KR102209591B1 - 유기 정공 도체의 p-도핑을 위해 교차 결합하는 p-도펀트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 기능화된 p-도펀트의 반응에 의해 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 제조하기 위한 방법에 관한 것이며, 이 경우 기능화된 p-도펀트는 하나 이상의 중심 원자 및 유기 리간드들을 포함하는 유기 금속 착물이며, 이 경우 중심 원자는 주기율표의 6 내지 15 그룹의 금속으로부터 선택되었고, 유기 리간드들 중 하나 이상은 하기 화학식 Ⅰ 내지 Ⅴ로부터 선택되었다. 이들 화학식에서, E는 상호 독립적인 산소, 황, 셀레늄 또는 N(E1)X이고, 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C40-알케닐, -디에닐, -알키닐, -알케닐옥시, -디에닐옥시, -알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 RF 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 갖거나 이와 같은 잔기들로 이루어지며, G = C(RF)uHvFw이고, 여기에서 u + v + w = 3이며, n = 1 내지 4이다.
Description
본 발명은, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 제조하기 위한 방법, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층, 및 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 포함하는 유기 전자 부품에 관한 것이다.
본 특허 출원은, 독일 특허 출원 10 2016 111 062.0호의 우선권을 청구하며, 이 우선권의 개시 내용은 인용에 의해서 본 명세서에 수용된다.
오늘날, 유기 전자 장치의 상업적으로 가장 중요한 부품들은 실질적으로 두 가지 상이한 제조 방법에 의해서 얻어진다. 이 경우, 한 편으로는, 잉크젯 인쇄(ink-jet printing), 그라비어 인쇄(gravure printing), 오프셋 인쇄(offset printing), 스핀 코팅(spin coating) 또는 슬롯 코팅(slot coating)과 같은 다양한 인쇄 기술을 통한 용액으로부터의 증착에 의해서 유기 층이 구성되는 습식 공정이 사용된다. 다른 한 편으로, 기상으로부터 층의 증착은 승화에 의해서, 다시 말하자면 진공 상태에서의 열적인 증발에 의해서 이루어질 수 있다. 승화에 의해서는, 예를 들어 유기 발광 다이오드, 태양 전지, 트랜지스터 및 바이폴러 트랜지스터(bipolar transistor)와 같은 지금까지 가장 효율적이고 상업적으로 이용 가능한 유기 부품들이 제조된다. 이들 부품의 효율은, 다른 무엇보다 이들 부품이 매우 많은 개별 층으로 구성됨으로써도 달성되며, 이 경우 각각의 층은 부품 내에서의 위치와도 관련이 있는 특별한 전기적 기능을 갖는다.
용매 공정에 의해서 제조되는 유기 부품은 현재 그 구조에 있어서 훨씬 더 적은 복잡성을 갖는다. 이는, 증착된 유기층이 추가 처리 단계에서 후속하는 유기 용매에 의해 용해되지 않아야 한다는 요구로 인해 공정에 기인한다. 이와 같은 경계 조건을 충족시키기 위해서는, 그 아래에 놓여 있는 층들이 재차 용해되지 않도록 하기 위하여, 추가의 공정에서 직교하는(다시 말해 이전의 용매와 혼합 불가능한) 용매로써 처리되는 경우가 가장 안전하다. 이와 같은 처리 방식은, 사용 가능한 용매의 개수와 처리 가능한 유기 물질의 개수를 제한하고, 이로써 습식 처리 가능한 층 시퀀스의 전기적인 미세 조정의 가능성을 한정한다.
위에 명시된 경계 조건들이 모든 전기적으로 기능을 하는, 즉 차단 작용하는 n-전도성의 또는 p-전도성의 방사 유기 층을 유기 부품 내에서 제조하기 위해 적용되는 한편, 특히 효율이 높고 수명이 긴 p-전도성 층, 더 상세하게 말하자면 정공 전도성 층의 제조는 도전적이다. 이와 같은 제조는, 충족되어야만 할 공정 조건들 및 적합한 화합물의 선택과 관련하여, 그로부터 구성된 부품의 긴 수명과 동시에 높은 기능성을 나타내야만 한다.
진공 공정 및 습식 공정에 의한 유기 금속 착물을 이용한 p-도핑은 예를 들어 DE 102012209523호에 기술되어 있다. 그러나 도펀트의 용리 또는 분리의 문제점은 이 출원서에서 미해결된 상태로 남아 있다.
따라서, 본 발명의 과제는, 기능화된 p-도펀트 및 임의 선택적으로 기능화된 정공 도체의 사용에 의해서 정공 전도성 전기 층의 전도성을 증가시키는 동시에 층 외부 물질의 용리, 분리 또는 유입으로부터 보호되고 교차 결합 된 안정적인 층을 발생하는 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 1의 특징들에 의해서 해결된다. 본 발명의 특별한 실시예들은 종속 청구항들에 명시되어 있다.
본 발명은, 하나 이상의 실시예에 따라, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법에서는, 기능화된 p-도펀트가 전환된다. 기능화된 p-도펀트는, 화학 반응에 의해 서로 교차 결합 될 수 있으며 그리고/또는 기능화된 정공 도체와 교차 결합 될 수 있다. 이때 여기에서 그리고 이하에서 교차 결합이란, 기능화된 p-도펀드들 상호 간의 그리고/또는 기능화된 p-도펀트와 기능화된 정공 도체 간의 공유 결합의 형성으로 이해될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트는 유기 금속 착물을 포함한다. 금속 착물은, 중심 원자로서의 하나 이상의 금속 및 유기 리간드를 포함한다. 중심 원자는 주기율표의 6 내지 15 그룹의 금속으로부터 선택되었다. 하나 이상의 유기 리간드는, 하기 화학식 I 내지 V의 리간드를 포함하는 그룹으로부터 선택되었다:
상기 화학식에서
- E는 상호 독립적인 산소, 황, 셀레늄 또는 N(E1)X이며, 이 경우 E1은 H, D, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴을 포함하는 그룹으로부터 상호 독립적으로 선택되었고, x = 0, 1 또는 2이며;
- R은 상호 독립적인 H, D, F, C1-C20 분기된 그리고 분기되지 않은, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴이며;
- Rv는 치환된 또는 치환되지 않은 아릴, 알킬, 알콕시, 시클로알킬, 아릴렌, 할로겐아릴, 헤테로아릴, 헤테로아릴렌, 헤테로시클로알킬렌, 헤테로시클로알킬, 할로겐헤테로아릴, 알케닐, 할로겐알케닐, 알키닐, 할로겐알키닐, 케토아릴, 할로겐케토아릴, 케토헤테로아릴, 케토알킬, 할로겐케토알킬, 케토알케닐, 할로겐케토알케닐을 포함하는 그룹으로부터 각각 상호 독립적으로 선택되었으며, 그리고
- 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C40-알케닐, -디에닐, -알키닐, -알케닐옥시, -디에닐옥시, -알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 그룹 RF로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 구비하거나 이들 잔기로 이루어지며; 이 경우 R' = C1-C20 분기된, 분기되지 않은, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴이며;
- G = -C(RF)uHvFw이고, 여기에서 u + v + w = 3이며;
- 그리고 n = 1 내지 4이다.
하나 이상의 실시예에 따라, Rv는 치환된 또는 치환되지 않은 C5-C20-아릴, C1-C20-알킬, C1-C20-알콕시, C3-C20-시클로알킬, C5-C20-할로겐아릴, C5-C20-헤테로아릴, C3-C20-헤테로시클로알킬렌, C4-C20-헤테로시클로알킬, C5-C20-할로겐헤테로아릴, C2-C20-알케닐, C2-C20-할로겐알케닐, C2-C20-알키닐, C2-C20-할로겐알키닐, 케토아릴, 할로겐케토아릴, 케토헤테로아릴, 케토알킬, 할로겐케토알킬, 케토알케닐, 할로켄케토알케닐을 포함하는 그룹으로부터 각각 상호 독립적으로 선택되었으며,
- 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C20-알케닐, C3-C20-디에닐, C2-C20-알키닐, -알케닐옥시, -디에닐옥시, -알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 그룹 RF로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 구비하거나 이들 잔기로 이루어지며, 이 경우 R' = C1-C20 분기된, 분기되지 않은, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴이다.
하나 이상의 실시예에 따라, Rv는 치환된 또는 치환되지 않은 C5-C10-아릴, C1-C10-알킬, C1-C10-알콕시, C3-C10-시클로알킬, C5-C10-할로겐아릴, C5-C10-헤테로아릴, C3-C10-헤테로시클로알킬렌, C5-C10-헤테로시클로알킬, C5-C10-할로겐헤테로아릴, C2-C10-알케닐, C2-C10-할로겐알케닐, C2-C10-알키닐, C2-C10-할로겐알키닐, 케토아릴, 할로겐케토아릴, 케토헤테로아릴, 케토알킬, 할로겐케토알킬, 케토알케닐, 할로켄케토알케닐을 포함하는 그룹으로부터 각각 상호 독립적으로 선택되었으며, 그리고
- 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C10-알케닐, C3-C10-디에닐, C2-C10-알키닐, -알케닐옥시, -디에닐옥시, -알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 그룹 RF로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 구비하거나 이들 잔기로 이루어진다.
바람직하게, Rv는 치환된 또는 치환되지 않은 C5-C10-아릴, C1-C10-알킬, C1-C10-알콕시, C3-C10-시클로알킬, C5-C10-할로겐아릴, C5-C10-헤테로아릴, C3-C10-헤테로시클로알킬렌, C5-C10-헤테로시클로알킬, C5-C10-할로겐헤테로아릴, C2-C10-알케닐, C2-C10-할로겐알케닐, C2-C10-알키닐, C2-C10-할로겐알키닐을 포함하는 그룹으로부터 각각 상호 독립적으로 선택되었으며, 그리고
- 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C10-알케닐, C3-C10-디에닐, C2-C10-알키닐, -알케닐옥시, -디에닐옥시, -알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 그룹 RF로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 구비하거나 이들 잔기로 이루어진다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트들은 서로 반응된다. 이는, 기능화된 p-도펀트가 서로 교차 결합되고 이로써 기능화된 p-도펀트들 간에 공유 결합이 형성된다는 것을 의미한다. 특히, 기들 Rv 간에 또는 기들 RF 간에 공유 결합이 형성된다. 이 경우에는, 2개 이상의 기능화된 p-도펀트가 서로 교차 결합 될 수 있다. 예를 들어, 3개 내지 10개 또는 10개 내지 100개의 기능화된 p-도펀트가 서로 교차 결합함으로써, 결과적으로 다른 말로 표현하자면 3개 내지 10개 또는 10개 내지 100개의 모노머 단위로부터 형성된 네트워크가 구성된다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 정공 도체는 마찬가지로 Rv 그룹으로부터의 또는 RF 그룹으로부터의 하나 이상의 기를 구비한다. 본 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트는 기능화된 정공 도체와 반응하는데, 다시 말하자면 기능화된 p-도펀트가 기능화된 정공 도체와 교차 결합한다. 이로써, 기능화된 p-도펀트와 기능화된 정공 도체 간에 공유 결합이 형성된다. 특히, 기들 Rv 간에 또는 기들 RF 간에 공유 결합이 형성된다. 예를 들어, 3개 내지 10개 또는 10개 내지 100개의 기능화된 p-도펀트와 기능화된 정공 도체가 서로 교차 결합함으로써, 결과적으로 다른 말로 표현하자면 3개 내지 10개 또는 10개 내지 100개의 모노머 단위로부터 형성된 네트워크가 구성된다. 추가로, 기능화된 p-도펀트들은 또한 서로 교차 결합할 수 있고 이로써 서로 공유 결합을 형성할 수 있다.
놀랍게도, 본 발명의 방법이 유기 전자 장치의 표준 제조 공정을 포기하지 않고서도 기계적으로 매우 안정적이고 화학적으로 불활성인 유기 전기 층을 유도한다는 사실이 발견되었다. 더 상세하게 말하자면, 본 발명에 따라 변형된 p-도펀트 또는 본 발명에 따라 변형된 p-도펀트와 본 발명에 따라 변형된 정공 도체를 사용함으로써는, 예컨대 결정화 경향이 더 적음으로써 연장된 유효 수명을 나타내는 더욱 안정적인 층을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 훨씬 더 큰 개수의 가능한 공정 단계들도 구현될 수 있다. 이는, 교차 결합 된 층이 교차 결합 되지 않은 층에 비해 화학적으로 그리고 물리적으로 더욱 안정적이라는 사실에 근거한다. 특히, 이와 같은 사실은, 하나의 층이 구성된 후에 또 다른 층들이 층 복합체의 틀 안에서 증착되는 습식 공정에 적용된다. 통상적으로, 또 다른 층들의 증착은, 먼저 증착된 층(들), 전체 또는 개별 부품의 분해 또는 분리를 피하기 위하여, 또 다른 층들의 처리를 위한 용매의 엄격한 선택을 요구한다. 하기 용매들의 선택에 있어서 이와 같은 제약은 본 발명에 따른 방법에 의해서 제거되고, 그에 따라 또 다른 층들의 증착 중에 반드시 직교일 필요가 없는 훨씬 더 큰 개수의 용매가 사용될 수 있다. 더 상세하게 말하자면, 도펀트의 용리 또는 예컨대 정공 도체와 같은 매트릭스 구성 성분으로부터의 완전한 분리가 더 이상 가능하지 않게 된다. 이로 인해, 일정한 도핑 비율을 갖는 화학적으로 매우 명확한 유기 전기 층이 얻어질 수 있다. 유사한 장점들은 또한 진공 방법에 의한 층의 제조에서도 나타난다. 본 발명에 따라 얻을 수 있는 화학적으로 그리고 물리적으로 불활성인 층에 의해서는, 완전히 방지되지 않는 한, 하나의 층의 구성 성분으로부터 다른 층으로의 확산이 현저하게 최소화된다. 이와 같은 유형 및 방식에 의해서는, 다른 층 내에 있는 층 외부 물질에 의한 원치 않는 결함이 피해진다. 본 발명에 따른 방법의 또 다른 장점은, 개별 반응 파트너들이 자체 증착 전에 화학적으로 변형되었기 때문에, 교차 결합 반응이 고도로 제어될 수 있음으로써 나타난다. 화학적으로 명확한 반응 파트너들이 충돌하는데, 다시 말해 기능화된 p-도펀트 또는 기능화된 p-도펀트와 기능화된 정공 도체가 서로 충돌하며, 이와 같은 충돌은 균질의 공정 가이드 및 제어 가능한 반응에 기여한다. 이는, 교차 결합 종들이 하나의 층 내에서 증착된 후에 비로소 제 위치에 형성되는 반응 가이드와 대조된다. 추가로, 화학적으로 정의된 교차 결합제(p-도펀트 또는 p-도펀트와 정공 도체)의 사용에 의해서는, 정의된 층 구조를 제공하는 것이 가능하다. 지금까지, 종래의 증착 방법에 의해서는 반응 파트너들의 덜 고정된 결합이 나타났고, 이로써 층 내부에서는 P-도펀들 서로 간에 또는 p-도펀트와 정공 도체 간에 다소 고정된 배열이 나타났다. p-도펀트 또는 p-도펀트와 정공 도체의 정의된 위치에서 작용기를 사용함으로써, 개별 반응 파트너들 간에 직접적인 공간적 관계가 사전 설정될 수 있다. 이와 같은 유형 및 방식에 의해서, 층의 구조적인 구조가 사전에 결정될 수 있다. 따라서, 더 오래 유지될 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로도 결정 가능한 층이 나타날 수 있다. 이는, 층의 개선된 기능성에 또는 또한 변경된 기능성에도 기여할 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트들은 서로 교차 결합 된다. 기능화된 p-도펀트들은 화학 반응에 의해 서로 교차 결합되고, 이로써 하나의 네트워크를 형성한다. 특히, 정공 도체의 용적을 기준으로 p-도펀트의 16 용적 퍼센트의 농도부터, p-도펀트들 서로 간의 교차 결합은, 기계적으로 매우 안정적이고 화학적으로 불활성인 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 형성하기에 놀랍게도 충분해진다. 이 경우, 정공 도체는 말하자면 네트워크 내에 포함된다. 이로써, 본 실시예에 따라, 정공 도체의 기능화가 필요치 않을 수 있음으로써, 결과적으로 종래의, 특히 기능화되지 않은 정공 도체가 사용될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, 치환체(들) R은 전술된 그룹으로부터 상호 독립적으로 선택되었으며, 특히 R이 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 기 또는 아릴 기인 경우에, 상기 치환체는 바람직하게 알킬 기 또는 아릴 기의 부분 또는 과불화로 이루어질 수 있다. 이와 같은 치환은, 전체 복합체의 루이스 산도(lewis-acidity)를 조정할 수 있는 잔기의 특히 적합한 전자 구조에 기여할 수 있다.
본 발명에 따라, p-도펀트 또는 p-도펀트와 정공 도체는, 본질적으로 동일한 형태이거나 상이할 수 있는 RF의 그룹으로부터 선택된 작용 잔기를 운반한다. p-도펀트를 위해, RF의 그룹으로부터 선택된 상기 작용 잔기는 하나 이상의 유기 리간드 Rv 또는 그룹 G를 운반한다. 작용 잔기들은 각각 리간드 Rv, 도펀트의 그룹 G 또는 정공 도체와 공유 결합되어 있다. 잔기 Rv가 잔기 RF로 이루어지는 것도 가능하다. p-도펀트가 잔기 Rv 또는 그룹 G를 갖는 복수의 리간드를 운반하는 경우에는, p-도펀트가 당연히 복수의 작용 잔기 RF를 구비하는데, 그 이유는 이 경우에는 각각의 리간드가 이와 같은 작용 잔기를 운반하기 때문이다. 이 경우, p-도펀트 또는 p-도펀트와 정공 도체의 작용 잔기들은, 바람직한 방식으로 이 작용 잔기들이 서로 마찬가지로 공유 결합을 형성할 수 있도록 선택되었다. 이때 적합한 작용 잔기들의 바람직한 조합은 당업자에게 공지되어 있다. 특히, 여기에 명시된 RF 그룹에서는, 이 그룹이 유기 전자 장치의 통상적인 정공 도체와 그리고 본 발명에 따라 사용 가능한 p-도펀트와 화학적으로 호환될 수 있다고 나타났다. 상기 그룹 RF의 작용 잔기들은, 또한 작용 잔기의 조기 반응을 야기하지 않으면서 표준에 따른 제조 방법으로 처리될 수 있다. 또한, 여기에 명시된 잔기들 간의 반응은 높은 정도로 정량적으로 그리고 효율적인 제조를 가능하게 하는 반응 속도로 이루어진다. 이론에 구애받지 않는다면, 이와 같은 특성들은 다름 아닌 본 발명에 따라 사용 가능한 화학식 I 내지 V에 따른 리간드에 대한 작용 잔기의 결합에 의해서 나타난다. 이와 같은 착물에 대한 작용 잔기의 결합은, 교차 결합 반응이 높은 정도로 제어될 수 있게 할 뿐만 아니라 p-도펀트로서의 기능이 악영향을 받지 않게도 한다. 이와 같은 효과는, 본원에서 제공된 본 발명에 따른 리간드와 다른 리간드에 대한 작용 잔기의 결합이 이루어지는 경우에는 예상될 수 없다. 이론에 구애받지 않는다면, 이 방법에서 사용 가능한 리간드 I 내지 V의 적합성은, 전자적인 특성과 선택된 입체적인 특성의 조합으로부터 나타난다. 이 경우에는, 특히 금속 중심 원자(E)에 대한 배위를 담당하는 그룹에 대한 기능화 교차 결합 그룹의 공간적 근접성이 착물 형성에 뿐만 아니라 교차 결합 반응에도 유리한 영향을 미치는 것처럼 보인다. 이와 같은 효과의 원인은, 상기 그룹들의 직접적인 공간적 근접성 또는 이들 두 그룹 간의 공진 안정화 결합일 가능성이 높다. 더 나아가, 본 발명에 따라 사용 가능한 리간드의 그룹은, 본 발명에 따라 사용 가능한 그룹 6 내지 15의 금속 원자들에 의해서 매우 안정적인 착물을 제공하기에 매우 적합하며, 이 경우 상기 리간드 그룹은 또한 금속 중심 원자와 적합한 전자적 상호 작용도 할 수 있다. 이론에 구애받지 않는다면, 본 발명에 따라 사용 가능한 리간드와 금속 간의 전자적 상호 작용이 순수한 착물 형성을 능가함으로써, 결과적으로는 금속으로부터 리간드로의 전자 밀도의 역분배(또는 또 다른 전자적 상호 작용 메커니즘)도 이루어진다. 이는, 아마도 본원에서 언급된 금속 그룹의 적당한 크기 및 루이스 산도 그리고 본원에 명시된 유기 리간드의 적합한 입체적 형상 및 전자적 형상에 의해서 나타날 것이다. 그에 따라, 총합적으로 우수한 p-전도성의, 다시 말하자면 정공 전도성의 층 및 기능화된 경우에는 우수한 교차 결합 특성을 구비하는 적합한 루이스 염기(정공 전도 기능)와 적합한 루이스 산(p-도핑 기능)의 정확한 조합이 다루어지게 된다.
본 발명의 의미에서, 용어 "p-도펀트"는 특히 항상 주기율표의 6 내지 15 그룹의 하나 이상의 금속 중심 원자 및 화학식 I 내지 V에 따른 하나 또는 복수의 유기 리간드를 구비하는 화합물을 포함하며, 이 경우에는 본 발명에 따라 유기 리간드들 중 하나 이상이 기능화되어 있는데, 다시 말하자면 교차 결합을 위해 제공되어 있다. 리간드는 일반적으로 금속으로 채워진 착물 내에서 존재하고, 이로써 금속의 채움을 보상해준다. 착물 내에서 리간드의 채움은 당업자에게 공지되어 있고, 본 출원서에서는 명시되지 않는다. 따라서, 예컨대, 금속 원자와의 착물 형성을 위해 리간드의 E로부터 수소 원자가 분리될 수 있고, 그 다음에 예컨대 OH-그룹으로부터 O-가 된다. 더 나아가서는, 리간드의 E가 리간드에 단일 공유 결합된 상태로 또는 이중 공유 결합된 상태로 존재할 수 있다는 것도 당업자에게 공지되어 있다. 따라서, 도시된 리간드에서 E의 결합 비율은 예로서 이해되어야 한다. 또 다른 공유 결합 파트너 E1의 개수는 당업자에게 E의 결합 함수로서 이해될 수 있다. E가 예컨대 화학식적으로 리간드에 다만 단일 공유 결합 되었다면, 예컨대 -N이라면, 당연히 2개의 E1-단위체가 질소에 결합될 수 있는데, 다시 말하자면 -N(E1)2 또는 -N(E1)H가 존재할 수 있다. 그러나 질소가 이중으로 결합된 상태인 =N으로 존재하면, 당연히 단 하나의 E1-단위체인 =NE1 또는 음의 전하 =N-가 존재하게 된다.
"주기율표의 6 내지 15 그룹으로부터 선택된 금속"이라는 용어는, 특히 IUPAC에 따른 제6 내지 제15 그룹의 금속, 즉 Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Hg, Al, Ga, In, Tl, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi 또는 이들의 혼합물로 이해된다. 이들 금속은 충분한 루이스 산도를 제공하고, 이로써 정공 도체의 효과적인 p-도핑을 가능하게 한다. 더 나아가, 이들 금속은 본 발명에 따라 사용 가능한 리간드와 특히 효과적인 상호 작용을 가능하게 한다. 상기 그룹 밖에 있는 다른 금속들은 상기와 같은 반응 가능성을 상기와 같은 정도로 나타내지 않는다. 더 나아가서는, 이들 금속이 본 발명에 따라 기능화된 리간드의 반응에 악영향을 미치지 않는다는 사실도 나타났다. 이는, 작용기의 전자 밀도의 변화에 의해서는, 적어도 기능화된 리간드들의 상호 간 반응의 반응 속도 또는 기능화된 정공 도체와의 반응의 반응 속도에 미치는 금속 원자의 더 큰 영향도 예상될 수 있다는 점에서 놀랍다.
또한, 그룹 14 및 15의 금속, 즉 실리콘, 게르마늄, 주석, 납, 비소, 안티몬, 비스무트도 바람직하다. 본 발명에 따르면, 또한 Cu, Ag, Zn, Al, Sn, Sb, Bi를 포함하거나 이들 금속으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 금속들도 바람직하다. 아주 특히 바람직한 금속은 비스무트이다.
그룹 G는 u + v + w = 3인 -C(RF)uHvFw로 나타나며, 이 경우 하나 이상의 실시예에 따라 개별 가변 파라미터인 u, v, w는 0 내지 3의 정수이고, u는 적어도 1이다. 특히, 불소 원자의 개수를 통해서는, 착물의 개선된 도핑 효과에 기여할 수 있는 착물의 루이스 산도가 영향을 받을 수 있다.
정공 도체로서는, 기능화된 정공 도체를 사용하는 경우에는 당연히 본 발명에 따른 기능화에 의해서 변형되는, 당업자에게 공지된 정공 도체 또는 정공 도체 기본 구조가 원칙적으로 고려된다, 정공 도체 또는 정공 도체 기본 구조로서는 예를 들어 다음과 같은 화합물 또는 이들 화합물의 혼합물이 고려된다:
NPB(N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘),
β-NPB N, N'-비스(나프탈렌 -2-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘),
TPD(N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘),
스피로 TPD(N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘),
스피로-NPB(N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-스피로),
DMFL-TPD N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌),
DMFL-NPB(N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌),
DPFL-TPD(N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌),
DPFL-NPB(N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌),
스피로-TAD(2, 2', 7, 7'-테트라키스(N, N-디페닐아미노)-9, 9'-스피로비플루오렌),
9, 9-비스[4-(N, N-비스-비페닐-4-일-아미노)-페닐]-9H-플루오렌,
9, 9-비스[4-(N, N-비스-나프탈렌-2-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌,
9, 9-비스[4-(N, N'-비스-나프탈렌-2-일-N, N'-비스-페닐-아미노)-페닐]-9H-플루오렌,
N, N'-비스(페난트렌-9-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘,
2, 7-비스[N, N-비스(9, 9-스피로-비플루오렌-2-일)-아미노]-9, 9-스피로-비플루오렌,
2, 2'-비스[N, N-비스(비페닐-4-일)아미노]9, 9-스피로-비플루오렌,
2, 2'-비스(N, N-디-페닐-아미노)9, 9-스피로-비플루오렌,
디-[4-(N, N-디톨일-아미노)-페닐]시클로헥산,
2, 2 ', 7, 7'-테트라(N, N-디-톨일)아미노-스피로-비플루오렌,
N, N, N', N'-테트라-나프탈렌-2-일-벤지딘.
이들 화합물은 모노머로서의 사용 외에 또한 올리고머 또는 폴리머 형태로도 사용될 수 있다. 바람직하게, 그 경우 올리고머 또는 폴리머는 300 Da보다 크거나 같은 그리고 500,000 Da보다 작거나 같은 분자 중량을 가질 수 있고, 더 나아가서는 3,000 Da보다 크거나 같은 그리고 100,000 Da보다 작거나 같은 분자 중량을 가질 수 있다. 이로써, 예를 들어 전술된 정공 도체 기본 구조는 상기 분자 중량 범위 내에서 특히 적합한 것으로서 그리고 본 발명에 따른 교차 결합을 위해 사용 가능한 것으로서 입증되었다. 유기 정공 도체의 분자 중량은 분자 중량을 결정하기 위한 통상적인 방법에 따라 얻어진다. 이 부분에서는, 예를 들어 GPC, 점도 측정법을 통한 또는 다른 유동학적인 방법에 의해서 결정되는 중량 평균된 분자 중량이 기재되어 있다. 또한, 광 산란도 분자 중량을 결정하기 위해서 고려된다. 언급된 방법들 간에 차이가 있는 경우에는, 산란 방법에 의해 결정된 값이 결정적이어야 한다.
하나 이상의 실시예에 따라, 정공 도체의 기본 구조는 그 기본 구조의 치환 능력이 있는 각각의 위치에서 기능화 그룹 RF 또는 그룹 Rv를 나타낼 수 있다. 원칙적으로는, 이와 같은 기본 구조가 하나 이상의 작용기를 구비하는 것도 가능하다. 특히, 정공 도체가 모노머로부터 형성되는 것이 바람직할 수 있으며, 이 경우 교차 결합될 그룹 대 모노머의 비율은 0.0001 내지 2, 바람직하게는 0.001 내지 1, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 1이다. 이 비율은 기능화된 모노머의 개수를 지시한다. 비율이 0.01인 경우에는 증착된 정공 도체 내에서 매 백 번째 모노머가 교차 결합 능력이 있는 그룹을 구비하고, 비율이 1인 경우에는 정공 도체 내부에 있는 각각의 모노머가 교차 결합 능력이 있는 그룹을 구비한다. 이와 같은 비율에 의해서, 적합한 처리 가능성 및 점도를 갖는 층이 제조된다. 특히, 교차 결합 위치의 개수를 통해서 용이하게 제어될 수 있는 최종적인 경도를 갖는 정의된 3차원 층 구조를 형성하기 위해서는, 더 높은 기능화가 적합할 수 있다.
하나의 층 내에서의 증착 후에, 기능화된 p-도펀트들이 서로 간에 그리고/또는 기능화된 p-도펀트들과 기능화된 정공 도체들이 통상적인 화학 방법에 의해서 반응할 수 있는데, 다시 말하자면 서로 반응할 수 있다. 교차 결합 그룹들은 라디칼, 링 개방형 또는 축합 교차 결합 반응을 유발할 수 있다. 이 경우, 2개 반응 파트너의 반응은 자발적으로 상기 층 내부에서 2개 반응 파트너의 직접적인 반응에 의해, 외부 펄스에 의해, 또한 개시 시약의 첨가에 의해서도 이루어질 수 있다. 가능한 펄스는 예를 들어 가열, 상이한 파장의 광 또는 X-선을 이용한 조사, 또는 임의의 다른 펄스이다. 이 경우, 외부 개시 펄스의 선택은 작용기의 화학의 함수로서 나타나고, 당업자에게 공지되어 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, p-도펀트는 교차 결합을 위해 적합한 상이한 잔기 RF와 치환되었다. 예를 들어, p-도펀트는 그룹 Rv 또는 G 내부에 RF로서 에폭시드-기(옥시란) 또는 옥세탄-기를 구비한다. 다른 p-도펀트는 그룹 Rv 또는 G 내부에 RF로서 아민기, 예를 들어 1차 또는 2차 아민을 구비할 수 있다. 아민은 지방족 또는 방향족 일 수 있다. 방향족 아민이 바람직한데, 그 이유는 실온에서 방향족 아민이 지방족 아민보다 덜 경화되기 때문이다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트들은 서로 반응되고, 교차 결합되며, 기능화된 p-도펀트들은 상이한 잔기 RF와 치환되었으며, 이 경우 일부 p-도펀트는 그룹 Rv 또는 G 내부에 RF로서 에폭시드기 또는 옥세탄기를 구비하고, 다른 p-도펀트들은 Rv 또는 G 내부에 RF로서 NH2-기 또는 NHR'를 구비한다.
예를 들어, Rv는 말단 아미노기를 구비할 수 있고, 이로써 하나 이상의 에폭시드기 또는 옥세탄기를 함유하는 p-도펀트를 위한 교차 결합제로서 이용될 수 있다. 따라서, 첨가 반응에서는, p-도펀트의 아미노기의 첨가에 의해서 그리고 p-도펀트의 에폭시드기 또는 옥세탄기의 첨가에 의해서 나타나는 가로 교차 결합 된 층이 얻어진다. 추가로, 아미노기의 영향하에, 또한 에폭시드기 또는 옥세탄기 자체의 음이온 중합 반응 및 그에 따른 추가의 교차 결합도 발생한다. Rv가 단 하나의 H-원자를 갖는 2차 아민을 함유하면, 상기 단위체는 다만 또 다른 p-도펀트의 Rv의 하나의 에폭시드기 또는 옥세탄기와만 반응할 수 있다.
예를 들어, Rv는 말단 아미노기를 구비할 수 있고, 이로써 2개 이상의 에폭시드기 또는 옥세탄기를 함유하는 모노머, 올리고머 또는 폴리머 정공 도체를 위한 교차 결합제로서 이용될 수 있다(하기 에폭시드기의 식Ⅰ 참조). 따라서, 첨가 반응에서는, p-도펀트의 아미노기의 첨가에 의해서 그리고 정공 도체의 에폭시드기 또는 옥세탄기의 첨가에 의해서 나타나는 하기 가로 교차 결합 된 층이 얻어진다. 추가로, 아미노기의 영향하에, 또한 에폭시드기 또는 옥세탄기 자체의 음이온 중합 반응 및 그에 따른 추가의 교차 결합도 발생한다. 정공 도체는 대부분, 촉매적으로 활성일 수 있는 트리아릴아민 단위를 함유한다. Rv가 단 하나의 H-원자를 갖는 2차 아민을 함유하면, 상기 단위체는 다만 하나의 정공 도체의 하나의 에폭시드기 또는 옥세탄기와만 반응할 수 있다. 상기 식에는 2개의 기와의 반응이 도시되어 있다. 방향족 아민이 바람직한데, 그 이유는 실온에서 방향족 아민이 다수의 지방족 아민보다 덜 경화되기 때문이다.
대안적으로, 에폭시드기는 p-도펀트에 위치할 수 있고, 자유 H-원자를 갖는 아민기는 정공 도체에 위치할 수 있다. 또한, p-도펀트 하에서도 추가의 교차 결합에 도달하기 위하여, 아민 기능성 및/또는 에폭시 기능성을 갖는 2개 이상의 p-도펀트들이 혼합될 수도 있다. 이와 동일한 내용은 정공 도체에 대해서도 적용된다.
하나 이상의 실시예에 따라, 기능화된 p-도펀트는 기능화된 정공 도체와 반응된다. 기능화된 정공 도체는 마찬가지로 그룹 RF 또는 Rv로부터 선택된 하나 이상의 잔기를 구비하며, 이 경우 기능화된 p-도펀트는 Rv 또는 G 내부에 RF로서 에폭시드기 또는 옥세탄기를 구비하고, 기능화된 정공 도체는 그룹 RF 또는 Rv 내부에 하나 이상의 NH2-기 및/또는 NHR'-기를 구비하거나, 또는 이 경우 기능화된 p-도펀트는 Rv 또는 G 내부에 RF로서 NH2-기 및/또는 NHR'-기를 구비하고, 기능화된 정공 도체는 그룹 RF 또는 Rv 내부에 에폭시드기 또는 옥세탄기를 구비한다.
식Ⅰ
하나 이상의 실시예에서, p-도펀트 및/또는 p-도펀트와 정공 도체는 교차 결합을 위해 적합한 동일한 잔기 RF와 치환되어 있다. 예를 들어, 이 잔기는 에폭시드기, 옥세탄기 또는 아민기, 예를 들어 1차 또는 2차 방향족 또는 지방족 아민이다. 이 경우, 교차 결합은 추가 교차 결합체의 첨가하에 발생한다. 교차 결합제는, 예를 들어 RF가 에폭시드기 또는 옥세탄기인 경우에는 2개의 아민기에 의해 기능화된 화합물일 수 있으며, 그리고/또는 RF가 아민기인 경우에는 2개의 에폭시드기 또는 옥세탄기에 의해서 기능화된 화합물일 수 있다. 방향족 아민이 바람직한데, 그 이유는 실온에서 방향족 아민이 지방족 아민보다 덜 경화되기 때문이다.
하나 이상의 실시예에 따라, p-도펀트는 에폭기시드기에 의해서 그리고 정공 도체는 옥세탄기에 의해서 기능화되거나 그 반대로 기능화된다. 이 경우, 교차 결합은 추가 교차 결합체의 첨가하에 발생한다. 교차 결합제는, 예를 들어 2개의 아민기에 의해서 기능화된 화합물일 수 있다. 방향족 아민이 바람직하다.
p-도펀트에 대한 정의 내부에는, 치환된 또는 치환되지 않은 리간드가 언급되어 있다. 이들 화합물이 치환된 경우에, 상기 내용은, 이들 화합물이 베이스 바디의 각각의 결합 능력이 있는 위치에 할로겐, D, C1-C10 알킬 및 치환된 또는 치환되지 않은 헤테로 고리를 구비할 수 있다는 것을 의미한다. 바람직하게, 치환체는 예컨대 푸란, 티오펜, 피롤, 옥사졸, 티아졸, 이미다졸, 이속사졸, 이소타졸, 피라졸, 피리딘, 피라진, 피리미딘, 1, 3, 6-트리아진, 필리리움, 알파-피론, 감마-피론, 벤조푸란, 벤조티오펜, 인돌, 2H-이소인돌, 벤조티아졸, 2-벤조티오펜, 1H-벤즈이미다졸, 1H-벤조트리아졸, 1, 3-벤족사졸, 2-벤조푸란, 7H-푸린, 퀴놀린, 이소-퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 프탈라진, 1, 2, 4-벤조트리아진, 피리도[2, 3-d]피리미딘, 피리도[3, 2-d]피리미딘, 프테리딘, 아크리딘, 페나진, 벤조[g]프테리딘, 9H-카바졸, 비피리딘 및 이들의 유도체와 같은 헤테로 고리로부터 선택될 수 있다. 이 경우, 유도체란, 또한 특히 이들 화합물의 불화된 또는 중수소화된(deuterated) 변이체로도 이해된다.
바람직한 일 실시예에서, p-도펀트, 다시 말해 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 중심 원자로서 포함할 수 있다. 특히 이와 같은 금속의 선택은, 본 발명에 따라 사용 가능한 기능화된 리간드와 함께 신속하고 완전한 교차 결합 반응을 가능하게 할 뿐만 아니라 교차 결합 된 상태에서 p-전도성의 충분한 증가를 유도하는 루이스-산도를 나타낸다. 또 다른 본 발명에 따른 일 실시예에서, 금속 착물은 Sn, Sb 및 Bi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 또는 복수의 금속을 포함할 수 있다. 이들 금속은 특히 우수한 도핑 결과를 제공하고, 유리한 가격에 공급될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에서, 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함할 수 있고, 화학식 Ⅰ의 p-도펀트의 리간드들 중 하나 이상의 리간드에 상응한다. 특히 화학식 Ⅰ에 따른 리간드는, 위에 명시된 금속 그룹과 함께 매트릭스 재료의 효과적인 p-도핑을 유도하는 매우 안정적인 착물을 형성하기에 적합할 수 있다. 이와 같은 능력이 명백하게 본 발명에 따라 사용 가능한 작용 잔기의 제공에 의해 전혀 악영향을 받지 않음으로써, 결과적으로 교차 결합 능력이 매우 우수하고 전자적으로 적합한 p-도펀트가 얻어진다. 놀랍게도, 이는, 공진 안정화의 가능성에 의해서 기능화 기와 금속 원자에 대한 결합을 가능하게 하는 기 간에 상호 작용이 예상될 수 있음에도 불구하고 가능하다.
본 발명의 특별한 일 실시예에서, p-도펀트의 금속 착물의 각각의 리간드는 화학식 I에 상응할 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, p-도펀트는 하기 화학식 A를 갖는다:
화학식 A의 화합물은 예를 들어 하기 반응에 의해 제조될 수 있다:
반응은 벤젠에서 이루어진다. BiPh3는 상업적으로 구입 가능하다.
예를 들어, p-도펀트는 하기 화학식 A1, A2 또는 A3 중 하나를 갖는다.
본 발명의 특별한 일 실시예에서, 금속 착물은 Zn, Cr, Cu 또는 Mn을 포함할 수 있고, 소위 외륜 구조를 갖는 착물("paddlewheel-complex")로서의 리간드와 함께 존재할 수 있다. 이 착물은 바람직하게 카르복실레이트-착물이다. 구리 금속 착물에서는, 특히 Cu(Ⅱ)-착물이 외륜-착물을 형성하는 한편, 구리(I)-착물은 주로 테트라머, 헥사머 또는 폴리머로 존재한다. 특히, 이들 외륜-착물 기하학적 구조는, 기하학적인 층 구조를 얻기에 특히 적합한 것으로서 입증되었다. 이론에 구애받지 않는다면, p-도펀트의 대칭 구조가 가능성이 높다. 또한, 바로 이와 같은 구조는, 층의 정공 전도성을 크게 증가시키는 것으로 보인다. 적합한 외륜-구조는 예를 들어 DE 10 2012 209520호에 개시되어 있다. 본 발명의 의도에서, 이와 같은 구조는, 당연히 본 발명에 따라 기능화된 화학식 Ⅰ 내지 Ⅴ 중 하나에 따른 리간드를 구비해야만 할 것이다.
하나 이상의 실시예에 따라, p-도펀트의 하나 이상의 리간드는 하기 화학식 Ⅶ 또는 Ⅷ에 상응하며,
상기 화학식에서,
R2 및 R3 또는 R2, R3 및 R4는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은 치환된 알킬 또는 치환된 아릴로부터 상호 독립적으로 선택되었다. 바람직하게, R2 및 R3 또는 R2, R3 및 R4는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은 치환된 C1-C5 알킬로부터 상호 독립적으로 선택되었다. 바람직하게, R2 및 R3 또는 R2, R3 및 R4는 전자를 끌어당기는 잔기이다. 잔기가 전자를 끌어당기는 잔기라는 사실은, 이 잔기가 아릴 고리로부터 전자 밀도를 빼냄으로써 아릴 고리보다 높은 전기 음성도를 갖는다는 것을 의미한다. 화학식 Ⅶ 또는 Ⅷ의 리간드에 의해서는, 화학적으로 매우 안정적일 뿐만 아니라 고도의 p-전도성까지도 갖는 교차 결합 된 층을 얻을 수 있다. 리간드의 이와 같은 특별한 구조는, 추가의 p-도펀트 또는 정공 도체와의 후속하는 교차 결합 반응을 방해하지 않으면서, 착물의 금속 중심 원자에 대한 리간드의 매우 효과적인 결합을 보증해 주기에 적합하다. 이론에 구애받지 않는다면, 그 이유는 아마도 리간드의 전자 구조에 의해서 그리고 입체적인 확장에 의해서 효과적인 공진 안정화가 가능하다는 데에 있을 것이다. 이와 같은 상황은, p-도펀트에 의한 전자의 흡수 및 정공 도체와의 효과적인 상호 작용을 용이하게 할 수 있다. 이에 더하여, 이들 리간드는, 본 발명에 따라 사용 가능한 금속 원자들과도 예를 들어 p-도펀트의 분해되지 않은 승화를 가능하게 하는 매우 안정적인 착물을 형성한다. 명백하게, 이와 같은 유형의 리간드는, 또한 금속 원자의 존재하에서도 또 다른 p-도펀트 또는 정공 도체와의 교차 결합 반응을 보상하기에도 적합함으로써, 결과적으로 두 가지 기능화된 종의 완전한 반응이 가능해진다.
본 발명에 따른 또 다른 일 특성에서, p-도펀트의 리간드들 중 하나 이상은하기 화학식 Ⅵ에 상응할 수 있으며,
상기 화학식에서,
R2 및 R3는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 치환된 아릴로부터 상호 독립적으로 선택되었다. 바람직하게, R2 및 R3 또는 R2, R3 및 R4는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은 치환된 또는 치환되지 않은 C1-C5 알킬로부터 상호 독립적으로 선택되었다. 바람직하게, R2 및 R3는 전자를 끌어당기는 잔기이다. 화학식 Ⅵ의 리간드에 의해서는, 화학적으로 매우 안정적일 뿐만 아니라 고도의 p-전도성까지도 갖는 교차 결합 된 층을 얻을 수 있다. 리간드의 이와 같은 특별한 구조는, 정공 도체와의 후속하는 교차 결합 반응을 방해하지 않으면서, 착물의 금속 원자에 대한 리간드의 매우 효과적인 결합을 보증해 주기에 명백하게 적합하다. 이론에 구애받지 않는다면, 그 이유는 아마도 리간드의 전자 구조에 의해서 그리고 입체적인 확장에 의해서 효과적인 공진 안정화가 가능하다는 데에 있을 것이다. 이와 같은 상황은, p-도펀트에 의한 전자의 흡수 및 정공 도체와의 효과적인 상호 작용을 용이하게 할 수 있다. 이에 더하여, 이들 리간드는, 본 발명에 따라 사용 가능한 금속 원자들과도 예를 들어 p-도펀트의 분해되지 않은 승화를 가능하게 하는 매우 안정적인 착물을 형성한다. 명백하게, 이와 같은 유형의 리간드는, 또한 금속 원자의 존재하에서도 또 다른 p-도펀트 또는 정공 도체와의 교차 결합 반응을 보상하기에도 적합함으로써, 결과적으로 두 가지 기능화된 종의 완전한 반응이 가능해진다.
예를 들어, p-도펀트는 하기 화학식 A4, A5 또는 A6 중 하나를 갖는다:
하나 이상의 실시예에 따라, 화학식 VI, Ⅶ의 R2 및 R3 또는 화학식 Ⅷ의 R2, R3, R4는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은, 한 번 이상, 특히 바람직하게는 과-, 할로겐-치환된 C1-C20-알킬로부터 상호 독립적으로 선택되었고, 바람직하게는 F 및 한 번 이상, 특히 바람직하게 과-, 할로겐-치환된 C1-C5-알킬 중에서 상호 독립적으로 선택되었다. 이때, 할로겐은 F, Cl, Br 및 이들의 조합을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따라, 금속 착물은 하기 구조 단면들 중 하나를 갖는다:
M은 예를 들어 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리이다. 다시 말해, 리간드는 금속 착물 내부에서 공유 결합을 통해 금속 중심 원자(M)에 결합될 수 있거나, 리간드는 금속 착물 내부에서 공유 결합을 통해 그리고 배위 결합을 통해 금속 중심 원자(M)에 결합될 수 있거나, 리간드는 공유 결합을 통해서는 금속 중심 원자(M)에 결합될 수 있고, 배위 결합을 통해서는 또 다른 금속 중심 원자(M)에 결합될 수 있다. E와 M간의 유사한 결합 상황은 화학식 Ⅶ 또는 Ⅷ의 리간드들에 대해서도 가능하다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 일 실시예에서, 화학식 I 내지 Ⅷ의 E는 산소 일 수 있다. 카르복실산 또는 카르복실레이트는, 본 발명에 따른 방법의 틀 안에서, 변경되지 않은 상태에서 처리되고 정공 도체의 정공 전도성을 현저하게 증가시킬 수 있는 안정적인 p-도펀트를 제공하기에 특히 적합한 것으로서 입증되었다. 특히 구리 또는 비스무트를 중심 원자로서 갖는 금속 카르복실레이트는 자체 루이스-산도로 인해 뛰어난 도핑 강도 및 높은 광학 투명성을 갖는다. 부품, 특히 상기와 같은 기능화된 p-도펀트와 교차 결합 된 정공 전도성 층을 포함하는 유기 발광 다이오드의 효율 및 수명은 특히 높은 것으로 입증되었다. 또한, 이와 같은 교차 결합 된 정공 전도성 층은 저렴하게 제조될 수 있다. 바람직하게 벤조산 리간드가 다루어진다.
본 발명에 따른 방법의 특별한 일 실시예에서, 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함할 수 있고, p-도펀트의 하나 이상의 리간드는 화학식 Ⅱ에 상응한다. 금속 원자(E) 및 작용기에서 배위 위치들 사이에 있는 결합 단위체는 바람직하게 단쇄 알킬로서, 본 경우에는(기본 프레임 내의) 개별 탄소 원자로서 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는 경우에 따라서는 또한 불화될 수도 있고, 자체의 입체 형상으로 인해 금속 중심에 대한 효과적인 연결뿐만 아니라 본 발명에 따른 방법에서 효과적인 교차 결합 반응을 가능하게 할 수도 있다. 명백하게, 전술된 2개의 기 사이에 있는 짧은 기본 프레임도 작용 잔기의 자유로운 이동 가능성을 방해하지 않음으로써, 결과적으로 교차 결합 반응도 효율적으로 진행될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 바람직한 일 실시예에서, 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함할 수 있고, p-도펀트의 하나 이상의 리간드는 화학식 Ⅲ에 상응한다. 탄소 원자로 이루어진 기본 프레임 외에, 본 발명에 따른 방법을 위해서는, 배위 결합 기와 교차 결합 기 간에 연결을 제공해주는 황 원자도 이용될 수 있다. 놀랍게도, 황도 후속하는 교차 결합 반응을 방해하지 않을 뿐만 아니라 금속 원자의 루이스-산도에도 유리한 영향을 미치는 적합한 전자 구조를 갖는다고 밝혀졌다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 일 특성에서, 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함할 수 있고, p-도펀트의 하나 이상의 리간드는 화학식 Ⅳ에 상응한다. 이 금속 그룹은, 화학식 Ⅳ에 따른 리간드와 함께, 정공 도체로부터 전자 또는 전자 밀도를 제거하기에 적합한 전자 구조를 제공하는 착물을 형성할 수 있다. 더 나아가서는, 이와 같은 특성이 본 발명에 따른 작용기의 존재에 의해 다만 적은 정도로만 악영향을 받음으로써, 결과적으로 p-도펀트를 서로 간의 그리고/또는 정공 도체와의 신속하고도 완전한 교차 결합 반응이 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 일 실시예에서, 금속 착물은 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함할 수 있고, p-도펀트의 하나 이상의 리간드는 화학식 Ⅴ에 상응한다. 본 발명에 따라, 하나의 리간드에 복수의 작용기도 결합 될 수 있음으로써, 결과적으로 특히 고도로 교차 결합 된 층이 유도될 수 있다. 상기 리간드는 이와 같은 작용기들 중 복수의 기를 명시적으로 제공한다. 따라서, 하나의 리간드가 복수의 정공 도체 분자에 결합될 수도 있으며, 이는 p-도펀트와 정공 도체 간의 보강된 전자 상호 작용을 유도할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 추가 일 실시예에서, 잔기 R2 및 R3 또는 G 또는 R2 및 R3 및 R4는 각각 한 번 이상 불화될 수 있다. 특히 잔기 R2, R3 또는 G 또는 R2 및 R3 및 R4의 불소 치환은 교차 결합 된 층의 정공 전도성을 특히 효과적으로 증가시키는 데에 기여할 수 있다. 이론에 구애받지 않는다면, 이와 같은 상황은 아마도, 치환에 의해 전체 p-도펀트의 루이스-산도가 조정될 수 있음으로써, 결과적으로 정공 도체로부터 전자 또는 전자 밀도의 특히 효과적인 흡수가 얻어진다는 사실에 의해서 나타난다. 그에 따라, 이와 같은 메커니즘은, 교차 결합 된 층의 층 전도성의 증가에 기여할 수 있다. 이론에 구애받지 않는다면, 이는 특히 불소 치환된 잔기 R2, R3, R2 및 R3 및 R4 또는 G의 강한 -I-효과에 의해서 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 바람직한 일 실시예에서, 잔기 R2 및 R3 또는 G 또는 R2 및 R3 및 R4는 과불화될 수 있다. 바람직하게 R2, R3 또는 R2 및 R3 및 R4 = CF3이다. 과불화된 잔기 R2, R3 또는 G 또는 R2 및 R3 및 R4를 갖는 리간드의 사용은, 정공 도체와 특히 우수하게 상호 작용하고 교차 결합 된 층의 정공 전도성의 현저한 증가에 기여할 수 있는 금속 착물을 유도할 수 있다. 이론에 구애받지 않는다면, 그 이유는, 도시된 리간드 내에서 착물의 루이스-산도를 현저하게 증가시킬 수 있는 불소의 전기 음성도에 있을 가능성이 높다. 루이스-산도의 증가는, 층 구조 및 교차 결합의 틀 안에서 유기 전기 층의 정공 전도성의 증가를 유도한다.
또 다른 일 실시예에서, 각각의 리간드는 화학식 Ⅵ, Ⅶ 또는 Ⅷ에 따른 구조를 가질 수 있고, R2 및 R3 또는 R2 및 R3 및 R4는 각각 분기된 그리고 분기되지 않은, 한 번 이상, 특히 바람직하게는 과-, 불소-치환된 C1-C5 알킬의 그룹으로부터 상호 독립적으로 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 추가의 일 양상 내에서, 잔기 RF 또는 Rv는 하기 잔기 Q1a 내지 Q26c를 포함할 수 있거나 이들 잔기로 이루어질 수 있으며,
상기 화학식에서, R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있으며, H, D 또는 직쇄 또는 분기된 C1-C6 알킬을 포함하는 그룹으로부터 선택되었고, R13은 직쇄 또는 분기된 C1-C6 알킬이며, s = 0 내지 8이고, t = 1 내지 8이다. 이와 같은 작용기 RF 또는 Rv는 통상적인 화학 방법에 의해서, p-도펀트의 본 발명에 따라 사용 가능한 리간드에 결합 될 뿐만 아니라 본 발명에 따라 사용 가능한 정공 도체에도 결합된다. 고도로 온도 안정적이고 이와 같은 이유에서 넓은 온도 범위에 걸쳐 처리될 수 있는 기능화된 리간드 및 기능화된 정공 도체가 나타난다. 이로 인해, 층 구조의 틀 안에서 공정 가이드가 간소화되고, 기능화된 잔기가 층 내부에서 비로소 원하는 반응 파트너와 반응하도록 보장된다. 이는, 층의 보다 효과적인 교차 결합에 기여할 수 있다.
본 발명에 따른 방법의 또 다른 일 실시예에서, 잔기 RF 또는 Rv는 하기 잔기 Q1b 내지 Q26g를 포함할 수 있거나 이들 잔기로 이루어질 수 있다:
이와 같은 기능화된 잔기는, 본 발명에 따른 교차 결합 반응의 틀 안에서 정량적이고 매우 신속한 반응을 나타내며, 이 경우 본 발명에 따라 기능화된 p-도펀트들 사이에 있는 그리고/또는 본 발명에 따른 기능화된 p-도펀트와 본 발명에 따른 기능화된 정공 도체 사이에 있는 공유 브리지는 명백하게 효과적인 도핑을 방해하지 않는다. 다시 말해, p-도펀트로부터 정공 도체로의 전기 전하의 전달은 공유 결합에 의해서 방해를 받지 않는다. 그렇기 때문에, 낮은 p-도펀트 농도로써도 충분한 p-전도성을 갖는 층을 제조하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 또 다른 일 실시예는, 본 발명에 따른 p-도펀트 또는 정공 도체를 이용하는 방법을 포함하며, 이 경우에는 리간드 또는 정공 도체와 그룹 RF로부터 선택된 작용 잔기 사이에 추가의 링커가 배열되어 있으며, 이 경우 링커는 불화된 또는 불화되지 않은 Cl-C20-, 바람직하게는 Cl-C10-알킬, -알케닐, -알키닐, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌디아민, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴페닐렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되었다. Cl-C20-알케닐 그룹은 컨쥬게이트 된 또는 컨쥬게이트되지 않은 이중 결합을 가질 수 있다. Cl-C20-알케닐 그룹은 컨쥬게이트 된 또는 컨쥬게이트되지 않은 삼중 결합을 가질 수 있고, 예를 들어 원자와 치환될 수 있다. 전술된 링커는 자체 분자 사슬 내에 방향족 화합물 또는 폴리엔을 구비할 수 있다. 특정 실시예 안에서는, 작용 잔기 RF와 금속 착물의 리간드의 간격이 증가되는 것이 유용한 것으로서 입증되었다. 이론에 구애받지 않는다면, 이는, 작용 잔기가 전체적으로 더욱 가동적이어서 다른 작용 잔기와의 교차 결합 반응이 수월해지는 상황을 유도한다. 이와 같은 유형 및 방식에 의해서는, 반응 동역학뿐만 아니라 결과적으로 얻어지는 교차 결합 된 층의 기계적인 특성까지도 영향을 받게 된다. 이 경우에는, 선택된 링커-화합물 그룹이 p-도펀트와 정공 도체 간의 충분한 전기적 상호 작용을 보장해 줌으로써, 결과적으로 도핑의 효과는 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 또 다른 일 양상에서, 작용 잔기와 링커, 특히 잔기 Rv로 이루어진 단위체는 Q13 내지 Q26을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있으며,
이 경우 Ar10은 단환 또는 다환, 방향족 또는 헤테로 방향족 C5-C60 고리 계이다. 바람직하게, Ar10은 단환 또는 다환, 방향족 또는 헤테로 방향족 C5-C10 고리 계이다. 이들 링커-화합물은 작용기와 함께 충분한 반응 동역학, 충분한 반응 속도 및 p-도펀트 서로 간의 그리고/또는 정공 도체와의 효과적인 전자 상호 작용을 나타낸다. 그에 따라, 이들 조합은, 높은 화학적 및 물리적 안정성 및 특히 적합한 전기적 특성을 갖는 특히 적합한 정공 전도성 층을 유도하게 된다.
본 발명에 따른 개념을 설명하기 위해, 가능한 p-도펀트에 대한 하기 구조들이 예시된다:
이 경우
a = 1 내지 4일 수 있으며, b ≤ 5-a이고 적어도 1이며,
c = 1 또는 2일 수 있으며,
Q는 잔기 Q1 내지 Q29로부터 선택되었거나 더 아래의 특정 실시예들에 정의되어 있다.
사용 가능한 p-도펀트의 또 다른 실시예들은 예를 들어 하기와 같이 나타난다:
하나 이상의 금속 및 하나 또는 복수의 리간드가 존재하는 본 발명에 따라 사용 가능한 p-도펀트의 구조를 알 수 있으며, 이 경우 상기 리간드들 중 하나 이상은 작용기를 갖는 화학식 Ⅰ 내지 Ⅷ에 따른 구조를 구비한다. 특히, 리간드의 치환 가능한 H-원자가 F-원자로 대체될 수 있다는 것도 도시되어 있다.
물론, 작용기와 리간드로 이루어진 상이한 구조들도 서로 결합 될 수 있다. 이로써, 예컨대 상이한 p-도펀트는 상이하게 작용하는 잔기와 위에 명시된 착물의 조합에 의해서 나타날 수 있다. 하기 조합물들이 본 발명에 따른 것으로서 예시적으로 언급되어 있다(총 착물(Kv), 도펀트의 기본 구조(B), 작용기(Q)에 대한 명칭):
Kv1, B1, Q2; Kv2, B1, Q9; Kv3, B1, Q13; Kv4, B1, Q14; Kv5, B1, Q16;
Kv6, B1, Q21; Kv7, B1, Q23; Kv8, B1, Q24; Kv9, B1, Q25; Kvl0, B1, Q26;
Kvll, B2, Q1; Kv12, B2, Q2; Kv13, B2, Q9; Kv14, B2, Q10; Kv15, B2, Q15;
Kv16, B2, Q17; Kv17, B2, Q22; Kvl8, B3, Q3; Kv19, B3, Q12;
Kv20, B3, Q4; Kv21, B3, Q13; Kv22, B3, Q9; Kv23, B3, Q7; Kv24, B3, Q2;
Kv25, B3, Q11; Kv26, B3, Q14; Kv27, B3, Q16; Kv28, B3, Q21;
Kv29, B3, Q24; Kv30, B3, Q25; Kv31, B4, Q13; Kv32, B4, Q19;
Kv33, B4, Q22; Kv34, B5, Q2; Kv35, B5, Q7; Kv36, B5, Q8; Kv37, B5, Q26;
Kv38, B5, Q13; Kv39, B6, Q1; Kv40, B6, Q2; Kv41, B6, Q6; Kv42, B6, Q9;
Kv43, B6, Q13; Kv44, B6, Q20; Kv45, B6, Q21; Kv46, B6, Q24;
Kv47, B6, Q26; Kv48, B6, Q5; Kv49, B6, Q18; Kv50, B1, Q27;
Kv51, B1, Q28; Kv52, B1, Q29; Kv50, B3, Q27; Kv51, B3, Q28;
Kv52, B3, Q29
또 다른 바람직한 p-도펀트는 다음과 같이 나타난다:
Kv1a, B1a, Q2a; Kv2a, B1a, Q9b; Kv3a, B1a, Q27; Kv4a, B1a, Q28;
Kv5a, B1a, Q29; Kv1f, B3f, Q27; Kv2f, B3f, Q28;
Kv3f, B3f, Q29, Kv2b, B1e, Q9a; Kv3a, B1e, Q13a; Kv3b, B1a, Q13a;
Kv6a, B1c, Q21a; Kv8a, B1d, Q24a; Kv9a, B1e, Q25a; Kv10a, B1a, Q26b;
Kv10b, B1a, Q26a; Kv12a, B2a, Q2a; Kv13a, B2a, Q9b; Kv13b, B2b, Q9a;
Kv19a, B3d, Q12a; Kv20a, B3a, Q4a; Kv21a, B3a, Q13a;
Kv21b, B3b, Q13a; Kv22a, B3e, Q9a; Kv22b, B3a, Q9b; Kv24a, B3c, Q2a;
Kv25a, B3d, Q11a; Kv26a, B3a, Q14a; Kv27a, B3b, Q16a;
Kv28a, B3e, Q21a; Kv29a, B3a, Q24a; Kv30a, B3e, Q25a;
Kv31a, B4a, Q13a; Kv32a, B4a, Q19b; Kv32b, B4b, Q19b;
Kv34a, B5a, Q2a; Kv35a, B5a, Q7a; Kv35b, B5b, Q7b; Kv37a, B5a, Q26a;
Kv38a, B5a, Q13a; Kv39a, B6a, Q1a; Kv40a, B6a, Q2a; Kv42a, B6a, Q9a;
Kv42b, B6a, Q9b.
다시 말해 예를 들어, p-도펀트 Kv3a는 하기 구조를 갖는다:
본 발명에 따른 특히 바람직한 p-도펀트는 하기와 같이 나타난다:
Kv1b, B1a, Q2b; Kv1c, B1a, Q2c; Kv2a, B1a, Q9b; Kv2b, B1a, Q9a;
Kv3a, B1a, Q27; Kv4a, B1a, Q28; Kv5a, B1a, Q29; Kv1f, B3f, Q27;
Kv2f, B3f, Q28; Kv3f, B3f, Q29; Kv3c, B1e, Q13b; Kv3d, B1e, Q13c;
Kv3e, B1e, Q13d; Kv3f, B1e, Q13e; Kv3g, B1a, Q13b; Kv3h, B1a, Q13c;
Kv6b, B1c, Q21b; Kv6c, B1c, Q21c; Kv8b, B1d, Q24b; Kv8c, B1d, Q24c;
Kv8d, B1d, Q24d; Kv9b, B1e, Q25c; Kv1Oc, B1a, Q26e; Kv1Od, B1a, Q26g;
Kv12b, B2a, Q2c; Kv13a, B2a, Q9b; Kv13b, B2b, Q9a; Kv19a, B3d, Q12a;
Kv20a, B3a, Q4b; Kv21c, B3a, Q13b; Kv21d, B3a, Q13d;
Kv21e, B3b, Q13e; Kv22a, B3e, Q9a; Kv22b, B3a, Q9b; Kv24b, B3c, Q2c;
Kv26b, B3a, Q14b; Kv26c, B3a, Q14c; Kv28b, B3e, Q21b;
Kv28c, B3e, Q21c; Kv29b, B3a, Q24b; Kv29c, B3a, Q24c;
Kv29d, B3a, Q24e; Kv30b, B3e, Q25c; Kv30c, B3e, Q25e;
Kv31b, B4a, Q13c; Kv31c, B4a, Q13d; Kv32c, B4a, Q19c;
Kv32d, B4a, Q19d; Kv34b, B5a, Q2c; Kv35c, B5a, Q7c; Kv35d, B5b, Q7d;
Kv37b, B5a, Q26d; Kv38b, B5a, Q13b; Kv38c, B5a, Q13e;
Kv39b, B6a, Qlb; Kv40b, B6a, Q2c; Kv42a, B6a, Q9a; Kv42b, B6a, Q9b.
이들 리간드-/잔기-조합물은, 습식 공정의 틀 안에서 특히 우수하게 사용될 수 있고 고도로 교차 결합 된 층을 유도하는 특히 효과적인 p-도펀트를 생성한다.
본 발명에 따른 방법의 추가의 일 특징에서, 리간드 또는 정공 도체와 그룹 RF로부터 선택된 작용기 사이에는 링커가 배열될 수 있으며, 이 경우 링커는 N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌, N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디페닐-플루오렌, N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-2, 2-디메틸벤지딘, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-스피로비플루오렌, 2, 2', 7, 7 '-테트라키스(N, N-디페닐아미노)-9, 9'-스피로비플루오렌, N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘, N, N'-비스(나프탈렌-2-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘, N, N'-비스(3-메틸페닐)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-디메틸-플루오렌, N, N'-비스(나프탈렌-1-일)-N, N'-비스(페닐)-9, 9-스피로비플루오렌, 디-[4-(N, N-디톨일-아미노)-페닐]시클로헥산, 2, 2', 7, 7'-테트라(N, N-디톨일)아미노-스피로-비플루오렌, 9, 9-비스[4-(N, N-비스-비페닐-4-일-아미노)페닐]-9H-플루오렌, 2, 2', 7, 7'-테트라키스[N-나프탈렌일(페닐)-아미노]-9, 9-스피로비플루오렌, 2, 7-비스[N, N-비스(9, 9-스피로-비플루오렌-2-일)-아미노]-9, 9-스피로비플루오렌, 2, 2'-비스[N, N-비스(비페닐-4-일)아미노]-9, 9-스피로비플루오렌, N, N'-비스(페난트렌-9-일)-N, N'-비스(페닐)-벤지딘, N, N, N', N'-테트라-나프탈렌-2-일-벤지딘, 2, 2'-비스(N, N-디-페닐-아미노)-9, 9-스피로비플루오렌, 9, 9-비스[4-(N, N-비스-나프탈렌-2-일 아미노)페닐]-9H-플루오렌, 9, 9-비스[4-(N, N'-비스-나프탈렌-2-일-N, N'-비스-페닐-아미노)-페닐]-9H-플루오렌, 티탄옥시드프탈로시아닌, 구리 프탈로시아닌, 2, 3, 5, 6-테트라플루오로-7, 7, 8, 8-테트라시아노-퀴노디메탄, 4, 4', 4"-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐-아미노)트리페닐아민, 4, 4', 4"-트리스(N-(2-나프틸)-N-페닐-아미노)트리페닐아민, 4, 4', 4"-트리스(N-(1-나프틸)-N-페닐-아미노)트리페닐아민, 4, 4', 4"-트리스(N, N-디페닐-아미노)트리페닐아민, 피라지노[2, 3-f][1, 10] 페난트롤린-2, 3-디카르보니트릴, N, N, N', N'-테트라키스(4-메톡시페닐)벤지딘 또는 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된 1개 내지 10개의 공유 결합 된 단위체로부터 선택되었다. 이와 같은 특별한 링커-분자의 선택에 의해서는, 정공 도체 또는 리간드로부터 작용기의 거리가 자유롭게 결정될 수 있을 뿐만 아니라 정공 전도 능력이 다만 극도로 적은 정도로만 제한된, 유연하게 기능화된 리간드 및 정공 도체가 얻어질 수 있다. 이는, 도펀트로부터 정공 도체로의 전하의 전달을 희생시키지 않고, 심지어 더 큰 링커-단위체의 형성을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 또 다른 일 양상은 방법의 일 실시예를 포함하며, 이 경우 정공 도체 또는 작용 잔기가 없는 유기 정공 도체의 기본 구조는 PEDOT(폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)), PVK(폴리(9-비닐카르바졸)), PTPD(폴리(N, N'-비스(4-부틸페닐)-N, N'-비스(페닐)벤지딘), PANI(폴리아닐린), P3HT(폴리(3-헥실티오펜)) 또는 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되었다. 이 정공 도체 그룹은 높은 반응율로 상대적으로 간단히 기능화될 수 있고, 본 발명에 따른 방법에 의해서 고도로 전도성이며 화학적으로 매우 안정적인 층이 얻어질 수 있다고 밝혀졌다.
추가의 일 방법 특징에서, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층은 용매 공정에 의해서 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은, 특히 후속 층의 용매가 이미 증착된 층의 용매에 대해 상보적이어야만 한다는 조건을 요구하는 종래의 용매 방법의 단점을 극복한다. 표준 방법에서는, 이와 같은 경계 조건이 준수되어야만 하는데, 그 이유는 그렇지 않으면 이미 증착된 층이 재차 분리되기 때문이다. 이와 같은 상황은 선택 및 공정 능력을 고도로 제한하는데, 그 이유는 효율적인 부품을 위해서는 매우 복잡한 층 구조가 필요하기 때문이다. 이와 같은 경계 조건이 본 발명에 따른 방법에서는 생략되는데, 그 이유는 교차 결합 반응에 의해서 화학적으로 그리고 물리적으로 "불활성인" 층이 얻어질 수 있고, 그에 따라 그 아래에 놓여 있는 층이 재차 분리될 위험 없이 그 위에 있는 층이 임의의 용매로 처리될 수 있기 때문이다. 다시 말해, 용매의 매칭은 순전히 관련 층 내에서 증착될 물질에 대해서만 매칭될 수 있다. 이는 층들의 균일성을 현저히 증가시킬 수 있고, 공정 가이드를 현저히 간소화시킬 수 있다. 용매로서는, 예를 들어 DE 102012209523호에서 용해 공정과 관련하여 언급된 용매가 고려된다. 이로써, DE 102012209523호는 용매와 관련하여 인용에 의해서 본 명세서에 수용된다.
추가의 일 방법 특징에서는, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층이 진공 공정에 의해서 제조될 수 있다. 이 경우에는, 기능화된 p-도펀트 및 정공 도체 또는 기능화된 p-도펀트 및 기능화된 정공 도체가 진공 상태에서 증발된 다음에 증착된다.
일 실시예에서, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층은 1 nm 내지 1000 nm의, 바람직하게는 30 nm 내지 300 nm의, 예를 들어 200 nm의 층 두께를 갖는다.
또한, 본 명세서에 기술된 본 발명에 따른 방법에 의해서 얻을 수 있는 교차 결합 된 정공 전도성 층도 본 발명에 따른 층이다. 본 명세서에 기술된 이 방법은, 유기 전자 장치의 표준 방법에 따라서는 얻을 수 없는 고도로 균일하고 교차 결합 된 정공 전도성 층을 제공하기에 특히 적합하다.
더 나아가서는, 본 발명에 따른 방법에 의해 제조되었거나 제조될 수 있는 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 구비하는 유기 전자 부품도 본 발명의 의미 안에 포함되어 있다. 특히, 유기 전기 부품에서는, 본 발명에 따른 정공 전도성 층이 특히 바람직하게 사용될 수 있다. 한 편으로는, 소개된 공정 가이드가 매우 효율적이고 경제적인 제조를 가능하게 하며, 다른 한 편으로는, 정공 도체에 대한 p-도펀트의 고정 결합에 의해 특히 수명이 길고 용매에 잘 견디는 p-전도성 층이 얻어진다. 이 사실은, 이와 같은 방식으로 얻을 수 있는 부품의 고장에 대한 안전 및 우수한 추가 처리 가능성에 크게 기여할 수 있다. 기술된 방법 및 이 방법에 의해 제조될 수 있는 교차 결합 된 층은 상응하게 포토다이오드 또는 태양 전지와 같은 부품에 사용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 방법은 또한 바이폴러 트랜지스터를 제조하기에도 적합하다. 이 방법은 상기와 같은 부품들의 표준-제조 단계와 호환될 수 있으며, 이와 같은 방식으로는 경제적이고 수명이 길며 효율적인 부품이 얻어질 수 있다.
일 실시예에 따라, 유기 전자 부품은 유기 트랜지스터, 유기 발광 다이오드, 유기 발광 전기 화학 셀, 유기 태양 전지 및 유기 광 검출기를 포함하는 그룹으로부터 선택되었다.
일 실시예에서, 유기 트랜지스터는 전계-효과-트랜지스터 또는 바이폴러 트랜지스터이다. 바이폴러 트랜지스터는 예를 들어 DE 10 2010 041 331 A1호에 더욱 상세히 기재되어 있다.
일 실시예에서, 유기 전자 부품은 유기 발광 다이오드이다.
일 실시예에서, 유기 발광 다이오드는 발광 층을 포함한다.
유기 발광 다이오드의 기본적인 구조와 관련해서, 본 경우에는 예를 들어 기판, 애노드 및 캐소드 그리고 캡슐화 어셈블리의 구조, 층 조성 및 재료와 관련해서는, 특히 기판, 애노드 및 캐소드 그리고 캡슐화 어셈블리의 구조, 층 조성 및 재료와 관련하여, 인용에 의해서 본 명세서에 명확하게 수용되는 간행물 WO 2010/066245 A1호가 참조된다.
따라서, 전술된 유기 부품의 또 다른 장점들 및 특징들과 관련해서는, 본 발명에 따른 층 및 본 발명에 따른 방법과 관련하여 기술된 설명들이 명시적으로 참조된다. 또한, 본 발명에 따른 방법의 본 발명에 따른 특징들 및 장점들은 본 발명에 따른 부품 및 본 발명에 따른 층에도 적용될 수 있고, 개시된 것으로서 간주 될 수 있으며, 그 역도 마찬가지로 가능하다. 본 발명에는, 명시적으로 배제되지 않는 한, 명세서에 그리고/또는 청구범위에 개시된 2개 이상의 특징의 전체 조합도 포함된다.
또 다른 장점들, 바람직한 실시예들 및 개선예들은 이하에서 도면들과 연계하여 기술된 실시예들로부터 나타난다.
도 1은 본 명세서에 기술된 유기 발광 다이오드의 일 실시예의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 2는 본 명세서에 기술된 유기 태양 전지의 일 실시예의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 3a 내지 도 3f는 본 명세서에 기술된 유기 전계-효과-트랜지스터의 실시예들의 개략적인 측면도를 도시한다.
도 2는 본 명세서에 기술된 유기 태양 전지의 일 실시예의 개략적인 측면도를 도시한다;
도 3a 내지 도 3f는 본 명세서에 기술된 유기 전계-효과-트랜지스터의 실시예들의 개략적인 측면도를 도시한다.
실시예들 및 도면들에서, 동일하거나, 동일한 형태이거나, 동일한 작용을 하는 요소들에는 각각 동일한 참조 번호들이 제공될 수 있다. 도시된 요소들 및 이들의 상호 크기 비율은 척도에 맞는 것으로 간주 될 수 없으며, 오히려 예컨대 층, 부품, 구성 요소 및 영역과 같은 개별 요소들은 도면에 대한 개관을 명확하게 할 목적으로 그리고/또는 이해를 도울 목적으로 과도하게 크게 도시될 수 있다.
도 1에는, 유기 발광 다이오드(10)의 일 실시예가 도시되어 있다. 유기 발광 다이오드(10)는 예를 들어 유리로 만들어진 기판(1)을 포함한다. 기판(1) 위에는, 인듐 주석 산화물, 즉 투명한 전도성 산화물(TCO: transparent conductive oxide)로부터 형성된 애노드(2)가 배열되어 있다. 애노드 위에는, 정공 주입 층(3), 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4) 및 발광 층(5)이 배열되어 있다. 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4)은 예를 들어 정공 도체, 예컨대 PEDOT, 2개의 아민 기에 의해서 기능화된 추가 교차 결합제로서의 화합물 및 기능화된 p-도펀트로부터 제조될 수 있다. 기능화된 p-도펀트는 예를 들어 하기 화학식들 중 하나를 가질 수 있다 :
교차 결합은, 기능화된 p-도펀트를 통해 추가 교차 결합제에 의해서 이루어진다. 이와 같은 교차 결합은, 기계적으로 매우 안정적이고 화학적으로 불활성인 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4)을 생성한다. 특히, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4)은 용해 공정에 의해서 제조된다.
p-도펀트는, 정공 도체의 용적을 기준으로 20 용적 퍼센트로 존재한다. 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4)은 200 nm의 층 두께를 갖는다. 발광 층(5) 위에는, 정공 차단 층(6), 전자 전달 층(7), 전자 주입 층(8) 및 알루미늄으로 이루어진 캐소드(9)가 배열되어 있다. 발광 층(5)은 전자 전달 재료 및/또는 정공 수송 재료 그리고 하나 또는 복수의 인광 또는 형광 이미터를 포함할 수 있다. 전자 전달 층(7), 전자 주입 층(8) 및 정공 주입 층(3)을 위한 재료는 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들어, 전자 전달 층(7)은 n-도핑 재료인 NDN-1 또는 Ca를 갖는 2-(4-비페닐일)-5-(4-tert-부틸페닐)-1, 3, 4-옥사디아졸로부터 형성되어 있고, 전자 주입 층(8)은 2, 9-디메틸-4, 7-디페닐-1, 10-페난트롤린(BCP)로부터 형성되어 있으며, 그리고 정공 주입 층(3)은 폴리(3, 4-에틸렌디옥시티오펜)으로부터 형성되어 있다.
교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(4)과 발광 층(5) 사이에는 전자 차단 층이 배열될 수 있다(본 도면에는 도시되어 있지 않음). 전자 차단 층을 위한 재료는 당업자에게 공지되어 있다. 예를 들면, 비스(2-메틸-8-퀴놀리놀레이트)-4-(페닐페놀레이토)알루미늄이 사용될 수 있다.
화학식 A3의 기능화된 p-도펀트는 예를 들어 하기 합성에 의해서 합성될 수 있다:
4-히드록시-2, 3, 5, 6-테트라-플루오르벤조산은 예를 들어 Fluorochem에서 상업적으로 구입 가능하다. 이와 관련하여, 먼저 산 그룹이 에피코르히드린과의 반응 전에 에스테르화에 의해 보호되어야만 한다. 이 과정은 황산을 첨가함으로써 이루어진다. 그 다음에, 예를 들어 Sigma Aldrich에서 상업적으로 구입 가능한 에피코르히드린과 4-히드록시-2, 3, 5, 6-테트라-플루오르벤조산메틸에스테르의 반응이 이루어진다. 산성 기의 탈 보호 후에, 트리페닐비스무트와 반응하여 기능화된 p-도펀트가 생성된다.
에피코르히드린과의 반응은 에스테르의 감화가 후속적으로 이루어지는 메틸-4-히드록시벤조에이트를 위해 그리고 카르복실산에 대한 산화가 후속적으로 이루어지는 4-히드록시-벤즈알데히드를 위해, Cheedarala, Ravi Kumar; Sunkara, Vijaya; Park, Joon Won, Synthetic Communications, 2009, Vol. 39, 11, 1966-1980 및Obreza, A.; Perdith, F.; Journal of Structural Chemistry, 2012, Vol. 53, 4, 793-799, 7에 기술되어 있다. 또한, 이 반응은 에피클로르히드린과 과불소페놀을 위해서도 Solov'ev, D.V.; Kolomenskaya. L. V; Rodin, A.A.; Zenkevich, I. G; Lavrent'ev, A. N; J. Gen. Chem. UDSSR (Engl. Transl.) 1991, Vol. 61, 3.2, 673-678, 611-615에 기술되어 있다.
화학식 A1의 기능화된 p-도펀트는 예를 들어 하기 합성에 의해서 합성될 수 있다:
먼저, 트리페닐비스무트와 4-히드록시-2, 3, 5, 6-테트라-플루오르벤조산의 반응이 이루어진다. 제2 단계에서는, 화학식 A3의 원하는 기능화된 p-도펀트를 위해 3-클로로메틸-3-에틸옥세탄과의 반응이 이루어진다.
화학식 A2의 기능화된 p-도펀트는 예를 들어 하기 합성에 의해서 합성될 수 있다:
먼저, 브롬을 치환하기 위하여, 3-에틸-3-히드록시메틸-옥세탄이 1, 6-디브롬헥산과 등몰로 반응된다. 상황에 따라 필요한 크로마토그래피 정제 후에, 화학식 A2의 기능화된 p-도펀트를 형성하기 위하여, 트리페닐비스무트를 갖는 4-히드록시-2, 3, 5, 6-테트라-플루오르벤조산으로부터 제조된 비스무트-착물과의 반응이 이루어진다.
화학식 A2의 기능화된 도펀트에 대한 대안적인 합성 경로는 다음과 같다:
먼저, 1, 6-디브롬헥산과 4-히드록시-2, 3, 5, 6-테트라-플루오르벤조산의 반응이 이루어지고, 그 다음 단계에서 트리페닐비스무트와의 반응이 이루어진다. 제3 단계에서는, 화학식 A2의 원하는 기능화된 p-도펀트를 위해 3-에틸-3-히드록시메틸옥세탄과의 반응이 이루어진다.
사용된 옥세탄 3-에틸-3-히드록시메틸-옥세탄 및 3-클로로메틸-3-에틸옥세탄은 다음과 같이 제조될 수 있다:
도 2에는, 광(21)을 전류로 변환하는 PIN-구조(20)를 갖는 유기 태양 전지의 일 실시예가 도시되어 있다. 태양 전지(20)는 인듐-주석-산화물(22)로 이루어진 애노드, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23), 흡수-층(24), 도핑 된 전자 전달 층(25) 및 캐소드(26)를 포함하거나 이들로 구성된다. 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23)은 150 nm의 층 두께를 갖는다.
교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23)은 예를 들어 2개의 1차 아민 기에 의해서 기능화된 정공 도체, 예를 들어 PVK(폴리(9-비닐카바졸)) 및 기능화된 p-도펀트로부터 제조될 수있다. 기능화된 p-도펀트는 예를 들어 하기 화학식을 가질 수 있다:
교차 결합은, 기능화된 정공 도체와 기능화된 p 도펀트의 반응에 의해 이루어진다.
예를 들어, 정공 도체는 2개의 방향족 2차 아민 기에 의해서 기능화되었다. 이와 같은 교차 결합은 기계적으로 매우 안정적이고 화학적으로 불활성인 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23)을 유도한다.
기능화된 p-도펀트는, 기능화된 정공 도체의 용적을 기준으로 15 용적 퍼센트로 존재한다. 또 다른 층을 위한 재료는 당업자에게 공지되어 있다. 흡수층(24) 내에서 광이 주변으로부터 흡수된다. 광의 흡수에 의해, 흡수층(24)의 분자는 여기된 상태로 변환되어 전하 분리가 일어난다. 전하 분리시에는 여기자(exciton), 다시 말해 전자-정공-쌍이 형성된다. 이와 같이 불균일하게 충전된 전하들은 이제 상호 분리되어야만 한다. 이와 같은 상호 분리는, 특히 전자가 강한 억셉터(acceptor)에 의해서 흡수되고/흡수되거나 정공이 강한 도너(donor)에 의해서 흡수되는 경우에 가능하다. 이와 같은 강한 억셉터는 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23)이 나타낸다. 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층(23)은 전하 추출에 대하여 그리고 이로써 유기 태양 전지의 효율에 대하여 긍정적으로 작용한다.
도 3a 내지 도 3f에는, 유기 전계-효과-트랜지스터(30)의 실시예들이 도시되어 있다. 기판(31) 상에는 게이트-전극(32), 게이트-유전체(33), 소스- 및 드레인-콘택(34, 35) 그리고 유기 반도체 층(36)이 적층되어 있다. 해칭된 지점(37)은 본 발명에 따른 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 나타낸다. 대안적으로는, 완전한 반도체 층(36)이 본 발명에 따른 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층으로서 형성될 수도 있다.
본 발명은, 실시예들을 참조하는 설명으로 인해 이들 실시예에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각각의 새로운 특징 그리고 각각의 특징 조합을 포함하며, 특히 각각의 특징 조합은, 이와 같은 특징 또는 이와 같은 조합 자체가 특허 청구항들 또는 실시예들에 명시적으로 기재되어 있지 않더라도, 특허청구범위에 포함되어 있다.
1: 기판
2: 애노드
3: 정공 주입 층
4: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
5: 발광 층
6: 정공 차단 층
7: 전자 전달 층
8: 전자 주입 층
9: 캐소드
10: 유기 발광 다이오드
20: PIN 구조를 갖는 유기 태양 전지
21: 광
22 애노드
23: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
24: 흡수-층
25: 도핑 된 전자 전달 층
26: 캐소드
30: 유기 전계-효과-트랜지스터
31: 기판
32: 게이트-전극
33: 게이트-유전체
34, 35: 소스- 및 드레인-콘택
36: 유기 반도체 층
37: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
2: 애노드
3: 정공 주입 층
4: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
5: 발광 층
6: 정공 차단 층
7: 전자 전달 층
8: 전자 주입 층
9: 캐소드
10: 유기 발광 다이오드
20: PIN 구조를 갖는 유기 태양 전지
21: 광
22 애노드
23: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
24: 흡수-층
25: 도핑 된 전자 전달 층
26: 캐소드
30: 유기 전계-효과-트랜지스터
31: 기판
32: 게이트-전극
33: 게이트-유전체
34, 35: 소스- 및 드레인-콘택
36: 유기 반도체 층
37: 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층
Claims (19)
- 기능화된 p-도펀트의 반응에 의해서, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 제조하기 위한 방법으로서,
상기 기능화된 p-도펀트가 하나 이상의 중심 원자 및 유기 리간드들을 포함하는 유기 금속 착물이고, 상기 중심 원자가 주기율표의 6 내지 15 그룹의 금속으로부터 선택되었고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 하기 화학식 I 내지 V로부터 선택되었으며:
상기 화학식에서
- E는 상호 독립적인 산소, 황, 셀레늄 또는 N(E1)X이며, 이 경우 E1은 H, D, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴을 포함하는 그룹으로부터 상호 독립적으로 선택되었고, x = 0, 1 또는 2이며;
- R은 상호 독립적인 H, D, F, C1-C20 분기된 그리고 분기되지 않은, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴이며;
- Rv는 치환된 또는 치환되지 않은 C5-C20 아릴, C1-C20 알킬, C1-C20 알콕시, C3-C20 시클로알킬, C5-C20 아릴렌, C5-C20 할로겐아릴, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C5-C20 헤테로아릴, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C5-C20 헤테로아릴렌, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C3-C20 헤테로시클로알킬렌, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C4-C20 헤테로시클로알킬, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C5-C20 할로겐헤테로아릴, C2-C20 알케닐, C2-C20 할로겐알케닐, C2-C20 알키닐, C2-C20 할로겐알키닐, C5-C20 케토아릴, C5-C20 할로겐케토아릴, N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로원자를 함유하는 C5-C20 케토헤테로아릴, C3-C20 케토알킬, C3-C20 할로겐케토알킬, C3-C20 케토알케닐, C3-C20 할로겐케토알케닐을 포함하는 그룹으로부터 각각 상호 독립적으로 선택되었으며,
- 각각의 Rv는 각각 -OH, -COOH, -NH2, -NHR', 할로겐, C2-C20-알케닐, C3-C20-디에닐, C2-C20-알키닐, C2-C20-알케닐옥시, C3-C20-디에닐옥시, C2-C20-알키닐옥시, 아크릴산, 옥세탄, 옥시란, 실란, 아크릴산, 무수물 및 시클로부탄을 포함하는 그룹 RF로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 구비하거나 이들 작용 잔기로 이루어지며; 이 경우 R'은 C1-C20 분기된, 분기되지 않은, 치환된 또는 치환되지 않은 알킬 또는 아릴이며;
- G = -C(RF)uHvFw이고, 여기에서 u + v + w = 3이며;
- n = 1 내지 4이며,
상기 기능화된 p-도펀트가 기능화된 정공 도체와 반응되고, 상기 기능화된 정공 도체가 마찬가지로 RF 또는 Rv 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 가지며, 상기 기능화된 p-도펀트는 Rv 또는 G 내부에 RF로서 에폭시드기 또는 옥세탄기를 갖고, 상기 기능화된 정공 도체는 RF 또는 Rv 그룹 내부에 하나 이상의 NH2-기 및/또는 NHR'-기를 갖거나, 또는
상기 기능화된 p-도펀트가 기능화된 정공 도체와 반응되고, 상기 기능화된 정공 도체가 마찬가지로 RF 또는 Rv 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 가지며, 상기 기능화된 p-도펀트는 Rv 또는 G 내부에 RF로서 NH2-기 및/또는 NHR'-기를 갖고, 상기 기능화된 정공 도체는 RF 또는 Rv 그룹 내부에 에폭시드기 또는 옥세탄기를 갖는, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 제조하기 위한 방법. - 제1항에 있어서,
상기 기능화된 p-도펀트들이 서로 반응하고 교차 결합하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 기능화된 p-도펀트가 기능화된 정공 도체와 반응되고, 상기 기능화된 정공 도체도 마찬가지로 RF 또는 Rv 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 작용 잔기를 가지며, 상기 기능화된 p-도펀트가 상기 기능화된 정공 도체와 교차 결합하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 착물이 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 중심 원자로서 포함하고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 화학식 I에 상응하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 하기 화학식 Ⅵ, Ⅶ 또는 Ⅷ 중 하나에 상응하며,
화학식 Ⅵ
화학식 Ⅶ
화학식 Ⅷ
상기 화학식에서,
R2 및 R3 또는 R2, R3 및 R4는 F 및 분기된 그리고 분기되지 않은 치환된 C1-C5 알킬 또는 치환된 C5-C20 아릴로부터 상호 독립적으로 선택된, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 착물이 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함하고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 화학식 Ⅱ에 상응하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 착물이 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함하고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 화학식 Ⅲ에 상응하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 착물이 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함하고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 화학식 Ⅳ에 상응하는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 금속 착물이 비스무트, 주석, 아연, 로듐, 몰리브덴, 크롬 또는 구리를 포함하고, 상기 유기 리간드들 중 하나 이상이 화학식 Ⅴ에 상응하는, 방법. - 제5항에 있어서,
상기 작용 잔기 R2 및 R3, R2, R3 및 R4 또는 G가 각각 한 번 이상 불화된, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
RF 또는 Rv가 하기 작용 잔기 Q1a 내지 Q29를 포함하거나 하기 작용 잔기 Q1a 내지 Q29로 이루어지며,
상기 화학식에서, 작용 잔기
R11 및 R12는 동일하거나 상이할 수 있으며, H, D 또는 직쇄 또는 분기된 C1-C6 알킬을 포함하는 그룹으로부터 선택되었고,
R13은 직쇄 또는 분기된 C1-C6 알킬이며,
s = 0 내지 8이고,
t = 1 내지 8인, 방법 - 제1항 또는 제2항에 있어서,
RF 또는 Rv가 하기 작용 잔기 Q1b 내지 Q26g
를 포함하거나 상기 작용 잔기 Q1b 내지 Q26g로 이루어지는, 방법. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 유기 리간드와 RF 사이에 또는 정공 도체와 RF 사이에 추가의 링커가 배열되어 있으며, 상기 링커는 불화된 또는 불화되지 않은 Cl-C20 알킬, C2-C20 알케닐, C2-C20 알키닐, 폴리에틸렌글리콜, 폴리에틸렌디아민, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐리덴페닐렌 또는 이들의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택된, 방법. - 제13항에 있어서,
작용 잔기 RF와 링커로 이루어진 단위체가 Q13 내지 Q26을 포함하는 그룹으로부터 선택되었으며,
상기 화학식에서, Ar10은 단환 또는 다환, 방향족 C5-C60 고리 계, 또는 N, S 또는 O로부터 선택된 1 내지 3개의 헤테로 원자를 함유하는 헤테로 방향족 C5-C60 고리 계인, 방법. - 제1항 또는 제2항에 따른 방법에 의해 얻을 수 있는, 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층.
- 제15항에 따른 교차 결합 된 정공 전도성 전기 층을 구비하는, 유기 전자 부품.
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