro atoms and methods of using the same as electroluminescence materials |
| JP4336483B2 (ja) | 2002-09-04 | 2009-09-30 | キヤノン株式会社 | ジアザフルオレン化合物及びそれを用いた有機発光素子 |
| KR100637178B1 (ko) * | 2004-10-11 | 2006-10-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전계 발광 소자 |
| US7282586B1 (en) * | 2006-08-11 | 2007-10-16 | Luminescence Technology Corp. | Dipyridine-based compound and the use thereof |
-
2007
- 2007-02-16 KR KR1020070016551A patent/KR101390022B1/ko active IP Right Grant
- 2007-10-31 US US11/980,349 patent/US8053575B2/en active Active
-
2011
- 2011-09-23 US US13/200,321 patent/US8354533B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20080197346A1 (en) | 2008-08-21 |
| KR101390022B1 (ko) | 2014-04-29 |
| US8354533B2 (en) | 2013-01-15 |
| US8053575B2 (en) | 2011-11-08 |
| US20120018713A1 (en) | 2012-01-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7495251B2 (en) | Electronic devices containing acene-thiophene copolymers with silylethynyl groups | |
| Ahmed et al. | Design of new electron acceptor materials for organic photovoltaics: synthesis, electron transport, photophysics, and photovoltaic properties of oligothiophene-functionalized naphthalene diimides | |
| KR101345507B1 (ko) | 관능화된 금속 나노 입자, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기버퍼층을 포함하는 전자소자 | |
| US8053764B2 (en) | Organic semiconductor copolymers containing oligothiophene and η-type heteroaromatic units | |
| US8158275B2 (en) | Fluorine-containing compound and method for producing same, fluorine-containing polymer, organic thin film, and organic thin film device | |
| US7402681B2 (en) | Compound with indolocarbazole moieties and devices containing such compound | |
| US7667230B2 (en) | Electronic devices containing acene-thiophene copolymers | |
| Reddy et al. | Lewis acid-base adduct-type organic hole transport material for high performance and air-stable perovskite solar cells | |
| KR101867784B1 (ko) | 폴리머 반도체, 소자 및 이를 제조하는 방법 | |
| WO2013018951A1 (ko) | 3,6-카바졸을 포함하는 전도성 고분자 및 이를 이용한 유기태양전지 | |
| CN103781845A (zh) | 垂直相分离半导体有机材料层 | |
| Shi et al. | Bichalcogenophene imide-based homopolymers: chalcogen-atom effects on the optoelectronic property and device performance in organic thin-film transistors | |
| KR101390022B1 (ko) | 질소를 포함하는 헤테로아로마틱계 리간드/전이금속착화합물, 이를 포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을포함하는 유기박막 트랜지스터 | |
| TWI614254B (zh) | 新穎之縮合多環芳香族化合物及其用途 | |
| TW202116729A (zh) | 摻雜物、及導電性組成物以及其製造方法 | |
| KR20090081877A (ko) | 유기반도체용 공중합체 및 이를 이용한 유기박막트랜지스터 및 유기 전자소자 | |
| Kim et al. | New naphthalene diimide-based n-type copolymers: The effects of conjugated side chains | |
| WO2023091152A1 (en) | Fused dithieno benzothiadiazole polymers for organic photovoltaics | |
| Chang et al. | Molecular engineering of conjugated polymers for solar cells and field‐effect transistors: Side‐chain versus main‐chain electron acceptors | |
| Yu et al. | Functionalized soluble triethylsilylethynyl anthradithiophenes (TESADTs) for organic electronic devices | |
| KR20080056065A (ko) | 디아자 스피로바이플루오렌 코어 구조를 갖는 물질을포함하는 버퍼층 및 상기 버퍼층을 포함하는 전자소자 | |
| WO2011102390A1 (ja) | 芳香族化合物、及びこれを用いた有機薄膜、並びにこの有機薄膜を備える有機薄膜素子 | |
| Liou et al. | Hole-Buffer Material Derived from Pyrene, Schiff Base and Tris to Enhance Emission Efficiency of Polymer Light-Emitting Diodes | |
| JP6004293B2 (ja) | トルクセン誘導体およびそれを用いる有機半導体デバイス | |
| JP2016166287A (ja) | 有機半導体用π共役高分子並びにその製造方法及び用途 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170321 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180320 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190320 Year of fee payment: 6 |