KR100762014B1 - 유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 및 이를이용한 유기 광전 소자 - Google Patents

유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 및 이를이용한 유기 광전 소자 Download PDF

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Abstract

효율 특성 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물이 제공된다. 본 발명에 의한 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물은 전도성 고분자, 하기 화학식 2 내지 화학식 5에서 선택되는 하나 이상의 유기이온염, 및 용매를 포함한다.
Figure 112006052407222-pat00001
광전소자, 유기이온염, 전도성 고분자, 효율특성, 수명특성

Description

유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 유기 광전 소자{The conductive polymer composition comprising organic ionic salt and opto-electronic device using thereof}
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 제조되는 유기 전계 발광 소자의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2 및 3은 실시예 및 비교예에 의해 제조된 유기발광소자에 대한 발광 효율특성을 측정한 결과 그래프이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 제1 전극 11: 버퍼층
12: 발광층 13: 정공억제층
14: 제2 전극 15: 전자수송층
16: 정공수송층
본 발명은 유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 및 이를 이용한 유기 광전 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기 광전소자의 효율 특성 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기이온염을 포함하는 전기 전도성 고분자 조성물과 이를 이용한 유기 광전 소자에 관한 것이다.
광전 소자라 함은 유기 전계 발광 소자(Organic light emission diode; OLED), 유기태양전지, 유기 트랜지스터 등과 같이 전기에너지를 빛에너지로 변환하거나 또는 반대로 빛에너지를 전기에너지로 변환하는 소자를 의미한다.
이러한 광전소자 중에서도 특히 유기 전계 발광소자는 최근 평판 디스플레이 (Flat-Panel Display, 이하 'FPD'라 함) 기술이 발전함에 따라 크게 주목을 받고 있다.
현재 FPD 중 가장 많은 부분을 차지하고 있는 LCD는 획기적인 기술적 발전을 기반으로 FPD 시장의 80% 이상을 차지하고 있으나 40inch 이상의 대화면에서 응답속도의 저하, 좁은 시야 각 등의 결정적 단점으로 인하여 이를 극복하기 위한 새로운 디스플레이의 필요성이 대두 되었다.
이러한 상황에서, 유기 전계 발광 소자는 FPD 중에서도 저전압 구동, 자기발광, 박막형, 넓은 시야 각, 빠른 응답속도, 높은 콘트라스트, 경제성 등의 많은 장점을 가지고 있는 디스플레이로서 차세대 FPD가 갖추어야 할 모든 조건을 갖춘 유일한 디스플레이 방식으로 관심을 모으고 있다.
현재, 이러한 유기 전계 발광소자를 포함하여, 광전 소자 분야에서는 전극에 서 생성되는 전하, 즉 정공 및 전자를 광전 소자 내로 원활하게 수송하여 소자의 효율을 증대시키기 위한 목적으로 전도성 고분자막의 형성에 대하여 많은 연구가 이루어지고 있다.
특히, 유기 전계 발광 소자는 형광성 또는 인광성 유기 화합물 박막(이하, 유기막이라고 함)에 전류를 흘려 주면, 전자와 정공이 유기 막에서 결합하면서 빛이 발생하는 현상을 이용한 능동 발광형 표시 소자로서, 효율 향상 및 구동 전압 저하를 위하여 유기층으로서 단일 발광층만을 사용하지 않고 여기에 전도성 고분자를 이용한 정공 주입층, 발광층, 전자 주입층 등과 같은 다층 구조를 갖는 것이 일반적이다.
나아가, 이러한 구조는 한 층이 다수의 기능을 수행하도록 각각의 층을 제거함으로써 단순화될 수 있다. 가장 간단한 OLED 구조는 2개의 전극과 이 전극 사이에 발광층을 포함하여 모든 기능을 수행하는 유기층이 위치한 경우이다.
그러나, 사실상 휘도를 증가시키기 위해서는 전자 주입층 또는 정공(hole) 주입층이 전기발광 어셈블리로 도입되어야 한다.
전하(홀 또는 전자)를 전달시키는 많은 수의 유기 화합물이 문헌에 기재되어 있으며, 이런 종류의 물질 및 용도는 예를 들어, 유럽 특허 공개 제387 715호, 미국 특허 제4,539,507호, 미국 특허 제4,720,432호 및 미국 특허 제4,769,292호에 개괄적으로 개시되어 있다.
특히, 전하를 전달시키는 대표적인 유기 화합물로서 가용성(soluble) 유기 EL에 사용되고 있는 것은 바이엘(Bayer AG)사가 제조하여 시판하고 있는 베이트론- 피(Baytron-P)라는 제품으로서 PEDOT(폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜))-PSS(폴리(4-스티렌설포네이트)) 수용액의 일종이다.
이러한 PEDOT-PSS는 유기 발광 소자의 제작 시 널리 이용되고 있으며, ITO(인듐주석산화물) 전극 위에 스핀코팅(spin coating)하여 정공 주입층을 형성하는 용도로 이용되는데 하기 화학식 1과 같은 구조를 갖는다.
Figure 112006052407222-pat00002
상기 화학식 1에 표시된 PEDOT/PSS는 폴리(4-스티렌 설포네이트)(PSS)의 고분자산(polyacid)과 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT)의 전도성 고분자의 단순 이온 복합체로서, PEDOT에 수용성 고분자산이 도핑되어 있는 구조이다.
따라서, 열화에 의해 디도핑(dedoping)되거나, PSS 부분이 전자와의 반응에 의해서 분해되어 설페이트(Sulfate) 등과 같은 물질을 방출하게 되고, 이러한 물질이 인접한 유기막, 예를 들면 발광층으로 확산될 수 있는데, 이와 같이 정공 주입층으로부터 유래된 물질의 발광층으로의 확산은 엑시톤 소멸 (exciton quenching)을 야기하여 유기 전계 발광 소자의 효율 및 수명 저하를 초래하게 된다.
따라서, 이러한 단점을 보완할 수 있는 전기전도성 고분자 조성물을 이용한 유기전계 발광소자를 제작하여 소자의 효율 및 수명을 향상하고자 하는 연구가 진행 중에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 유기 광전소자의 효율 특성 및 수명 특성을 향상시킬 수 있는 유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물을 제공하는 데에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기의 조성물을 이용한 전도성 고분자 조성물막 및 유기 광전 소자를 제공하는 데에 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전도성 고분자 조성물은 전 도성 고분자, 하기 화학식 2 내지 화학식 5에서 선택되는 하나 이상의 유기이온염 및 용매를 포함한다.
Figure 112006052407222-pat00003
(상기 R1과 R2는 C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기, C6-C30의 아릴알킬기, C6-C30의 아릴옥시기, C2-C30의 헤테로아릴기, C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며 각 작용기의 탄소와 결합된 수소는 다른 작용기로 치환될 수 있고,
상기 R3 ~ R12는 C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 각작용기의 탄소와 결합된 수소는 독립적으로 할로겐 등으로 치환될 수 있으며,
음이온인 X-는 할로겐 음이온을 포함하는 작용기로서, X는 F, Cl, Br, I, BF4, PF6, 또는 (CnF2n +1SO2)2N (n은 1 내지 50의 자연수) 등 음이온이 되었을 때 안정화될 수 있는 모든 종류의 원자 및 분자를 나타낸다. 단, C1은 탄소원자 1개, C30은 탄소원자 30개를 의미한다.)
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전도성 고분자 조성물막은 전도성 고분자 조성물에서 상기 용매의 전부 또는 일부를 제거하여 형성시킬 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
또한, 도면에서 층과 막 또는 영역들의 크기 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 막 또는 층이 다른 막 또는 층의 "상에" 형성된 다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막 또는 층이 상기 다른 막 또는 층의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막 또는 층이 개재될 수도 있다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 직쇄형 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 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(-NH2, -NH(R), -N(R')(R"), R'과 R"은 서로 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기임), 아미디노기, 히드라진, 또는 히드라존기로 치환될 수 있다.
상기 헤테로 알킬기는 알킬기의 주쇄 중의 탄소원자 중 하나 이상, 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소원자가 산소원자(O), 황원자(S), 질소원자(N), 인원자(P) 등과 같은 헤테로 원자로 치환된 것을 의미한다.
상기 본 발명에서 사용되는 치환기인 아릴기는 하나 이상의 방향족 고리를 포함하는 카보사이클 방향족 분자를 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 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 C인 고리 원자수 5 내지 30의 고리 방향족 화합물을 의미하며, 상기 고리들은 펜던트 방법으로 함께 부착되거나 또는 융합(fused)될 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기중 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 아릴알킬기는 아릴기에서 수소원자중 일부가 저급알킬, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필 등과 같은 라디칼로 치환된 것을 의미하고, 예를 들어 벤질메틸, 페닐에틸 등이 있다. 상기 아릴알킬기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴알킬기는 헤테로아릴기의 수소 원자 일부가 저급 알킬기로 치환된 것을 의미하며, 헤테로아릴알킬기 중 헤테로아릴에 대한 정의는 상술한 바와 같다. 상기 헤테로아릴알킬기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 아릴옥시기는 -O-아릴 라디칼을 의미하며, 이때 아릴은 위에서 정의된 바와 같다. 구체적인 예로서 페녹시, 나프톡시, 안트라세닐옥시, 페난트레닐옥시, 플루오레닐옥시, 인데닐옥시 등이 있고, 아릴옥시기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴옥시기는 -O-헤테로아릴 라디칼을 의미하며, 이때 헤테로아릴은 위에서 정의된 바와 같다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴옥시기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 사이클로알킬기는 탄소원자수 5 내지 30의 1가 모노사이클릭 시스템을 의미한다. 상기 사이클로알킬기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 헤테로사이클로알킬기는 고리원자수 5 내지 30의 1가 모노사이클릭 화합물로서 N, O, P 또는 S 중에서 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 포함하는 사이클로알킬기를 의미한다. 상기 사이클로알킬기에 포함되어 있는 하나 이상의 수소 원자는 상기 알킬기의 경우와 마찬가지로 치환가능하다.
본 발명에서 사용되는 치환기인 아미노기는 -NH2, -NH(R) 또는 -N(R')(R")을 의미하며, R'과 R"은 각각 독립적이며 탄소수 1 내지 10의 알킬기이다.
본 발명에서 사용되는 할로겐은 불소, 염소, 브롬, 요오드, 또는 아스타틴이바람직하며, 그 중에서도 불소가 특히 바람직하다.
본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물에서 들어가는 유기이온염의 경우 치환체의 종류, 탄소수 그리고, 음이온의 크기에 따라 상온에서 액체 상태, 고체 상태 또는 그의 중간 상태인 하이브리드 상태를 유지할 수 있다.
따라서, 본 발명에서 유기이온염을 용매와 전도성 고분자가 혼합된 조성물에 첨가하고자 할 때, 그의 비율은 특별히 제한적이지 않으나, 액체 상태의 유기이온 염의 경우엔 전체 조성물 중 30 중량% 이내로 첨가하는 것이 좋으며, 고체인 경우에는 50 중량% 이내로 첨가하는 것이 바람직하다.
유기이온염은 분자 내 쌍극자(dipole moment)를 갖고 있기 때문에, 극성이 매우 높고, 물을 포함한 극성 용매에 녹여서 사용할 수 있기 때문에 전도성 고분자 조성물과 잘 혼합시킬 수 있다. 따라서, 이를 사용하는 광전 소자의 경우, 장수명의 특성을 나타낼 수 있게 된다.
또한, 상기 유기이온염은 극성유기용매에 잘 용해되므로 이를 광전 소자에 적용하는 경우 인접하는 유기막 즉, 비극성 용매를 이용하여 제조되는 발광층 막의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 요인으로 인해 물을 사용할 수 없는 경우에도 물 이외의 다른 극성 유기용매를 사용할 수도 있다.
본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물을 제조하기 위해서는 전도성고분자 : 용매를 0.5:99.5 내지 10:90의 중량비로 혼합하여 전도성 고분자 용액을 제조한 후, 상기 전도성 고분자 용액 100 중량부를 기준으로 상기 화학식 2 내지 화학식 5에 표시된 상온에서 액체인 유기이온염 중 하나 이상을 0.05 내지 30중량부 첨가하는 것이 바람직하며, 상온에서 고체인 유기이온염은 0.05 내지 50중량부 첨가하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물에 사용되는 전도성 고분자는 유기 광전소자의 제조에 범용적으로 사용되는 전도성 고분자를 사용하여도 무방하나, 바람직하게는 하기 화학식 6으로 표시되는 폴리아닐린 또는 그 유도체인 단량체, 하기 화학식 7로 표시되는 피롤, 티오펜 또는 그 유도체인 단량체, 하기 화학식 8로 표 시되는 고리형 단량체를 중합하여 사용한다.
Figure 112006052407222-pat00004
Figure 112006052407222-pat00005
(상기 화학식 6, 7에서, X는 NH; N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
상기 Ra, Rb, Rc, Rd는 각각 독립적이고 수소; C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C6-C30의 아릴아민기; C6-C30의 피롤기; C6-C30의 티오펜기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며 탄소 원자에 결합된 수소가 다른 작용기로 치환될 수 있고,
상기 Re, Rf은 각각 독립적이고 NH; N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것; C1-C30의 알킬기; C6-C30의 아릴기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C6-C30의 아릴아민기; C6-C30의 피롤기; C6-C30의 티오펜기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택된 하나로서 탄소 원자에 결합된 수소가 다른 작용기로 치환될 수 있음.)
Figure 112006052407222-pat00006
(X는 NH, N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
Y는 NH, N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
m과 n은 각각 독립적이고 0 내지 9의 정수이다.
Z는 -(CH2)x-CRgRh-(CH2)y이고, 이때, Rg 및 Rh는 각각 독립적이고 H, C1-C20의 알킬 라디칼, C6-C14의 아릴 라디칼 또는-CH2-ORi이며 이때, Ri는 H, C1-C6의 알킬산, C1-C6의 알킬에스테르, C1-C6의 헤테로알킬산 또는 C1-C6의 알킬술포닉산이고 탄소에 결합된 하나 이상의 수소는 다른 치환기로 치환될 수 있다.)
본 발명의 전도성 고분자 조성물에 사용되는 용매는 상기 전도성 고분자를 용해시킬 수 있는 것이라면 모두 사용가능하나, 물, 알코올류, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드, 톨루엔, 크실렌, 및 클로로벤젠으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물의 경우, 전도성 고분자의 그래프트 공중합체의 가교능을 더욱 향상시키기 위하여, 가교제(cross-linking agent)를 더 포함할 수 있으며, 이 때, 가교제로는 물리적 및/또는 화학적 가교제가 사용될 수 있다.
본 발명에 사용되는 물리적 가교제라 함은 화학적인 결합이 없이 물리적으로 고분자 사슬간에 가교의 역할을 하는 것으로서, 히드록시기(-OH)를 포함하는 저분자 또는 고분자 화합물을 말한다.
물리적 가교제의 구체적인 예로는, 글리세롤, 부탄올의 저분자 화합물과 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌글리콜 등의 고분자 화합물이 있으며, 이외에도 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine), 폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrolidone) 등도 물리적 가교제로서 사용될 수 있다.
첨가되는 물리적 가교제의 함량은 상기 유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부가 바람직하고, 0.1 내지 3 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
물리적 가교제의 함량이 상기 범위 내인 경우 가교제의 성능이 효율적으로 발휘되며, 전도성 고분자막의 박막 모폴로지(mophology)가 효과적으로 유지될 수 있다.
화학적 가교제라 함은 화학적으로 가교시키는 역할을 하는 것으로서, 인시츄 중합(in-situ polymerization)이 가능하며 IPN(Interpenetrating polymer network)을 형성할 수 있는 화학 물질을 말한다. 실란계열 물질이 많이 사용되는데 그 구체적인 예로서 테트라에틸옥시실란(TEOS)이 있다. 이외에도 폴리아지리딘(Polyaziridine), 멜라민(Melamine)계, 에폭시(Epoxy)계 물질이 사용될 수 있다.
화학적 가교제의 함량은 유기이온염을 포함하는 전도성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 50 중량부가 바람직하고, 1 내지 10 중량부인 것이 더욱 바람직하다.
화학적 가교제의 함량이 상기 범위 내인 경우 가교제의 성능이 효과적으로 발휘되며 전도성 고분자에 큰 영향을 미치지 않아서 전도성도 충분하게 유지될 수 있다.
상기에서는 전도성 고분자 조성물에 대한 설명을 하였는데, 이와 같은 조성물을 이용하여 전도성 고분자막을 제조하게 되면 조성물에 포함된 용매가 대부분 제거되어야하며, 이때 용매 전부가 제거 되었다고 가정하였을 때, 전도성 고분자막 은 전도성 고분자 100중량부에 대하여 상기 화학식 2 내지 5에서 선택되는 하나 이상의 유기이온염이 0.05~50 중량부 포함되어 있다.
본 발명은 또한 상기 전도성 고분자 조성물에 의한 전도성 고분자막 및 그를 포함하는 유기 광전 소자를 제공하는데, 이때, 광전 소자라 함은 유기 전계 발광 소자, 유기 태양 전지, 유기 트랜지스터, 그리고 유기 메모리 소자 등을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물이 유기 전계 발광 소자에 적용되는 경우에 대해 설명하기로 한다.
유기 전계 발광 소자에서는 상기 전도성 고분자 조성물이 전하, 즉 정공 또는 전자 주입층에 사용되며, 정공 및 전자를 균형적이고 효율적으로 주입함으로써 유기 전계 발광 소자의 발광 세기와 효율을 높이는 역할을 하게 된다.
또한, 유기 태양 전지의 경우에는 본 발명에 의한 전도성 고분자막 조성물이 전극이나 전극 버퍼층으로 사용되어 양자 효율을 증가시키며, 유기 트랜지스터의 경우에는 게이트, 소스-드레인 전극 등에서 전극 물질로 사용될 수 있다.
상기와 같은 유기 광전 소자 중, 본 발명에 의한 전도성 고분자막 조성물을 이용한 유기 전계 발광 소자의 구조 및 이의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.
도 1a 내지 도 1d는 본 발명의 바람직한 실시예에 의하여 제조되는 유기 전계 발광 소자의 적층 구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 1a의 유기 전계 발광 소자는 제1전극(10) 상부에 발광층(12)이 적층되고, 상기 전극과 발광층 사이에 본 발명의 전도성 고분자 조성물을 포함하는 정공 주입층(HIL)(또는 "버퍼층"이라고 명명하기도 함)(11)이 적층되고, 상기 발광층(12) 상 부에 정공억제층(HBL)(13)이 적층되어 있고, 그 상부에는 제2전극(14)이 형성된다.
도 1b의 유기 전계 발광 소자는 발광층(12) 상부에 형성된 정공억제층(HBL)(13) 대신에 전자수송층(ETL)(15)이 형성된 것을 제외하고는, 도 1a의 경우와 동일한 적층 구조를 갖는다.
도 1c의 유기 전계 발광 소자는 발광층(12) 상부에 정공 억제층(HBL)(13)과 전자 수송층(15)이 순차적으로 적층된 2층막이 사용된 것을 제외하고는, 도 1a의 경우와 동일한 적층 구조를 갖는다.
도 1d의 유기 전계 발광 소자는 정공 주입층(11)과 발광층(12) 사이에 정공 수송층(16)이 더 형성된 것을 제외하고는, 도 1c의 유기 전계 발광 소자와 동일한 구조를 갖고 있다. 이 때 정공 수송층(16)은 정공 주입층(11)으로부터 발광층(12)으로의 불순물 침투를 억제해주는 역할을 한다.
상술한 도 1a 내지 도 1d의 적층 구조를 갖는 유기 전계 발광 소자는 일반적인 제작방법에 의하여 형성가능하다.
즉, 먼저, 기판(미도시) 상부에 패터닝 된 제1전극(10)을 형성한다. 여기에서 상기 기판은 통상적인 유기 전계 발광 소자에서 사용되는 기판을 사용하는데, 투명성, 표면평활성, 취급용이성 및 방수성이 우수한 유리기판 또는 투명 플라스틱 기판이 바람직하다. 그리고 상기 기판의 두께는 0.3 내지 1.1 mm인 것이 바람직하다.
상기 제1전극(10)의 형성 재료는 특별하게 제한되지는 않는다. 만약 제1전극이 양극(cathode)인 경우에는 양극은 정공 주입이 용이한 전도성 금속 또는 그 산 화물로 이루어지며, 구체적인 예로서, ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), 니켈(Ni), 백금(Pt), 금(Au), 이리듐(Ir) 등을 사용한다.
상기 제1전극(10)이 형성된 기판을 세정한 다음, UV 오존 처리를 실시한다. 이 때 세정방법으로는 이소프로판올(IPA), 아세톤 등의 유기용매를 이용한다.
세정된 기판의 제 1 전극(10) 상부에 본 발명에 의한 전도성 고분자 조성물을 포함하는 정공 주입층(버퍼층)(11)을 형성시킨다. 이와 같이 정공 주입층(11)이 형성되면, 제1전극(10)과 발광층(12)의 접촉저항을 감소시키는 동시에, 발광층(12)에 대한 제1전극(10)의 정공 수송능력이 향상되어 소자의 구동전압과 수명 특성이 전반적으로 개선되는 효과를 얻을 수 있다.
정공 주입층(11)은 전도성 고분자를 용매에 용해시켜 제조한 본 발명의 조성물을 제1전극(10) 상부에 스핀 코팅한 다음, 이를 건조하여 형성시킨다.
여기에서 상기 정공 주입층(11)의 두께는 5 내지 200nm인 것이 바람직하고, 20 내지 100nm인 것이 더욱 바람직하다. 정공 주입층(11)의 두께가 상기 범위인 경우 정공 주입이 충분히 이루어지며, 빛의 투과도도 양호하게 유지된다.
상기 정공 주입층(11) 상부로는 발광층(12)을 형성한다. 발광층을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 옥사디아졸 다이머 염료(oxadiazole dimer dyes(Bis-DAPOXP)), 스피로 화합물(spiro compounds)(Spiro-DPVBi, Spiro-6P), 트리아릴아민 화합물(triarylamine compounds), 비스(스티릴)아민(bis(styryl)amine)(DPVBi, DSA), Flrpic, CzTT, 안트라센(Anthracene), TPB, PPCP, DST, TPA, OXD-4, BBOT 및 AZM-Zn(이상 청색), 쿠마린 6(Coumarin 6), C545T, 퀴나크리돈(Quinacridone) 및 Ir(ppy)3(이상 녹색), DCM1, DCM2, Eu(thenoyltrifluoroacetone)3 (Eu(TTA)3 및 부틸-6-(1,1,7,7-테트라메틸 줄로리딜-9-에닐)-4H-피란){butyl-6-(1,1,7,7,-tetramethyljulolidyl-9-enyl)-4H-pyran: DCJTB}(이상 적색) 등을 사용할 수 있다. 또한, 고분자 발광 물질로는 페닐렌(phenylene)계, 페닐렌 비닐렌(phenylene vinylene)계, 티오펜(thiophene)계, 플루오렌(fluorene)계 및 스피로플루오렌(spiro-fluorene)계 고분자 등과 같은 고분자 또는 질소를 포함하는 방향족 화합물 등이 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광층(12)의 두께는 10 내지 500nm인 것이 바람직하고, 50 내지 120nm인 것이 더욱 바람직하다. 발광층(12)의 두께가 상기 범위인 경우 누설전류량 및 구동전압 상승폭이 적절하게 유지되어 수명이 효과적으로 유지될 수 있다.
경우에 따라서는 상기 발광층 형성용 조성물에 도펀트(dopant)를 더 부가하기도 한다. 이 때 도펀트의 함량은 발광층 형성 재료에 따라 가변적이지만, 일반적으로 발광층 형성 재료(호스트와 도펀트의 총중량) 100 중량부를 기준으로 하여 30 내지 80 중량부인 것이 바람직하다. 도펀트의 함량이 상기 범위 내인 경우 EL 소자의 발광 특성이 효과적으로 유지된다. 상기 도펀트의 구체적인 예로는 아릴아민, 페릴계 화합물, 피롤계 화합물, 히드라존계 화합물, 카바졸계 화합물, 스틸벤계 화합물, 스타버스트계 화합물, 옥사디아졸계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 정공 주입층(11)과 발광층(12) 사이에는 정공 수송층(16)을 선택적으로 형성할 수 있다.
상기 정공 수송층을 이루는 물질은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들면 정공 수송 역할을 하는 카바졸기 및/또는 아릴아민기를 갖는 화합물, 프탈로시아닌계 화합물 및 트리페닐렌 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 정공 수송층은 1,3,5-트리카바졸릴벤젠, 4,4'-비스카바졸릴비페닐, 폴리비닐카바졸, m-비스카바졸릴페닐, 4,4'-비스카바졸릴-2,2'-디메틸비페닐, 4,4',4"-트리(N-카바졸릴)트리페닐아민, 1,3,5-트리(2-카바졸릴페닐)벤젠, 1,3,5-트리스(2-카바졸릴-5-메톡시페닐)벤젠, 비스(4-카바졸릴페닐)실란, N,N'-비스(3-메틸페닐)-N,N'-디페닐-[1,1-비페닐]-4,4'디아민(TPD), N,N'-디(나프탈렌-1-일)-N,N'-디페닐 벤지딘(α-NPD), N,N'-디페닐-N,N'-비스(1-나프틸)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민(NPB), IDE320(이데미쯔사), 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-N-(4-부틸페닐)디페닐아민)(poly(9,9-dioctylfluorene-co-N-(4-butylphenyl)diphenyl -amine) (TFB) 및 폴리(9,9-디옥틸플루오렌-co-비스-N,N-페닐-1,4-페닐렌디아민(poly(9,9-dioctylfluorene-co-bis-(4-butylphenyl-bis-N,N-phenyl-1,4-phenylene-diamin) (PFB)로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 물질을 포함하여 이루어질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 정공 수송층(16)은 1 내지 100 nm 두께인 것이 바람직하며 5 내지 50 nm인 것이 더욱 바람직하다. 정공 수송층(16)의 두께가 상기 범위인 경우 정공 수송 능력이 충분히 유지되고 구동전압이 적정 수준에서 유지될 수 있다.
상기 발광층(12) 상부에는 증착 또는 스핀코팅 방법을 이용하여 정공 억제층(13) 및/또는 전자수송층(15)이 형성될 수 있다. 여기에서 정공 억제층(13)은 발 광물질에서 형성되는 엑시톤이 전자수송층(15)으로 이동되는 것을 막아주거나 정공이 전자수송층(15)으로 이동되는 것을 막아주는 역할을 한다.
상기 정공억제층(13)의 형성재료로는 페난트롤린(phenanthrolines)계 화합물(예: UDC사, BCP), 이미다졸계 화합물, 트리아졸(triazoles)계 화합물, 옥사디아졸(oxadiazoles)계 화합물(예: 상품명 PBD), 알루미늄 착물(aluminum complex)(UDC사 제품) 및 BAlq 등이 바람직하다.
상기 전자수송층(15)의 형성 재료로는 옥사졸계 화합물, 이소옥사졸계 화합물, 트리아졸계 화합물, 이소티아졸(isothiazole)계 화합물, 옥사디아졸계 화합물, 티아디아졸(thiadiazole)계 화합물, 페릴렌(perylene)계 화합물, 알루미늄 착물(예: Alq3(트리스(8-퀴놀리놀라토)-알루미늄(tris(8-quinolinolato)aluminium)) BAlq, SAlq, Almq3 및 갈륨 착물(예: Gaq'2OPiv, Gaq'2OAc, 2(Gaq'2)) 등이 바람직하다.
상기 정공 억제층의 두께는 5 내지 100 nm, 전자 수송층의 두께는 5 nm 내지 100 nm인 것이 바람직하다. 상기 두께 범위인 경우 전자 수송능력이나 정공 억제능력이 효과적으로 유지될 수 있다.
이와 같이 제조된 적층구조물에 제2전극(14)을 적층하고, 상기 결과물을 봉지하여 유기 전계 발광 소자를 완성한다.
상기 제 2 전극(14)의 형성재료는 특별하게 제한되지는 않으나, 그 중에서도 일 함수가 작은 금속 즉, Li, Cs, Ba, Ca, Ca/Al, LiF/Ca, LiF/Al, BaF2/Ca, Mg, Ag, Al 또는 그의 합금 혹은 그의 다중층을 이용하여 형성시키는 것이 바람직하다. 상기 제2전극(14)의 두께는 50 내지 3000Å인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 실시예들에 의한 전도성 고분자 조성물에 의할 경우 유기 전계 발광 소자의 효율특성이 매우 향상된다는 것을 구체적인 실시예들을 들어 설명한다. 다만, 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
1. 실시예
(1) 유기 이온 염의 합성
N-메틸이미다졸(methylimidazole) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 ethylbromide 7.2g을 적가 한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조시켰다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 소듐테트라플루오로 보레이트(Sodium tetrafluoroborate) 7g를 넣었다. 이를 24시간 동안 반응 후, 녹지 않은 염들을 필터(filter)를 통해 제거를 하고, 실리카를 이용하여 정제한 후 농축하여 원하는 에틸메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트(ethylmethylimidazolium tetrafluoroborate) 약 13g을 얻었다.
(2) 유기 이온 염의 합성
N-메틸이미다졸(methylimidazole) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 부틸브로마이드(buthylbromide) 8g을 적가한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조하였다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 소듐테트라플루오로 보레이트 7g를 넣었다. 24시간 동안 반응 후, 녹지 않은 염들을 필터를 통해 제거하고, 실리카를 이용하여 정제한 후 농축하여 원하는 부틸메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트(buthylmethylimidazolium tetra- fluoroborate) 약 14g을 얻었다.
(3) 유기 이온 염의 합성
N-메틸피페리딘(methylpiperidine) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 buthylbromide 8g 적가한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조하였다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 소듐테트라플루오로 보레이트 7g을 넣었다. 24시간 동안 반응시킨 후, 녹지 않은 염들을 필터를 통해 제거하고, 실리카를 이용하여 정제한 후 농축하여 부틸메틸피페리디니움 테트라플루오로보레이트(butylmethylpiperidinium tetrafluoro-borate) 약 14g을 얻었다.
(4) 유기 이온 염의 합성
N-메틸이미다졸(methylimidazole) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 ethylbromide 7.2g을 적가한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조하였다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 LiN(SO2CF3)2 12g를 넣었다. 24시간 동안 반응시킨 후, 녹지 않은 염들을 필터를 통해 제거하고, 실리카를 이용하여 정제한 후 농축하여 에틸메틸이미다졸리움 비스(퍼플루오로메틸-술포닐)이미드(ethylmethylimidazolium bis(perfluoromethyl-sulfonyl)imide) 약 15g을 얻었다.
(5) 유기 이온 염의 합성
3-메틸피리딘(methylpyridine) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 이소-부틸브로마이드(iso-butylbromide) 8g을 적가한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조시켰다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 LiN(SO2CF3)2 12g을 넣었다. 24시간 동안 반응시킨 후, 녹지 않은 염들을 필터를 통해 제거하고, 실리카를 이용하여 정제한 후 농축하여 에틸메틸이미다졸리움 비스(퍼플루오로메틸-술포닐)이미드(ethylmethylimidazolium bis(per- fluoro-methyl-sulfonyl)imide) 약 15g을 얻었다.
(6) 유기 이온 염의 합성
N-메틸피롤리딘(methylpyrrolidine) 5g을 아세토나이트릴 250mL에 녹였다. 이 혼합 용액에 buthylbromide 8g을 적가 한 후 80℃에서 반응시켰다. 이렇게 얻어진 염을 재결정 과정을 거친 후, 건조하였다. 이를 다시 아세톤에 녹인 후 소듐테트라플루오로 보레이트 7g를 넣었다. 24시간 동안 반응 후, 녹지 않은 염들을 필터 를 통해 제거를 하고, silica를 통해 정제 후 농축하여 원하는 부틸메틸이미다졸리움 테트라플루오로보레이트(buthylmethylimidazolium tetrafluoroborate) 약 13g을 얻었다.
(7) 유기 이온 염과 전도성 고분자 조성물
시그마 알드리치에서 구입한 폴리스티렌 술폰산(polystyrene sulfonic acid) 과, 3,4-에틸렌디옥시티오펜(ethylenedioxythiophene)을 이용하여 미국특허 US 5,035,926에 나와 있는 제조 방법대로 수용성 전도성 고분자인 PEDOT/PSS를 합성하였다. 합성된 PEDOT/PSS를 물에 1.5 wt%로 용해한 후, 유기 이온염(실시예 (1)~(6)에 한정되지 않음)을 PEDOT/PSS 대비 1 중량% 첨가하여, 유기 이온염을 함유한 전도성 고분자 조성물을 제조하였다.
(8) 유기 전계 발광 소자의 제작
코닝(Corning) 15Ψ/cm2 (1200Å) ITO 유리 기판을 50mm x 50mm x0.7mm 크기로 잘라서 이소프로필 알코올과 순수 물 속에서 각 5분 동안 초음파 세정한 후, 30분 동안 UV, 오존 세정하였다.
상기 기판 상부에 상기 (4)에서 제조한 유기 이온염을 1중량% 및 3중량% 용해시킨 전도성 고분자막 조성물을 스핀 코팅하여 40nm 두께의 정공 주입층을 형성하였다.
상기 버퍼층 상부에 다우(Dow)에서 판매하는 녹색 발광고분자로 45nm 두께의 발광층을 형성한 다음, 상기 발광층 상부에 LiF를 증착하여 2nm 두께의 전자 주입층을 형성하였다. 상기 전자 주입층 상부에 제 2 전극으로서 Al 100nm를 형성하여, 유기 전계 발광 소자(이하 '실시예 1 및 실시예 2' 라 함)를 제조하였다.
(9) 유기 전계 발광 소자의 제작
정공 주입층 형성 물질로 (5)에서 제조한 유기 이온염을 1 중량% 및 3 중량% 용해시킨 전도성 고분자 조성물 수용액을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시 예 8과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자(이하 '실시예 3 및 실시예 4라 함.)를 제작하였다.
(10) 유기 전계 발광 소자의 제작
정공 주입층 형성 물질로 (6)에서 만든 유기 이온 염을 3 중량% 함유한 전도성 고분자 조성물 는 상기 실시 예 8와 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자(이하 '실시예 5' 라 함)를 제작하였다.
(11) 비교예 1 : 유기전계 발광소자의 제작
정공 주입층 형성 물질로 베이어사(Bayer社)의 Batron P AI 4083인 PEDOT/PSS의 수용액을 사용한 점을 제외하고는 상기 실시예 8과 동일한 방법으로 유기 전계 발광 소자(이하 '비교예 1' 이라 함)를 제작하였다.
2. 특성평가
도 2와 3에서는 상기의 실시예에 의해 제조된 비교예 1 및 실시예 1 내지 실시예 5에 대한 발광 효율특성을 측정한 결과 그래프이다. 특성평가는 스펙트라스캔(SpectraScan) PR650 스펙트로라디오메터(spectroradiometer)를 이용하여 측정하였으며, 실험 결과, 본 발명의 전도성 고분자 조성물에 의해 제조된 유기 전계 발광 소자가 비교예에 비하여 약 10%의 효율이 향상되었으며, 고전압에서 보다 안정한 특성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.
이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물에 의하면 다음의 효과가 하나 또는 그 이상 존재한다.
첫째, 전자와의 반응에 의해 분해되는 잔기의 함량이 매우 적다.
둘째, 제조된 전도성 고분자 조성물막이 인접하는 막과의 관계에서 안정된 모폴로지를 유지할 수 있으며, 엑시톤(exciton) 소멸과 같은 문제점이 발생하지 않 는다.
셋째, 다중산과 전도성 고분자가 화학결합으로 연결되어, 이와 같은 전도성 고분자 공중합체를 유기 광전 소자에 적용할 경우, 열적 안정성이 우수하여 소자 구동시 디도프 현상이 발생하지 않는다.
넷째, 발광효율 및 수명특성이 우수한 유기 광전 소자의 구현이 가능하다.

Claims (14)

  1. 전도성 고분자, 하기 화학식 2 내지 화학식 5에서 선택되는 하나 이상의 유기 이온염 및 용매를 포함하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
    Figure 112006052407222-pat00007
    (상기 R1과 R2는 독립적으로 C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기, C6-C30의 아릴알킬기, C6-C30의 아릴옥시기, C2-C30의 헤테로아릴기, C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며 각 작용기 내의 수소는 할로겐 등 다른 작용기로 치환될 수 있고,
    상기 R3 내지 R12는 독립적으로 C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알 킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되며, 각 작용기 내의 수소는 할로겐 등 다른 작용기로 치환될 수 있으며,
    X-는 음이온 작용기로서, X는 F, Cl, Br, I, BF4, PF6, 또는 (CnF2n +1SO2)2N (n은 1 내지 50의 자연수) 등 음이온이 되었을 때 안정화될 수 있는 원자 또는 분자이다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기이온염은 상기 전도성 고분자 및 용매 100 중량부에 대하여 상기 유기 이온염이 상온에서 액체인 경우 0.05 내지 30중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기이온염은 상기 전도성 고분자 및 용매 100 중량부에 대하여 상기 유기이온염이 상온에서 고체인 경우 0.05 내지 50 중량부 첨가되는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 하기 화학식 6으로 표시되는 폴리아닐린 또는 그 유도체 또는 하기 화학식 7로 표시되는 피롤, 티오펜 또는 그 유도체를 단량체로 하여 중합한 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
    Figure 112007033875041-pat00008
    Figure 112007033875041-pat00009
    (X는 NH; N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
    상기 Ra, Rb, Rc, Rd는 각각 독립적으로 수소; C1-C30의 알킬기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C6-C30의 아릴아민기; C6-C30의 피롤기; C6-C30의 티오펜기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며 각 작용기 내의 수소는 다른 작용기로 치환될 수 있고,
    상기 Re, Rf은 각각 독립적으로 NH; N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것; C1-C30의 알킬기; C6-C30의 아릴기; C1-C30의 알콕시기; C1-C30의 헤테로알킬기; C1-C30의 헤테로알콕시기; C6-C30의 아릴알킬기; C6-C30의 아릴옥시기; C6-C30의 아릴아민기; C6-C30의 피롤기; C6-C30의 티오펜기; C2-C30의 헤테로아릴기; C2-C30의 헤테로아릴알킬기; C2-C30의 헤테로아릴옥시기; C5-C20의 사이클로알킬기; C2-C30의 헤테로사이클로알킬기; C1-C30의 알킬에스테르기; C1-C30의 헤테로알킬에스테르기; C6-C30의 아릴에스테르기; 및 C2-C30의 헤테로아릴에스테르기로 이루어진 군에서 선택되는 하나이며 각 작용기 내의 수소는 다른 작용기로 치환될 수 있다)
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자는 하기 화학식 8로 표시되는 단량체를 중합한 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
    Figure 112007033875041-pat00010
    (X는 NH, N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
    Y는 NH, N, O, S 또는 P와 같은 헤테로 원자에 C1-C20의 알킬기 또는 C6-C20의 아릴기가 결합된 것이고,
    m과 n은 각각 독립적이고 0 내지 9의 정수이다.
    Z는 -(CH2)x-CRgRh-(CH2)y이고, Rg 및 Rh는 각각 독립적으로 H, C1-C20의 알킬 라디칼, C6-C14의 아릴 라디칼 및 -CH2-ORi 중에서 선택되는 하나이며, 이때, Ri는 H, C1-C6의 알킬산, C1-C6의 알킬에스테르, C1-C6의 헤테로알킬산 및 C1-C6의 알킬술포닉산 중에서 선택되는 하나이며, 각 작용기 내의 수소는 다른 치환기로 치환될 수 있다.)
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 물, 알코올, 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸술폭사이드, 톨루엔, 크실렌, 및 클로로벤젠으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전도성 고분자 조성물은 물리적 가교제 또는 화학적 가교제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 물리적 가교제는 글리세롤, 부탄올, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌이민, 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 화학적 가교제는 테트라에틸옥시실란, 폴리아지리딘, 멜라민계 고분자, 및 에폭시계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 물리적 가교제는 상기 제 1 항의 전도성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 화학적 가교제는 상기 제1항의 전도성 고분자 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 내지 50 중량부가 포함되는 것을 특징으로 하는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물.
  12. 상기 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 전도성 고분자 조성물에 의해 형성되는 유기 광전 소자용 전도성 고분자 조성물막.
  13. 제 4 항의 전도성 고분자 100중량부에 대해서 화학식 2 내지 화학식 5에서 선택되는 하나 이상의 유기 이온염 0.05 내지 50중량부를 포함하는 전도성 고분자 조성물막.
  14. 제 12 항의 전도성 고분자 조성물막을 포함하는 유기 광전 소자.
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