반도체 및 이로부터 제조한 전자 장치 document_id A220623045879

전자 장치 및 이의 특정 부재는, 미국 표준 기술 연구소(NIST)에 의해 심사된 미 연방 정부 협약 제70NANBOH3033호에 의거하여 지원된다. 미 연방 정부는 본 명세서에 설명된 전자 장치 및 특정 반도체 부재에 관한 특정 권한을 갖는다. 본 발명은, 예를 들면, 주로 안정성을 위해 2개의 3급 아민 및 2개의 티에노 그룹을 함유하는 단량체로부터 생성된, 본원에 도시된 화학식의 반도체, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 예를 들면, 중합 후 연장된 중합체 콘주게이션을 허용하는, 주로 안정성을 위해 2개의 3급 아민 및 2개의 티에노 그룹을 말단부에 함유하는 단량체로부터 생성되고 유기 전자 장치, 예를 들면, 박막 트랜지스터에서 용액 가공 가능하고 사실상 안정한 채널 반도체 물질로서 채택될 수 있는 본원에 도시된 화학식의 신규한 중합체에 관한 것이다. 본원에 도시된 화학식의 반도체 물질을 사용하여 제조된, 목적하는 박막 트랜지스터(TFT)와 같은 전자 장치가 있다. 당해 반도체 물질은 탁월한 용매 가용성을 지니며, 용액 가공이 가능하고, 당해 전자 장치는 플라스틱 기판에서 가요성 TFT를 제조하기에 바람직한 기계적 내구성 및 구조적 가요성을 지닌다. 가요성 TFT는, 특징이 구조적 가요성 및 기계적 내구성에 있는 전자 장치를 고안할 수 있게 한다. 예를 들면, 주로 안정성을 위한 2개의 3급 아민 및 예를 들면, 2개의 티에노 그룹을 함유하는 단량체로부터 생성된, 본원에 도시된 화학식의 반도체 물질과 함께 플라스틱 기판을 사용하면, 종래의 강성 실리콘 TFT를 기계적으로 더욱 내구성이 크고 구조적으로 가요성이 큰 TFT 디자인으로 변형시킬 수 있다. 이는, 대형 장치, 예를 들면, 대형 화상 센서, 전자 종이 및 기타 디스플레이 매체에 특히 유용할 수 있다. 또한 예를 들면, 스마트 카드, 전파 식별(RFID: radio frequency identification) 태그 및 기억/저장 장치와 같은 비교적 저가의 고집적화 제품용 집적 회로 논리 소자용으로, 주로 안정성을 위한, 중합체 구조의 단량체 단위의 중심부에서 2개의 3급 아민을 함유하고, 중합체 구조의 단량체 단위의 콘주게이션 연장을 위한 2개의 티에노 말단기 또는 종결기를 함유하는 단량체로부터 생성된, 본원에 도시된 화학식의 p-형 반도체 물질을 선택하는 경우, 기계적 내구성 및 사용 수명을 증진시킬 수 있을 것이다. 수 많은 반도체 재료는 공기에 노출되면, 주위 산소에 의해 산화 도핑되어 전도도가 증가하기 때문에, 불안정화되는 것으로 간주된다. 그 결과, 이들 재료로부터 제조되는 전자 장치에 대한 오프 전류가 커지고 이에 따라 전류 온/오프 비가 낮아진다. 따라서, 다수의 이들 재료에 있어서, 일반적으로 엄격하게 주의해야 할 사항은 재료 가공 및 전자 장치 제조 동안 주위 산소를 배제시켜 산화 도핑을 방지하거나 최소화시키는 것이다. 이러한 예방책은 이의 제조 단가를 증가시키며, 따라서 특히 대형 장치용 무정형 실리콘 기술에 대한 경제상의 대안으로서의 특정 반도체 TFT의 장점을 상쇄시킨다. 이러한 단점은 본 발명의 양태에서 방지 또는 최소화된다. 본원에 도시된 화학식의 p-형 반도체 중합체로 제조한 TFT는, 기능 및 구조적으로 기계적 내구성 및 구조적 가요성을 제공하고 전자 장치의 능동 미디어에 직접 혼입될 수 있음으로써 휴대용 장치의 콤팩트화를 개선시킬 수 있다는 점에서 통상의 실리콘보다 기능 및 구조적으로 더욱 바람직할 수 있다. 또한, 다수의 공지된 소분자 또는 올리고머 기재 TFT 장치는 제조시 까다로운 진공증착법에 의존한다. 근본적으로, 채택된 재료가 불용성이거나 스핀 코팅, 용액 캐스팅 또는 스탬프 인쇄에 의한 용액 가공이 일반적으로 균일한 박막을 제공하지 못하기 때문에, 진공 증착법이 채택된다. 게다가, 진공 증착법에 의해, 대형 장치용으로 일정한 박막 품질을 달성하기에는 어려움이 있다. 용액 가공에 의해 공간규칙성 폴리(3-알킬티오펜-2,5-디일)로 이루어진 공간규칙성 성분으로부터 제조한 중합체 TFT는, 다소의 이동성을 제공하면서, 공기중에서 산화 도핑되는 경향이 있다. 따라서, 실제 저가의 TFT 디자인의 경우, 안정하며 용액 가공 가능한 반도체 재료를 포함하고, 성능은 주위 산소에 의해 영향받지 않는 것이 바람직하다. 예를 들면, 폴리(3-알킬티오펜-2,5-디일)을 사용하여 제조한 TFT는 공기에 민감하다. 대기 조건에서 이러한 재료로부터 제조된 TFT는 일반적으로 높은 오프 전류, 매우 낮은 전류 온/오프 비 및 빠른 성능 저하를 나타낸다. 도 1 내지 도 4은 본원의 각종 대표적인 양태를 도시하며, 본원에서 주로 안정성을 위해 2개의 3급 아민 및 주로 콘주게이션 연장을 위해 2개의 티에노 그룹을 함유하는 단량체로부터 생성된, 본원에 도시된 화학식의 p-형 반도체 물질을 박막 트랜지스터(TFT: thin film transistor) 장치에서 채널 또는 반도체 재료로 선택할 수 있다. 동일하거나 유사한, 관련된 보정 출원 제20050024호의 명세서를 참고로 한다.