KR20100115730A - 잉크젯 인쇄 방식에 의한 전도성 코팅제의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 적어도 하나의 선택적으로 치환된 폴리티오펜, 적어도 하나 이상의 다중음이온(polyanions), 물, 적어도 하나의 용매 및 적어도 하나의 염기성 첨가제를 포함하는 분산물 또는 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제를 제조하는 방법으로서, 상기 적어도 하나의 염기성 첨가제에 의하여 상기 분산물 또는 용액의 pH가 2 내지 10의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 신규의 방법, 전도성 코팅제 및 이의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 신규의 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제의 제조방법, 전도성 코팅제 및 이의 용도에 관한 것이다.
폴리알킬렌디옥시티오펜(polyalkylenedioxythiophenes), 특히 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜(3,4-poly- ethylenedioxythiophene)을 포함하는 분산물 또는 용액을 이용한, 전도성 및/또는 대전방지용 코팅제의 제조는 잘 알려져 있다(EP 0 440 957호 참조).
EP 1 112 673호는 잉크젯 인쇄 방식으로 폴리알킬렌디옥시티오펜(polyalkylene- dioxythiophene)을 포함하는 분산액으로부터 도체 트랙을 제조하는 방법을 개시하고 있다.
하지만 실제로는, 폴리티오펜(특히 폴리알킬렌디옥시티오펜)을 포함하는 분산물 또는 용액이 미리 여과되었음에도 불구하고 잉크젯 프린터의 프린트 헤드를 막는 경향이 있고, 이것이 장기간동안 인쇄를 불가능하게 만든다는 것이 밝혀졌다.
따라서, 사용되는 분산물 또는 용액에 의한 프린트 헤드의 막힘 현상을 방지하는, 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제의 제조 방법이 요구되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 그와 같은 방법을 제공하는 데에 있다.
놀랍게도, 분산물 또는 용액이 인쇄(프린팅)에 앞서 중화될 경우, 잉크젯 프린터의 프린트 헤드의 막힘 현상이 방지될 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명은 분산물이나 용액에 의한 프린트 헤드의 막힘 현상을 방지하기 위한, 잉크젯 인쇄 방식에 의한 전도성 코팅제의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 적어도 하나의 선택적으로 치환된 폴리티오펜, 적어도 하나의 다중음이온(polyanions), 물, 적어도 하나의 용매, 및 적어도 하나의 염기성 첨가제를 포함하는 분산물 또는 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제의 제조방법으로서, 상기 적어도 하나의 염기성 첨가제에 의하여 분산물(수분산물) 또는 용액의 pH가 2 내지 10의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 전도성 코팅제는 종래 분산물 또는 용액에 비해 안정성이 증가하고, 분산물 또는 용액이 덜 부식된다는 효과를 가진다. 따라서 잉크젯 프린터의 프린트 헤드에서의 부식이 방지되거나, 적어도 늦춰진다. 또한, 분산물이 적용되는 기판이 전혀 식각되지 않는다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 전도성 코팅제는 특히 고분자, 예를 들면 폴리에스테르 필름 상 인쇄 회로(유기 반도체를 기반으로 하는 전계 효과 트랜지스터 또는 집적회로를 제조하는데 사용됨)를 제작하는데 적합하다.
추가적으로, 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 전도성 코팅제는 무기 또는유기발광램프(OEL) 또는 디스플레이용 투명 전극 또는 정공 주입층을 제조하는데 사용될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체예를 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위함이지, 이로 인해 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상 및 범주가 이하의 구체예로 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.
본 발명은 적어도 하나의 선택적으로 치환된 폴리티오펜, 적어도 하나의 다중음이온(polyanions), 물, 적어도 하나의 용매, 및 적어도 하나의 염기성 첨가제를 포함하는 분산물 또는 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제의 제조방법으로서, 상기 적어도 하나의 염기성 첨가제에 의하여 분산물(수분산물) 또는 용액의 pH가 2 내지 10의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
본 발명과 관련해서, 선택적으로 치환된 폴리티오펜은 바람직하게는 하기의 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하는 선택적으로 치환된 폴리티오펜일 수 있다:
상기에서,
A는 선택적으로 치환된 C1-C5-알킬렌 라디컬, 바람직하게는 선택적으로 치환된 에틸렌 또는 프로필렌 라디컬이고,
R은 선형 또는 분지형의, 선택적으로 치환된 C1-C18-알킬 라디컬(바람직하게는, 선형 또는 분지형의, 선택적으로 치환된 C1-C14-알킬 라디컬); 선택적으로 치환된 C5-C12-사이클로알킬 라디컬; 선택적으로 치환된 C6-C14-아릴 라디컬; 선택적으로 치환된 C7-C18-아랄킬 라디컬; 선택적으로 치환된 C1-C4-히드록시알킬 라디컬; 또는 히드록실 라디컬이고,
x는 0 내지 8의 정수, 바람직하게는 0, 1 또는 2, 더욱 바람직하게는 0 또는 1이다. 그리고 복수의 R 라디컬이 A에 결합된 경우, 상기 복수의 R라디컬은 같거나 다를 수도 있다.
상기 일반식 (Ⅰ)은 치환기 R이 상기 알킬렌 라디컬 A에 x회 결합될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명과 관련해서, 또한 상기 수분산물 또는 용액은 2 또는 그 이상의 다른 폴리티오펜(상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함함)의 혼합물을 포함할 수 있다.
바람직한 구체예로서, 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하는 폴리티오펜은 하기의 일반식 (Ia)의 반복 단위를 포함한다:
상기에서,
R과 x는 각각 위에서 정의한 바와 같다.
더욱 바람직한 구체예로서, 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하는 폴리티오펜은 일반식 (Iaa)의 반복 단위를 포함한다.
본 발명과 관련해서, 접두사 ‘폴리(poly)'는 하나 이상의 동일하거나 다른 반복 단위가 상기 폴리티오펜에 존재하는 것을 의미한다. 상기 폴리티오펜은 총 n개의 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하며, 상기에서 n은 2내지 2000, 바람직하게는 2내지 100의 정수일 수 있다. 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위는 하나의 폴리티오펜 내에서 각각 같거나 다를 수 있다. 각각의 경우에 있어서, 상기 일반식 (Ⅰ)의 동일한 반복 단위를 포함하는 폴리티오펜이 바람직하다.
상기 폴리티오펜은 바람직하게는 말단기에 각각 H를 갖는다.
특히 바람직한 구체예로서, 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하는 폴리티오펜은 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(poly(3, 4-ethylenedioxythiophene)), 즉, 일반식 (Iaa)의 반복 단위로 형성된 호모폴리티오펜이다.
본 발명과 관련해서, 상기 C1-C5-알킬렌 라디컬 A는 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, n-부틸렌 또는 n-펜틸렌이다.
본 발명과 관련해서, C1-C18-알킬은 선형 또는 분지형의 상기 C1-C18-알킬 라디컬, 예를 들면, 메틸, 에틸, n- 또는 이소프로필, n-, iso-, sec- 또는 tert-부틸, n-펜틸, 1-메틸부틸, 2-메틸부틸, 3-메틸부틸, 1-에틸프로필, 1,1-디메틸프로필, 1,2-디메틸프로필, 2,2-디메틸-프로필, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, 2-에틸헥실, n-노닐, n-데실, n-언데실, n-도데실, n-트리데실, n-테트라데실, n-헥사데실, 또는 n-옥타데실을 의미한다.
C5-C12-사이클로알킬은 C5-C12-사이클로알킬 라디컬, 예를 들면, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 사이클로옥틸, 사이클로노닐, 또는 사이클로데실을 의미한다.
C5-C14-아릴은 C5-C14-아릴 라디컬, 예를 들면, 페닐 또는 나프틸을 의미한다.
그리고 C7-C18-아랄킬은 C7-C18-아랄킬 라디컬, 예를 들면, 벤질, o-(오르소-), m-(메타-), p-(파라-)톨릴, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-자일릴 또는 메시틸을 의미한다.
상기 목록은 예로서 본 발명을 설명하기 위함이고, 본 발명이 상기 목록에 의해 제한적으로 해석되어서는 안된다.
상기 C1-C5-알킬렌 라디컬 A의 유용한 선택적 추가 치환기들은 다양한 유기 기(group)들을 포함한다. 예를 들면, 알킬, 사이클로알킬, 아릴, 할로겐, 에테르, 티오에테르, 디설파이드, 설폭사이드, 설폰, 설포네이트, 아미노, 알데히드, 케토, 카르복실 에스테르, 카르복실산, 카보네이트, 카르복실레이트, 시아노, 알킬실란 및 알콕실란 기들, 그리고 또한 카르복사마이드 기들이 그것이다.
상기 언급된 분산물 또는 용액(바람직하게는 3,4-폴리알킬렌디옥시티오펜을 포함함)들은 예를 들면 EP 440 957에 개시된 방법과 유사하게 제조될 수 있다. 유용한 산화제 및 용매들도 마찬가지로 EP 440 957에 나열되어 있다. 입자의 직경 분포는, 예를 들면 초고압 균질화를 이용해 확인할 수 있다. 팽윤상태에서의 상기 입자의 크기는 바람직하게는 1 μm 미만이고, 더욱 바람직하게는 100nm 미만이다.
상기 일반식 (Ⅰ)의 폴리티오펜의 제조용 단량체 전구체(precursor)들의 제조방법 및 이의 유도체들은 당업자들에게 알려져 있고, 예를 들면 L. Groenendaal, F. Jonas, D. Freitag, H. Pielartzik & J. R. Reynolds, Adv. Mater. 12 (2000) 481 - 494 및 상기 문헌에서 인용된 문헌들에 기재되어 있다.
상기 전도성 폴리티오펜은 비하전(uncharged) 또는 양이온(cationic)일 수 있다. 바람직한 구체예에서, 폴리티오펜은 양이온이고, 여기서 “양이온”은 오직 상기 고분자 또는 폴리티오펜의 주쇄(main chain) 상에 존재하는 전하를 말한다. 상기 R라디컬 상의 치환기에 따라, 상기 고분자 또는 폴리티오펜은 구조 단위 내에서 양전하 및 음전하를 띨 수 있다. 여기서 상기 양전하는 상기 고분자 또는 폴리티오펜의 주쇄(main chain)상에 존재하고, 상기 음전하는 설포네이트(sulphonate) 또는 카르복실레이트(carboxylate) 기로 치환된 R라디컬 상에 존재할 수 있다. 이런 예에서, 상기 고분자 또는 폴리티오펜의 주쇄에 존재하는 상기 양전하는, R 라디컬 상에 존재할 수 있는 음이온(anionic) 기들에 의해 부분적으로 또는 완전히 포화될 수 있다. 전체적으로 판단건대, 이와 같은 예에서의 폴리티오펜은 양이온, 비하전, 또는 심지어 음이온일 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 본 발명과 관련해서, 상기 폴리티오펜은 모두 양이온 폴리티오펜으로 고려된다. 왜냐하면 상기 고분자 또는 폴리티오펜의 주쇄 상에 존재하는 양전하가 매우 중요하기 때문이다.
상기 화학식에서는 상기 양전하들은 나타나지 않는다. 왜냐하면 상기 양전하들의 정확한 개수와 위치를 명확하게 설명할 수 없기 때문이다. 그러나, 상기 양전하들의 개수는 적어도 1 그리고 많아야 n인 바, 여기에서 n은 상기 폴리티오펜 내에 모든 (동일하거나 다른) 반복 단위의 총 개수이다. 또한, 상기 양이온 폴리티오펜은 이하에서는 다중양이온(polycations)으로 부르기로 한다.
선택적으로(optionally) 설포네이트 또는 카르복실레이트로 치환되어 음 하전된 R 라디컬에 의하여 이미 보상이 이루어지지 않는 경우, 상기 양 전하를 보상하기 위하여 양이온 고분자 또는 폴리티오펜은 카운터이온(counterions)으로서 음이온들(anions)을 필요로 한다.
유용한 카운터이온들은 바람직하게는 고분자(polymeric) 음이온들을 포함하는데, 이하에서는 상기 음이온들을 다중음이온(polyanion)이라고 부르기로 한다.
적합한 다중음이온(polyanion)으로서, 예를 들면 폴리아크릴산(polyacrylic acids), 폴리메틸아크릴산(polymethyacrylic), 폴리말레산(polymaleic acids)과 같은 고분자 카르복시산(polymeric carboxylic acids)의 음이온들; 또는 폴리스티렌설폰산(polystyrenesulphonic acids), 폴리비닐설폰산(polyvinylsulphonic acids)과 같은 고분자 설폰산(polymeric sulphonic acids)의 음이온들이 있다. 또한, 폴리카르복시산(polycarboxylic acids)과 폴리설폰산(polysulphonic acids)은 비닐카르복실산(vinycarboxylic acids), 비닐설폰산(vinysulphonic acids)과 기타 중합가능한 단량체들의 공중합체(copolymer)일 수 있다. 상기 중합가능한 단량체의 예로는 아크릴산 에스테르(acrylic esters) 및 스티렌(styrene)이 있다.
특히 바람직한 고분자 음이온은 상기 폴리스티렌설폰산(polystyrenesulphonic acid)의 음이온이다(PSS).
다중음이온(polyanions)인 상기 중합산들의 분자량은 바람직하게는 1,000 내지 2,000,000이고, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 500,000이다. 상기 중합산 또는 이의 알칼리 금속염은 상업적으로 입수 가능하다. 예를 들면, 폴리스티렌설폰산(polystyrenesulphonic acids), 폴리아크릴산(polyacrylic acids)등은 공지의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 예를 들면, 참고문헌 [Houben Weyl, ‘Methods of Organic Chemistry, Vol. E 20(Macromolecular substances), part 2, (1987)' p.1141]을 참조할 수 있다.
전하 보상을 위한 카운터이온으로서 음이온들을 포함하는 양이온성 폴리티오펜은, 당해 기술분야에서 흔히 ‘폴리티오펜/(폴리)음이온 착물(complexes)’로 불리기도 한다.
상기 수분산물 또는 용액에서, 선택적으로 치환된 폴리티오펜(특히 상기 일반식 (Ⅰ)의 반복단위를 포함하는, 선택적으로 치환된 폴리티오펜)의 고형분 함량은 0.05 내지 3.0 wt.%(중량 퍼센트)이고, 바람직하게는 0.1 내지 1.0 wt.%이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 구체예에서, 상기 수분산물 또는 용액은 3,4-폴리에틸렌디옥시티오펜(3, 4-poly (ethylenedioxythiophene))과 폴리스티렌설포네이트(polystyrenesulphonate)를 포함한다.
본 발명과 관련하여, 적합한 용매는 적어도 부분적으로 물과 혼화성을 갖는 용매이다. 이러한 용매의 예로서, 알코올(예를 들면, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올 또는 옥탄올); 글리콜 또는 글리콜 에테르(예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 디프로필렌글리콜디메틸에테르); 또는 케톤(예를 들면, 아세톤 또는 메틸에틸케)이 있다.
상기 용매의 함량은 0 내지 90 wt%이고, 바람직하게는 5 내지 60 wt%이다. 본 발명에서는 표준압력에서 1,000℃ 미만의 비점을 갖는 용매들과, 1,000℃를 초과하는 비점을 갖는 용매들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분산물 또는 용액은 적어도 하나 이상의 고분자 결합제(polymeric binder)를 더 포함할 수 있다.
적합한 결합제는 고분자 유기 결합제들, 예를 들면 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 폴리염화비닐, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐부티레이트, 폴리아크릴산 에스테르, 폴리아크릴아미드, 폴리메탈크릴산 에스테르, 폴리메탈크릴아미드, 폴리아크릴니트릴, 스티렌/아크릴산 에스테르, 비닐 아세테이트/아크릴산 에스테르, 에틸렌/비닐 아세테이트 공중합체(copolymer), 폴리부타디엔, 폴리이소프렌, 폴리스티렌, 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리설폰, 멜라민-포름알데히드 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지 또는 셀룰로오스이다.
상기 고분자 결합제의 고형분 함량은 0 내지 3 wt.%이고, 바람직하게는 0 내지 1 wt%이다.
본 발명과 관련해서, 상기 분산물 또는 용액은 나아가 적어도 하나의 염료 및/또는 적어도 하나의 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 상기 염료의 함유량은 0 내지 5 wt.%이고, 바람직하게는 0 내지 0.5wt.%.이다. 유용한 염료는, 예를 들면 아조 염료(azo dyes), 아진 염료(azine dyes), 안트라퀴논 염료(anthraquinone dyes), 아크리딘 염료(acridine dyes), 시아닌 염료(cyanine dyes), 인디고 염료(indigo dyes), 니트로 염료(nitro dyes), 옥사진 염료(oxazine dyes), 프탈로사이아닌 염료(phthalocyanine), 프탈산 염료(phthalic acid dyes), 폴리메틴 염료(polymethine dyes), 티아진 염료(thiazine dyes), 트리아릴메탄 염료(triarylmethane dyes)를 포함한다.
상기 계면활성제의 함량은 0 내지 5 wt.%, 바람직하게는 0.01 내지 0.5 wt.%이다. 상기 계면활성제는 음이온성, 양이온성, 비이온성 또는 양쪽성 계면활성제, 고분자전해질(polyelectrolytes) 또는 블록 공중합체(block copolymers)일 수 있다.
상기 분산물 또는 용액은 접착 촉진제(promoter)를 더 포함할 수 있다. 상기 접착 촉진제의 예로서 유기 기능성 실란(organofunctional silanes) 또는 이들의 가수분해물들, 예를 들면 3-글리시딜옥시프로필트리알콕시실란(3- glycidyloxypropyltrialkoxysilane), 3-아미노프로필-트리에톡시실란(3-aminopropyl- triethoxysilane), 3-머캅토프로필트리메톡시실란(3-mercaptopropyltrimethoxysilane), 3-매타크릴프로필옥시트리메톡시실란(3- methacrylpropyloxytrimethoxysilane), 비닐트리메톡시실란 또는 옥틸트리에톡시 실란을 들 수 있다.
상기 분산물 또는 용액에서 물의 함량은 상기에서 언급한 다른 구성성분들을 고려하여 하기의 수식으로 계산된다.
물 함량 wt.% = 100 - 구성성분의 합(wt.%)
본 발명과 관련해서, 상기 염기성 첨가제로는 알칼리금속수산화물(예를 들면, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨); 알칼리금속탄산염 또는 알칼리금속탄산수소염(예를 들면, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산세슘); 알칼리토금속수산화물(예를 들면, 수산화마그네슘, 수산화칼슘, 수산화바륨, 수산화스트론튬); 알칼리토금속탄산염(예를 들면, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산바륨); 암모니아; 지방족알킬아민(예를 들면, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 에탄올아민, 디메틸에탄올아민 또는 트리에탄올아민과 같이, C1-C20-알킬 라디컬이 선택적으로 치환된 mono-, di- 또는 tri-알킬 아민)이 사용될 수 있다.
상기 분산물 또는 용액을 중화시키기 위하여, 상기 염기성 첨가제는 바람직하게는 물 및/또는 알코올을 용매로 하는 용액 형태로 사용된다. 적합한 알코올의 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 또는 옥탄올; 글리콜 또는 글리콜에테르(예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로판-1,2-디올 또는 프로판-1,3-디올)이 있다.
본 발명에 따른 방법에서, 상기 염기성 첨가제는 pH 측정기로 상기 분산물 또는 용액의 pH를 모니터링하면서 상기 분산물 또는 용액에 첨가되는데, 이때 바람직하게는 교반하에서 첨가된다. 상기 염기성 첨가제가 첨가된 후에는, 상기 분산물 또는 용액의 pH는 2 내지 10, 바람직하게는 4 내지 9, 더욱 바람직하게는 6 내지 8이어야 한다.
사용될 염기성 첨가제의 양은 중화 전의 분산물 또는 용액의 산 함량으로부터 자동적으로 산출된다. 염기성 첨가제는 중화될 산의 몰 당 0.05 내지 1.0 몰, 바람직하게는 0.1 내지 1.0몰로 첨가된다.
상기 염기성 첨가제가 첨가된 후에는, 상기 분산물 또는 용액은 인쇄(프린팅)에 앞서 여과된다. 적합한 필터의 예로는 포어 사이즈가 1 μm 미만, 바람직하게는 0.5μm 미만, 더욱 바람직하게는 0.2μm 미만인 폴리프로필렌 필터가 있다. 상기 여과 과정은 표준압력 하에서 또는 10bar까지의 가압 하에서 수행될 수 있다.
바람직하게는, 상기 용액을 1회 이상 필터를 통과시킨다. 예를 들면, 순환시키면서 상기 용액이 필터를 통과하도록 펌핑한다.
이와 같이 얻어진 분산물 또는 용액의 점도는 2 내지 2,000 mPas, 바람직하게는 5 내지 100 mPas, 더욱 바람직하게는 7 내지 25 mPas이다.
상기 분산물 또는 용액의 증가된 안정성 이외에도, 상기 염기성 첨가제의 첨가는 분산물 또는 용액이 덜 부식된다는 긍정적인 효과를 가진다. 그 결과, 잉크젯 프린터의 프린트 헤드에서의 부식이 방지되거나, 적어도 늦춰진다.
상기 염기성 첨가제의 첨가에 따른 추가 효과는, 분산물이 적용되는 기판이 전혀 식각되지 않는다는 점이다. 특히, 산화인듐주석(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 플루오르로 도핑된 산화아연(fluorine-doped zinc oxide, AZO)층과 같은 전도성 투명 무기물 층(투명 전도성 산화물, transparent- conductive oxides, 약칭 TCO)은 산성용액과 접촉 시 용해되는 경향이 있다. 이러한 경향은 금속 이온으로 상기 층(layer)의 오염을 야기할 수 있고, 전체적 구조의 기능에 불리하게 작용한다. 이는 디스플레이 내의 전기증폭회로(electic amplifier circuits)로 사용되는, 실리콘으로 구성된 능동형 기판(active matrix substrates)에도 동일하게 적용된다. 기판이 식각될 가능성은 pH 증가에 의하여 감소한다.
상기 분산물 또는 용액은 시판 중인 잉크젯 프린터(예를 들면, Dimatix사 제품)를 이용하여 인쇄될 수 있다. 적당한 잉크젯 DOD(drop on-demand) 프로세스는, 예를 들면 참고문헌 [ChipHeft 8 1994, p. 104 - 112]에 기재된 바와 같이, 압전용 프린트 헤드를 이용하거나, 버블젯 방식에 의하여 작동한다. 연속적인 잉크젯 방식으로 작동하는 잉크젯 프린터도 이와 유사하게 이용될 수 있다.
본 발명은 평탄하거나(flat) 구조화될 수 있는(structured) 전도성 코팅제를 추가적으로 제공하며, 그리고 이는 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제조된 전도성 코팅제는 특히 고분자, 예를 들면, 폴리에스테르 필름 상 인쇄 회로(유기 반도체를 기반으로 하는 전계 효과 트랜지스터 또는 집적회로를 제조하는데 사용됨)를 제작하는데 적합하다. 잉크젯 방식에 의한 유기전계효과 트랜지스터(OFETs)의 제조는 참고문헌 [Lithography-Free, self-aligned InkJet Printing with Sub-Hundred-Nanometer Resolution, CW. SeIe et al . , Adv. Mater. 2005, 17, 997-1001]에 상세하게 기재되어 있다.
추가적으로, 본 발명에 따른 방법에 의하여 제조된 전도성 코팅제는 무기 또는 유기 발광램프 투명전극(OEL) 또는 디스플레이용 투명 전극 또는 정공 주입층을 제조하는데 사용될 수 있다. 잉크젯 방식에 의한 고분자 전기발광소자(PLED)로 구성된 디스플레이의 제조방법에 대하여는 참고문헌 [Precision ink jet printing of polymer light emitting displays, J. F. Dijksman et al . , J. Mater. Chem. 2007, 17, 511-522]에 상세하게 기재되어 있다.
(
실시예
)
비교예
1
A 10 1 비커는 처음에 고형분 1.6%의 Baytron PH510(H.C.Starck GmbH사 제품) 2,560g으로 충진되었다. 게이트 교반기(gate stirrer)로 교반하는 동안, 하기의 순서로 특정물질들이 첨가되었다.
디메틸설폭사이드 100g
Dynol 604(Air Products사 제품) 8.0g
디에틸렌글리콜 400g
물 2,180g
에탄올 1,000g
n-옥탄올 2.0g
Triton X 100(Aldrich사 제품) 2.0g
분산물은 후속적으로 30분 동안 교반되었고, 그 다음 필터 카트리지(L& Z사 제품; 포어 사이즈: 0.2μm, 처리량: 14 1/hour)를 통해 6시간 동안 여과되었다.
실시예
1:
여과 전에 교반하면서 50% 디메틸에탄올아민 수용액을 첨가하는 것에 의하여 분산물액의 pH를 7로 조정하는 것을 제외하고는 비교예 1에서와 동일하게 분산물을 제조하였다. pH를 조정한 후에는 비교예 1에서와 같이 분산물을 여과하였다.
실시예
2:
비교예 1및 실시예 1에 따른 분산물 1.5ml 각각을 Dimatix사(社) DMP 2831 잉크젯 프린터 제품의 프린터 카트리지에 충진하였다. 상기 카트리지를 프린터에 장착하고, 2×2㎠ 면적으로 인쇄(프린팅)하였다. 인쇄는 상기 면적이 더 이상 완전히 채워지지 않거나, 강도(intensity)의 손실이 가시화될 때까지 반복되었다. 상기 인쇄는 175μm 두께의 폴리에스테르 필름 또는 종이 위에서 수행되었다.
전체면적이 인쇄된 숫자 | |
비교예 | 5 |
실시예 1 | 20 |
표1의 결과가 나타내는 바와 같이, 실시예 1에 따라 제조된 분산물을 사용할 경우, 비교예에 따라 제조된 분산물을 사용하는 경우보다 양호한 인쇄 결과를 얻을 수 있다.
Claims (10)
- 적어도 하나의 선택적으로 치환된 폴리티오펜, 적어도 하나의 다중음이온(polyanions), 물, 적어도 하나의 용매 및 적어도 하나의 염기성 첨가제를 포함하는 분산물 또는 용액을 포함하는 잉크젯 인쇄용 전도성 코팅제의 제조방법으로서,
상기 적어도 하나의 염기성 첨가제에 의하여 상기 분산물 또는 용액의 pH가 2 내지 10의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 선택적으로 치환된 폴리티오펜은 하기 일반식 (Ⅰ)의 반복 단위를 포함하고,
상기에서,
A는 선택적으로 치환된 C1-C5-알킬렌 라디컬이고,
R은 선형 또는 분지형의, 선택적으로 치환된 C1-C18-알킬 라디컬, 선택적으로 치환된 C5-C12-사이클로알킬 라디컬, 선택적으로 치환된 C6-C14-아릴 라디컬, 선택적으로 치환된 C7-C18-아랄킬 라디컬, 선택적으로 치환된 C1-C4-히드록시알킬 라디컬 또는 히드록실 라디컬이고,
x는 0 내지 8의 정수이고, 그리고
복수의 R 라디컬이 A에 결합된 경우,
상기 복수의 R라디컬은 같거나 다를 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산물 또는 용액은 3,4-폴리(에틸렌디옥시티오펜) 및 폴리스티렌설포네이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 염기성 첨가제는 알칼리금속수산화물, 알칼리금속탄산염, 알칼리토금속수산화물, 알칼리토금속탄산염, 암모니아 및 지방족알킬아민으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산물 또는 용액의 pH는 상기 적어도 하나의 염기성 첨가제에 의하여 6 내지 8의 값으로 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산물 또는 용액은 추가적으로 적어도 하나의 고분자 결합제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 분산물 또는 용액은 적어도 하나의 계면활성제 및/또는 적어도 하나의 염료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의하여 제조된 전도성 코팅제.
- 제 9항에 따른 전도성 코팅제를 트랜지스터, 전계 효과 트랜지스터, 집적회로, 투명 전극, 또는 무기 또는 유기 발광 장치(arrangement)에 사용하는 방법.
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