KR20080101229A - 액정성을 가지는 유기반도체 고분자, 이의 제조방법 및이를 이용한 유기박막트랜지스터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고분자 주쇄에 액정성을 지닌 융합 티오펜 및 N 형 반도체 특성을 가지는 방향족 화합물을 교호로 포함하는 유기반도체 고분자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기박막 트랜지스터에 관한 것이다. 본 발명의 유기반도체 고분자는 일반 유기용매에 대한 용해성, 가공성 및 우수한 박막특성이 있고, 또한 유기 박막 트랜지스터의 채널층에 적용시 높은 전하이동도 및 낮은 차단누설전류를 나타낼 수 있다.
유기반도체고분자, 티에노 티오펜, 티아졸, 유기박막트랜지스터

Description

액정성을 가지는 유기반도체 고분자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기박막트랜지스터 {Organic Semiconductor Polymer with liquid crystal property, Method of Preparing the same, and Organic Thin Film Transistor using the same}
도 1은 유기박막 트랜지스터 소자의 단면 개략도이고,
도 2 는 본 발명의 제조예에서 수득한 유기반도체 고분자의 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 결과를 나타내는 그래프이며,
도 3은 본 발명의 실시예에서 제조한 소자의 전류전달 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 기판, 2 : 게이트 전극, 3 : 게이트 절연층
4 : 소스 전극 5 : 드레인 전극 6 : 유기 활성층
본 발명은 액정성을 가지는 유기반도체 고분자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기박막트랜지스터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 주쇄에 액정성을 지닌 융합 티오펜 및 N 형 반도체 특성을 가지는 방향족 화합물을 교호로 포함하여 높은 전화이동도와 낮은 차단누설전류를 동시에 제공할 수 있는 새로운 구조의 액정성을 가지는 유기반도체 고분자, 이의 제조방법 및 이를 이용한 유기박막 트랜지스터에 관한 것이다.
유기박막 트랜지스터(Organic Thin Film Transistor; OTFT)는 일반적으로 기판, 게이트전극, 절연층, 소스/드레인 전극, 채널층을 포함하여 구성되고, 소스와 드레인 전극 상에 채널층이 형성되는 보텀 콘택트(BC)형과 채널층 상에 마스크 증착 등으로 금속전극이 뒤에서 형성되는 톱 콘택트(TC)형으로 나눌 수 있다.
유기박막트랜지스터(OTFT)의 채널층으로 실리콘(Si)과 같은 무기반도체 물질이 일반적으로 사용되어 왔으나, 최근 디스플레이의 대면적화, 저가격화 그리고 유연화는 고가격, 고온 진공프로세스를 필요로 하는 무기계 물질에서 유기계 반도체 물질로 바꿔 나가고 있다.
최근, 유기박막트랜지스터(OTFT)의 채널층용 유기반도체 물질이 많이 연구되고, 그 트랜지스터 특성이 보고되고 있다. 많이 연구되는 저분자계 또는 올리고머 유기반도체 물질로는 멜로시아닌, 프탈로시아닌, 페리렌, 펜타센, C60, 티오펜올리고머 등이 있고, 루슨트테크놀로지이나 3M 등에서는 펜타센 단결정을 사용하여 3.2~5.0㎠/Vs 이상의 높은 전하이동도를 보고하고 있다(Mat . Res . Soc . Symp . Proc. 2003, Vol. 771, L6.5.1 ~ L6.5.11). 프랑스의 CNRS도 올리고티오펜 유도체를 이용하여 0.01~0.1㎠/Vs의 비교적 높은 전하이동도와 전류점멸비(on/off ratio)를 보고하고 있지만(J. Am . Chem . Soc ., 1993, Vol. 115, pp. 8716~8721), 이러한 기술들은 박막형성을 주로 진공프로세스에 의존하고 있다.
고분자계 재료로는 티오펜계 고분자를 사용한 유기박막트랜지스터(OTFT)가 많이 보고되고 있는데, 저분자계 재료를 이용한 OTFT의 특성에는 이르지 못하지만, 프린팅기술과 같은 용액가공으로 저가격 대면적 가공이 가능하다는 가공성 면에서 장점이 있다고 할 수 있다. 이미 캠브리지 대학이나 세이코엡손은 F8T2라는 폴리티오펜계 재료를 채용한 고분자계 OTFT 소자를 시험제작하여 전하이동도 0.01 ~ 0.02㎠/Vs를 보고하고 있다(국제공개 WO 00/79617호, Science, 2000, vol. 290, pp. 2130~2133). 상기에서 언급한 바와 같이, 유기 반도체 고분자 재료는 전하이동도와 같은 TFT 소자의 특성이 저분자계 재료인 펜타센에 비해 뒤떨어지지만 높은 동작주파수를 필요로 하지 않으면서 저렴하게 TFT 제조가 가능한 이점이 있다.
그러나, OTFT를 상용화하기 위해서는 전하이동도 뿐만이 아니라 높은 전류점멸비(on/off ratio)라는 중요한 파라미터를 만족하여야 하는데 이를 위해서는 차단(off)상태에서의 누설전류를 최대한 줄여야 한다. 오늘날 이러한 특성을 개선하기 위하여 여러 가지 방법이 시도되고 있다.
미국특허 제5,625,199호는 활성층으로서 n-형 무기반도체재료와 p-형 유기반도체재료를 함께 구성하여 OTFT 소자의 파라미터를 다소 개선시킨 결과를 보고하고 있지만 증착을 필요로 하는 기존의 실리콘기반의 TFT 공정과 다르지 않아 양산성의 어려움을 갖고 있다. 미국특허 제6,107,117호는 위치규칙적(regioregular)인 폴리(3-헥실티오펜)(poly(3-hexylthiophene), P3HT)을 이용하여 전하이동도 0.01~0.04㎠/Vs의 OTFT 소자를 제조하였다. 그러나, 대표적인 위치규칙성 폴리(3-헥실티오펜)(P3HT)은 전하이동도가 0.01㎠/Vs정도이나 차단누설전류(10-9A 이상)가 높아 전류점멸비가 400 이하로 매우 낮기 때문에 전자소자에 적용하기 어려운 한계가 있다(미국특허 제6,452,207호).
한편, 높은 전하이동도를 얻을 수 있는 액정성을 띄는 유기 반도체 물질들이 연구되고 있으며, 특히 미국특허공개 제 2005/0090640에는 (2,3-b)-티에노티오펜을 함유하는 반도체 물질을 개시하여 전하이동도와 가공성 및 산화안정성을 개선시키려는 시도가 있었다. 다만, 이러한 구조로는 전하이동도를 높일 수 있으나, 유기반도체 고분자의 파이-파이 컨쥬게이션 길이 조절을 효과적으로 할 수 없어 높은 전하 이동도와 낮은 차단누설전류를 동시에 만족시킬 수 없다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고분자 주쇄에 액정성을 지닌 융합 티오펜 및 N 형 반도체 특성을 가지는 방향족 화합물을 교호로 포함하여 높은 전화이동도와 낮은 차단누설전류를 동시에 제공할 수 있는 유기 반도체 고분자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 유기 반도체 고분자를 제조하는 방법을 제공하 는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 유기 반도체 고분자 재료를 유기 활성층으로 사용하여 높은 전하이동도 및 낮은 차단누설전류를 시현하는 유기박막 트랜지스터를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은
하기 화학식 1로 표시되는 유기반도체 고분자에 관계한다.
Figure 112007036132444-PAT00001
상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함한 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족환의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 복수개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고,
T는 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기이고,
D는 질소원자를 제외한 이종원자가 방향족 고리에 포함된 탄소수 4 내지 14개인 헤테로 아릴렌기 또는 탄소수 6내지 30개인 아릴렌기이며,
a는 1 내지 4의 정수이고,
x는 2 내지 6의 정수이며,
y는 0 내지 4의 정수이고, 및
n은 4 내지 200 의 정수이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 유기반도체 고분자를 제조하는 방법에 관계한다.
본 발명의 또 다른 양상은 상기 유기반도체 고분자를 이용한 유기박막 트랜지스터에 관계한다.
이하에서 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 티아졸 함유 유기반도체 고분자는 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112007036132444-PAT00002
상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함한 탄소수 2~30 개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족환의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 복수개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고,
T는 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기이고,
D는 질소원자를 제외한 이종원자가 방향족 고리에 포함된 탄소수 4 내지 14개인 헤테로 아릴렌기 또는 탄소수 6내지 30개인 아릴렌기이며,
a는 1 내지 4의 정수이고
x는 2 내지 6의 정수이며,
y는 0 내지 4의 정수이고, 및
n은 4 내지 200 의 정수이다.
본 발명의 유기 반도체 고분자는 N 형 반도체 특성을 가지는 헤테로방향족환과 P형 반도체인 액정성을 띄는 융합티오펜 고리를 포함하는 구조로서 P형 반도체 및 N형 반도체가 교호로 주쇄에 배치되며, 또한 상기 구조에 P형 반도체 특성을 가지는 아릴렌기를 추가로 포함하여 본 발명에 사용되는 P형 반도체의 종류를 확장시킬 수 있다.
화학식 1로 표시되는 유기 반도체 고분자는 융합 티오펜 고리를 함유하여 액정성을 나타낼 수 있으며, 그 결과 유기반도체 고분자가 거시적으로 균일한 배향으로 배열되어 분자간 파이-전자계의 밀집된 축적을 허용하고, 이것은 인접한 분자사 이에 호핑(Hopping) 메카니즘을 통해 일어나는 분자간 전하 전달을 최대화시켜 높은 전하 이동도를 나타낼 수 있다.
또한 상기 유기 반도체 고분자는 P형 반도체 특성을 나타내는 융합티오펜 고리에 N형 반도체 특성을 나타내는 헤테로 방향족환을 교호로 포함하여 차단(Off) 상태에서 누설전류를 최소화할 수 있다. 특히, 상기 N형 반도체 특성을 나타내는 헤테로 방향족환이 액정성을 띄는 P형 반도체 물질인 융합 티오펜 고리 사이에 배치되어 분자 내의 파이-파이 커쥬게이션 길이를 효과적으로 조절할 수 있으므로 낮은 차단누설전류를 만족시킬 수 있다.
상기 유기반도체 고분자는 N형 반도체 특성을 나타내는 헤테로 방향족환 사이에 P형 반도체 특성을 가지는 화합물을 추가로 포함할 수 있으므로 차단(Off) 상태에서 누설전류를 최소화할 수 있다.
상기 유기반도체 고분자는 선택적으로 고분자 주쇄에 알킬기를 함유하는 측쇄(side chain)를 도입하여 용해성 및 가공성을 증가시킬 수 있다.
상기 화학식 1에서 Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함하고 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 하기 화학식 2로 표시되는 군으로부터 선택될 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않는다.
Figure 112007036132444-PAT00003
상기 식에서, Y는 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 아릴기 또는 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이다.
상기 헤테로방향족환은 구체적으로 티아졸, 티아디아졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 옥사디아졸, 이미다졸, 피라졸, 티아디아졸, 트리아졸, 테트라졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 나프티리딘, 벤조이미다졸, 피리미도피리미딘, 벤조티아디아졸, 벤조세레나디아졸, 벤조트리아졸, 벤조티아졸, 벤조옥사졸, 페난트로린, 페나진 및 페난트리딘 등을 예로 들 수 있다.
상기 화학식 1에서, 상기 T는 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기로서, 상기 융합 티오펜 고리는 일반적으로 공지되어 있다. 예를 들면 나카야마(Nakayama) 등의 문헌[Heterocycles 1994, 38, p.143]에는 3,6-다이메틸 티에닐 티오펜이 제시되고, 나카야마 등의 문헌[Tetrahedron 1996, 52, p.471]에는 3,6-다이메틸 티에닐티오펜의 이량체, 삼량체 및 사량체가 보고되어 있다.
또한, 디티에노티오펜(DTT) 및 α,α'-비스(디티에노[3,2-b:2',3'-d]티오펜(BDT)에 대해서는 문헌[F. de Jong 및 M. J. Janssen, J. Org., Chem., 1971, 36, 12, 1645; S. Inaoka 및 D. M. Collard, J. Mater. Chem.,1999, 9, 1719; H.Sirringhaus 등, Appl. Phys. Lett. 1997, 71(26), 3871; X-C. Li등, J. Am. Chem. Soc., 1998, 120, 2206, 및 국제 특허출원 WO 99/12989 호에 기재되어 있다.
상기 T가 하기 화학식 3으로 표시되는 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
Figure 112007036132444-PAT00004
상기 식에서, R1내지 R6은 각각 수소, 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 R1내지 R6은 서로 같거나 다를 수 있다.
상기 T로는 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 티에노[3,2-b]티오펜이 가장 바람직한데, 이것은 고분자 반도체 분자내의 효과적인 파이 컨쥬게이션 길이 조절이 가능하여 낮은 누설 전류를 제공할 수 있고 평면성이 좋아 분자간 파이-파이 인터렉션을 증가시켜 전하이동도가 향상되기 때문이다.
상기 화학식 1에서, 상기 화학식 1의 D중 헤테로 아릴렌기는 S, N-H, O 및 Se중에서 선택된 하나 이상의 원소로 치환된 5원자(5-membered) 헤테로 아릴렌기이고, 및
상기 화학식 1의 D는 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기, 또는 F, Br, Cl 및 I 중 하나 이상의 원소로 치환될 수 있다.
상기 헤테로 아릴렌기 및 아릴렌기는 하기 화학식 4로 표시되는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112007036132444-PAT00005
상기 식에서 X는 S, N-H, O 또는 Se 이다.
상기 화학식 1에서 y가 0으로 표시되는 유기반도체 고분자는 하기 화학식 5로 표시되는 단량체와 하기 화학식 6으로 표시되는 단량체를 하기 화학식 7 또는 화학식 8로 표시되는 촉매를 사용하여 합성할 수 있다. 다만, 상기 합성방법은 이에 한정되지 않는다.
X1-Ar-Ar-X2
상기 식에서, Ar는 상기 화학식 1에서 정의된 것과 같으며, 및
X1및 X2는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이다.
X3-(T)a-X4
상기 식에서, T가 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기로서, 상기 화학식 3으로 표시되는 군에서 선택될 수 있고,
X3및 X4는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이며, 및
a는 1 내지 4의 정수이다.
Figure 112007036132444-PAT00006
상기 식에서,
L은 트리페닐포스핀 (PPh3), 트리페닐아리신 (AsPh3) 및 트리페닐포스파이트 P(OPh)3로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드이다.
Figure 112007036132444-PAT00007
상기 식에서,
L'은 1,5-시클로옥타디엔, 1,3-디페닐포스피노프로판, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄 및 1,4-디페닐포스피노부탄으로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드이 다. 이들 니켈(0)촉매의 구체적인 예로는 비스(1,5-시클로옥타디엔) 니켈(0)화합물[Ni(COD)2]이 사용되고, 니켈(II)촉매로는 1,3-디페닐포스피노프로판 니켈(II) 클로라이드[Ni(dppp)Cl2], 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄 니켈(II) 클로라이드[Ni(dppe)Cl2]가 사용될 수 있다.
상기 화학식 7 및 화학식 8로 표시되는 팔라디움이나 니켈 촉매를 이용한 합성방법은 Stille et al (Angew . Chem . Int . Ed . Engl . 1986, Vol. 25, pp. 508-524), Suzuki et al (J. Am . Chem . Soc . 1989, Vol. 111, pp. 314-321), McCullough et al (US 6,166,172, 1999) 또는 Yamamoto et al. (Macromolecules 1992, Vol. 25, pp. 1214-1226) 등에 의해 보고된 바 있다.
또한, 중합용매는 톨루엔, 디메틸포름알데히드(DMF), 테트라히드로퓨란(THF), N-메틸피롤리디논(NMP) 등을 사용할 수 있으며, 축합 반응은 60~120℃, 질소분위기에서 5~72시간 동안 이루어진다.
상기 화학식 1에서 y가 1이상 내지 4이하로 표시되는 유기반도체 고분자는 하기 화학식 9로 표시되는 단량체와 하기 화학식 10으로 표시되는 단량체를 상기 화학식 7 또는 화학식 8로 표시되는 촉매를 사용하여 합성할 수 있다. 다만, 상기 합성방법은 이에 한정되지 않는다.
Figure 112007036132444-PAT00008
상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함하고 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 복수 개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고,
X1및 X2는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이며,
T가 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 군에서 선택될 수 있고,
a는 1 내지 4의 정수이고, 및
x는 2 내지 6의 정수이다.
[화학식 3]
Figure 112007036132444-PAT00009
상기 식에서 R1내지 R6은 상기 화학식 9에서 정의된 R과 같다.
Figure 112007036132444-PAT00010
상기 식에서, D는 질소원자를 제외한 이종원자가 방향족 고리에 포함된 탄소수 4 내지 14개인 헤테로 아릴렌기 또는 탄소수 6내지 30개인 아릴렌기이며,
X3및 X4 는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이고, 및
y는 1 내지 4의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기 반도체 고분자 화합물의 대표적인 예로는 화학식 11로 표시되는 군에서 선택되는 화합물을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니 다.
Figure 112007036132444-PAT00011
상기 식에서, n은 4 내지 200의 정수이다.
본 발명의 유기 반도체 고분자의 수평균분자량은 대략 5,000~100,000이며, 바람직하게는 10,000 이상 100,000이다.
본 발명의 유기반도체 고분자는 광기전성 소자(Photovoltaic Device), 유기발광소자(LED), 센서와 같은 전자 소자에 전하발생 및 이동층과 같은 핵심소재로 이용될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 전자소자의 구성은 본 발명에 속하는 기술분야에 알려져 있기 때문에 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 유기반도체 고분자는 활성층을 이루는 새로운 유기반도체재료로서 사용되어 OTFT 소자를 제조할 수 있다. 이때 유기 활성층은 스크린 인쇄법, 프린팅법, 스핀코팅법, 딥핑법(dipping), 잉크분사법을 통하여 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이러한 OTFT 소자는 도 1과 같이 통상적으로 알려진 기판(1)/게이트전극(2)/게이트절연층(3)/유기활성층(6)/소스-드레인전극(4, 5) 또는 기판/게이트전극/게이트절연층/소스-드레인전극/활성층 등의 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이때 상기 OTFT 소자를 구성하는 게이트 절연층으로는 통상적으로 사용되는 유전율이 큰 절연체를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 BaO .33SrO .66TiO3 BST(Barium Strontium Titanate)를 대표로 하여 Al2O3, Ta2O5, La2O5, Y2O3, TiO2와 강유전성의 절 연체 계열과 PbZrO .33TiO .66O3(PZT), Bi4Ti3O12, BaMgF4, SrBi2(TaNb)2O9, Ba(ZrTi)O3(BZT), BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, SiO2, SiNx, AlON 등의 무기절연체(참조 : 미국특허 제5,946,551호)와 폴리이미드(Polyimide), BCB(benzocyclobutane), 파릴렌(Parylene), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyalcohol), 폴리비닐페놀(Polyvinylphenol) 등의 유기 절연체(참조: 미국특허 제6,232,157호)를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 OTFT 소자를 구성하는 게이트 및 소스, 드레인 전극으로서는 통상적으로 사용되는 금속이 사용될 수 있으며, 구체적으로는 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni) 인듐틴산화물(ITO) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한 상기 OTFT 소자를 구성하는 기판 재료로는 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate: PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate: PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리이미드(Polyimide) 또는 폴리노르보넨(Polynorbornene), 폴리에테르설폰(Polyethersulfone: PES) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 기술적 범위가 이들로 제한되는 것은 아니다.
제조예 : 화합물-1의 합성
Figure 112007036132444-PAT00012
화합물-1은 단량체 (1)과 (2)의 Yamamoto 중합방법에 의해 합성되었다. 질소 분위기에서 반응기에 단량체(1)인 2,5-디브로모-3,6-디도데실-티에노[3,2-b]티오펜 　(0.6 g, 0.946 mmol)과 동량의 5,5'-비스-트리메톡시스태닐-[2,2]비티아졸릴(0.47 g, 0.946 mmol)을 넣어, 약하게 가열하면서 무수 DMF에 완전히 용해시킨 후에 중합촉매로서 팔라디움(0)화합물인 Pd(PPh3)4　(전체 단량체에 대해 10 mol%)을 넣은 후에, 85℃에서 5시간 반응시켰다.　　반응 후에 실온까지 식은 반응혼합액을 여과해서 수득한 고분자고체를 염산수용액/클로로포름으로 2회, 암모니아수용액/클로로포름으로 2회, 물/클로로포름으로 2회 순으로 세척한 후, 메탄올에 재침천하여 회수하였다. 건조하여 적색의 화합물-1을 수득하였다(수율 : 0.3 g, 수평균분자량 = 10,000).
단량체 (1)의 제조
Figure 112007036132444-PAT00013
1. 트리데카노일 클로리드(B)의 합성
1L, 3목 둥근바닥 플라스크에 화합물A(tridecanoic)(35g, 163.3mmol)를 넣고 SOCl2(300ml)에 녹였다. 상기 반응액을 2시간 환류한 다음, 식힌 후 SOCl2를 감압 농축하여 트리데카노일 클로리드(B) 39g(y=99%)을 얻었다. 수득된 B의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.88(t, 3H), 1.30(m, 18H), 1.68(m, 2H), 2.88(t, 2H)
　
2. 1-(3,4- 디브로모티오펜 -2-닐)- 트리데카 -1-논(C)의 합성
1L 둥근바닥 플라스크에 화합물B(39g, 167mmol), 3,4-디브로모티오펜(39.5g, 163.3mmol)을 넣고 메틸렌 클로라이드(500ml)로 녹였다. 여기에 AlCl3(21.8g, 163.3mmol)을 30분에 걸쳐 천천히 넣고 3시간 교반시켰다. 반응이 끝나면 증류 수(200ml)를 넣고, 메틸렌 클로라이드(300ml)로 추출 하였다. 이 후 유기 층을 1N-소듐히드록사이드 용액과 소금물(300ml)로 씻어내고, 마그네슘 설페이트로 건조한 후 필터한 다음 농축하고 컬럼크로마토그래피(H:E=50:1)하여 1-(3,4-디브로모티오펜-2-닐)-트리데카-1-논(C) 55.6g(y=77%)을 얻었다. 수득된 C의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.88(t, 3H), 1.26(m, 18H), 1.73(m, 2H), 3.04(t, 2H), 7.60(s, 1H)
　
3. 6- 브로모 -3- 도데실 - 티에노[3,2-b]티오펜 -2- 카르복실에틸 에스터(D)의 합성
1L, 2목 둥근바닥 플라스크에 화합물C(60g, 137mmol)를 넣고 DMF(500ml)에 용해한 후, 포타슘 카보네이트(37.8g, 274mmol) 및 에틸티오글리코레이트(15.7ml, 144mmol)을 넣고 24시간 교반 시켰다. 이 후, 소듐히드록사이드(1.1g)을 에탄올(100ml)에 용해하여 첨가한 후 24시간 더 교반시켰다. 상기 교반 후 반응액에 증류수(500ml)을 넣고 에틸아세테이트(1L)로 추출하였다. 추출된 유기층을 증류수(500ml)로 세번, 소금물(500ml)로 씻어내고, 마그네슘 설페이트로 건조한 후 여과하여 감압 농축, 컬럼크로마토그래피(H:E=20:1)하여 6-브로모-3-도데실-티에노[3,2-b]티오펜-2-카르복실에틸 에스터(D) 59.5g(y=94%)을 얻었다. 수득된 D의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.87(t, 3H), 1.33-1.55(m, 21H), 1.68(m, 2H), 3.13(t, 2H), 4.35(m, 2H), 7.43(s, 1H)
　
4. 6- 브로모 -3- 도데실 - 티에노[3,2-b]티오펜 -2- 카르복실산(E)의 합성
1L, 2목 둥근바닥 플라스크에 화합물D(59.5g, 129.5mmol)를 넣고 에탄올(600ml)에 용해시켰다. 여기에 소듐 히드록사이드(10.4, 259.0mmol)을 넣고 1시간 환류 한 다음 에탄올을 제거하고, 증류수(500ml)로 용해한 다음, 35%-HCl로 산성화하였다. 고체를 필터한 후 헥산에 교반시킨 다음 필터링하여 6-브로모-3-도데실-티에노[3,2-b]티오펜-2-카르복실산(E) 48.3g(y=86%)을 얻었다. 수득된 E의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.86(t, 3H), 1.20(m, 18H), 1.59(m, 2H), 3.01(t, 2H), 7.28(s, 1H)
　
5. 6- 브로모 -3- 도데실 -티에노[3,2-b]티오펜(F)의 합성
1L, 3목 둥근 바닥 플라스크에 화합물E(43.5g, 101mmol)를 넣고 퀴놀린(250ml)으로 용해시킨 후, 200℃로 가열하며30분간 교반 시켰다. 반응액을 식힌 후 에틸아세테이트(2L)로 추출하고, 추출된 유기층을 5N-염산용액(500ml)로 두번, 2N-염산용액(500ml), 소금물(500ml)로 씻어주었다. 상기 유기 층을 마그네슘 설페 이트로 건조한 후 여과하여 감압 농축한 다음 헥산으로 컬럼크로마토그래피하여 6-브로모-3-도데실-티에노[3,2-b]티오펜(F) 31.6g(y=80%)을 얻었다. 수득된 F의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.88(t, 3H), 1.25(m, 18H), 1.72(m, 2H), 2.69(t, 2H), 7.03(s, 1H), 7.24(d, 1H)
　
6. 3- 도데실 -6- 도데시 -1-닐-티에노[3,2-b]티오펜(G)의 합성
500ml 스틸봄(steel bomb)에 G화합물F(27.6g, 71.3mmol)를 넣고 트리에틸아민(200ml)에 녹였다. 1-도데신(23ml, 106.9mmol), 커퍼아이오다이드(1.4g, 7.13mmol) 및 팔라듐 트리페닐포스핀 (1.65g, 1.4mmol)을 넣고 150℃로 24시간 가열하였다. 헥산(500ml)을 추가하여 염(salt)을 셀라이트(celite) 필터하였다. 추출된 유기층을 2N-염산용액(100ml)로 세번, 소금물(100ml)로 세척하고, 마그네슘 설페이트로 건조한 후 여과하여 감압농축, 칼럼크로마토그래피(헥산)하여 3-도데실-6-도데시-1-닐-티에노[3,2-b]티오펜(G) 10.55g(y=31%) 얻었다.
　
7. 3,6- 디도데실 -티에노[3,2-b]티오펜(H)의 합성
500ml, 파르 보틀(par bottle)에 화합물G(10.55g, 22.3mmol)를 넣고 에틸아세테이트(200ml)에 녹였다. 상기 용액에 10% 팔라듐/카본(2.1g), 및 수소(gas, 30psi)를 넣고 24시간 교반시켰다. 이 후 세라이트(Celite) 필터 하여 농축하고, 에탄올로 재결정하여 3,6-디도데실-티에노[3,2-b]티오펜(H) 7.76g(y=72%)을 얻었다. 수득된 H의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.88(t, 6H), 1.25(m, 36H), 1.74(m, 4H), 2.70(t, 4H), 6.95(s, 2H)
　
8. 2,5- 디브로모 -3.6- 디도데실 -티에노[3,2-b]티오펜(I)의 합성
500ml, 둥근바닥 플라스크에 화합물H(7.76g, 16.3mmol)를 넣고 메틸렌 클로라이드(300ml)에 녹였다. 상기 요액에 N-브로모석시이미드(6.4g, 35.8mmol)을 넣고 24시간 반응시킨 다음, 물(100ml)을 넣은 다음 유기층을 소금물(100ml)로 씻어주었다. 상기 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조, 필터, 농축한 다음, 고체를 메탄올로 씻어주어 2,5-디브로모-3.6-디도데실-티에노[3,2-b]티오펜(I) 10g(96%)을 얻었다. 수득된 I의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 0.87(t, 6H), 1.25(m, 36H), 1.65(m, 4H), 2.66(t, 4H)
　
단량체 (2)의 합성
Figure 112007036132444-PAT00014
1. 클로로 아세트알데히드(b)의 합성
1) 1L, 둥근바닥 플라스크를 건조한 후 반응기 내부를 질소로 채웠다.
2)　메틸렌 클로라이드 400ml를 넣고 디메틸설폭시드 (30.6ml, 431mmol)를 가한 후 -78 ℃로 냉각하였다
3)　500ml, 둥근바닥 플라스크에 메틸렌 클로리드 100ml, 화합물A (21.6g ,490mmol) 및 MeOH 2ml를 섞었다.
4)　2)의 반응액에 옥살릴 클로리드 (37ml, 291mmol)를 30분 동안 적거하고 1시간 동안 교반하였다.
5)　3)의용액을 4)의 용액에 1시간 동안 적가하였다.
6)　-78℃를 유지하며 1시간 동안 교반하였다.
7)　6)의 반응액에 트리에틸아민(120ml, 860mmol)를 2시간 동안 적가하고 질소 하에서 15시간 동안 교반하였다.
8)　2N 염산용액 400ml을 천천히 가한 후 실온에서 1시간 동안 교반하였다.
9) 반응액을 분별깔대기로 옮긴 후 유기층을 분리하고, 2N 염산 수용액으로 씻어주었다.
10) 유기층을 다시 소금물로 씻고 분리 후 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조시킨 후, 감압 농축하여 황갈색 고체의 클로로아세트알데히드(b) 24g을 얻었다.
　
2.　[2,2']-비스티아졸릴(c)의 합성
　앞에서 합성한 화합물b(19.5g, 24.8 mmol)를 질소하에서 에탄올 300ml에 녹인 다음, 1,1,3,3,-테트라메틸 우레아 (2.8g, 24.8mmol)를 가하였다. 상기 용액에 디티오옥시미드 (2.4g, 12.4mmol)을 가한 다음, 48시간 동안 환류시켰다. 상기 용액에 a (4g, 90.8mmol)와 트리에틸 오르쏘아세테이트 (4g, 24.8mmol)을 가한 후 24시간 동안 환류시켰다. 실온으로 냉각 후 감압 농축한 다음 아세토나이트릴로 결정화하여 고체 형태의 [2,2']-비스티아졸릴(c) 5g을 얻었다.
　
3.　5,5'- 디브로모 -[2,2'] 비티아졸릴 (d)의 합성
　클로로 포름 150ml, 아세트산 150ml의 혼합용액에 앞서 합성된 화합물c (5g, 29.6mmol)를 녹인 다음, N-브로모석시이미드 (10.5g.59.3mmol)을 넣고 반응기를 은박지로 감싼 후 10시간 동안 교반하였다. 반응이 끝나면 반응액을 필터한 후 아세토나이트릴로 여러 번 씻어주었다. 아세토나이트릴에서 가열, 결정화하여 고체형태의 5,5'-디브로모-[2,2']비티아졸릴(d) 4g을 얻었다.
　
4. 5,5'- 비스트리메틸스태닐 -[2,2'] 비티아졸릴 (e)의 합성
　1L 플라스크에 화합물 d(4g, 12mmol)를 넣고 THF(200ml)에 용해한 다음, -30℃에서 n-브틸리튬(10.6ml, 26.4mmol)을 천천히 넣고 1시간 동안 교반하였다. 상기 용액을 -78℃에서 메틸틴 클로리드(25.5ml, 25.5mmol)를 천천히 넣고 2시간 동안 교반한 후, 증류수(200ml)를 넣고, 에테르(600ml)로 추출하였다. 추출된 유기층을 소금물(300ml)로 씻은 다음, 마그네슘 설페이트로 건조한 후 여과하여 감압 농축하였다. 수득한 화합물을 에테르에 용해하여 -78℃에서 결정화하고, 이 고체 생성물을 아세톤에 용해하여 -10~-20℃에서 결정화하여 고체형태의 5,5'-비스트리메틸스태닐-[2,2']비티아졸릴(e) 화합물 3.5g(y=39%)을 얻었다. 수득된 e의 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR (300MHz, CDCl3)
δ 7.794(s, 2H), 0.44(s, 18)
실시예 : 화합물-1을 사용한 유기박막 트랜지스터의 제조
먼저 세정된 유리기판에 게이트 전극으로 사용되는 크롬을 스퍼터링법으로 1000Å 증착한 후 게이트 절연막으로 사용되는 SiO2를 CVD법으로 1000Å 증착하였다. 그 위에 소스-드레인 전극으로 사용되는 ITO를 스퍼터링법으로 1200Å 증착하였다. 기판은 유기반도체재료를 증착하기 전 이소프로필알콜을 이용하여 10분간 세척하여 건조하고 사용하였다. 시료는 클로로포름에 10mM 농도로 희석시킨 옥타데실드리클로로실란 용액에 30초간 담구었다가 아세톤으로 세척 후 건조시킨 다음 상기 제조예에서 합성한 화합물-1을 클로로포름에 1 wt% 농도로 용해시켜 1000rpm에서 1000Å 두께로 도포하여 아르곤 분위기 하에서 100℃, 1시간동안 베이킹하여 도 1과 같은 구조의 OTFT 소자를 제작하였다.
도 2 는 본 발명의 제조예에서 수득한 유기반도체 고분자의 DSC(Differential Scanning Calorimeter) 결과를 나타내는 그래프이고, 도 3은 본 발명의 실시예에서 제조한 소자의 전류전달 특성곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2에 의하면 Heating의 경우 두 개의 상 전이 온도93 ℃, 226℃를 나타내고, Cooling의 경우도 80℃, 191.8℃에서 각각 상전이 온도를 나타내고 있으므로 액정성을 나타냄을 확인할 수 있다.
도 3은 실시예에서 제조된 소자에 대해 KEITHLEY사의 Semiconductor Characterization System(4200-SCS)를 이용하여 전류전달특성 곡선을 측정한 후 그래프로 나타낸 것이고, 또한 이에 따른 전기적 특성을 표 1에 나타내었다.
Figure 112007036132444-PAT00015
　
전하이동도는 하기 포화영역(saturation region) 전류식으로부터 (ISD)1/2 과 VG를 변수로 한 그래프를 얻고 그 기울기로부터 구하였다:
Figure 112007036132444-PAT00016
상기 식에서, ISD는 소스-드레인 전류이고, μ 또는 μFET는 전하 이동도이며, C0는 산화막 정전용량이고, W는 채널 폭이며, L은 채널 길이이고, VG는 게이트 전압이며, VT는 문턱전압이다.
차단누설전류(Ioff)는 오프 상태일 때 흐르는 전류로서, 전류비에서 오프 상태에서 최소전류로 구하였다.
전류점멸비(Ion/Ioff)는 온 상태의 최대 전류 값과 오프 상태의 최소 전류 값의 비로 구하였다.
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예의 유기반도체 고분자는 OTFT의 오프(Off)상태의 누설전류가 상당히 낮아지고, 전류점멸비 및 전하이동도가 증가하였다.
본 발명에 따른 유기 반도체 고분자는 고분자 주쇄에 액정성을 지닌 융합 티오펜 및 N-형 방향족 화합물을 교호로 포함하여 일반 유기용매에 대한 용해성, 가공성 및 우수한 박막특성을 가지고, 또한 유기 박막 트랜지스터의 채널층에 적용시 높은 전하이동도 및 낮은 차단누설전류를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 유기반도체 고분자:
    　[화학식 1]
    Figure 112007036132444-PAT00017
    상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함한 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족환의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 복수개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고,
    T는 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기이고,
    D는 질소원자를 제외한 이종원자가 방향족 고리에 포함된 탄소수 4 내지 14개인 헤테로 아릴렌기 또는 탄소수 6내지 30개인 아릴렌기이며,
    a는 1 내지 4의 정수이고,
    x는 2 내지 6의 정수이며,
    y는 0 내지 4의 정수이고, 및
    n은 4 내지 200 의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 Ar는 하기 화학식 2로 표시되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자.
    [화학식 2]
    Figure 112007036132444-PAT00018
    상기 식에서, Y는 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 아릴기 또는 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이다.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 T가 하기 화학식 3으로 표시되는 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자.
    [화학식 3]
    Figure 112007036132444-PAT00019
    상기 식에서 R1 내지 R6은 각각 수소, 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 R1 내지 R6은 서로 같거나 다를 수 있다.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 1의 D중 헤테로 아릴렌기는 S, N-H, O 및 Se중에서 선택된 하나 이상의 원소로 치환된 5원자(5-membered) 헤테로 아릴렌기이고, 및
    상기 화학식 1의 D는 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기, 또는 F, Br, Cl 및 I 중 하나 이상의 원소로 치환될 수 있는 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1의 D는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 티아졸 함유 유기반도체 고분자.
    [화학식 4]
    Figure 112007036132444-PAT00020
    상기 식에서 X는 S, N-H, O 또는 Se 이다.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 유기반도체 고분자가 하기 화학식 9로 표시되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자.
    [화학식 11]
    Figure 112007036132444-PAT00021
    상기 식에서 n은 4 내지 200의 정수이다.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 유기반도체 고분자의 수평균분자량이 5000 내지 100000의 범위내인 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자.
  8. 하기 화학식 5로 표시되는 단량체와 하기 화학식 6으로 표시되는 단량체를 공중합하여 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기반도체 분자의 제조방법.
    [화학식 5]
    X1-Ar-Ar-X2
    상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함하고 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기이고, 이때 복수개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고, 및
    X1및 X2는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이다.
    [화학식 6]
    X3-(T)a-X4
    상기 식에서, T가 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 군에서 선택될 수 있고,
    X3및 X4는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이며, 및
    a는 1 내지 4의 정수이다.
    [화학식 3]
    Figure 112007036132444-PAT00022
    상기 식에서 R1 내지 R6은 상기 화학식 5에서 정의된 R과 같다.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 방법은 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표시되는 촉매를 사용하여 합성하는 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자의 제조방법.
    [화학식 7]
    Figure 112007036132444-PAT00023
    상기 식에서,
    L은 트리페닐포스핀 (PPh3), 트리페닐아리신 (AsPh3) 및 트리페닐포스파이트 P(OPh)3 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드이다.
    [화학식 8]
    Figure 112007036132444-PAT00024
    상기 식에서,
    L'은 1,5-시크로옥타디엔, 1,3-디페닐포스피노프로판, 1,2-비스(디페닐포스피노)에탄 또는 1,4-디페닐포스피노부탄로 이루어진 군으로부터 선택된 리간드이다.
  10. 하기 화학식 9로 표시되는 단량체와 하기 화학식 10으로 표시되는 단량체를 공중합하여 합성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기반도체 고분자의 제조방법.
    [화학식 9]
    Figure 112007036132444-PAT00025
    상기 식에서, Ar는 전자흡인성 이민질소원자를 1개 이상 포함하고 탄소수 2~30개인 헤테로방향족환으로서, 상기 헤테로방향족의 수소원자가 R로 치환될수 있고, 상기 R은 각각 히드록시기, 탄소수 1~20개의 선형, 분지형 또는 환형 알킬기, 탄소수 1~20개의 알콕시알킬기, 탄소수 1~16개의 선형, 분지형 또는 환형 알콕시기 이고, 이때 복수개의 R은 서로 같거나 다를 수 있고,
    X1및 X2는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이며,
    T가 2 내지 6개의 융합티오펜 고리를 함유하는 기로서, 하기 화학식 3으로 표시되는 군에서 선택될 수 있고,
    a는 1 내지 4의 정수이고, 및
    x는 2 내지 6의 정수이다.
    [화학식 3]
    Figure 112007036132444-PAT00026
    상기 식에서 R1 내지 R6은 상기 화학식 9에서 정의된 R과 같다.
    [화학식 10]
    Figure 112007036132444-PAT00027
    상기 식에서, D는 질소원자를 제외한 이종원자가 방향족 고리에 포함된 탄소 수 4 내지 14개인 헤테로 아릴렌기 또는 탄소수 6내지 30개인 아릴렌기이며,
    X3및 X4 는 각각 Br, Cl 또는 I와 같은 할로겐원자, 트리알킬틴기 또는 보란기이고, 및
    y는 1 내지 4의 정수이다.
  11. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 따른 유기 반도체 고분자를 이용한 전자소자.
  12. 기판 위에 게이트 전극, 게이트 절연체층, 유기 활성층 및 소스/드레인 전극을 포함하는 유기박막 트랜지스터에 있어서, 상기 유기 활성층이 상기 제 1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 유기반도체 고분자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 유기 활성층이 스크린 인쇄법, 프린팅법, 스핀코팅법, 딥핑법(dipping), 및 잉크분사법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 코팅방법에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
  14. 제 12항에 있어서, 상기 절연층이 BaO .33SrO .66TiO3 BST, Al2O3, Ta2O5, La2O5, Y2O3, TiO2로 이루어진 군으로부터 선택된 강유전성 절연체, PbZrO .33TiO .66O3(PZT), Bi4Ti3O12, BaMgF4, SrBi2(TaNb)2O9, Ba(ZrTi)O3(BZT), BaTiO3, SrTiO3, Bi4Ti3O12, SiO2, SiNx, AlON로 이루어진 군으로부터 선택된 무기절연체, 또는 폴리이미드(Polyimide), BCB(benzocyclobutane), 파릴렌(Parylene), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리비닐알콜(Polyvinyalcohol), 폴리비닐페놀(Polyvinylphenol)로 이루어진 군으로부터 선택된 유기절연체로 형성되는 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
  15. 제 12항에 있어서, 상기 게이트 및 소스-드레인 전극이 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 및 인듐틴산화물(ITO)로 이루어진 군으로부터 선택되는 재료로 형성된 것을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 기판이 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트(Polyethylenenaphthalate: PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethyleneterephthalate: PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리비닐알콜(Polyvinylalcohol), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate), 폴리이미드(Polyimide) 또는 폴리노르보넨(Polynorbornene), 및 폴리에테르설폰(Polyethersulfone: PES)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 유기박막 트랜지스터.
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