KR20120105539A

KR20120105539A - 유기 전자 （ｏｅ） 소자 제조용 조성물

Info

Publication number: KR20120105539A
Application number: KR20127019265A
Authority: KR
Inventors: 필립 에드워드 메이; 마크 제임스; 주잔네 호인; 케이티 패터슨; 마그다 곤칼베스-미스키에비츠
Original assignee: 메르크 파텐트 게엠베하
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-09-25
Also published as: US8974702B2; EP2725632B1; CN107573484A; US9054313B2; US9178156B2; CN102687299B; EP2517277A1; US20120273736A1; EP2517274B1; CN102668152A; US20130062581A1; JP2016156016A; WO2011076325A1; KR20170091788A; EP2517274A1; EP2725632B8; EP2517277B1; US20120283405A1; JP2013516053A; US20130165620A9

Abstract

본 발명은 유기 반도체 (OSC) 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 신규한 제형에 관한 것이다. 상기 제형은 디메틸 아니솔 용매를 포함한다. 또한, 본 발명은 유기 전자 (OE) 소자, 특히 유기 광전지 (OPV) 및 OLED 소자 제조를 위한 잉크로서의 이들 제형의 용도, 상기 신규한 제형을 사용하여 OE 소자를 제조하는 방법, 및 이러한 방법 및 제형으로부터 제조된 OE 소자, OLED 소자 및 OPV 전지에 관한 것이다.

Description

유기 전자 （ＯＥ） 소자 제조용 조성물 {COMPOSITION FOR THE PREPARATION OF ORGANIC ELECTRONIC (OE) DEVICES}

본 발명은 유기 반도체 (OSC) 및 유기 용매를 포함하는 신규 조성물, 유기 전자 (OE) 소자, 특히 유기 광전지 (OPV) 및 OLED 소자 제조용 전도성 잉크로서의 이의 용도, 신규 제형을 사용하여 OE 소자를 제조하는 방법, 및 이러한 방법 및 조성물로부터 제조된 OE 소자 및 OPV 전지에 관한 것이다.

OFET 또는 OPV 전지, 특히 가요성 소자와 같은 OE 소자를 제조하는 경우, 통상 잉크젯 인쇄, 롤 투 롤 인쇄 (roll to roll printing), 슬롯 다이 (slot dye) 코팅 또는 플렉소그래픽 / 그라비어 인쇄와 같은 인쇄 또는 코팅 기술이 사용되어 OSC 층에 적용된다. OSC 로서 유용한 본 유기 화합물 대부분의 낮은 용해도를 기반으로, 이들 기술은 높은 양으로 용매를 사용할 필요가 있다.

필름 형성 능력을 향상시키기 위해서, 결합제 또는 습윤제를 사용할 수 있다. 이들 부가제는 특히 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질 (저분자량을 가짐) 또는 중합체 화합물 (저분자량을 가짐) 에 관해 필요하다. 그러나, 이들 부가제는 조성물 및/또는 이의 수득된 OE 소자에 대해 결점을 부여할 수 있다.

US 2007/0221885 는 3 용매계에 관한 것이며 특히 활성 물질을 가용화시키는데 사용되는 한 용매, 기판에 대해 유사한 표면 에너지를 갖는 두 번째 용매 및 다른 두 용매가 혼합되도록 하는데 사용되는 세 번째 용매에 관한 것이다. 3,4-디메틸아니솔은 사용 가능성이 있는 물질로서 용매 목록 내에 언급되는데, 이는 용매 중 하나로서 예시되지는 않는다. 이 특허에 대한 주목적은 저표면 에너지 기판 상에 대한 인쇄적성을 얻는 것이다.

WO 2006/122732 는 유기 용매 또는 용매 혼합물 중, 삼중항 상태로부터 광을 방사하는 하나 이상의 유기 반도체의 조성물, 특히 용액에 관한 것이다. 상기 용매는 3,4-디메틸아니솔을 포함할 수 있다. 그러나, 예가 제공되지는 않는다. 또한, 상기 문헌은 중합체 유기 반도체성 화합물에 관한 것이다.

선행 기술은 저분자량 유기 발광 및 전하 수송 물질을 처리하기 위해 유용한 조성물을 제공한다. 그러나, 효율, 수명 및 산화 또는 물에 대한 민감성과 같은 OLED 층의 성능을 향상시키기 위한 영구적인 필요성이 존재한다.

이에 추가로, 제형은 저비용성이며 인쇄 방법이 용이하게 해야 한다. 인쇄 방법은 고속도에서 고품질 인쇄를 가능하게 해야 한다.

그러므로, 고성능, 긴 수명 및 물 또는 산화에 대한 저민감성을 갖는 고효율 OE 소자 제조를 가능하게 하는, OE 소자, 특히 박막 트랜지스터, 다이오드, OLED 디스플레이 및 OPV 전지의 제조에 적합한 OSC 를 포함하는 향상된 제형을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명의 한 목표는 이러한 향상된 제형을 제공하는 것이다. 또다른 목표는 이러한 제형으로부터 OE 소자를 제조하는 향상된 방법을 제공하는 것이다. 또다른 목적은 이러한 제형 및 방법으로부터 수득한 향상된 OE 소자를 제공하는 것이다. 추가 목표는 하기의 설명으로부터 당업자에게 즉각적으로 명백하다.

놀랍게도, 본 발명에서 청구한 바와 같은 방법, 물질 및 소자를 제공함으로써, 특히 본 발명의 제형을 사용하여 OE 소자를 제조하는 방법을 제공함으로써 이러한 목표가 이루어질 수 있으며 상기 언급한 문제점이 해결될 수 있다는 것이 발견되었다.

발명의 개요

본 발명은 분자량이 5000 g/mol 이하인 하나 이상의 유기 반도체성 화합물 (OSC), 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 조성물에 관한 것이며, 상기 유기 용매는 디메틸아니솔인 것을 특징으로 한다.

본 발명은 또한 OLED 소자, 특히 강성 및 가요성 OLED 소자 제조용 코팅 또는 인쇄 잉크로서의 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 조성물의 용도에 관한 것이다.

본 발명은 또한 하기 단계를 포함하는 유기 전자 (OE) 소자 제조 방법에 관한 것이다:

a) 바람직하게는 코팅 또는 인쇄, 매우 바람직하게는 잉크젯 인쇄, 플렉소그래픽 또는 그라비어 인쇄에 의해 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 조성물을 기판 상에 침착시켜 필름 또는 막을 형성시키는 단계,

b) 용매(들) 를 제거하는 단계.

본 발명은 또한 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 제형으로부터 및/또는 방법에 의해 제조된 OE 소자에 관한 것이다.

OE 소자는 비제한적으로, 유기 전계 효과 트랜지스터 (OFET), 집적 회로 (IC), 박막 트랜지스터 (TFT), 전파 식별 (RFID) 태그, 유기 발광 다이오드 (OLED), 유기 발광 트랜지스터 (OLET), 전계발광 디스플레이, 유기 광전지 (OPV), 유기 태양 전지 (O-SC), 가요성 OPV 및 O-SC, 유기 레이저다이오드 (O-레이저), 유기 집적 회로 (O-IC), 점등 장치, 센서 장치, 전극 물질, 광전도체, 광검출기, 전자사진 기록 장치, 커패시터, 전하 주입층, 쇼트키 (Schottky) 다이오드, 평탄화층, 정전기 방지 필름, 전도성 기판, 전도성 패턴, 광전도체, 전자사진 장치, 유기 메모리 소자, 바이오센서 및 바이오칩을 포함한다.

바람직한 구현예에 따라서, 본 발명은 유기 발광 다이오드 (OLED) 를 제공한다. OLED 소자는 예를 들어 조명용으로, 의료 조명 목적으로, 신호 장치로서, 신호체계 장치로서, 및 디스플레이에서 사용될 수 있다. 디스플레이는 수동 매트릭스 드라이빙, 총 매트릭스 어드레싱 또는 활성 매트릭스 드라이빙을 사용하여 어드레스될 수 있다. 투명 OLED 는 광학 투명 전극을 사용하여 제조될 수 있다. 가요성 OLED 는 가요성 기판 사용을 통해 접근가능하다.

본 발명의 제형, 방법 및 소자는 OE 소자의 효율 및 이의 제조에 있어서 놀라운 향상을 제공한다. 예기치 않게도, 이들 소자가 본 발명의 조성물을 사용하여 획득된다면 OE 소자의 성능, 수명 및 효율이 향상될 수 있다. 또한, 이들 제형이 인쇄 기술, 특히 플렉소그래픽 및 그라비어 인쇄에 적합하다는 것이 놀랍게도 발견되었다. 또한, 본 발명의 조성물은 놀랍게도 고수준의 필름 형성을 제공한다. 특히, 필름의 균질성 및 품질이 향상될 수 있다.

이에 추가로, 제형은 인쇄 방법이 용이하도록 할 수 있다. 인쇄 방법은 고속도에서 고품질 인쇄를 가능하게 한다.

상세한 설명

본 제형은 하나 이상의 유기 반도체성 화합물 (OSC) 을 포함한다. 상기 OSC 화합물은 당업자에게 알려져 있으며 문헌에서 기재되어 있는 표준 물질에서 선택될 수 있다. OSC 는 단량체 화합물 (또한 중합체 또는 거대분자에 비해 "소분자" 로서 지칭함), 또는 단량체 화합물에서 선택된 하나 이상의 화합물을 함유하는 혼합물, 분산액 또는 배합물일 수 있다.

본 발명의 양상에 따라서, OSC 는 바람직하게는 접합 방향족 분자이며, 바람직하게는 융합 또는 비융합될 수 있는 3 개 이상의 방향족 고리를 함유한다. 비융합 고리는 예를 들어 연결기, 단일 결합 또는 스피로-연결을 통해 연결된다. 바람직한 단량체 OSC 화합물은 5-, 6- 또는 7-원 방향족 고리로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 고리를 함유하며, 보다 바람직하게는 5- 또는 6-원 방향족 고리만을 함유한다.

각각의 방향족 고리는 임의로는 Se, Te, P, Si, B, As, N, O 또는 S, 바람직하게는 N, O 또는 S 에서 선택되는 하나 이상의 헤테로원자를 함유한다.

방향족 고리는 알킬, 알콕시, 폴리알콕시, 티오알킬, 아실, 아릴 또는 치환 아릴기, 할로겐, 특히 불소, 시아노, 니트로 또는 임의 치환된 2 차 또는 3 차 알킬아민 또는 아릴-아민 (-N(R^x)(R^y) 로 표시함, 상기 R^x 및 R^y 는 서로 독립적으로 H, 임의 치환된 알킬, 임의 치환된 아릴, 알콕시 또는 폴리알콕시기를 나타냄) 으로 임의 치환될 수 있다. R^x 및/또는 R^y 는 알킬 또는 아릴을 나타내며 이들은 임의로 불소화될 수 있다.

바람직한 고리는 접합 연결기 예컨대 -C(T¹)=C(T²)-, -C≡C- -N(R^z)-, -N=N-, -(R^z)C=N-, -N=C(R^z)- (상기 T¹ 및 T² 는 서로 독립적으로 H, Cl, F, -C=N- 또는 저급 알킬기, 바람직하게는 C₁ _-4 알킬기를 나타내고, R^z 는 H, 임의 치환된 알킬 또는 임의 치환된 아릴을 나타냄) 와 임의 융합되거나 임의 연결된다. R^z 는 알킬 또는 아릴이며 이들은 임의로 불소화될 수 있다.

바람직한 OSC 화합물은 축합 방향족 탄화수소 예컨대 테트라센, 크리센, 펜타센, 피렌, 페릴렌, 코로넨 또는 상술한 것의 가용성 치환 유도체; 올리고머 파라 치환 페닐렌 예컨대 p-쿼터페닐 (p-4P), p-퀸퀴페닐 (p-5P), p-섹시페닐 (p-6P), 또는 상술한 것의 가용성 치환 유도체; 피라졸린 화합물; 벤지딘 화합물; 스틸벤 화합물; 트리아진; 치환 금속- 또는 금속-미함유 포르핀, 프탈로시아닌, 플루오로프탈로시아닌, 나프탈로시아닌 또는 플루오로나프탈로시아닌; C₆₀ 및 C₇₀ 풀러렌 또는 이의 유도체; N, N'-디알킬, 치환 디알킬, 디아릴 또는 치환 디아릴-1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실 디이미드 및 플루오로 유도체; N, N'-디알킬, 치환 디알킬, 디아릴 또는 치환 디아릴 3,4,9,10-페릴렌테트라카르복실 디이미드; 베토페난트롤린; 디페노퀴논; 1,3,4-옥사디아졸; 11,11,12,12-테트라시아노나프토-2,6-퀴노디메탄; α,α'-비스(디티에노[3,2-b:2',3'-d]티오펜); 2,8-디알킬, 치환 디알킬, 디아릴 또는 치환 디아릴 안트라디티오펜; 2,2'-비벤조[1,2-b:4,5-b']-디티오펜에서 선택되는 소분자 (즉, 단량체 화합물) 를 포함한다. 바람직한 화합물은 가용성인 상기 목록으로부터의 것들 및 이의 유도체이다.

특히 바람직한 OSC 물질은 치환 폴리아센, 예컨대 6,13-비스(트리알킬실릴에티닐)펜타센 또는 이의 유도체, 예컨대 5,11-비스(트리알킬실릴에티닐)안트라디티오펜이다 (예를 들어 US 6,690,029, WO 2005/055248 A1, 또는 WO 2008/107089 A1 에서 기재된 바와 같음). 추가로 바람직한 OSC 물질은 폴리(3-치환 티오펜), 매우 바람직하게는 폴리(3-알킬티오펜) (P3AT) 이며 상기 알킬기는 바람직하게는 직쇄이고 바람직하게는 탄소수가 1 내지 12, 가장 바람직하게는 4 내지 10 이며, 예를 들어, 폴리(3-헥실티오펜) 이다.

본 발명에 따른 조성물은 0.01 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 0.2 내지 10 중량%, 가장 바람직하게는 0.25 내지 5 중량% 의 OSC 물질 또는 상응하는 배합물을 포함할 수 있다. % 데이터는 용매 또는 용매 혼합물 100% 에 관한 것이다. 조성물은 하나 또는 하나 초과, 바람직하게는 1, 2, 3 개 또는 3 개 초과의 OSC 화합물을 포함할 수 있다.

여기서 사용되는 유기 반도체성 화합물은 순수 성분 또는 둘 이상 성분의 혼합물 (이 중 하나 이상은 반도체성을 가져야 함) 이다. 그러나 혼합물을 사용하는 경우, 각 성분이 반도체성을 가질 필요는 없다. 따라서 예를 들어, 불활성 저분자량 화합물은 반도체 저분자량 화합물과 함께 사용될 수 있다. 마찬가지로, 불활성 매트릭스 또는 결합제로서 역할하는 비-전도성 중합체는, 반도체성을 갖는 하나 이상의 저분자량 화합물 또는 추가의 중합체와 함께 사용될 수 있다. 본 출원의 목적을 위해서, 잠재적으로 혼합된 비-전도성 성분은 전기-광학 비활성, 불활성, 불용성 (passive) 화합물을 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 유기 반도체성 화합물은 바람직하게는 분자량 5000 g/mol 이하, 특히 분자량 2000 g/mol 이하를 갖는다.

본 발명의 특정 양상에 따라서, 유기 반도체성 화합물은 바람직하게는 분자량 550 g/mol 이상, 특히 800 g/mol 이상, 특히 900 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 950 g/mol 이상을 가질 수 있다.

고용해도의 하나 이상의 유기 반도체성 화합물로 놀라운 향상이 이루어질 수 있다. 바람직한 유기 반도체성 화합물은 한센 (Hansen) 용해도 매개변수 17.0 내지 20.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_d, 2 내지 10.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_p 및 0.0 내지 15.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_h 를 포함할 수 있다. 보다 바람직한 유기 반도체성 화합물은 한센 용해도 매개변수 17.5 내지 19.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_d, 3.5 내지 8.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_p 및 3.0 내지 10.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_h를 포함한다.

한센 용해도 매개변수에 따라 측정된 반경 3.0 MPa⁰ ^.5 이상, 바람직하게는 4.5 MPa⁰ ^. ⁵이상, 보다 바람직하게는 5.0 MPa⁰ ^.5 이상을 갖는 유기 반도체성 화합물로 놀라운 효과가 이루어질 수 있다.

한센 용해도 매개변수는, Hanson and Abbot et al. 에 의해 제공되는 바와 같은 Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition, C. M. Hansen (2007), Taylor and Francis Group, LLC 를 참조로 하여 Practice HSPiP 3^rd edition (소프트웨어 버전 3.0.38) 에서의 한센 용해도 매개변수에 따라 측정될 수 있다.

위치 H_d, H_p 및 H_h 는 유기 반도체성 화합물의 중심에 대한 3 차원 공간에서의 좌표인 한편, 반경은 용해도가 연장되는 거리를 제공하는데, 즉 반경이 크다면 물질을 용해하는 용매를 더 많이 포함하고 반대로 반경이 작다면 제한된 수의 용매가 유기 반도체성 화합물을 가용화한다.

본 발명의 특정 양상에 따라서, 유기 반도체성 화합물은 높은 유리 전이 온도를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 유기 반도체성 화합물은 DIN 51005 에 따라 측정된 유리 전이 온도 70℃ 이상, 특히 100℃ 이상, 보다 바람직하게는 125℃ 이상을 가질 수 있다.

바람직한 유기 반도체성 화합물은 화합물에게 용해도를 제공하는 기를 포함할 수 있다. 이에 추가로, OE 소자, 특히 OLED 소자 제조에 유용한 다른 관능적 화합물은 가용화기를 포함할 수 있다. 다른 관능적 화합물은 예를 들어 호스트 물질, 정공-수송 물질, 전자- 또는 여기자-차단 물질, 형광 또는 인광 화합물용 매트릭스 물질, 정공-차단 물질 또는 전자-수송 물질을 포함한다.

따라서, 이들 화합물은 바람직하게는 하기 일반식 (I) 로 표시될 수 있으며:

[식 중,

A 는 관능적 구조 요소이고,

B 는 가용화 구조 요소이고,

k 는 1 내지 20 범위의 정수임],

상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-I) 을 갖고:

[식 중,

Ar^a 는 탄소수 4 내지 120 이며 하나 이상의 임의의 잔기 R 에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고,

R^a 는 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내며, 이들 R^a 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;

l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 임],

상기 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 표시한다.

바람직하게는, 일반식 (I) 의 지수 k 는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상의 정수이다.

본 발명의 목적을 위해서, 아릴기는 6 개 이상의 탄소 원자를 함유하고; 본 발명의 목적을 위해서, 헤테로아릴기는 2 개 이상의 탄소 원자 및 하나 이상의 헤테로원자를 함유하고, 단 탄소 원자 및 헤테로원자의 합은 5 이상이다. 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및/또는 S 에서 선택된다. 여기서 아릴기 또는 헤테로아릴기는 단순 방향족 고리, 즉 벤젠, 또는 단순 헤테로방향족 고리, 예를 들어 피리딘, 피리미딘, 티오펜 등, 또는 축합 아릴 또는 헤테로아릴기, 예를 들어 나프탈렌, 안트라센, 피렌, 퀴놀린, 이소퀴놀린 등을 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 목적을 위해서, 방향족 고리계는 고리계 내에 6 개 이상의 탄소 원자를 함유한다. 본 발명의 목적을 위해서, 헤테로방향족 고리계는 고리계 내에 2 개 이상의 탄소 원자 및 하나 이상의 헤테로원자를 함유하고, 단 탄소 원자 및 헤테로원자의 합은 5 이상이다. 헤테로원자는 바람직하게는 N, O 및/또는 S 에서 선택된다. 본 발명의 목적을 위해서, 방향족 또는 헤테로방향족 고리계는 아릴 또는 헤테로아릴기만을 반드시 함유할 필요는 없으나, 그 대신 추가로 다수의 아릴 또는 헤테로아릴기가 짧은 비-방향족 단위 (바람직하게는 H 외의 원자 10% 미만), 예를 들어, sp³-혼성 C, N 또는 O 원자 또는 카르보닐기에 의해 방해될 수 있는 시스템을 의미하는 것으로 의도된다. 따라서 예를 들어, 9,9'-스피로바이플루오렌, 9,9-디아릴플루오렌, 트리아릴아민, 디아릴 에테르, 스틸벤, 벤조페논 등과 같은 시스템이 또한 본 발명의 목적을 위한 방향족 고리계인 것으로 의도된다. 마찬가지로, 방향족 또는 헤테로방향족 고리계는 다수의 아릴 또는 헤테로아릴기가 단일 결합에 의해 서로 연결되는 시스템, 예를 들어 바이페닐, 터페닐 또는 바이피리딘을 의미하는 것으로 의도된다.

본 발명의 목적을 위해서, 추가로, 개별적인 H 원자 또는 CH₂ 기가 상기 언급한 기에 의해 치환될 수 있는 C₁- 내지 C₄₀-알킬기는, 특히 바람직하게는 라디칼 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, s-부틸, t-부틸, 2-메틸부틸, n-펜틸, s-펜틸, t-펜틸, 2-펜틸, 네오펜틸, 시클로펜틸, n-헥실, s-헥실, t-헥실, 2-헥실, 3-헥실, 네오헥실, 시클로헥실, 2-메틸펜틸, n-헵틸, 2-헵틸, 3-헵틸, 4-헵틸, 시클로헵틸, 1-메틸시클로헥실, n-옥틸, 2-에틸헥실, 시클로옥틸, 1-바이시클로[2.2.2]옥틸, 2-바이시클로-[2.2.2]-옥틸, 2-(2,6-디메틸)옥틸, 3-(3,7-디메틸)옥틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸 및 2,2,2-트리플루오로에틸을 의미하는 것으로 의도된다. C₂- 내지 C₄₀-알케닐기는 바람직하게는 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐, 시클로펜테닐, 헥세닐, 시클로헥세닐, 헵테닐, 시클로헵테닐, 옥테닐 또는 시클로-옥테닐을 의미하는 것으로 의도된다. C₂- 내지 C₄₀-알키닐기는 바람직하게는 에티닐, 프로피닐, 부티닐, 펜티닐, 헥시닐, 헵티닐 또는 옥티닐을 의미하는 것으로 의도된다. C₁- 내지 C₄₀-알콕시기는 바람직하게는 메톡시, 트리플루오로메톡시, 에톡시, n-프로폭시, i-프로폭시, n-부톡시, i-부톡시, s-부톡시, t-부톡시 또는 2-메틸부톡시를 의미하는 것으로 의도된다. 방향족 고리 원자수 5 - 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (또한 각각의 경우 상기 언급한 라디칼 R 에 의해 치환될 수 있으며 임의의 원하는 위치를 통해 방향족 또는 헤테로방향족 고리계에 연결될 수 있음) 는 특히 벤젠, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 벤즈안트라센, 벤조페난트렌, 피렌, 크리센, 페릴렌, 플루오르안텐, 벤조플루오르안텐, 나프타센, 펜타센, 벤조피렌, 바이페닐, 바이페닐렌, 터페닐, 터페닐렌, 플루오렌, 벤조플루오렌, 디벤조플루오렌, 스피로바이플루오렌, 디히드로페난트렌, 디히드로피렌, 테트라히드로피렌, 시스- 또는 트랜스-인데노플루오렌, 시스- 또는 트랜스-모노벤조인데노플루오렌, 시스- 또는 트랜스-디벤조인데노플루오렌, 트룩센, 이소트룩센, 스피로-트룩센, 스피로-이소트룩센, 푸란, 벤조푸란, 이소벤조푸란, 디벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 이소벤조티오펜, 디벤조티오펜, 피롤, 인돌, 이소인돌, 카르바졸, 피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 아크리딘, 페난트리딘, 벤조-5,6-퀴놀린, 벤조-6,7-퀴놀린, 벤조-7,8-퀴놀린, 페노티아진, 페녹사진, 피라졸, 인다졸, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 나프트이미다졸, 페난트리미다졸, 피리딘이미다졸, 피라진이미다졸, 퀴녹살린이미다졸, 옥사졸, 벤족사졸, 나프트옥사졸, 안트록사졸, 페난트록사졸, 이속사졸, 1,2-티아졸, 1,3-티아졸, 벤조티아졸, 피리다진, 벤조피리다진, 피리미딘, 벤조피리미딘, 퀴녹살린, 1,5-디아자안트라센, 2,7-디아자피렌, 2,3-디아자피렌, 1,6-디아자피렌, 1,8-디아자피렌, 4,5-디아자피렌, 4,5,9,10-테트라아자페릴렌, 피라진, 페나진, 페녹사진, 페노티아진, 플루오루빈, 나프티리딘, 아자카르바졸, 벤조카르볼린, 페난트롤린, 1,2,3-트리아졸, 1,2,4-트리아졸, 벤조트리아졸, 1,2,3-옥사디아졸, 1,2,4-옥사디아졸, 1,2,5-옥사디아졸, 1,3,4-옥사디아졸, 1,2,3-티아디아졸, 1,2,4-티아디아졸, 1,2,5-티아디아졸, 1,3,4-티아디아졸, 1,3,5-트리아진, 1,2,4-트리아진, 1,2,3-트리아진, 테트라졸, 1,2,4,5-테트라진, 1,2,3,4-테트라진, 1,2,3,5-테트라진, 푸린, 프테리딘, 인돌리진 및 벤조티아디아졸에서 유래한 기를 의미하는 것으로 의도된다.

경화성기는 불용성인 가교 물질을 형성시키기 위해 불가역성으로 반응할 수 있는 관능기를 의미한다. 상기 가교는 가열 또는 UV-, 마이크로웨이브, x-선 또는 전자빔 조사에 의해 지속될 수 있다. 바람직하게는, 소량의 부산물만이 형성된다. 또한, 경화성기는 가교를 용이하게 하여, 가교를 얻기 위해 소량의 에너지만이 필요하다 (예를 들어, 열 가교에 대해 < 200℃).

경화성기의 예는 이중 결합, 삼중 결합, 이중 및/또는 삼중 결합 형성을 위한 전구체를 포함하는 단위, 부가 중합이 가능한 헤테로시클릭 잔기를 포함하는 단위이다.

경화성기는 예를 들어, 비닐, 알케닐, 바람직하게는 에테닐 및 프로페닐, C_4-20-시클로알케닐, 아지드, 옥시란, 옥세탄, 디(히드로카르빌)아미노, 시아네이트 에스테르, 히드록시, 글리시딜 에테르, C₁ _-10-알킬아크릴레이트, C₁ _-10-알킬메타크릴레이트, 알케닐옥시, 바람직하게는 에테닐옥시, 퍼플루오로 알케닐옥시, 바람직하게는 퍼플루오르에테닐옥시, 알키닐, 바람직하게는 에티닐, 말레 이미드, 트리(C₁ _-4)-알킬실록시 및 트리(C₁ _-4)-알킬실릴을 포함한다. 특히 바람직한 것은 비닐 및 알케닐이다.

일반식 (L-I) 을 갖는 가용화 구조 요소 B 의 예는 하기를 포함한다:

상기 화학식에서, 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 표시한다.

보다 바람직하게는, 유기 반도체성 화합물 및/또는 다른 관능적 화합물은 하기 일반식 (II) 에 의해 표시될 수 있으며:

[식 중,

A 는 관능적 구조 요소이고,

B 는 가용화 구조 요소이고,

k 는 1 내지 20 범위의 정수임],

상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-II) 를 갖고:

[식 중,

Ar^b, Ar^c 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 60 이며 하나 이상의 임의의 잔기 R 에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고,

X 는 각각 독립적으로 N 또는 CR^b, 바람직하게는 CH 를 나타내고,

R^a, R^b 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내고, 이들 R^a 및/또는 R^b 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;

l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 임],

상기 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 나타낸다.

바람직하게는, 일반식 (II) 의 지수 k 는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상의 정수이다.

상기 화학식 (I) 및/또는 (II) 에 따른 화합물에서, 잔기 R 은 바람직하게는 F, Cl, Br, I, N(Ar)₂, N(R')₂, CN, NO₂, Si(R')₃, B(OR')₂, C(=O)Ar, C(=O)R', P(=O)(Ar)₂, P(=O)(R')₂, S(=O)Ar, S(=O)R', S(=O)₂Ar, S(=O)₂R', -CR'=CR'Ar, OSO₂R', 직쇄 알킬, 알콕시 오데르 티오알콕시기 (탄소수 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 20) 또는 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 3 내지 40, 바람직하게는 3 내지 20) (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R' 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비-인접 CH₂ 기는 R'C=CR', C≡C, Si(R')₂, Ge(R')₂, Sn(R')₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR', P(=O)(R'), SO, SO₂, NR', O, S 또는 CONR' 에 의해 대체될 수 있고, 여기서 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I, CN 또는 NO₂ 에 의해 대체될 수 있음), 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기 (이는 하나 이상의 라디칼 R' 에 의해 치환될 수 있음), 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R' 에 의해 치환될 수 있음) 또는 이들 시스템의 조합에서 선택될 수 있으며; 여기서 둘 이상의 치환기 R 은 또한 서로 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있으며, 여기서 R' 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게 H 또는 탄소수 1 내지 20 의 지방족 또는 방향족 카르빌기를 나타내고, Ar 은 탄소수 2 내지 30 의 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타낸다.

보다 바람직하게는, 유기 반도체성 화합물 및/또는 다른 관능적 화합물은 하기 일반식 (III) 에 의해 표시될 수 있으며:

[식 중,

A 는 관능적 구조 요소이고,

B 는 가용화 구조 요소이고,

k 는 1 내지 20 범위의 정수임],

상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-III) 를 갖고:

[식 중,

R^a, R^b, R^c, R^d 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내며, 이들 R^a, R^b, R^c 및/또는 R^d 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a, R^b, R^c 및/또는 R^d 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;

l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고;

m 은 0, 1, 2 또는 3 이고;

n, o 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 0, 1, 2, 3, 4 또는 5 를 나타냄],

바람직하게는, 잔기 R^a, R^b, R^c, R^d 는 수소 (l, m, n 및 o = 0), 탄소수 1 내지 20 의 직쇄 알킬 또는 알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기를 나타낸다.

바람직하게는, 일반식 (III) 의 지수 k 는 2 이상, 보다 바람직하게는 3 이상의 정수이다.

본 발명의 바람직한 양상에 따라서, 화학식 (I), (II) 및 (III) 에서 관능적 구조 요소 A 대 구조 요소 B 의 중량비는 바람직하게는 2:1 내지 1:20, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:3 의 범위이다.

바람직한 가용화 구조 요소 B 는 예를 들어, 하기 화학식에 따른 구조 요소를 포함한다:

본 발명의 특정 구현예에 따라서, OSC 는 예를 들어 OFET 의 반도체성 채널에서의 활성 채널 물질로서, 또는 유기 정류 다이오드의 층 요소로서 사용될 수 있다.

OFET 층이 활성 채널 물질로서 OSC 를 함유하는 OFET 소자의 경우, 이는 n- 또는 p-형 OSC 일 수 있다. 반도체 채널은 또한 동일 유형, 즉 n- 또는 p-형의 둘 이상의 OSC 화합물의 복합체일 수 있다. 또한, p-형 채널 OSC 화합물은 예를 들어, OSC 층 도핑의 효과를 위해 n-형 OSC 화합물과 혼합될 수 있다. 다층 반도체가 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, OSC 는 단열재 접점 근처에 내재적일 수 있으며 고도로 도핑된 부위는 내재층 다음으로 추가로 코팅될 수 있다.

바람직한 OSC 화합물은 1x10^-5 cm²V^-1s^-1 초과, 매우 바람직하게는 1x10^-2 cm² V^-1s^-1 초과의 FET 이동성을 갖는다.

특히 바람직한 단량체 OSC 화합물은, 예를 들어 US 6,690,029, WO 2005/055248 A1 또는 US 7,385,221 에서 기재된 바와 같이, 치환된 올리고아센 예컨대 펜타센, 테트라센 또는 안트라센, 또는 이의 헤테로시클릭 유도체, 예컨대 비스(트리알킬실릴-에티닐) 올리고아센 또는 비스(트리알킬실릴에티닐) 헤테로아센으로 이루어지는 군에서 선택된다.

특히 바람직한 단량체 OSC 화합물은 하기 화학식 M1 (폴리아센) 에서 선택된다:

상기 식 중에서, 동일하거나 상이할 수 있는 각각의 R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹ 및 R¹² 는 독립적으로 하기를 나타내고: 수소; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 알콕시기; 임의 치환된 C₆-C₄₀ 아릴옥시기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기;

독립적으로, 각각의 쌍R¹ 및 R², R² 및 R³, R³ 및 R⁴, R⁷ 및 R⁸,R⁸ 및 R⁹,R⁹ 및 R¹⁰ 은 임의로는 가교-브릿지되어 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 형성하고, 상기 포화 또는 불포화 고리는 산소 원자, 황 원자 또는 화학식 -N(R^a)- (상기 R^a 는 수소 원자 또는 임의 치환된 탄화수소기임) 의 기에 의해 개입될 수 있거나, 임의로 치환될 수 있고;

폴리아센 골격의 하나 이상의 탄소 원자는 임의로는 N, P, As, O, S, Se 및 Te 에서 선택되는 헤테로원자에 의해 치환될 수 있고;

폴리아센의 인접 고리 위치에 위치하는 임의의 둘 이상의 치환기 R¹-R¹² 는 독립적으로, 함께, O, S 또는 -N(R^a) 에 의해 임의로 개입되는 추가의 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 임의로 구성할 수 있으며, 여기서 R^a 는 상기 정의한 바와 같거나, 폴리아센에 융합된 방향족 고리계이고;

n 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, 바람직하게는 n 은 0, 1 또는 2 이고, 가장 바람직하게는 n 은 0 또는 2 이며, 이는 폴리아센 화합물이 펜타센 화합물 (n=2 인 경우) 또는 "유사 (pseudo) 펜타센" 화합물 (n=0 인 경우) 이라는 것을 의미한다.

바람직하게는, 화학식 M1 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

매우 바람직한 것은 하기 화학식 M1a 의 화합물이다 (치환된 펜타센):

상기 식 중에서, R¹, R², R³, R⁴,R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷ 은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로 하기를 나타내고: H; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 알콕시기; 임의 치환된 C₆-C₄₀ 아릴옥시기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시-카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴기; A 는 규소 또는 게르마늄을 나타내고;

독립적으로 각각의 쌍 R¹ 및 R², R² 및 R³, R³ 및 R⁴, R⁷ 및 R⁸,R⁸ 및 R⁹,R⁹ 및 R¹⁰, R¹⁵ 및 R¹⁶, 및 R¹⁶ 및 R¹⁷ 은 임의로는 서로 가교-브릿지되어 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 형성하는데, 포화 또는 불포화 고리는 임의로는 산소 원자, 황 원자 또는 화학식 -N(R^a)- (상기 R^a 는 수소 원자 또는 탄화수소기임) 의 기에 의해 개입되거나 임의 치환되고;

폴리아센 골격의 하나 이상의 탄소 원자는 N, P, As, O, S, Se 및 Te 에서 선택되는 헤테로원자에 의해 임의 치환된다.

바람직하게는, 화학식 M1a 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

추가로 바람직한 것은 하기 화학식 M1b 의 화합물이다 (치환된 헤테로아센):

상기 식 중에서, R², R³, R⁸, R⁹, R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷ 은 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 각각 독립적으로 하기를 나타내고: H; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 알콕시기; 임의 치환된 C₆-C₄₀ 아릴옥시기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시-카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH-₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴기; A 는 규소 또는 게르마늄을 나타내고;

독립적으로 각각의 쌍 R² 및 R³, R⁸ 및 R⁹, R¹⁵ 및 R¹⁶, 및 R¹⁶ 및 R¹⁷ 은 임의로는 서로 가교-브릿지되어 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 형성하는데, 포화 또는 불포화 고리는 임의로는 산소 원자, 황 원자 또는 화학식 -N(R^a)- (상기 R^a 는 수소 원자 또는 탄화수소기임) 의 기에 의해 개입되며 임의 치환되고;

특히 바람직한 것은 하위화학식 M1b 의 화합물이며, 여기서 하나 이상의 쌍 R² 및 R³, 및 R⁸ 및 R⁹ 는 서로 가교-브릿지되어 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 형성하는데, 이는 산소 원자, 황 원자 또는 화학식 -N(R^a)- (상기 R^a 는 수소 원자 또는 탄화수소기임) 의 기에 의해 개입되며 임의 치환된다.

바람직하게는, 화학식 M1b 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며, 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

특히 바람직한 것은 하기 하위화학식 M1b1 의 화합물이다 (실릴에티닐화 헤테로아센):

[식 중,

Y¹ 및 Y² 중 하나는 -CH= 또는 =CH- 를 나타내며 다른 것은 -X- 를 나타내고, Y³ 및 Y⁴ 중 하나는 -CH= 또는 =CH- 를 나타내며 다른 것은 -X- 를 나타내고,

X 는 -O-, -S-, -Se- 또는 -NR"'- 이고,

R' 는 H, F, Cl, Br, I, CN, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의, 임의로는 불소화 또는 퍼불소화 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시, 탄소수 6 내지 30 의, 임의로는 불소화 또는 퍼불소화 아릴, 바람직하게는 C₆F₅, 또는 CO₂R"" 이고, R"" 은 H, 임의로는 탄소수 1 내지 20 의 불소화 알킬 또는 임의로는 탄소수 2 내지 30, 바람직하게는 탄소수 5 내지 20 의 불소화 아릴이고,

R" 는, 서로 독립적으로 다수 발생하는 경우, 탄소수 1 내지 20, 바람직하게는 탄소수 1 내지 8 의 시클릭, 직쇄 또는 분지형 알킬 또는 알콕시, 또는 탄소수 2 내지 30 의 아릴이고, 이들 모두는 임의로는 불소화 또는 퍼불소화되며, SiR"₃ 는 바람직하게는 트리알킬실릴이고,

R"' 는 H 또는 탄소수 1 내지 10 의 시클릭, 직쇄 또는 분지형 알킬이고, 바람직하게는 H 이고,

m 은 0 또는 1 이고,

o 는 0 또는 1 임].

특히 바람직한 것은 화학식 M1b1 의 화합물이며, 여기서 m 및 o 는 0 이고/이거나 X 는 S 이고/이거나 R' 는 F 이다.

바람직한 구현예에서 하위화학식 M1b1 의 화합물이 제공되며 하기 화학식의 항- 및 동시-이성질체의 혼합물로서 사용된다:

[식 중,

X, R, R', R", m 및 o 는 서로 독립적으로 화학식 M1b1 에서 주어진 의미 중 하나를 갖거나, 상기 및 하기에서 주어진 바람직한 의미 중 하나를 갖고, X 는 바람직하게는 S 이고, m 및 o 는 바람직하게는 0 이다.

상기 및 하기 사용된 바와 같은 용어 "카르빌기" 는 임의의 비-탄소 원자가 없거나 (예를 들어 -C≡C-) 임의로는 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge 과 같은 하나 이상의 비-탄소 원자와 조합된 (예를 들어 카르보닐 등) 하나 이상의 탄소 원자를 포함하는 일가 또는 다가 유기 라디칼 부분을 나타낸다. 용어 "히드로카르빌기" 는 하나 이상의 H 원자를 추가로 함유하며 임의로는 하나 이상의 헤테로원자, 예를 들어 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 또는 Ge 를 함유하는 카르빌기를 나타낸다.

탄소수 3 이상의 카르빌 또는 히드로카르빌기는 또한 직쇄, 분지쇄 및/또는 시클릭 (스피로 및/또는 융합 고리 포함) 일 수 있다.

바람직한 카르빌 및 히드로카르빌기는 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐, 알콕시카르보닐, 알킬카르보닐옥시 및 알콕시카르보닐옥시를 포함하며, 이들 각각은 임의 치환되고 탄소수가 1 내지 40, 바람직하게는 1 내지 25, 매우 바람직하게는 1 내지 18 이며, 또한 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 6 내지 25 의 임의 치환된 아릴 또는 아릴옥시, 또한 각각 임의 치환되며 탄소수 6 내지 40, 바람직하게는 7 내지 40 인 알킬아릴옥시, 아릴카르보닐, 아릴옥시카르보닐, 아릴카르보닐옥시 및 아릴옥시카르보닐옥시이며, 이들 기 모두는 임의로는 하나 이상의 헤테로원자, 특히 N, O, S, P, Si, Se, As, Te 및 Ge 에서 선택된 헤테로원자를 함유한다.

카르빌 또는 히드로카르빌기는 포화 또는 불포화 비-시클릭기, 또는 포화 또는 불포화 시클릭기일 수 있다. 불포화 비-시클릭 또는 시클릭기가 바람직하며, 특히 아릴, 알케닐 및 알키닐기 (특히 에티닐) 가 바람직하다. C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기가 비-시클릭인 경우, 상기 기는 직쇄 또는 분지형일 수 있다. C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기는 예를 들어 하기를 포함한다: C₁-C₄₀ 알킬기, C₂-C₄₀ 알케닐기, C₂-C₄₀ 알키닐기, C₃-C₄₀ 알릴기, C₄-C₄₀ 알킬디에닐기, C₄-C₄₀ 폴리에닐기, C₆-C₁₈ 아릴기, C₆-C₄₀ 알킬아릴기, C₆-C₄₀ 아릴알킬기, C₄-C₄₀ 시클로알킬기, C₄-C₄₀ 시클로알케닐기 등. 전술한 기 중 바람직한 것은 각각 C₁-C₂₀ 알킬기, C₂-C₂₀ 알케닐기, C₂-C₂₀ 알키닐기, C₃-C₂₀ 알릴기, C₄-C₂₀ 알킬디에닐기, C₆-C₁₂ 아릴기 및 C₄-C₂₀ 폴리에닐기이다. 또한 포함되는 것은, 탄소 원자를 갖는 기 및 헤테로원자를 갖는 기의 조합, 예를 들어, 알키닐기, 바람직하게는 에티닐이다 (즉 실릴기, 바람직하게는 트리알킬실릴기로 치환됨).

아릴 및 헤테로아릴은 바람직하게는 탄소수 25 이하의 모노-, 바이- 또는 트리시클릭 방향족 또는 헤테로방향족기이며 이는 또한 축합 고리를 포함할 수 있고 하나 이상의 L 기로 임의 치환되는데, 여기서 L 은 할로겐 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬, 알콕시, 알킬카르보닐 또는 알콕시카르보닐기이며 하나 이상의 H 원자가 F 또는 Cl 에 의해 대체될 수 있다.

특히 바람직한 아릴 및 헤테로아릴기는 또한, 하나 이상의 CH 기가 N, 나프탈렌, 티오펜, 셀레노펜, 티에노티오펜, 디티에노티오펜, 플루오렌 및 옥사졸에 의해 대체될 수 있는 페닐이며, 이들 모두 상기 정의된 바와 같은 L 로 비치환, 단일- 또는 다중치환될 수 있다.

상기 화학식 및 하위화학식에서의 특히 바람직한 치환기 R, R^s 및 R¹ ^-17 은 탄소수 1 내지 20 의 직쇄, 분지형 또는 시클릭 알킬에서 선택되는데, 이는 비치환되거나 F, Cl, Br 또는 I 에 의해 단일- 또는 다중치환되며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 임의로는, 각각의 경우 서로 독립적으로, O 및/또는 S 원자가 서로 직접적으로 연결되지 않는 방식으로 -O-, -S-, -NR^b-, -SiR^bR^c-, -CX¹=CX²- 또는 -C≡C- 에 의해 대체되거나, 바람직하게는 탄소수 1 내지 30 의 임의 치환된 아릴 또는 헤테로아릴을 나타내고, R^b 및 R^c 는 서로 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 12 의 알킬이며, X¹ 및 X² 는 서로 독립적으로 H, F, Cl 또는 CN 이다.

R¹⁵ ^-17 및 R" 는 바람직하게는 C₁-C₄₀-알킬기, 바람직하게는 C₁-C₄-알킬, 가장 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필 또는 이소프로필, C₆-C₄₀-아릴기, 바람직하게는 페닐, C₆-C₄₀-아릴알킬기, C₁-C₄₀-알콕시기, 또는 C₆-C₄₀-아릴알킬옥시기에서 선택되는 동일하거나 상이한 기이며, 이들 기 모두는 예를 들어 하나 이상의 할로겐 원자로 임의 치환된다. 바람직하게는, R¹⁵ ^-17 및 R" 는 각각 독립적으로, 임의 치환된 C_1-12-알킬, 보다 바람직하게는 C₁ _-4-알킬, 가장 바람직하게는 C₁ _-3-알킬, 예를 들어 이소프로필, 및 임의 치환된 C₆ _-10-아릴, 바람직하게는 페닐에서 선택된다. 추가로 바람직한 것은 화학식 -SiR¹⁵R¹⁶ 의 실릴기인데, 식 중 R¹⁵ 는 상기 정의된 바와 같으며 R¹⁶ 은 Si 원자와 함께 시클릭 실릴 알킬기를 형성한다 (바람직하게는 탄소수 1 내지 8).

한 바람직한 구현예에서 모든 R¹⁵ ^-17, 또는 모든 R" 는 동일한 기, 예를 들어 동일한, 임의 치환된 알킬기이다 (트리이소프로필실릴에서와 같이). 매우 바람직하게는 모든 R¹⁵ ^-17, 또는 모든 R" 는 동일한, 임의 치환된 C₁ _-10, 보다 바람직하게는 C₁ _-4, 가장 바람직하게는 C₁ _-3 알킬기이다. 이러한 경우 바람직한 알킬기는 이소프로필이다.

바람직한 기 -SiR¹⁵R¹⁶R¹⁷ 및 SiR"₃ 은 비제한적으로, 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리프로필실릴, 디메틸에틸실릴, 디에틸메틸실릴, 디메틸프로필실릴, 디메틸이소프로필실릴, 디프로필메틸실릴, 디이소프로필메틸실릴, 디프로필에틸실릴, 디이소프로필에틸실릴, 디에틸이소프로필실릴, 트리이소프로필실릴, 트리메톡시실릴, 트리에톡시실릴, 트리페닐실릴, 디페닐이소프로필실릴, 디이소프로필페닐실릴, 디페닐에틸실릴, 디에틸페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 트리페녹시실릴, 디메틸메톡시실릴, 디메틸페녹시실릴, 메틸메톡시페닐실릴 등을 포함하며, 여기서 알킬, 아릴 또는 알콕시기는 임의 치환된다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, OSC 물질은 유기 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질이다. 유기 발광 물질 및 전하 수송 물질은 당업자에게 알려져 있으며 문헌에 기재되어 있는 표준 물질에서 선택될 수 있다. 본 출원에 따른 유기 발광 물질은 400 내지 700 nm 의 범위에서 λ_max 를 갖는 광을 방사하는 물질을 의미한다.

적합한 인광 화합물은 특히, 바람직하게는 가시 영역에서, 적합한 여기 상에서 광을 방사하며, 또한 20 초과, 바람직하게는 38 초과 및 84 미만, 보다 바람직하게는 56 초과 및 80 미만의 원자 번호를 갖는 하나 이상의 원자를 함유하는 화합물이다. 사용한 인광 방사체는 바람직하게는 구리, 몰리브덴, 텅스텐, 레늄, 루테늄, 오스뮴, 로듐, 이리듐, 팔라듐, 백금, 은, 금 또는 유로퓸을 함유하는 화합물, 특히 이리듐 또는 백금을 함유하는 화합물이다.

특히 바람직한 유기 인광 화합물은 하기 화학식 (1) 내지 (4) 의 화합물이다:

[식 중,

DCy 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 하나 이상의 공여기 원자, 바람직하게는 질소, 탄소를 카르벤 또는 인의 형태로 함유하는 시클릭기이고 이를 통해 시클릭기가 금속에 결합하며 다음에는 하나 이상의 치환기 R¹⁸ 을 가질 수 있고; DCy 및 CCy 기는 공유 결합을 통해 서로 연결되고;

CCy 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 탄소 원자를 함유하는 시클릭기이고 이를 통해 시클릭기가 금속에 결합하며 다음에는 하나 이상의 치환기 R¹⁸ 을 가질 수 있고;

A 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 단일음이온성, 이중자리 킬레이트 리간드, 바람직하게는 디케토네이트 리간드이고;

R¹⁸ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하며, F, Cl, Br, I, NO₂, CN, 탄소수 1 내지 20 의 직쇄, 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O-, -S-, -NR¹⁹-, -CONR¹⁹-, -CO-O-, -C=O-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 수소 원자가 F 에 의해 대체될 수 있음), 또는 탄소수 4 내지 14 이며 하나 이상의 비방향족 R¹⁸ 라디칼에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기이고, 동일한 고리 또는 2 개의 상이한 고리 상의 다수의 치환기 R¹⁸ 은 다음에 함께 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;

R¹⁹ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 탄소수 1 내지 20 의 직쇄, 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O-, -S-, -CO-O-, -C=O-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 수소 원자가 F 에 의해 대체될 수 있음), 또는 탄소수 4 내지 14 이며 하나 이상의 비방향족 R¹⁸ 라디칼에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기임].

다수의 라디칼 R¹⁸ 사이의 고리계 형성은, 브릿지가 또한 DCy 및 CCy 기 사이에 존재할 수 있다는 것을 의미한다.

또한, 다수의 라디칼 R¹⁸ 사이의 고리계 형성은, 브릿지가 또한 2 개 또는 3 개의 리간드 CCy-DCy 또는 1 개 또는 2 개의 리간드 CCy-DCy 및 리간드 A 사이에 존재할 수 있다는 것을 의미한다 (다중자리 또는 다지 리간드계를 제공함).

바람직하게는, 화학식 (1), (2), (3) 및 (4) 에 따른 반도체성 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

상기 기재된 방사체의 예는 출원 WO　00/70655, WO　01/41512, WO　02/02714, WO　02/15645, EP　1191613, EP　1191612, EP　1191614, WO　04/081017, WO　05/033244, WO　05/042550, WO　05/113563, WO　06/008069, WO　06/061182, WO　06/081973 및 DE　102008027005 에 의해 밝혀진다. 일반적으로, 인광 OLED 에 대한 선행 기술에 따라 사용되는 바와 같으며 유기 전계발광 분야에서 당업자에게 알려져 있는 바와 같은 모든 인광 복합체가 적합하고, 당업자는 발명적 단계 없이 추가의 인광 화합물을 사용할 수 있다. 특히, 인광 복합체가 방사 색으로 방사된다는 것이 당업자에게 알려져 있다.

바람직한 인광 화합물의 예를 하기 표에 나타낸다.

바람직한 도펀트는 모노스티릴아민, 디스티릴아민, 트리스티릴아민, 테트라스티릴아민, 스티릴 포스핀, 스티릴 에테르 및 아릴아민의 부류에서 선택된다. 모노스티릴아민은 하나의 치환 또는 비치환 스티릴기 및 하나 이상의, 바람직하게는 방향족 아민을 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 디스티릴아민은 2 개의 치환 또는 비치환 스티릴기 및 하나 이상의, 바람직하게는 방향족 아민을 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 트리스티릴아민은 3 개의 치환 또는 비치환 스티릴기 및 하나 이상의, 바람직하게는 방향족 아민을 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 테트라스티릴아민은 4 개의 치환 또는 비치환 스티릴기 및 하나 이상의, 바람직하게는 방향족 아민을 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 스티릴기는 특히 바람직하게는, 추가로 또한 치환될 수 있는 스틸벤이다. 상응하는 포스핀 및 에테르는 아민과 유사하게 정의된다. 본 발명의 목적을 위해서, 아릴아민 또는 방향족 아민은 질소에 직접 결합한 3 개의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계를 함유하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 이들 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 중 하나 이상은 바람직하게는 축합 고리계이며, 특히 바람직하게는 14 개 이상의 방향족 고리 원자를 갖는다. 이의 바람직한 예는 방향족 안트라센아민, 방향족 안트라센디아민, 방향족 피렌아민, 방향족 피렌-디아민, 방향족 크리센아민 또는 방향족 크리센디아민이다. 방향족 안트라센아민은 하나의 디아릴아미노기가 안트라센기에, 바람직하게는 9-위치에서 직접 결합하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 방향족 안트라센디아민은 2 개의 디아릴아미노기가 안트라센기에, 바람직하게는 9,10-위치에서 직접 결합하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다. 방향족 피렌아민, 피렌디아민, 크리센아민 및 크리센디아민은 이와 유사하게 정의되는데, 디아릴아미노기는 바람직하게는 피렌에, 1-위치 또는 1,6-위치에서 결합한다. 추가로 바람직한 도펀트는 인데노플루오렌아민 또는 인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO　06/122630 에 따른), 벤조인데노플루오렌아민 또는 벤조인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO　08/006449 에 따른), 및 디벤조인데노플루오렌아민 또는 디벤조인데노플루오렌디아민 (예를 들어 WO　07/140847 에 따른) 에서 선택된다. 스티릴아민 부류로부터의 도펀트의 예는 치환 또는 비치환 트리스틸벤아민 또는 WO　06/000388, WO　06/058737, WO　06/000389, WO　07/065549 및 WO　07/115610 에 기재된 도펀트이다. 또한, DE　102008035413 에 개시된 축합 탄화수소가 바람직하다.

적합한 도펀트는 또한 하기 표에 표시된 구조, 및 이들 구조의 유도체이다 (JP 06/001973, WO　04/047499, WO　06/098080, WO　07/065678, US　2005/0260442 및 WO　04/092111 에 개시됨).

방사층의 혼합물 중 도펀트의 비율은 0.1 내지 50.0 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20.0 중량%, 특히 바람직하게는 1.0 내지 10.0 중량% 이다. 상응하게는, 호스트 물질의 비율은 50.0 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 80.0 내지 99.5 중량%, 특히 바람직하게는 90.0 내지 99.0 중량% 이다.

이러한 목적을 위한 적합한 호스트 물질은 다양한 물질 부류로부터의 물질이다. 바람직한 호스트 물질은 올리고아릴렌의 부류 (예를 들어, EP　676461 에 따른 2,2',7,7'-테트라페닐스피로바이플루오렌, 또는 디나프틸안트라센), 특히 축합 방향족기를 함유하는 올리고아릴렌, 올리고아릴렌비닐렌 (예를 들어, EP　676461 에 따른 DPVBi 또는 스피로-DPVBi), 다지 금속 복합체 (예를 들어 WO　04/081017 에 따른), 정공-전도 화합물 (예를 들어 WO　04/058911 에 따른), 전자-전도 화합물, 특히 케톤, 포스핀 옥시드, 술폭시드 등 (예를 들어 WO　05/084081 및 WO　05/084082 에 따른), 회전장애이성질체 (예를 들어 WO　06/048268 에 따른), 보론산 유도체 (예를 들어 WO　06/117052 에 따른) 또는 벤즈안트라센 (예를 들어 WO　08/145239 에 따른) 에서 선택된다. 적합한 호스트 물질은 또한 상기 기재되는 본 발명에 따른 벤조[c]페난트렌 화합물이다. 본 발명에 따른 화합물 외에, 특히 바람직한 호스트 물질은 나프탈렌, 안트라센, 벤즈안트라센 및/또는 피렌 또는 이들 화합물의 회전장애이성질체를 함유하는 올리고아릴렌 부류, 올리고아릴렌비닐렌, 케톤, 포스핀 옥시드 및 술폭시드에서 선택된다. 본 발명에 따른 벤조[c]페난트렌 화합물 외에, 매우 특히 바람직한 호스트 물질은 안트라센, 벤즈안트라센 및/또는 피렌 또는 이들 화합물의 회전장애이성질체를 함유하는 올리고아릴렌 부류에서 선택된다. 본 발명의 목적을 위해서, 올리고아릴렌은 3 개 이상의 아릴 또는 아릴렌기가 서로 결합하는 화합물을 의미하는 것으로 의도된다.

적합한 호스트 물질은 또한 예를 들어, 하기 표에 표시된 물질, 및 이들 물질의 유도체이다 (WO　04/018587, WO　08/006449, US　5935721, US　2005/0181232, JP　2000/273056, EP　681019, US　2004/0247937 및 US　2005/0211958 에 개시된 바와 같음).

본 발명의 목적을 위해서, 정공-주입층은 애노드에 직접적으로 인접한 층이다. 본 발명의 목적을 위해서, 정공-수송층은 정공-주입층과 방사층 사이에 위치하는 층이다. 이들이 전자-수용체 화합물, 예를 들어 F₄-TCNQ 또는 EP　1476881 또는 EP　1596445 에서 기재된 바와 같은 화합물로 도핑되는 것이 바람직할 수 있다.

본 발명에 따른 유기 전계발광 소자의 전자-주입층 또는 전자-수송층에서 또는 정공-주입층 또는 정공-수송층에서 사용될 수 있는 바와 같은 적합한 전하-수송 물질은, 예를 들어 Y. Shirota et al ., Chem . Rev . 2007, 107(4), 953-1010 에서 개시된 화합물, 또는 선행 기술에 따른 이들 층에서 이용되는 바와 같은 기타 물질이다.

본 발명에 따른 전계발광 소자의 정공-수송층 또는 정공-주입층에서 사용될 수 있는 바람직한 정공-수송 물질의 예는 인데노플루오렌아민 및 유도체 (예를 들어 WO　06/122630 또는 WO　06/100896 에 따른), EP　1661888 에서 개시된 바와 같은 아민 유도체, 헥사아자트리페닐렌 유도체 (예를 들어 WO　01/049806 에 따른), 축합 방향족을 갖는 아민 유도체 (예를 들어 US　5,061,569 에 따른), WO　95/09147 에서 개시된 바와 같은 아민 유도체, 모노벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO　08/006449 에 따른) 또는 디벤조인데노플루오렌아민 (예를 들어 WO　07/140847 에 따른) 이다. 적합한 정공-수송 및 정공-주입 물질은 또한 상기 표시한 화합물의 유도체이다 (JP 2001/226331, EP　676461, EP　650955, WO　01/049806, US　4780536, WO　98/30071, EP　891121, EP　1661888, JP 2006/253445, EP　650955, WO　06/073054 및 US　5061569 에 개시된 바와 같음).

적합한 정공-수송 또는 정공-주입 물질은 또한, 예를 들어 하기 표에 나타낸 물질이다.

본 발명에 따른 전계발광 소자에서 사용될 수 있는 적합한 전자-수송 또는 전자-주입 물질은, 예를 들어 하기 표에서 나타낸 물질이다. 적합한 전자-수송 및 전자-주입 물질은 또한 상기 표시한 화합물의 유도체이다 (JP　2000/053957, WO　03/060956, WO　04/028217 및 WO　04/080975 에서 개시된 바와 같음).

본 발명에 따른 화합물에 대한 적합한 매트릭스 물질은 케톤, 포스핀 옥시드, 술폭시드 및 술폰 (예를 들어 WO　04/013080, WO　04/093207, WO　06/005627 또는 DE　102008033943 에 따른), 트리아릴아민, 카르바졸 유도체, 예를 들어 CBP (N,N-비스카르바졸릴-바이페닐) 또는 카르바졸 유도체 (WO　05/039246, US　2005/0069729, JP 2004/288381, EP　1205527 또는 WO　08/086851 에 개시된), 인돌로카르바졸 유도체 (예를 들어 WO　07/063754 또는 WO　08/056746 에 따른), 아자카르바졸 (예를 들어 EP　1617710, EP　1617711, EP　1731584, JP　2005/347160 에 따른), 이극성 매트릭스 물질 (예를 들어 WO　07/137725 에 따른), 실란 (예를 들어 WO　05/111172 에 따른), 아자보롤 또는 붕소 에스테르 (예를 들어 WO　06/117052 에 따른), 트리아진 유도체 (예를 들어 DE　102008036982, WO　07/063754 또는 WO　08/056746 에 따른), 또는 아연 복합체 (예를 들어 DE　102007053771 에 따른) 이다.

높은 용해도를 갖는 하나 이상의 관능적 화합물로 놀라운 향상이 이루어질 수 있다. 바람직한 유기 관능적 화합물은 한센 용해도 매개변수 17.0 내지 20.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_d, 2 내지 10.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_p 및 0.0 내지 15.0 MPa^0.5 범위에서의 H_h 를 포함할 수 있다. 보다 바람직한 관능적 화합물은 한센 용해도 매개변수 17.5 내지 19.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_d, 3.5 내지 8.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_p 및 3.0 내지 10.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_h 를 포함한다.

한센 용해도 매개변수에 따라 측정된 반경 3.0 MPa⁰ ^.5 이상, 바람직하게는 4.5 MPa^0.5 이상, 보다 바람직하게는 5.0 MPa⁰ ^.5 이상을 갖는 관능적 화합물로 놀라운 효과가 이루어질 수 있다.

특히 바람직한 호스트 물질, 정공-수송 물질, 전자- 또는 여기자-차단 물질, 매트릭스 물질 (형광 또는 인광 화합물에 대한), 정공-차단 물질 또는 전자-수송 물질은 하기 화학식 (H1) 에 따른 하나 이상의 화합물을 포함한다:

[식 중,

사용된 기호에 하기가 적용됨:

Y 는 C=O 또는 C(R²¹)₂ 이고;

X 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, CR²² 또는N 이고;

R²⁰ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 하나 이상의 라디칼 R²³ 에 의해 치환될 수 있음) 또는 N(Ar)₂, Si(Ar)₃, C(=O)Ar, OAr, ArSO, ArSO₂, P(Ar)₂, P(O)(Ar)₂또는B(Ar)₂ 기이고;

Ar 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 방향족 고리 원자수 5 내지 30 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 하나 이상의 비-방향족 라디칼 R²³ 에 의해 치환될 수 있음) 이고; 여기서 동일한 질소, 인 또는 붕소 원자에 결합하는 2 개의 라디칼 Ar 은 또한 B(R²⁴), C(R²⁴)₂, Si(R²⁴)₂, C=O, C=N R²⁴, C=C(R²⁴)₂, O, S, S=O, SO₂, N(R²⁴), P(R²⁴) 및 P(=O) R²⁴ 에서 선택되는 브릿지 또는 단일 결합에 의해 서로 연결될 수 있고;

R²¹ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F 또는 탄소수 1 내지 20 의 선형 알킬기 또는 탄소수 3 내지 20 의 분지형 또는 시클릭 알킬기이고; 여기서 다수의 라디칼 R²¹ 은 서로 고리계를 형성할 수 있고;

R²² 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F, CN, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기이고, 이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R²⁴, 에 의해 치환될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 R²⁴C=C R²⁴, C≡C, O 또는 S 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F 에 의해 대체될 수 있고;

R²³ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(Ar)₂, C(=O)Ar, P(=O)(Ar)₂, S(=O)Ar, S(=O)₂Ar, CR²²=CR²²Ar, CN, NO₂, Si(R²⁴)₃, B(O R²⁴)₂, B(R²⁴)₂, B(N(R²⁴)₂)₂, OSO₂ R²⁴, 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 1 내지 40) 또는 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 3 내지 40) (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R²⁴ 에 의해 대체될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 R²⁴C=C R²⁴, C≡C, Si(R²⁴)₂, Ge(R²⁴)₂, Sn(R²⁴)₂, C=O, C=S, C=Se, C=N R²⁴, P(=O)( R²⁴), SO, SO₂, R²⁴, O, S 또는 CON R²⁴ 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I, CN 또는 NO₂ 에 의해 대체될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R²⁴ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R²⁴ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 이들 시스템의 조합이고; 여기서 둘 이상의 인접한 치환기 R²³ 은 또한 서로 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;

R²⁴ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D 또는 탄소수 1 내지 20 의 지방족, 방향족 및/또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼이고, 여기서 또한 H 원자는 F 에 의해 대체될 수 있고; 둘 이상의 인접한 치환기 R²⁴ 는 또한 서로 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있음].

보다 바람직하게는, 하기 화학식 (H1a) 에 따른 화합물이 사용될 수 있다:

[식 중, 잔기 R²⁰ 은 화학식 (H1) 에서와 동일한 의미를 가짐].

보다 바람직하게는, 하기 화학식 (H1b) 에 따른 화합물이 사용될 수 있다:

바람직하게는, 화학식 (H1), (H1a) 및/또는 (H1b) 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

특히 바람직한 호스트 물질, 정공-수송 물질, 전자- 또는 여기자-차단 물질, 매트릭스 물질 (형광 또는 인광 화합물에 대한), 정공-차단 물질 또는 전자-수송 물질은 하기 화학식 (H2a) 및/또는 (H2b) 에 따른 하나 이상의 화합물을 포함한다:

[식 중,

사용된 기호에 하기가 적용됨:

Y^* 는, X² 기가 Y 기에 결합하는 경우 C 이거나, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, X² 기가 Y 기에 결합하지 않는 경우 CR²⁵ 또는N 이고;

E 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, N(R²⁶), B(R²⁶), C(R²⁶)₂, O, Si(R²⁶)₂, C=N R²⁶, C=C(R²⁶)₂, S, S=O, SO₂, P(R²⁶) 및 P(=O) R²⁶ 에서 선택되는 이가 브릿지 또는 공유 단일 결합이고;

X¹ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, N(R²⁶), B(R²⁶), O, C(R²⁶)₂, Si(R²⁶)₂, C=N R²⁶, C=C(R²⁶)₂, S, S=O, SO₂, P(R²⁶) 및 P(=O) R²⁶ 에서 선택되는 이가 브릿지이고;

X² 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, N(R²⁶), B(R²⁶), C(R²⁶)₂, Si(R²⁶)₂, C=O, C=N R²⁶, C=C(R²⁶)₂, S, S=O, SO₂, C R²⁶-C R²⁶, P(R²⁶) 및 P(=O) R²⁶ 에서 선택되는 이가 브릿지이고;

X³ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, N, B, C(R²⁶), Si(R²⁶), P 및 P(=O) 에서 선택되는 이가 브릿지이고;

L 은 방향족 고리 원자수 5 내지 40 의 이가 방향족 또는 헤테로방향족 고리계이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R²⁶ 에 의해 치환될 수 있고;

n, m 은, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 0 또는 1 이고, 단 n + m = 1 또는 2 이고;

q 는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 이고;

R²⁵ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, N(Ar)₂, C(=O) Ar⁴, P(=O) Ar⁴ ₂, S(=O) Ar⁴, S(=O)₂ Ar⁴, CR²⁷=C R²⁷ Ar⁴, CN, NO₂, Si(R²⁷)₃, B(O R²⁷)₂, OSO₂ R²⁷, 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 1 내지 40) 또는 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 3 내지 40) (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 R²⁷C=C R²⁷, C≡C, Si(R²⁷)₂, Ge(R²⁷)₂, Sn(R²⁷)₂, C=O, C=S, C=Se, C=N R²⁷, P(=O)( R²⁷), SO, SO₂, N R²⁷, O, S 또는 CON R²⁷ 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO₂ 에 의해 대체될 수 있음), 또는 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴 또는 헤테로아릴기 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 40 의 아르알킬 또는 헤테로아르알킬기 (이는 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 이들 시스템의 조합이고; 여기서 2 개 이상의 치환기 R 은 이들이 결합하는 원자와 함께, 또한 모노- 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 서로, 또는 이들이 Ar⁴ 에 결합하는 경우, Ar⁴ 와 형성할 수 있고;

R²⁶ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, CN, NO₂, CF₃, B(OR²⁷)₂, Si(R²⁷)₃, 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 1 내지 40) 또는 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 3 내지 40), 또는 알케닐 또는 알키닐기 (탄소수 2 내지 40) (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있으며, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 -R²⁷C=CR²⁷-, -C≡C-, Si(R²⁷)₂, Ge(R²⁷)₂, Sn(R²⁷)₂, C=O, C=S, C=Se, C=N R²⁷, -O-, -S-, -COO- 또는 -CON R²⁷- 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 H 원자는 F, Cl, Br, I, CN 또는 NO₂ 에 의해 대체될 수 있음), 또는 아릴아민, 또는 치환 또는 비치환 카르바졸 (이는 각각의 경우, 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴 또는 헤테로아릴기 (이는 하나 이상의 방향족, 헤테로방향족 또는 비-방향족 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 하나 이상의 비-방향족 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 40 의 아르알킬 또는 헤테로아르알킬기 (이는 하나 이상의 라디칼 R²⁷ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 이들 시스템의 조합이고; 2 개 이상의 치환기 R²⁶ 은 여기서 또한, 이들이 결합하는 원자와 함께 서로 모노- 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;

R²⁷ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D 또는 탄소수 1 내지 20 의 지방족 탄화수소 라디칼 또는 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴 또는 헤테로아릴기, 또는 이들 기의 조합이고;

Ar⁴ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 방향족 또는 헤테로방향족 고리계, 바람직하게는 고리 원자수 5 내지 40 의 아릴 또는 헤테로아릴기이며, 이는 하나 이상의 라디칼 R²⁶ 에 의해 치환될 수 있음].

바람직하게는, 화학식 (H2a) 및/또는 (H2b) 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함한다.

특히 바람직한 호스트 물질, 정공-수송 물질, 전자- 또는 여기자-차단 물질, 매트릭스 물질 (형광 또는 인광 화합물에 대한), 정공-차단 물질 또는 전자-수송 물질은 하기 화학식 (H3a) 및/또는 화학식 (H3b) 에 따른 하나 이상의 화합물을 포함한다:

및/또는

.

상기 식 중에서, 사용된 기호 및 지표에 하기가 적용된다:

Ar⁵ 는 하기 화학식 (H3c) 의 기이고:

식 중에서, 점선 결합은 스피로바이플루오렌에 대한 결합을 표시하고;

Ar⁶ 은 하기 화학식 (H3d) 의 기이고:

R²⁸, R²⁹ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D, F, Cl, Br, I, CHO, N(R³⁰)₂, N(Ar⁷)₂, B(Ar⁷)₂, C(=O)Ar⁷, P(=O)(Ar⁷)₂, S(=O)Ar⁷, S(=O)₂Ar⁷, CR³⁰=CR³⁰Ar⁷, CN, NO₂, Si(R³⁰)₃, B(OR³⁰)₂, B(R³⁰)₂, B(N(R³⁰)₂)₂, OSO₂R³⁰, 직쇄 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 1 내지 40) 또는 분지형 또는 시클릭 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시 또는 티오알콕시기 (탄소수 3 내지 40) (이들 각각은 하나 이상의 라디칼 R³⁰ 에 의해 치환될 수 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기는 R³⁰C=CR³⁰, C≡C, Si(R³⁰)₂, Ge(R³⁰)₂, Sn(R³⁰)₂, C=O, C=S, C=Se, C=NR³⁰, P(=O)(R³⁰), SO, SO₂, NR³⁰, O, S 또는 CONR³⁰ 에 의해 대체될 수 있으며 하나 이상의 H 원자는 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO₂ 에 의해 대체될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 (이는 각각의 경우 하나 이상의 라디칼 R³⁰ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 방향족 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기 (이는 하나 이상의 라디칼 R³⁰ 에 의해 치환될 수 있음), 또는 이들 시스템의 조합+이고; 2 개 이상의 인접한 치환기 R²⁸ 은 여기서 서로 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;

Ar⁷ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 방향족 고리 원자수 5 내지 30 의 방향족 또는 헤테로방향족 고리계이고, 이는 하나 이상의 라디칼 R³⁰ 에 의해 치환될 수 있고; 여기서 동일한 질소, 인 또는 붕소 원자와 결합하는 2 개의 라디칼 Ar⁷ 은 또한 B(R³⁰), C(R³⁰)₂, Si(R³⁰)₂, C=O, C=NR³⁰, C=C(R³⁰)₂, O, S, S=O, SO₂, N(R³⁰), P(R³⁰) 및 P(=O)R³⁰ 에서 선택되는 브릿지 또는 단일 결합에 의해 서로 연결될 수 있고;

R³⁰ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하게, H, D 또는 탄소수 1 내지 20 의 지방족, 방향족 및/또는 헤테로방향족 탄화수소 라디칼이고, 여기서 또한, H 원자는 D 또는 F 에 의해 대체될 수 있고; 2 개 이상의 인접한 치환기 R³⁰ 은 여기서 또한 서로 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;

n 은 0 또는 1 이고;

m 은 0, 1, 2 또는 3 이고;

o 는 동일한 고리 내에서 n　=　0 인 경우 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, 동일한 고리 내에서 n　=　1 인 경우 0, 1, 2 또는 3 이다.

바람직하게는, 화학식 (H3a) 및/또는 (H3b) 에 따른 화합물은 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조요소를 포함한다.

본 발명을 수행하는데 유용한 가용화기를 갖는 바람직한 화합물은 하기를 포함한다:

추가의 적합한 화합물, 그의 한센 용해도 매개변수 (그의 반경 포함) 가 하기 표에서 언급된다:

바람직한 구현예에 따라서, 유기 반도체성 화합물 (OSC) 는 바람직하게는 분자량 5000 g/mol 이하, 특히 2000 g/mol 이하, 특히 1500 g/mol 이하, 보다 바람직하게는 1000 g/mol 이하이다.

본 발명의 특정 구현예에 따라서, 제형은 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.25 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 4 중량% 유기 반도체성 화합물, 바람직하게는 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질을 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물은 디메틸 아니솔에서 선택되는 하나 이상의 용매를 포함한다. 이들 화합물은 디메틸아니솔의 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- 및 3,5-이성질체를 포함한다. 바람직하게는, 용매는 2,5-디메틸아니솔, 2,6-디메틸아니솔, 3,4-디메틸아니솔, 3,5-디메틸아니솔 또는 이들 용매의 혼합물을 포함한다. 가장 바람직한 용매는 3,4-디메틸아니솔이다.

이에 추가적으로, 조성물은 추가의 용매를 포함할 수 있다. 추가적인 용매를 사용함으로써, 용해도에 있어서 놀라운 향상이 이루어질 수 있는데, 증발률 및 비등점의 올바른 균형을 획득하는 것이 건조시키면서 용해도를 유지하기 위해 필수적이다. 바람직하게는, 1,2,4,5 테트라 메틸 벤젠이 추가적인 용매로서 사용될 수 있다.

바람직한 유기 용매는 한센 용해도 매개변수 16.0 내지 23.2 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_d, 0.0 내지 12.5 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_p 및 0.0 내지 14.2 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_h 를 포함할 수 있다. 보다 바람직한 유기 용매는 한센 용해도 매개변수 17.0 내지 20.0 MPa⁰ ^.5범위에서의 H_d, 2.0 내지 8.0 MPa⁰ ^.5 범위에서의 H_p 및 2.0 내지 9.0 MPa^0.5범위에서의 H_h 를 포함한다.

바람직하게는 상기 용매는 이용 압력에서, 매우 바람직하게는 대기압 (1013 hPa) 에서, < 400℃, 특히 < 300℃, 보다 바람직하게는 ≤ 250℃, 가장 바람직하게는 ≤ 200℃ 의 비등점 또는 승화 온도를 갖는다. 증발은, 예를 들어 열 및/또는 감압을 적용함으로써 또한 가속화될 수 있다. 100℃ 이상, 바람직하게는 130℃ 이상의 비등점을 갖는 용매를 사용함으로써 예기치 않은 향상이 이루어질 수 있다.

통상, 유기 용매는 15 내지 80 mN/m 범위, 특히 20 내지 60 mN/m 범위, 바람직하게는 25 내지 40 mN/m 범위의 표면 장력을 포함할 수 있다. 표면 장력은 25℃ 에서 FTA (First Ten Angstrom) 1000 접촉각 고니오미터를 사용하여 측정될 수 있다. 상기 방법의 세부사항은 Roger P. Woodward, Ph.D. ("Surface Tension Measurements Using the Drop Shape Method") 에 의해 출판된 바와 같이 First Ten Angstrom 으로부터 이용가능하다. 바람직하게는, 펜던트 드롭 (pendant drop) 방법이 표면 장력 측정에 사용될 수 있다.

대략적 추정을 위해서, 표면 장력은 Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition, C. M. Hansen (2007), Taylor and Francis Group, LLC (HSPiP manual) 에서 자세히 설명된 화학식에 의해 한센 용해도 매개변수를 사용하여 계산될 수 있다.

표면 장력 = 0.0146 x(2.28xδH_d ² +δH_p ² +δH_h ²) x MVol⁰ ^.2:

식 중,

H_d 는 분산 분포를 지칭하고,

H_p 는 극성 분포를 지칭하고,

H_h 는 수소 결합 분포를 지칭하고,

MVol 은 몰 부피를 지칭함.

한센 용해도 매개변수는, Hanson and Abbot et al.에 의해 제공된 바와 같은 Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, Second Edition, C. M. Hansen (2007), Taylor and Francis Group, LLC 를 참조로 하여 Practice HSPiP 3^rd edition (소프트웨어 버전 3.0.38) 에서의 한센 용해도 매개변수에 따라 결정될 수 있다.

바람직하게는, 용매 또는 용매 배합물은 1.0 내지 100 mPas 범위, 특히 1.2 내지 10 mPas, 보다 바람직하게는 1.3 내지 10 mPas 범위, 가장 바람직하게는 1.4 내지 8 mPas 범위의 점도를 갖는다. 상기 점도는 TA Instruments 사제 AR-G2 레오미터 상에서 측정함으로써 25℃ 의 온도에서 측정된다. 이러한 측정은, 40 mm 평행 플레이트 기하학적 구조를 사용하여 10 내지 1000 s^- ¹ 의 전단 범위에 걸쳐 수행될 수 있다.

바람직하게는, 용매는 상대 증발률 (부틸 아세테이트 = 100) 0.01 이상, 특히 0.1 이상, 특히 0.5 이상, 바람직하게는 1 이상, 가장 바람직하게는 2 이상을 포함할 수 있다. 상대 증발률은 DIN 53170:2009-08 에 따라 측정될 수 있다. 대략적 추정을 위해서, 상대 증발률은 상기 및 하기 언급된 바와 같은 HSPiP 프로그램으로 한센 용해도 매개변수를 사용하여 계산될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 유용한 용매는 40 중량% 이상, 특히 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상 디메틸아니솔, 특히 2,5-디메틸아니솔, 2,6-디메틸아니솔, 3,4-디메틸아니솔, 3,5-디메틸-아니솔 또는 이들 용매의 혼합물, 보다 바람직하게는 3,4-디메틸아니솔을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 불활성 결합제는 상기 유기 용매에 1% w/w 의 불활성 결합제를 용해하는 경우 0.4 cps 이상의 용매 점도를 증가시킨다.

본 발명의 조성물은 특히 70 중량% 이상, 특히 80 중량% 이상, 바람직하게는 90 중량% 이상의 유기 용매를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 본 발명의 조성물은 40 중량% 이상, 특히 60 중량% 이상, 보다 바람직하게는 75 중량% 이상 디메틸아니솔, 특히 2,5-디메틸아니솔, 2,6-디메틸아니솔, 3,4-디메틸아니솔, 3,5-디메틸아니솔 또는 이들 용매의 혼합물, 보다 바람직하게는 3,4-디메틸아니솔을 포함할 수 있다.

본 발명의 매우 바람직한 구현예에 따라서, 용매는 3,4-디메틸아니솔로 이루어진다.

바람직하게는, 조성물은 1.0 내지 100 mPas 범위, 특히 1.2 내지 40 mPas, 보다 바람직하게는 1.4 내지 20 mPas 범위, 가장 바람직하게는 1.5 내지 15 mPas 범위의 점도를 갖는다. 점도는 TA Instruments 사제 AR-G2 레오미터 상에서 측정함으로써 25℃ 온도에서 측정된다. 이는 상기 언급된 바와 같은 평행 플레이트 기하학적 구조를 사용하여 측정된다.

또한, 혼합된 저분자량, 올리고머, 수지상, 선형 또는 분지형 및/또는 중합체 유기 및/또는 유기금속 반도체를 포함하는 비-전도성, 전자적 불활성 중합체 (매트릭스 중합체; 불활성 중합체 결합제) 의 용액이 바람직하다. 바람직하게는, 제형은 0.1 내지 10 중량%, 보다 바람직하게는 0.25 내지 5 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 3 중량% 불활성 중합체 결합제를 포함할 수 있다.

임의로는, OSC 제형은 유동학적 특성을 조정하기 위해 하나 이상의 유기 결합제, 바람직하게는 중합체 결합제 (예를 들어 WO　2005/055248 A1 에서 기재된 바와 같은), 특히 3.3 이하의 1,000 Hz 에서의 낮은 유전율 (ε) 을 갖는 유기 결합제를, 매우 바람직하게는 결합제 대 OSC 화합물의 비 20:1 내지 1:20, 바람직하게는 10:1 내지 1:10, 특히 5:1 내지 1:5, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:5 (중량비) 로 포함한다.

바람직하게는, 중합체 결합제는 1000 내지 15,000,000 g/mol, 특히 1500 내지 12,000,000 g/mol, 가장 특히 1500 내지 10,000,000 g/mol 범위의 중량 평균 분자량을 포함한다.

중량 평균 분자량 10,000 g/mol 이상, 바람직하게는 200,000 g/mol 이상, 특히 300,000 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 500,000 g/mol 이상의 중합체로, 놀라운 효과가 이루어질 수 있다. 본 발명의 매우 바람직한 양상에 따라서, 중합체는 바람직하게는 중량 평균 분자량 1,000,000 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 2,000,000 g/mol 이상을 가질 수 있다.

불활성 결합제로서 유용한 중합체는 바람직하게는 중량 평균 분자량이 20,000,000 g/mol 이하, 보다 바람직하게는 12,000,000 g/mol 이하, 가장 바람직하게는 이하 7,000,000 g/mol 이하일 수 있다.

특히, 중합체는 1.0 내지 10.0 범위, 보다 바람직하게는 1.0 내지 5.0 범위, 가장 바람직하게는 1.0 내지 3 범위의 다분산 지수 M_w/M_n 을 가질 수 있다. 1.0 내지 2.0, 특히 1.0 내지 1.5, 보다 바람직하게는 1.0 내지 1.2 범위의 다분산 지수 M_w/M_n 을 갖는 바람직한 중합체로, 놀라운 향상이 이루어질 수 있다.

본 발명의 특정 양상에 따라서, 중합체 결합제는 다봉형 분자량 분포를 가질 수 있다. 바람직하게는, 중합체는 GPC 를 사용하여 측정가능한 바와 같은 분자량 분포에서 2, 3, 4 개 또는 그 이상의 최대값을 가질 수 있다.

결합제는 예를 들어 폴리스티렌, 폴리(α-메틸스티렌), 폴리비닐신나메이트, 폴리(4-비닐바이페닐) 또는 폴리(4-메틸스티렌) 에서 선택된다. 중합체 결합제는 바람직하게는 스티렌 및/또는 올레핀 유래 반복 단위를 포함한다. 바람직한 중합체 결합제는 80 중량%, 특히 90 중량%, 보다 바람직하게는 99 중량% 의 스티렌 단량체 및/또는 올레핀 유래 반복 단위를 포함할 수 있다.

결합제는 또한 예를 들어 폴리아릴아민, 폴리플루오렌, 폴리티오펜, 폴리스피로바이플루오렌, 치환 폴리비닐렌페닐렌, 폴리카르바졸 또는 폴리스틸벤, 또는 이의 공중합체에서 선택되는 반도체성 결합체일 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따라서, 불활성 결합제는 -70 내지 160℃, 보다 바람직하게는 0 내지 150℃, 특히 50 내지 140℃, 가장 바람직하게는 70 내지 130℃ 범위의 유리 전이 온도를 갖는 중합체이다. 유리 전이 온도는 중합체의 DSC 를 측정함으로써 측정될 수 있다 (DIN EN ISO 11357, 가열 속도 분당 10℃).

통상, 중합체 결합제는 상기 및 하기에 기재된 바와 같은 본 제형의 용매 중 분산성이거나 가용성이다. 바람직하게는, 중합체 결합제는 유기 용매 중 가용성이며 용매 중 중합체 결합제의 용해도는 1 g/ℓ 이상, 특히 5 g/ℓ 이상, 보다 바람직하게는 10 g/ℓ 이상이다.

본 발명의 특정 구현예에 따라서, 본 발명의 조성물은 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%, 보다 바람직하게는 0.15 내지 3 중량% 중합체 결합제를 포함할 수 있다. 바람직하게는 0.2 내지 1 중량%, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.6 중량%, 가장 바람직하게는 0.3 내지 0.5 중량% 중합체 결합제를 포함하는 제형을 사용하여, 놀라운 향상이 이루어질 수 있다.

제형 내 낮은 함량에서 고분자량 결합제를 사용하여, 놀라운 향상이 이루어질 수 있다. 이러한 접근법을 사용하여, 우수한 인쇄 품질을 갖는 놀랍게도 효율적인 장치가 수득가능하다.

반도체성 화합물 대 불활성 결합제의 중량비는 바람직하게는 30:1 내지 1:30 범위, 특히 20:1 내지 1:5 범위, 보다 바람직하게는 5:1 내지 1:1 범위이다 (결합제를 사용하는 경우).

특정 구현예에 따라서, 중합체 결합제는 바람직하게는 스티렌 및/또는 올레핀 유래 반복 단위를 포함한다. 바람직한 중합체 결합제는 80 중량% 이상, 특히 90 중량%, 보다 바람직하게는 99 중량% 의 스티렌 단량체 및/또는 올레핀 유래 반복 단위를 포함할 수 있다.

스티렌 단량체는 당업계에 잘 알려져 있다. 이들 단량체는 스티렌, 측쇄 에서 알킬 치환기로 치환된 스티렌, 예컨대 α-메틸스티렌 및 α-에틸스티렌, 고리 상에서 알킬 치환기로 치환된 스티렌 예컨대 비닐톨루엔 및 p-메틸스티렌, 할로겐화 스티렌 예컨대 모노클로로스티렌, 디클로로스티렌, 트리브로모스티렌 및 테트라브로모스티렌을 포함한다.

올레핀은 수소 및 탄소 원자로 이루어지는 단량체이다. 이들 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 이소프렌 및 1,3-부타디엔을 포함한다.

본 발명의 특정 양상에 따라서, 중합체 결합제는 중량 평균 분자량이 바람직하게는 100,000 g/mol 이상, 특히 200,000 g/mol 이상, 특히 300,000 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 500,000 g/mol 이상인 폴리스티렌이다. 본 발명의 매우 바람직한 양상에 따라서, 폴리스티렌은 바람직하게는 중량 평균 분자량이 1,000,000 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 2,000,000 g/mol 이상일 수 있다.

불활성 결합제로서 유용한 폴리스티렌은 바람직하게는 중량 평균 분자량이 20,000,000 g/mol 이하, 보다 바람직하게는 12,000,000 g/mol 이하, 가장 바람직하게는 7,000,000 g/mol 이하일 수 있다.

본 발명에 따른 제형은, 하나 이상의 추가적인 성분, 예를 들어 표면-활성 화합물, 윤활제, 전도성 부가제, 분산제, 소수성제, 접착제, 흐름 개선제, 소포제, 탈기기, 희석제 (반응성 또는 비-반응성일 수 있음), 보조제, 착색제, 염료 또는 안료, 증감제 (sensitizer), 안정화제, 나노입자 또는 저해제를 추가로 포함할 수 있다. 그러나, 이들 추가적인 성분은 OSC 를 산화시키거나 다르게는 OSC 와 화학적으로 반응할 수 있거나, OSC 에 대해 전기적 도핑 효과를 가져서는 안 된다.

휘발성 습윤제로, 놀라운 향상이 이루어질 수 있다. 상기 및 하기에서 사용되는 바와 같은 용어 "휘발성" 은, 유기 반도체성 물질이 OE 소자의 기판 상에 침착된 후, 이들 물질 또는 OE 소자에 유의하게 손상을 주지 않는 조건 하에 (예를 들어 온도 및/또는 감압) 상기 작용제가 증발에 의해 유기 반도체성 물질로부터 제거될 수 있다는 것을 의미한다. 바람직하게는 이는, 습윤제가 이용 압력에서, 매우 바람직하게는 대기압 (1013 hPa) 에서, < 350℃, 보다 바람직하게는 ≤ 300℃, 가장 바람직하게는 ≤ 250℃ 의 비등점 또는 승화 온도를 갖는다는 것을 의미한다. 증발은, 예를 들어 열 및/또는 감압을 적용함으로써 또한 가속화될 수 있다. 바람직하게는, 습윤제는 OSC 화합물과 화학적으로 반응할 수 없다. 특히, 이는 (예를 들어, OSC 물질을 산화시키거나 다르게는 OSC 물질과 화학적으로 반응함으로써) OSC 물질에 대해 영구적인 도핑 효과를 갖지 않는 화합물에서 선택된다. 그러므로, 상기 제형은 바람직하게는 부가제, 예를 들어, 산화제 또는 양성자성 또는 루이스산 (이온성 산물을 형성시켜 OSC 물질과 반응함) 을 함유해서는 안 된다.

유사한 비등점을 갖는 휘발성 성분을 포함하는 제형에 의해, 놀라운 효과가 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 습윤제 및 유기 용매의 비등점 차이는 -50℃ 내지 50℃ 범위, 보다 바람직하게는 -30℃ 내지 30℃ 범위, 가장 바람직하게는 -20℃ 내지 20℃ 범위이다.

바람직한 습윤제는 비-방향족 화합물이다. 습윤제가 비-이온성 화합물인 것이 보다 바람직하다. 특히 유용한 습윤제는 35 mN/m 이하, 특히 30 mN/m 이하, 보다 바람직하게는 이하 25 mN/m 이하의 표면 장력을 포함한다. 표면 장력은 25℃ 에서 FTA (First Ten Angstrom) 1000 접촉각 고니오미터를 사용하여 측정될 수 있다. 상기 방법의 세부사항은 Roger P. Woodward, Ph.D. ("Surface Tension Measurements Using the Drop Shape Method") 에 의해 출판된 바와 같이 First Ten Angstrom 으로부터 이용가능하다. 바람직하게는, 펜던트 드롭 방법이 표면 장력 측정에 사용될 수 있다.

본 발명의 특정 양상에 따라서, 유기 용매 및 습윤제의 표면 장력 차이는 바람직하게는 1 mN/m 이상, 특히 5 mN/m 이상, 보다 바람직하게는 10 mN/m 이상이다.

100 g/mol 이상, 특히 150 g/mol 이상, 바람직하게는 180 g/mol 이상, 보다 바람직하게는 200 g/mol 이상의 분자량을 포함하는 습윤제에 의해, 예기치 않은 향상이 이루어질 수 있다.

OSC 물질을 산화시키거나 다르게는 OSC 물질과 화학적으로 반응하지 않는 적합하고 바람직한 습윤제는 실록산, 알칸, 아민, 알켄, 알킨, 알코올 및/또는 이들 화합물의 할로겐화 유도체로 이루어지는 군에서 선택된다. 또한, 플루오로 에테르, 플루오로 에스테르 및/또는 플루오로 케톤이 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 이들 화합물은 탄소수 6 내지 20, 특히 탄소수 8 내지 16 의 메틸 실록산; C₇-C₁₄ 알칸, C₇-C₁₄ 알켄, C₇-C₁₄ 알킨, 알코올 (탄소수 7 내지 14), 탄소수 7 내지 14 의 플루오로 에테르, 탄소수 7 내지 14 의 플루오로 에스테르 및 탄소수 7 내지 14 의 플루오로 케톤에서 선택된다. 가장 바람직한 습윤제는 탄소수 8 내지 14 의 메틸 실록산이다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 알칸은 헵탄, 옥탄, 노난, 데칸, 운데칸, 도데칸, 트리데칸, 테트라데칸, 3-메틸 헵탄, 4-에틸 헵탄, 5-프로필 데칸, 트리메틸 시클로헥산 및 데칼린을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 할로겐화 알칸은 1-클로로헵탄, 1,2-디클로로옥탄, 테트라플루오로옥탄, 데카플루오로도데칸, 퍼플루오로노난, 1,1,1-트리플루오로메틸데칸 및 퍼플루오로메틸 데칼린을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 알켄은 헵텐, 옥텐, 노넨, 1-데센, 4-데센, 운데센, 도데센, 트리데센, 테트라데센, 3-메틸 헵텐, 4-에틸 헵텐, 5-프로필 데센 및 트리메틸 시클로헥센을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 할로겐화 알켄은 1,2-디클로로옥텐, 테트라플루오로옥텐, 데카플루오로도데센, 퍼플루오로노넨 및 1,1,1-트리플루오로메틸데센을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 알킨은 옥틴, 노닌, 1-데신, 4-데신, 도데신, 테트라데신, 3-메틸 헵틴, 4-에틸 헵틴, 5-프로필 데신 및 트리메틸 시클로헥신을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 할로겐화 알킨은 1,2-디클로로 옥틴, 테트라플루오로 옥틴, 데카플루오로 도데신, 퍼플루오로 노닌 및 1,1,1-트리플루오로메틸 데신을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 알칸올은 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데칸올, 운데칸올, 도데칸올, 트리데칸올, 테트라데칸올, 3-메틸 헵탄올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 4-에틸 헵탄올, 5-프로필 데칸올, 트리메틸 시클로헥산올 및 히드록실 데칼린을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 할로겐화 알칸올은 1-클로로 헵탄올, 1,2-디클로로 옥탄올, 테트라플루오로 옥탄올, 데카플루오로 도데칸올, 퍼플루오로 노난올, 1,1,1-트리플루오로메틸 데칸올 및 2-트리플루오로 메틸-1-히드록시 데칼린을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 플루오로 에테르는 3-에톡시-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6 도데카플루오로-2-트리플루오로메틸-헥산, 3-프로폭시-1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6 도데카플루오로-2-트리플루오로메틸-헥산 및 3-프로폭시-1,1,1,2,3,4,4,5,5,5 데카플루오로-2-트리플루오로메틸-펜탄을 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 플루오로 에스테르는 3-(1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6 도데카플루오로-2-트리플루오로메틸-헥실) 에타노에이트 및 3-(1,1,1,2,3,4,4,5,5,5 데카플루오로-2-트리플루오로메틸-펜틸) 프로파노에이트를 포함한다.

탄소수 7 내지 14 의 유용하고 바람직한 플루오로 케톤은 3-(1,1,1,2,3,4,4,5,5,6,6,6 도데카플루오로-2-트리플루오로메틸-헥실) 에틸 케톤 및 3-(1,1,1,2,3,4,4,5,5,5 데카플루오로-2-트리플루오로메틸-펜틸) 프로필 케톤을 포함한다.

유용하고 바람직한 실록산은 헥사메틸 디실록산, 옥타메틸 트리실록산, 데카메틸 테트라실록산, 도데카메틸 펜타실록산 및 테트라데카메틸 헥사실록산을 포함한다.

바람직하게는, 제형은 5 중량% 이하, 특히 3 중량% 이하의 습윤 부가제를 포함할 수 있다. 보다 바람직하게는, 제형은 0.01 내지 4 중량%, 특히 바람직하게는 0.1 내지 1 중량% 의 습윤제를 포함한다.

본 발명에 따른 제형은 유액, 분산액 또는 용액으로서 디자인될 수 있다. 바람직하게는, 본 제형은 상당량의 제 2 상을 포함하지 않는 용액 (균질 혼합물) 이다.

본 발명에 따른 제형은 유기 전자 (OE) 소자, 예를 들어 트랜지스터 예컨대 OFET 또는 유기 광전지 (OPV) 소자 예컨대 다이오드 또는 태양 전지, 또는 유기 발광 다이오드 (OLED) 의 제조에 사용될 수 있다.

특히 바람직한 OE 소자는 OFET 이다. 본 발명에 따른 바람직한 OFET 는 하기의 성분을 포함한다:

- 임의로는 기판 (1),

- 게이트 전극 (2),

- 유전체 물질을 포함하는 단열층 (3),

- OSC 층 (4)

- 소스 및 드레인 전극 (5),

- 임의로는 하나 이상의 보호 또는 부동화층 (6).

도 1A 는, 기판 (1), 게이트 전극 (2), 유전체 물질층 (3) (또한 게이트 단열층으로 알려짐), OSC 층 (4), 및 소스 및 드레인 (S/D) 전극 (5), 및 임의의 부동화 또는 보호층 (6) 을 포함하는, 본 발명에 따른 전형적인 저면 게이트 (bottom gate) (BG), 상부 접촉면 (TC) OFET 소자를 예시적이고 도식적으로 표현한다.

도 1A 의 소자는 게이트 전극 (2) 를 기판 (1) 상에 침착시키는 단계, 유전층 (3) 을 게이트 전극 (2) 및 기판 (1) 의 상부에 침착시키는 단계, OSC 층 (4) 를 유전층 (3) 의 상부에 침착시키는 단계, S/D 전극 (5) 를 OSC 층 (4) 의 상부에 침착시키는 단계, 및 임의로는 부동화 또는 보호층 (6) 을 S/D 전극 (5) 및 OSC 층 (4) 의 상부에 침착시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

도 1B 는 기판 (1), 게이트 전극 (2), 유전층 (3), S/D 전극 (5), OSC 층 (4), 및 임의의 부동화 또는 보호층 (6) 을 포함하는, 본 발명에 따른 전형적인 저면 게이트 (BG), 하부 접촉면 (BC) OFET 소자를 예시적이고 도식적으로 표현한다.

도 1B 의 소자는 게이트 전극 (2) 를 기판 (1) 상에 침착시키는 단계, 유전층 (3) 을 게이트 전극 (2) 및 기판 (1) 의 상부에 침착시키는 단계, S/D 전극 (5) 를 유전층 (3) 의 상부에 침착시키는 단계, OSC 층 (4) 를 S/D 전극 (4) 및 유전층 (3) 의 상부에 침착시키는 단계, 및 임의로는 부동화 또는 보호층 (6) 을 OSC 층 (4) 의 상부에 침착시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

도 2 는 기판 (1), 소스 및 드레인 전극 (5), OSC 층 (4), 유전층 (3), 및 게이트 전극 (2), 및 임의의 부동화 또는 보호층 (6) 을 포함하는, 상부 게이트 (TG) OFET 소자를 예시적이고 도식적으로 표현한다.

도 2 의 소자는 S/D 전극 (5) 를 기판 (1) 상에 침착시키는 단계, OSC 층 (4) 를 S/D 전극 (4) 및 기판 (1) 의 상부에 침착시키는 단계, 유전층 (3) 을 OSC 층 (4) 의 상부에 침착시키는 단계, 게이트 전극 (2) 를 유전층 (3) 의 상부에 침착시키는 단계, 및 임의로는 부동화 또는 보호층 (6) 을 게이트 전극 (2) 및 유전층 (3) 의 상부에 침착시키는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.

도 1A, 1B 및 2 에서 기재된 소자에서의 부동화 또는 보호층 (6) 은, 추가로 이후 제공될 수 있는 추가의 층 또는 소자로부터, 및/또는 환경적 영향으로부터 OSC 층 및 S/D 또는 게이트 전극을 보호하기 위한 목적을 갖는다.

도 1A, 1B 및 2 에서의 쌍화살표에 의해 표시된 바와 같은, 소스 및 드레인 전극 (5) 사이의 거리는 채널 영역이다.

OPV 전지에서 사용하기 위한 제형의 경우, 상기 제형은 p-형 반도체 및 n-형 반도체, 또는 수용기 및 공여기 물질을, 바람직하게는 포함하거나 함유하고, 보다 바람직하게는 이로 본질적으로 이루어지고, 매우 바람직하게는 이로 독점적으로 이루어진다. 이러한 유형의 바람직한 물질은 폴리(3-치환 티오펜) 또는 P3AT 와 C₆₀또는C₇₀ 풀러렌 또는 개질된 C₆₀ 분자 예컨대 PCBM [(6,6)-페닐 C61-부티르산 메틸 에스테르] 와의 배합물 또는 혼합물이며 (예를 들어 WO　94/05045 A1 에서 개시된 바와 같음), 여기서 바람직하게는 P3AT 대 풀러렌의 비는 2:1 내지 1:2 (중량비), 보다 바람직하게는 1.2:1 내지 1:1.2 (중량비) 이다.

도 3 및 도 4 는 본 발명에 따른 전형적이고 바람직한 OPV 소자를 예시적이고 도식적으로 표현한다 [Waldauf et al., Appl. Phys. Lett. 89, 233517　(2006) 를 또한 참조].

도 3 에서 나타낸 바와 같은 OPV 소자는 바람직하게는 하기를 포함한다:

- 낮은 일함수 (work function) 전극 (31) (예를 들어 금속, 예컨대 알루미늄), 및 높은 일함수 전극 (32) (예를 들어 ITO), 이들 중 하나는 투명함,

- 전극 (31,32) 사이에 위치한, 바람직하게는 OSC 물질에서 선택되는, 정공 수송 물질 및 전자 수송 물질을 포함하는 층 (33) (또한 "활성층" 으로 지칭함); 상기 활성층은 예를 들어 이중층 또는 2 개의 별개 층 또는 p 및 n 형 반도체의 배합물 또는 혼합물로서 존재할 수 있음,

- 높은 일함수 전극의 일함수를 변형시켜 정공에 대한 저항 접촉을 제공하기 위한, 활성층 (33) 및 높은 일함수 전극 (32) 사이에 위치한, 예를 들어 PEDOT:PSS (폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜):폴리(스티렌술포네이트)) 의 배합물을 포함하는 임의의 전도성 중합체 층 (34),

- 전자에 대한 저항 접촉을 제공하기 위한, 활성층 (33) 과 마주하는 낮은 일함수 전극 (31) 의 면 상의 임의의 코팅 (35) (예를 들어 LiF 의).

도 4 에서 나타낸 바와 같은 반전 OPV 소자는 바람직하게는 하기를 포함한다:

- 낮은 일함수 전극 (41) (예를 들어 금속, 예컨대 금), 및 높은 일함수 전극 (42) (예를 들어 ITO), 이들 중 하나는 투명함,

- 전극 (41,42) 사이에 위치한, 바람직하게는 OSC 물질에서 선택되는, 정공 수송 물질 및 전자 수송 물질을 포함하는 층 (43) (또한 "활성층" 으로 지칭함); 상기 활성층은 예를 들어 이중층 또는 2 개의 별개 층 또는 p 및 n 형 반도체의 배합물 또는 혼합물로서 존재할 수 있음,

- 전자에 대한 저항 접촉을 제공하기 위한, 활성층 (43) 및 낮은 일함수 전극 (41) 사이에 위치한, 예를 들어 PEDOT:PSS 의 배합물을 포함하는 임의의 전도성 중합체 층 (44),

- 정공에 대한 저항 접촉을 제공하기 위한, 활성층 (43) 과 마주하는 높은 일함수 전극 (42) 의 면 상의 임의의 코팅 (45) (예를 들어 TiO_x 의).

본 발명의 OPV 소자는 통상 p-형 (전자 공여기) 반도체 및 n-형 (전자 수용기) 반도체를 포함할 수 있다. 바람직하게는, p-형 반도체는 예를 들어 중합체 예컨대 폴리(3-알킬-티오펜) (P3AT), 바람직하게는 폴리(3-헥실티오펜) (P3HT), 또는 대안적으로 상기 열거된 바와 같은 바람직한 중합체성 및 단량체성 OSC 물질의 군에서 선택되는 또다른 것들이다. n-형 반도체는 산화아연 또는 카드뮴 셀레나이드와 같은 무기 물질, 또는 풀러렌 유도체와 같은 유기 물질일 수 있다 (예를 들어 G. Yu, J. Gao, J.C. Hummelen, F. Wudl, A.J. Heeger, Science 1995, Vol. 270, p. 1789 ff 에서 개시된 바와 같은, 예를 들어, (6,6)-페닐 C61-부티르산 메틸 에스테르, 또한 "PCBM" 또는 "PC₆₁BM" 로서 알려져 있으며 하기 나타낸 구조를 가짐, 또는 예를 들어, C₇₁ 풀러렌기 (PC₇₁BM) 와 구조적으로 유사한 화합물, 또는 중합체 (예를 들어 Coakley, K. M. and McGehee, M. D. Chem . Mater. 2004, 16, 4533 참조)).

PC₆₁BM

이러한 유형의 바람직한 물질은 P3HT 와 같은 중합체 또는 상기 열거된 기에서 선택되는 또다른 중합체와, C₆₀ 또는C₇₀ 풀러렌 또는 개질된 C₆₀ 풀러렌 예컨대 PC₆₁BM 또는 PC₇₁BM 과의 배합물 또는 혼합물이다. 바람직하게는 중합체:풀러렌의 비는 2:1 내지 1:2 (중량비), 보다 바람직하게는 1.2:1 내지 1:1.2 (중량비), 가장 바람직하게는 1:1 (중량비) 이다. 배합된 혼합물에 대해서, 배합물 형태를 최적화한 후 OPV 소자 성능을 최적화하기 위해 임의의 어닐링 단계가 필요할 수 있다.

OE 소자 제조 방법 동안, OSC 층이 기판 상에 침착된 후, 존재하는 임의의 휘발성 부가제(들) 와 함께 용매가 제거되어 필름 또는 층이 형성된다.

다양한 기판이 OE 소자의 제작에 사용될 수 있으며, 예를 들어 유리, ITO 코팅 유리, PEDOT, PANI 등을 포함하는 사전 코팅층을 갖는 ITO 유리, 또는 플라스틱, 플라스틱 물질이 바람직하고, 그 예는 알키드 수지, 알릴 에스테르, 벤조시클로부텐, 부타디엔-스티렌, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 에폭시드, 에폭시 중합체, 에틸렌-클로로트리플루오로 에틸렌, 에틸렌-테트라-플루오로에틸렌, 섬유 유리 강화 플라스틱, 플루오로카본 중합체, 헥사플루오로프로필렌비닐리덴-플루오라이드 공중합체, 고밀도 폴리에틸렌, 파릴렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아라미드, 폴리디메틸실록산, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리케톤, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리술폰, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드, 실리콘 고무, 실리콘, 및 ITO, 또는 기타 전도성 층 및 배리어 층을 갖는 가요성 필름 예를 들어 Vitex 필름을 포함한다.

바람직한 기판 물질은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드 및 폴리에틸렌나프탈레이트이다. 기판은 상기 물질로 코팅된 임의의 플라스틱 물질, 금속 또는 유리일 수 있다. 기판은 바람직하게는 양호한 패턴 선명도가 확실히 되도록 균질해야 한다. 기판은 또한 담체 이동성을 증강시키기 위해 유기 반도체의 배향이 유도되도록 압출, 연신, 러빙 (rubbing) 에 의해 또는 광화학적 기술에 의해 균일하게 사전-정렬될 수 있다.

전극은 액체 코팅, 예컨대 스프레이-, 딥-, 웹- 또는 스핀-코팅에 의해, 또는 진공 침착 또는 증기 침착법에 의해 침착될 수 있다. 적합한 전극 물질 및 침착법은 당업자에게 알려져 있다. 적합한 전극 물질은 비제한적으로, 무기 또는 유기 물질, 또는 이들 둘의 복합체를 포함한다. 적합한 전도체 또는 전극 물질에 대한 예는 폴리아닐린, 폴리피롤, PEDOT 또는 도핑된 접합 중합체, 금속 예컨대 Au, Ag, Cu, Al, Ni 또는 이들 혼합물의 입자 또는 그래피트의 추가적인 분산액 또는 페이스트 뿐 아니라 스퍼터 코팅되거나 증발된 금속 예컨대 Cu, Cr, Pt/Pd 또는 금속 옥시드 예컨대 인듐 주석 옥시드 (ITO) 를 포함한다. 유기금속 전구체가 또한 액체상으로부터 침착되어 사용될 수 있다.

바람직하게는, 본 발명에 따른 제형이 적용되는 표면 상의 기판은, 2 개 이상의 용매, 예를 들어, 물 및 메틸렌 요오디드의 접촉각을 측정함으로써 (그러나 다른 용매가 사용될 수 있음) 측정된 130 내지 25 mN m^-1 범위, 보다 바람직하게는 115 내지 30 mN m^-1 범위의 표면 에너지를 포함한다. 이는 통상 20 내지 25℃ 의 온도에서 (실온 및 정상 대기압에서) FTA 1000 과 같은 접촉각 고니오미터를 사용하여 측정되는데, 2 개 이상의 용매의 접촉각은 이후 다양한 수학적 모델, 통상 오웬-웬트 기하 평균 (Owens-Wendt geometric mean) 또는 우 조화 평균 (Wu's harmonic mean) 을 사용하여 조합된다. 바람직하게는, 오웬-웬트법이 사용된다.

오웬-웬트 식

우 조화 평균 식

OSC 층의 침착은 당업자에게 알려져 있고 문헌에 기재되어 있는 표준 방법에 의해 달성될 수 있다. 적합하고 바람직한 침착법은 액체 코팅 및 인쇄 기술을 포함한다. 매우 바람직한 침착법은, 비제한적으로, 딥 코팅, 스핀 코팅, 스프레이 코팅, 에어로졸 젯팅 (aerosol jetting), 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 그라비어 인쇄, 닥터 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 역-롤러 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 웹 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 커튼 코팅, 키스 코팅, 메이어 바 코팅 (meyer bar coating), 2 롤 닙 페드 코팅 (2 roll nip fed coating), 애닐록스 (anilox) 코팅기, 나이프 코팅 또는 슬롯 다이 코팅을 포함한다. 바람직하게는, OSC 층은 그라비어 인쇄, 닥터 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 역-롤러 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 웹 인쇄, 애닐록스 코팅기로 적용된다. 그라비어, 플렉소그래픽 및 잉크젯 인쇄 및 이들 인쇄 방법의 변형이 바람직하다. 이는 비제한적으로, 마이크로 그라비어, 역 그라비어, 오프셋 그라비어, 역 롤 등을 포함한다. 모두 플랫베드 (flatbed) 로의 웹 페드 (web fed) (롤 투 롤 (roll to roll)) 및 시트페드 (sheetfed) 및 보다 통상적으로 '온 더 라운드 ('on the round') 형태가 모두 사용될 수 있다.

플랙소 인쇄에 대해서 애닐록스는 크롬 강 또는 세라믹, 바람직하게는 세라믹일 수 있다. 전지 에치 (cell etch) 는 2 ㎤/㎡ 내지 120 ㎤/㎡, 가장 바람직하게는 3 ㎤/㎡내지 20 ㎤/㎡, 가장 바람직하게는 4 ㎤/㎡ 내지 18 ㎤/㎡ 로 가변적일 수 있으나, 건조 필름 두께는 활성 물질의 농도 및 상기 제형의 전이 특징에 따라 가변적일 것이다.

전지 형태, 즉 형상, 깊이, 전지 벽 링킹 (cell wall linking) 은 최적의 인쇄 결과를 얻기 위해 당업자에 의해 차용될 수 있다.

그라비어 인쇄에 대해 크롬 강이 바람직하게 사용되나, 다른 물질을 배제하는 것은 아니다. 각인 필요조건은 플렉소그래픽 인쇄에 대한 것의 대략 50% 인데, 이는 포함되는 전이 방법이 하나 줄었기 때문이다.

속도는 프레스 유형 및 형태에 따라 유의하게 가변적일 수 있는데, 플랫베드 인쇄에 대해 인쇄 속도는 통상 매우 낮아, 통상 100 mm/분 이하이다. 롤 투 롤 프레스에서 속도는 500 m/분을 초과할 수 있다.

특정 양상에 따라서, 단열층은 본 발명에 따른 OE 의 특정 유형을 얻기 위해 기판 상에 침착될 수 있다. 바람직하게는 단열층은, 매우 바람직하게는 하나 이상의 유기 용매 중의 임의로는 가교성 유전체 물질의 용액을 사용하는 용액 처리에 의해 침착된다. 바람직하게는 유전체 물질을 침착시키기 위해 사용된 용매는 OSC 물질을 침착시키기 위해 사용된 용매에 대해 직교성이며, 반대로도 그러하다.

스핀 코팅이 침착법으로서 사용되는 경우, OSC 또는 유전체 물질은 예를 들어 30 초 동안 예를 들어 1000 내지 2000 rpm 으로 회전되어 0.5 내지 1.5 ㎛ 의 통상적인 층 두께를 갖는 층이 수득된다. 스핀 코팅 후 필름이 승온에서 가열되어, 모든 잔류 휘발성 용매가 제거될 수 있다.

가교성 유전체가 사용되는 경우, 이는 바람직하게는 전자 빔 또는 전자기 (화학선) 방사선, 예를 들어 X-선, UV 또는 가시광선에 대한 노출에 의한 침착 후 가교된다. 예를 들어, 50 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 200 내지 450 nm, 가장 바람직하게는 300 내지 400 nm 의 파장을 갖는 화학 방사선이 사용될 수 있다. 적합한 방사선 조사량은 통상 25 내지 3,000 mJ/㎠ 범위이다. 적합한 방사선원은 수은, 수은/제논, 수은/할로겐 및 제논 램프, 아르곤 또는 제논 레이저원, x-선 또는 e-빔을 포함한다. 화학 방사선에 대한 노출은 노출 부위에서의 유전체 물질의 가교성 기에서의 가교 반응을 유도할 것이다. 또한 예를 들어, 가교성 기의 흡광 밴드 외부의 파장을 갖는 광원을 사용할 수 있으며, 가교성 물질에 방사선 민감 감광제를 추가할 수 있다.

임의로는 유전체 물질층은 예를 들어 70℃ 내지 130℃ 의 온도에서, 예를 들어 1 내지 30 분, 바람직하게는 1 내지 10 분 동안 방사선에 노출된 후 어닐링 된다. 승온에서의 어닐링 단계는 유전체 물질의 가교성 기를 광방사선에 노출시킴으로써 유도된 가교 반응을 완결시키는데 사용될 수 있다.

용매 및 임의의 휘발성 부가제(들) 의 제거는 바람직하게는 증발, 예를 들어 침착층을 고온 및/또는 감압에, 바람직하게는 -50℃ 내지 300℃, 보다 바람직하게는 20℃ 내지 250℃ 에서 노출시킴으로써 이루어진다. 본 발명의 특정 양상에 따라서, 용매(들) 및 임의의 휘발성 부가제는 감압 하에 증발될 수 있다. 바람직하게는 용매 증발을 위한 대기압 또는 감압은 10^-3 mbar 내지 1 bar, 특히 10^-2 mbar 내지 100 mbar, 보다 바람직하게는 0.1 mbar 내지 10 mbar 의 범위이다. 게다가, 용매의 증발은 바람직하게는 용매의 비등점 미만에서 이루어질 수 있다.

건조된 OSC 층의 두께는 바람직하게는 1 nm 내지 50 ㎛, 특히 2 내지 1000 nm, 보다 바람직하게는 3 내지 500 nm 이다. 유기 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질을 포함하는 바람직한 층은 2 내지 150 nm 범위의 두께를 가질 수 있다.

상기 및 하기에 기재된 바와 같은 물질 및 방법에 추가로, OE 소자 및 이의 부품은 당업자에게 알려져 있으며 문헌에 기재되어 있는 표준 물질 및 표준 방법으로부터 제조될 수 있다.

본 발명의 범주 내에 여전히 포함되면서, 본 발명의 전술한 구현예에 대한 변형이 이루어질 수 있다는 것이 인지된다. 본 명세서에 개시된 각각의 특성은, 달리 언급되지 않는 한, 동일하고, 동등하거나 유사한 목적을 제공하는 대안적인 특성에 의해 대체될 수 있다. 따라서, 달리 언급되지 않는 한, 개시된 각각의 특성은 동등하거나 유사한 포괄적인 일련의 특성의 단지 하나의 예이다.

일부 이상의 상기 특성 및/또는 단계가 상호 배타적인 조합을 제외하고, 본 명세서에 개시된 모든 특성은 임의의 조합으로 조합될 수 있다. 특히, 본 발명의 바람직한 특성은 본 발명의 모든 양상에 적용가능하며 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 마찬가지로, 비-필수적인 조합에서 기재된 특성은 따로따로 사용될 수 있다 (조합이 아님).

상기 기재된 특성, 특히 바람직한 구현예 다수가 그 스스로의 권리에 있어서 독창적이며 본 발명의 구현예의 단지 일부가 아니라는 것이 인지된다. 현재 청구되는 임의의 발명에 추가로 또는 이에 대안적으로, 독립적인 보호가 이들 특성에 대해 탐색될 수 있다.

문헌에서 달리 명백히 나타내지 않는 한, 본원에서 사용된 바와 같은 본원 용어의 복수 형태는 단수 형태를 포함하는 것으로 간주되며 그 반대로도 마찬가지이다.

본 명세서의 상세한 설명 및 청구항 전체를 통해, 단어 "포함한다" 및 "함유한다" 및 상기 용어의 변형, 예를 들어 "포함하는" 및 "함유하는" 은 "포함하나 이에 제한되지는 않음" 을 의미하며, 다른 성분을 배제하는 것으로 의도되지 않는다 (다른 성분을 배제하지 않음).

용어 "중합체" 는 단일중합체 및 공중합체, 예를 들어, 통계적으로, 교대 또는 블록 공중합체를 포함한다. 또한, 이하 본원에 사용된 바와 같은 용어 "중합체" 는 또한 올리고머 및 덴드리머를 포함한다. 덴드리머는 통상, 추가의 분지형 단량체가 트리형 구조를 제공하는 규칙적 방법으로 이에 추가되는, 다관능성 코어 기로 이루어지는 분지형 거대분자 화합물이다 (예를 들어, M. Fischer and F. Voegtle, Angew . Chem ., Int . Ed . 1999, 38, 885 에 기재된 바와 같음).

용어 "접합 중합체" 는 이의 백본 (또는 주쇄) 내에, 또한 헤테로원자에 의해 대체될 수 있는, sp²-혼성, 또는 임의로는 sp-혼성을 갖는 탄소 원자를 주로 함유하는 중합체를 의미하는데, 이는 하나의 π-오비탈과 또다른 것과의 개입 σ-결합에 걸친 상호작용을 가능하게 한다. 가장 단순한 경우, 이는 예를 들어 교대 탄소-탄소 (또는 탄소-헤테로원자) 단일 및 다중 (예를 들어 이중 또는 삼중) 결합을 갖는 백본이지만, 1,3-페닐렌과 같은 단위를 갖는 중합체를 또한 포함한다. 이와 관련하여 "주로" 는, 접합의 중단을 일으킬 수 있는 자연적 (자발적) 발생 결함을 갖는 중합체를 의미하는데, 이는 여전히 접합 중합체로서 간주된다. 이러한 의미에는, 백본이 예를 들어 단위, 예컨대 아릴 아민, 아릴 포스핀 및/또는 특정 헤테로사이클 (즉, N-, O-, P- 또는 S-원자를 통한 접합) 및/또는 금속 유기 복합체 (즉, 금속 원자를 통한 접합) 를 포함하는 중합체가 또한 포함된다. 용어 "접합 연결기" 는 sp²-혼성 또는 sp-혼성을 갖는 탄소 원자 또는 헤테로원자로 이루어지는 2 개의 고리 (통상 방향족 고리) 를 연결하는 기를 의미한다. "IUPAC Compendium of Chemical terminology, Electronic version" 을 또한 참조한다.

달리 언급하지 않는 한, 분자량은 수 평균 분자량 M_n 또는 중량 평균 분자량 M_w 로서 주어지며, 달리 언급하지 않는 한 폴리스티렌 표준에 대한 겔 투과 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정된다.

중합 정도 (n) 는 중합의 수 평균 정도를 의미하며, 달리 언급하지 않는 한 n = M_n/M_U 로 주어진다 (M_U 는 단일 반복 단위의 분자량임).

용어 "소분자" 는 단량체, 즉, 비-중합체 화합물을 의미한다.

달리 언급하지 않는 한, 고체 % 는 중량% ("wt%") 이고, 액체의 % 또는 비 (예를 들어, 용매 혼합물 중의) 는 부피% ("vol%") 이고, 모든 온도는 섭씨 온도로 주어진다 (℃).

달리 언급하지 않는 한, % 또는 ppm 으로 주어지는 혼합물 성분의 농도 또는 비율은 용매를 포함하는 전체 제형에 관한 것이다.

단지 설명적이며 본 발명의 범주를 제한하지 않는 하기의 실시예를 참조로, 이제 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

상기 및 하기에 기재된 모든 방법 단계는, 선행 기술에서 기재되며 당업자에게 잘 알려져 있는 공지된 기술 및 표준 장비를 사용하여 실행될 수 있다.

비교예 1

하기 화학식 C-1 에 따른 인광 화합물:

및 하기 화학식 C-2 를 갖는 호스트 물질:

및 하기 화학식 C-3 을 갖는 호스트 물질:

을 혼합하여 인쇄 잉크를 제조하였다.

0.0100 g 의 화합물 C-1 을 유리 바이알 내로 칭량한 후, 0.0200 g 의 화합물 C-2, 및 0.0200 g 의 화합물 C-3 을 칭량하였다. 여기에, 에펜도르프 피펫으로부터 3 1 ㎖ 분취액을 사용하여 3 ㎖ 의 아니솔을 추가하였다. 작은 자석 교반장치 막대를 추가하고 유리 바이알을 밀봉하였다. 이를 ~35 내지 40℃ 로 가온하고 2 시간 동안 교반하여 고체 물질의 완벽한 용해를 확실히 하였다. 용해 후 뚜껑을 제거하고 헬륨을 20 분 동안 버블링하여 탈기체시키고, 이후 용기를 진공 데시케이터에 위치시키고 헬륨이 제거되도록 밤새 두었다.

2 ㎖ 의 잉크를, 0.45 μ 필터 (25 mm 직경 ex Millipore) 를 사용하여 Dimatix DMP2831 프린터용 LCP 카트리지 내로 여과하였다. 카트리지의 헤드를 넣은 후 잉크젯 프린터 내로 삽입하였다.

전체 잉크젯 시험을 수행하여 잉크의 인쇄 성능을 평가하고, 잉크젯 거동을 관찰하고 이에 대해 논평하였다. 잉크젯 파형을 최적화하고, 전압/주파수 및 펄스폭을 변화시키는 것이 액적 속도에 미치는 영향을 또한 평가하였다.

70℃ 에서 10 분 동안 초음파 배쓰에서 메탄올 중 두어 세정한 25 mm x 25 mm 유리 슬라이드 상에 제조된 잉크를 인쇄하였다. 이후 메탄올을 건조시키고 기판을 150℃ 에서 설정된 핫 플레이트에 15 분 동안 두었다. 유리 슬라이드를 제거하고 메시틸렌 중 0.5% HIL-012 의 제조물을 1300 rpm 의 속도로 슬라이드 상에 스핀 코팅하여 20 nm 의 최종 HIL12 코팅 두께를 제공하였다.

2 mm x 2 mm 정사각형 패턴을 사용하여 잉크를 인쇄하고; 이를 20 μ, 40 μ, 60 μ, 80 μ 및 100 μ 점적 간격 (ds) 으로 인쇄하고, 인쇄 헤드를 각지게 하여 상이한 점적 간격이 생기게 하였다. 인쇄를 상이한 온도, 즉 25℃, 30℃, 40℃, 50℃ 및 60℃ 에서 수행하였다.

토출 안정성 (jetting stability) 은 불량하였다. 노즐 플레이트 습윤은 중간 정도였다. 2 개의 액적 시스템이 이러한 잉크로부터 관찰되었다. 아니솔 기재 잉크는 HIL-012 코팅된 기판을 잘 습윤시키지 못했으며, 40 μ, 60 μ, 80 μ 및 100 μ ds 를 사용하는 경우 스와스 (swath) 는 합쳐지지 않았다. 인쇄는 20 μ ds 를 사용하여, 보다 양호한 건조와 함께 보다 양호하게 수행되었으나 건조 전면 (drying front) 이 필름 상에 나타났으며 유의한 커피 얼룩 (coffee staining) 이 분명하게 드러났다.

비교예 2

본질적으로, 비교예 1 을 반복하였다. 그러나, 4-메틸아니솔을 용매로서 사용하였다. HIL-012 층을 20 μ 내지 60 μ ds 에 대해 허용가능하게 습윤시켰다. 인쇄 품질은 40 μ 내지 60 μ ds 에 대해 허용가능하였다. 토출 안정성은 중간 정도로 불량하였다. 노즐 플레이트 습윤은 중간 정도로 불량하였다. 2 개의 액적 시스템이 이러한 잉크로부터 관찰되었다. 그러나, 비교예 1 에 비해 결과는 향상되었다.

실시예 1

본질적으로, 비교예 1 을 반복하였다. 그러나, 2,4-디메틸아니솔을 용매로서 사용하였다. HIL-012 층을 20 μ 내지 80 μ ds 에 대해 허용가능하게 습윤시켰다. 인쇄 품질은 40 μ 내지 60 μ ds 에 대해 허용가능하였다. 토출 안정성은 꽤 양호하였다. 노즐 플레이트 습윤은 경미하였다. 2 개의 액적 시스템이 이러한 잉크로부터 관찰되었다. 그러나, 비교예 2 에 비해 결과는 향상되었다.

실시예 2

본질적으로, 비교예 1 을 반복하였다. 그러나, 2,5-디메틸아니솔을 용매로서 사용하였다. HIL-012 층을 20 μ 내지 80 μ ds 에 대해 허용가능하게 습윤시켰다. 인쇄 품질은 40 μ 내지 60 μ ds 에 대해 허용가능하였다. 토출 안정성은 꽤 양호하였다. 노즐 플레이트 습윤은 경미하였다. 합체 (coalescence) 거리는 250 ㎛ 였다 (단일 액적 형성됨). 그러나, 실시예 1 에 비해 결과는 향상되었다.

실시예 3

본질적으로, 비교예 1 을 반복하였다. 그러나, 2,6-디메틸아니솔을 용매로서 사용하였다. HIL-012 층을 20 μ 내지 80 μ ds 에 대해 허용가능하게 습윤시켰다. 인쇄 품질은 40 μ 내지 60 μ ds 에 대해 허용가능하였다. 토출 안정성은 양호하였다. 노즐 플레이트 습윤은 꽤 양호하였다. 합체 거리는 250 ㎛ 였다. 그러나, 실시예 1 에 비해 결과는 향상되었다.

실시예 4

본질적으로, 비교예 1 을 반복하였다. 그러나, 3,4-디메틸아니솔을 용매로서 사용하였다. HIL-012 층을 20 μ 내지 100 μ ds 에 대해 허용가능하게 습윤시켰다. 인쇄 품질은 양호하거나 적어도 40 μ 내지 80 μ ds 에 대해 허용가능하였다 (인쇄 온도에 따름). 토출 안정성은 양호하였다. 노즐 플레이트 습윤은 양호하였다 (무). 합체 거리는 300 ㎛ 였다. 그러나, 각각 실시예 2 및 3 에 비해 결과는 향상되었다.

Claims

유기 용매가 디메틸아니솔인 것을 특징으로 하는, 분자량이 5000 g/mol 이하인 하나 이상의 유기 반도체성 화합물 (OSC), 및 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 유기 용매가 60 중량% 이상의 디메틸아니솔을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 디메틸아니솔이 3,4-디메틸아니솔인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물이 한센 용해도 매개변수 17.0 내지 20.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_d, 2 내지 10.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_p 및 0.0 내지 15.0 MPa⁰ ^.5 범위의 H_h를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물이 3.0 MPa^0.5 이상의 한센 용해도 매개변수에 따라 측정된 용해도 반경을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물 중 하나 이상이 하기 일반식 (I) 의 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물:

[식 중,
A 는 관능적 구조 요소이고,
B 는 가용화 구조 요소이고,
k 는 1 내지 20 범위의 정수이며,
상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-I) 을 가짐:

{식 중,
Ar^a 는 탄소수 4 내지 120 이며 하나 이상의 임의의 잔기 R 에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고,
R^a 는 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내며, 이들 R^a 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;
l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고,
상기 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 나타냄}].
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물 중 하나 이상이 하기 일반식 (II) 의 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물:

[식 중,
A 는 관능적 구조 요소이고,
B 는 가용화 구조 요소이고,
k 는 1 내지 20 범위의 정수이며,
상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-II) 를 가짐:

{식 중,
Ar^b, Ar^c 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 60 이며 하나 이상의 임의의 잔기 R 에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기를 나타내고,
X 는 각각 독립적으로 N 또는 CR^b, 바람직하게는 CH 를 나타내고,
R^a, R^b 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내고, 이들 R^a 및/또는 R^b 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;
l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고,
상기 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 나타냄}].
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물 중 하나 이상이 하기 일반식 (III) 의 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물:

[식 중,
A 는 관능적 구조 요소이고,
B 는 가용화 구조 요소이고,
k 는 1 내지 20 범위의 정수이며,
상기 가용화 구조 요소 B 는 하기 일반식 (L-III) 를 가짐:

{식 중,
R^a, R^b, R^c, R^d 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 수소, 탄소수 1 내지 40 의 직쇄 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기 또는 탄소수 3 내지 40 의 분지형 또는 시클릭 알킬, 알콕시 또는 티오알콕시기, 특히 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기; 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 치환 또는 비치환 방향족 또는 헤테로방향족 고리계 또는 경화성기, 또는 고리 원자수 5 내지 60 의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시기, 또는 이의 조합을 나타내며, 이들 R^a, R^b, R^c 및/또는 R^d 기 중 하나 이상은 모노 또는 폴리시클릭 지방족 또는 방향족 고리계를 함께 형성하고/하거나 R^a, R^b, R^c 및/또는 R^d 기가 결합하는 고리를 형성할 수 있고;
l 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고;
m 은 0, 1, 2 또는 3 이고;
n, o 는 각각 독립적으로 동일하거나 상이하며 0, 1, 2, 3, 4 또는 5 를 나타내고,
상기 점선 결합은 관능적 구조 요소 A 에 대한 결합을 나타냄}].
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물이 70℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 25℃ 에서 1.0 내지 100 mPas 범위의 점도를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물 .
제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 불활성 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 불활성 결합제가 -70 내지 160℃ 범위의 유리 전이 온도를 갖는 중합체인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 0.1 내지 5 중량% 범위의 중합체 결합제를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 일반식 (I) 의 지수 k 가 2 이상의 정수인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 14 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물이 800 g/mol 이상의 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 반도체성 화합물이 70℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (I) 에서의 관능적 구조 요소 A 대 가용화 구조 요소 B 의 중량비가 바람직하게는 2:1 내지 1:20, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:3 범위인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 유기 반도체성 화합물 중 하나 이상이 하기 화학식 M1 에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물:

[식 중,
동일하거나 상이할 수 있는 각각의 R¹, R², R³, R⁴, R⁵, R⁶, R⁷, R⁸, R⁹, R¹⁰, R¹¹ 및 R¹² 는 독립적으로 수소; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 카르빌 또는 히드로카르빌기; 임의 치환된 C₁-C₄₀ 알콕시기; 임의 치환된 C₆-C₄₀ 아릴옥시기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 알킬아릴옥시기; 임의 치환된 C₂-C₄₀ 알콕시카르보닐기; 임의 치환된 C₇-C₄₀ 아릴옥시카르보닐기; 시아노기 (-CN); 카르바모일기 (-C(=O)NH₂); 할로포르밀기 (-C(=O)-X, 상기 X 는 할로겐 원자를 나타냄); 포르밀기 (-C(=O)-H); 이소시아노기; 이소시아네이트기; 티오시아네이트기 또는 티오이소시아네이트기; 임의 치환된 아미노기; 히드록시기; 니트로기; CF₃ 기; 할로기 (Cl, Br, F); 또는 임의 치환된 실릴 또는 알키닐실릴기를 나타내고;
독립적으로, 각각의 쌍R¹ 및 R², R² 및 R³, R³ 및 R⁴, R⁷ 및 R⁸,R⁸ 및 R⁹,R⁹ 및 R¹⁰ 은 임의로는 가교-브릿지되어 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 형성하고, 상기 포화 또는 불포화 고리는 산소 원자, 황 원자 또는 화학식 -N(R^a)- (상기 R^a 는 수소 원자 또는 임의 치환된 탄화수소기임) 의 기에 의해 개입될 수 있거나, 임의로 치환될 수 있고;
폴리아센 골격의 하나 이상의 탄소 원자는 임의로는 N, P, As, O, S, Se 및 Te 에서 선택되는 헤테로원자에 의해 치환될 수 있고;
폴리아센의 인접 고리 위치에 위치하는 임의의 둘 이상의 치환기 R¹-R¹² 는 독립적으로, 함께, O, S 또는 -N(R^a) 에 의해 임의로 개입되는 추가의 C₄-C₄₀ 포화 또는 불포화 고리를 임의로 구성할 수 있으며, 여기서 R^a 는 상기 정의한 바와 같거나, 폴리아센에 융합된 방향족 고리계이고;
n 은 0, 1, 2, 3 또는 4 이고, 바람직하게는 n 은 0, 1 또는 2 이고, 가장 바람직하게는 n 은 0 또는 2 이며, 이는 폴리아센 화합물이 펜타센 화합물 (n=2 인 경우) 또는 "유사 (pseudo) 펜타센" 화합물 (n=0 인 경우) 이라는 것을 의미함].
제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 M1 에 따른 유기 반도체성 화합물이 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 분자량이 5000 g/mol 이하인 많은 유기 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질이, 광을 방사하며 또한 38 초과의 원자 번호를 갖는 하나 이상의 원자를 함유하는 유기 인광 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 인광 화합물이 하기 화학식 (1) 내지 (4) 의 화합물인 것을 특징으로 하는 조성물:

[식 중,
DCy 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 하나 이상의 공여기 원자, 바람직하게는 질소, 탄소를 카르벤 또는 인의 형태로 함유하는 시클릭기이고 이를 통해 시클릭기가 금속에 결합하며 다음에는 하나 이상의 치환기 R¹⁸ 을 가질 수 있고; DCy 및 CCy 기는 공유 결합을 통해 서로 연결되고;
CCy 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 탄소 원자를 함유하는 시클릭기이고 이를 통해 시클릭기가 금속에 결합하며 다음에는 하나 이상의 치환기 R¹⁸ 을 가질 수 있고;
A 는, 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 단일음이온성, 이중자리 킬레이트 리간드, 바람직하게는 디케토네이트 리간드이고;
R¹⁸ 은 각각의 경우 동일하거나 상이하며, F, Cl, Br, I, NO₂, CN, 탄소수 1 내지 20 의 직쇄, 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O-, -S-, -NR¹⁹-, -CONR¹⁹-, -CO-O-, -C=O-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 수소 원자가 F 에 의해 대체될 수 있음), 또는 탄소수 4 내지 14 이며 하나 이상의 비방향족 R¹⁸ 라디칼에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기이고, 동일한 고리 또는 2 개의 상이한 고리 상의 다수의 치환기 R¹⁸ 은 다음에 함께 모노- 또는 폴리시클릭, 지방족 또는 방향족 고리계를 형성할 수 있고;
R¹⁹ 는 각각의 경우 동일하거나 상이하게, 탄소수 1 내지 20 의 직쇄, 분지형 또는 시클릭 알킬 또는 알콕시기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH₂ 기가 -O-, -S-, -CO-O-, -C=O-, -CH=CH- 또는 -C≡C- 에 의해 대체될 수 있고 하나 이상의 수소 원자가 F 에 의해 대체될 수 있음), 또는 탄소수 4 내지 14 이며 하나 이상의 비방향족 R¹⁸ 라디칼에 의해 치환될 수 있는 아릴 또는 헤테로아릴기임].
제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 화학식 (1), (2), (3) 및 (4) 에 따른 유기 반도체성 화합물이 화학식 (I), 화학식 (II) 및/또는 화학식 (III) 의 필요조건을 충족하며 각각 화학식 (L-I), (L-II) 및 (L-III) 의 가용화 구조 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 분자량이 5000 이하인 유기 반도체성 화합물 0.25 내지 5 중량% 를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 습윤제를 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 습윤제가 휘발성이며, 분자량이 5000 g/mol 이하인 발광 물질 및/또는 전하 수송 물질과 화학적으로 반응할 수 없는 것을 특징으로 하는 조성물.
OE 소자 제조용 코팅 또는 인쇄 잉크로서의, 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 조성물의 용도.
하기 단계를 포함하는 유기 전자 (OE) 소자 제조 방법:
a) 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 기판 상에 침착시켜 필름 또는 막을 형성시키는 단계,
b) 용매(들) 를 제거하는 단계.
제 27 항에 있어서, 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 조성물이 딥 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 레터-프레스 인쇄, 스크린 인쇄, 그라비어 인쇄, 닥터 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 역-롤러 인쇄, 오프셋 석판 인쇄 (offset lithography printing), 플렉소그래픽 인쇄, 웹 인쇄, 스프레이 코팅, 딥 코팅, 커튼 코팅, 브러시 코팅, 슬롯 다이 코팅 또는 패드 인쇄에 의해 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 따른 조성물로부터, 또는 제 27 항 또는 제 28 항에 따른 방법에 의해 제조되는 OLED 소자.