KR20180083889A - 인쇄전자용 조성물 및 전자 장치에서 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

적어도 하나의 기능성 물질 및 적어도 하나의 헤테로방향족계 유기 용매를 포함하는 인쇄전자용 제형. 그 제형의 인쇄 공정 및 전자 장치, 특히 전계발광 장치에서 이의 용도. 그 제형을 이용하여 생산된 전자 장치.

Description

인쇄전자용 조성물 및 전자 장치에서 이의 용도
본 개시물은 인쇄전자용 제형 및 인쇄된 전자 장치, 특히 전계발광 장치에서 이의 용도에 관한 것이다.
현재, 차세대 디스플레이로서 유기 발광 다이오드(OLED)는 증발 방법에 의해 제조되므로 물질 이용이 낮으며, 이 방법은 비용을 증가시키고 수율을 떨어뜨리는 미세 금속 마스크(FMM)를 필요로 한다. 상기 문제들을 해결하기 위해, 고해상도 풀-컬러 디스플레이를 구현하기 위한 인쇄 기술이 더욱더 주목을 받고 있다. 예를 들어, 대면적의 기능성 물질 필름은 저비용으로 잉크-젯 인쇄에 의해 제조될 수 있다. 종래의 반도체 제조 공정과 비교하여, 잉크-젯 인쇄는 낮은 에너지 소비, 낮은 물 소비 및 이의 환경 친화적인 특성으로 인해 큰 장점 및 잠재력을 갖는다. 다른 새로운 디스플레이 기술로 양자점 발광 다이오드(QLED)가 있는데, 증발 방법으로는 제조할 수 없고 인쇄를 통해서만 제조될 수 있다. 그러므로, 인쇄된 디스플레이를 구현하기 위해, 인쇄용 잉크에서 돌파구를 마련하고 상응하는 인쇄 공정의 주요 문제들을 해결할 필요가 있다. 점도 및 표면 장력은 인쇄용 잉크 및 인쇄 공정들에 영향을 미치는 중요한 파라미터이다. 전도유망한 인쇄용 잉크는 적당한 점도 및 표면 장력을 필요로 한다.
유기 반도체 물질들은 이들의 용액 가공성으로 인해 널리 주목을 받아왔으며, 전자 및 광전자 장치에서 현저한 진보를 보였다. 용액 가공성은 유기 기능성 물질이 특정 코팅 및 인쇄 공정들을 통해 장치에서 그러한 기능성 물질의 박막을 형성하도록 한다. 그러한 기술은 전자 및 광전자 장치들의 처리 비용을 효과적으로 줄이고 대면적 제조의 요구를 만족시킬 수 있다. 지금까지, 여러 회사에서 유기 반도체 물질 인쇄용 잉크를 보고해왔다. 예를 들어, KATEEVA, INC는 OLED를 인쇄하는데 적용할 수 있는 에스테르 용매에 기초한 저분자 유기 물질을 포함하는 잉크를 개시하였다(US2015044802A1); UNIVERSAL DISPLAY CORPORATION는 방향족 케톤 또는 방향족 에테르 용매에 기초한 저분자 유기 물질을 포함하는 인쇄 가능한 잉크를 개시하였다(US20120205637); SEIKO EPSON CORPORATION는 치환된 벤젠 유도체 용매에 기초한 유기 고분자 물질을 포함하는 인쇄 가능한 잉크를 개시하였다. 유기 기능성 물질 인쇄용 잉크와 관련된 다른 예시들로 CN102408776A, CN103173060A, CN103824959A, CN1180049C, CN102124588B, US2009130296A1 및 US2014097406A1 등이 포함된다.
인쇄에 적당한 다른 유형의 기능성 물질들은 무기 나노물질, 특히 양자점이다. 양자점은 양자 구속 효과를 갖는 나노-크기의 반도체 물질이다. 양자점은 광 또는 전기로 자극을 받을 때 특정 에너지의 형광을 방출할 수 있으며, 그러한 형광의 색(에너지)은 양자점의 화학 조성, 입자 크기 및 형상에 따라 결정된다. 그러므로, 양자점의 입자 크기 및 형상의 조절은 양자점의 전자 및 광학 특성들을 효과적으로 조절할 수 있다. 현재, 많은 나라에서 풀-컬러 방출을 위한 양자점의 응용 분야, 주로 디스플레이 분야에서 연구를 수행하고 있다. 최근에, Peng et al., Nature Vol51596 (2015) 및 Qian et al., Nature Photonics Vol9259 (2015)에 의해 보고된 바와 같이, 발광층으로 양자점을 포함하는 전계발광 장치(QLED)가 급속하게 발달하여 왔고, 그러한 장치들의 수명이 크게 연장되었다. 지금까지, 여러 회사에서 인쇄용 양자점 잉크를 보고하였다: 영국의 Nanoco Technologies Ltd.는 나노입자들을 함유하는 인쇄 가능한 잉크 제형의 방법을 개시하였다(CN101878535B). 인쇄 가능한 나노입자 잉크 및 나노입자들을 함유하는 상응하는 필름은 톨루엔 및 도데실셀레놀과 같은 적당한 용매를 선택함으로써 얻는다. 삼성 전자는 잉크-젯 인쇄용 양자점 잉크를 개시하였다(US8765014B2). 잉크는 특정 함량의 양자점, 유기 용매 및 폴리알코올 첨가제를 함유한다. 잉크로부터 양자점 필름을 인쇄하여 양자점 전계발광 장치를 제조한다. QD Vision Inc.는 호스트 물질, 양자점 물질 및 첨가제를 포함하는 양자점 잉크 제형을 개시하였다(US2010264371A1).
양자점 인쇄용 잉크에 관한 다른 특허 문헌으로 US2008277626A1, US2015079720A1, US2015075397A1, TW201340370A, US2007225402A1, US2008169753A1, US2010265307A1, US2015101665A1 및 WO2008105792A2이 포함된다.
그러나 이들 개시된 특허 문헌들에서, 모든 양자점 잉크는 잉크의 물리적 파라미터를 조절하기 위해 알코올 고분자와 같은 다른 첨가제들을 포함한다. 절연성 고분자 첨가제들의 도입은 필름의 전하 수송 능력을 감소시키는 경향이 있고, 장치의 광전자 특성들에 부정적인 영향을 미치며, 따라서, 광전자 장치에서 양자점 잉크의 응용을 제한한다.
본 개시물의 목적은 인쇄전자용 제형을 제공하는 것이다.
본 개시물의 특정 기술 구성은 다음과 같이 기술된다.
인쇄전자용 제형은 적어도 하나의 기능성 물질 및 적어도 하나의 유기 용매를 포함하는 용매 시스템을 포함하고, 유기 용매는 식 (I)을 갖는 적어도 하나의 헤테로방향족계 유기 용매를 포함한다:
[식 I]
Figure pct00001
여기서, Ar1은 5 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 헤테로방향족 고리이고, n은 0 이상의 정수이며, R은 치환기이다. 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 가지며, 용매 시스템으로부터 증발되어 무기 나노물질을 함유하는 필름이 형성되도록 할 수 있다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 1 cPs 내지 100 cPs의 점도를 갖는다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 19 dyne/cm 내지 50 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 다음과 같이 식 중 하나로부터 선택된 구조를 갖는다:
Figure pct00002
여기서,
X는 CR1 또는 N이고, 및
Y는 CR2R3, SiR4R5, NR6, C(=O), S, S(=O)2 또는 O로부터 선택되며;
각 식에서, 적어도 하나의 X 또는 Y는 비-탄소 원자(즉, 헤테로원자)이고; 및 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 각각은 독립적으로 H, D, 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택된다. 하나 이상의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6이 동시에 존재할 때, 그들은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)의 Ar1은 다음과 같이 구조 단위들로부터 선택된다:
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)의 R은 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택되고, 여기서, 하나 이상의 R은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 2-페닐피리딘, 3-페닐피리딘, 4-(3-페닐프로필)피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 8-하이드록시퀴놀린, 메틸 2-푸로에이트, 에틸 2-푸로에이트 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택된다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 용매 시스템은 적어도 하나의 다른 용매를 더 포함하는 혼합 용매일 수 있고, 식 (I)을 갖는 유기 용매는 혼합 용매의 총 중량의 50% 이상을 차지한다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 기능성 물질은 무기 나노물질이다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 기능성 물질은 단분산 입자 크기 분포 및 구형 나노-형태, 정육면체 나노-형태, 막대 모양의 나노-형태 또는 분지형 구조의 나노-형태로부터 선택될 수 있는 형상을 갖는 양자점 물질이다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 기능성 물질은 380 nm 및 2500 nm의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있는 발광성 양자점 물질이다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 원소 주기율표의 IV, II-VI, II-V, III-V, III-VI, IV-VI, I-III-VI, II-IV-VI 및 II-IV-V 족의 이원 또는 다원 반도체 화합물 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 무기 기능성 물질을 포함한다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 기능성 물질은 페로브스카이트 나노입자 물질, 바람직하게는, 발광성 페로브스카이트 나노물질, 금속 나노입자 물질, 금속 산화물 나노입자 물질 또는 이의 임의의 혼합물이다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 기능성 물질은 유기 기능성 물질이다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 유기 기능성 물질은 정공 주입 물질(HIM), 정공 수송 물질(HTM), 전자 수송 물질(ETM), 전자 주입 물질(EIM), 전자 차단 물질(EBM), 정공 차단 물질(HBM), 에미터, 호스트 물질, 유기 염료 및 이의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 유기 기능성 물질은 적어도 하나의 호스트 물질 및 적어도 하나의 에미터를 포함한다.
인쇄전자용 제형의 일 구현예에서, 인쇄전자용 제형은 0.3-30 중량%의 기능성 물질 및 70% - 99.7 중량%의 용매 시스템을 포함한다.
본 개시물은 또한 상기 기술된 인쇄전자용 제형으로부터 인쇄 또는 코팅된 기능층을 포함하는 전자 장치를 제공하고, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 시스템으로부터 증발되어 기능성 필름을 형성할 수 있다.
본 개시물의 일 구현예에서, 전자 장치는 양자점 발광 다이오드(QLED), 양자점 광전지(QPV), 양자점 발광 전기화학전지(QLEEC), 양자점 전계 효과 트랜지스터(QFET), 양자점 발광 전계 효과 트랜지스터(quantum dot light emitting field effect transistor), 양자점 레이저, 양자점 센서, 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 광전지(OPV), 유기 발광 전기화학전지(OLEEC), 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET), 유기 발광 전계 효과 트랜지스터(rganic light emitting field effect transisto), 유기 레이저, 유기 센서 등으로부터 선택될 수 있다.
본 개시물은 또한 기능성 물질 필름의 제조방법을 제공하며, 상기 기술된 인쇄전자용 제형 중 어느 하나는 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 타이포그래픽 인쇄, 스크린 인쇄, 딥 코팅, 스핀 코팅, 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 토션 롤러 인쇄, 리쏘그래픽 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 로터리 인쇄, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 패드 인쇄, 슬롯 다이 코팅 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는 인쇄 또는 코팅 공정을 통해 기판에 코팅된다.
본 개시물은 또한 상기 기술된 인쇄전자용 제형의 인쇄 공정 및 전자 장치, 특히 전계발광 장치에서 인쇄전자용 제형의 용도를 제공한다.
본 개시물의 유익한 효과들은 인쇄전자용 제형의 점도 및 표면 장력이 특정 인쇄 공정, 특히 잉크-젯 인쇄에 따라 사용 시 적당한 범위로 조정될 수 있으므로, 인쇄 공정을 촉진하고 균일한 표면을 갖는 필름을 형성할 수 있음을 포함한다. 더욱이, 유기 용매는 후처리 공정, 예컨대, 열처리 공정 또는 진공처리 공정에 의해 효과적으로 제거되며, 따라서, 전자 장치의 성능을 보장할 수 있다. 따라서, 본 개시물은 인쇄된 전자 또는 광전자 장치에 대한 효과적인 기술적 해결책을 제공하기 위한 고-품질의 기능성 필름을 제조하기 위해 인쇄용 잉크, 특히 양자점 및 유기 반도체 물질을 포함하는 인쇄용 잉크를 제공한다.
도 1은 본 개시물의 바람직한 구현예에 따른 발광장치의 구조도로, 여기서, 101은 기판; 102는 음극; 103은 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL); 104는 발광층(전계발광 장치) 또는 광흡수층(광전지); 105는 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL); 106은 양극이다.
본 개시물은 인쇄전자용 제형, 그 제형의 인쇄 공정 및 전자 장치, 특히 광전자 장치, 보다 구체적으로 전계발광 장치에서 그 제형의 용도에 관한 것이다. 본 개시물은 또한 그 제형으로부터 제조된 전자 장치에 관한 것이다.
본 개시물은 본 개시물의 목적, 기술적 구성 및 효과를 보다 명백하고 명확하게 하기 위해 아래 구체적으로 기술될 것이다. 여기에 기술된 구체적인 설명 및 특정 구현예들은 본 개시물을 설명하는 데에만 사용될 뿐 본 개시물의 범위를 제한하려는 것은 아님을 이해해야 한다.
본 출원의 설명에서, 용어 "인쇄전자용 제형" 및 "인쇄용 잉크" 또는 "잉크"는 같은 의미를 가지며, 상호교환가능하다.
일 구현예에서, 본 개시물은 적어도 하나의 기능성 물질 및 적어도 하나의 유기 용매를 포함하는 용매 시스템을 포함하는 인쇄전자용 제형을 제공하고, 유기 용매는 식 (I)을 갖는 적어도 하나의 헤테로방향족계 유기 용매를 포함한다:
[식 I]
Figure pct00007
여기서, Ar1은 5 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 헤테로방향족 고리이고, n은 0 이상의 정수이며, R은 치환기이다. 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 가지며 용매 시스템으로부터 증발되어 기능성 물질 필름이 형성할 수 있다.
식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매에서, Ar1은 5 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 헤테로방향족 고리이다. 헤테로방향족기는 단일환 관능기 또는 다환식 고리 시스템일 수 있는 적어도 하나의 헤테로방향족 고리(헤테로원자를 갖는)를 갖는 하이드로카빌을 지칭한다. 다환식 고리 시스템은 둘 이상의 고리를 가질 수 있고, 이중 두 개의 인접한 고리는 두 개의 탄소 원자를 공유하여 융합된 고리를 형성한다. 그리고 다환식 고리 시스템의 적어도 하나의 고리는 헤테로방향족 고리이다.
특히, 헤테로방향족기의 예시들은 푸란, 벤조푸란, 티오펜, 벤조티오펜, 피롤, 피라졸, 트리아졸, 이미다졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 티아졸, 테트라졸, 인돌, 카바졸, 피롤로이미다졸, 피롤로피롤, 티에노피롤, 티에노티오펜, 푸로피롤, 푸로푸란, 티에노푸란, 벤지속사졸, 벤지소티아졸, 벤지미다졸, 피리딘, 피라진, 피리다진, 피리미딘, 트리아진, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진(시놀린), 퀴녹살린, 페난트리딘, 페리미딘, 퀴나졸린, 퀴나졸리논 및 이의 유도체들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 바람직한 구현예들에서, 식 (I)에서 모든 치환기 R의 H 이외의 다른 원자들의 전체 수는 2 이상이다. 여기 기술된 H 이외의 다른 원자들은 C, Si, N, P, O, S, F, Cl, Br, I 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 예를 들어, 메톡시 치환기 및 이의 두 개의 Cl 치환기는 모두 본 개시물의 범위 내에 포함된다. 일부 구현에뜰에서, 모든 치환기 R의 H 이외의 원자들의 전체 수는 2 이상, 바람직하게는 2-20, 보다 바람직하게는 2-10, 가장 바람직하게는 3-10이다.
본 개시물의 일부 구현예들에서, 인쇄전자용 제형에 포함된, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 다음과 같이 식 중 하나로부터 선택된 한 구조를 가질 수 있다:
Figure pct00008
여기서,
X는 CR1 또는 N이고, 및
Y는 CR2R3, SiR4R5, NR6, C(=O), S, S(=O)2 또는 O로부터 선택되며;
각 식에서, 적어도 하나의 X 또는 Y는 비-탄소 원자(즉, 헤테로원자)이고; 및 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 각각은 독립적으로 H, D, 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택되나, 이에 제한되지는 않는다. 하나 이상의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6이 동시에 존재할 때, 그들은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
일부 바람직한 구현예들에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 각각은 독립적으로 H, D, 각각 1 내지 10의 탄소 원자를 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 10의 탄소 원자를 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1-C10 치환된 케토, C2-C10 알콕시카르보닐, C7-C10 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 20-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 20-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택될 수 있다. 하나 이상의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6이 동시에 존재할 때, 그들은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
본 개시물의 일부 구현예들에서, 인쇄전자용 제형에 포함된 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 식 (I)을 가지며, Ar1은 바람직하게는 다음과 같이 구조 단위들 중 하나로부터 선택된다:
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
일부 구현예들에서, 식 (I)의 R은 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 하나 이상의 R은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
일부 바람직한 구현예들에서, 식 (I)의 적어도 하나의 치환기 R은 각각 1 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C10 치환된 케토, C2 - C10 알콕시카르보닐, C7 - C10 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 20-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 20-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 하나 이상의 R은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
기능성 물질을 녹이기 위한 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 이의 끓는점 파라미터를 고려하여 선택하여야 한다. 본 개시물의 일부 구현예들에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 일부 바람직한 구현예들에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 180℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 일부 구현예들에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 200℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 일부 구현예들에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 250℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 다른 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 275℃ 이상 또는 300℃ 이상의 끓는점을 갖는다. 끓는점이 상기 범위 내에 있을 때, 잉크-젯 인쇄용 헤드의 노즐이 막히는 것을 방지하는 데 유익하다. 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 시스템으로부터 증발되어 기능성 물질 필름을 형성할 수 있다.
본 개시물의 일부 구현예들에서, 인쇄전자용 제형에 포함된 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 19 dyne/cm 내지 50 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.
기능성 물질을 녹이기 위한 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 이의 표면 장력 파라미터를 고려하여 선택하여야 한다. 잉크의 적당한 표면 장력 파라미터는 특정 기판 및 특정 인쇄 공정에 적합하다. 예를 들어, 바람직한 구현예에서 잉크-젯 인쇄를 고려할 경우, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 19 dyne/cm 내지 50 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다. 보다 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 22 dyne/cm 내지 35 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다. 가장 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 25 dyne/cm 내지 33 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.
바람직한 구현예에서, 본 개시물의 잉크는 25℃에서 19 dyne/cm 내지 50 dyne/cm, 보다 바람직하게는 22 dyne/cm 내지 35 dyne/cm, 가장 바람직하게는 25 dyne/cm 내지 33 dyne/cm의 표면 장력을 갖는다.
본 개시물에 따른 제형은 25℃에서 1 cPs 내지 100 cPs의 점도를 갖는 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매를 포함한다.
기능성 물질을 녹이기 위한 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 이의 점도 파라미터를 고려하여 선택하여야 한다. 점도는 다양한 방법, 예를 들어, 적당한 유기 용매를 선택하고, 잉크 내 기능성 물질의 농도/중량비를 제어함으로써 조정될 수 있다. 인쇄용 잉크에서 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매를 포함하는 용매 시스템의 함량은 사용된 인쇄 공정에 따라 적당한 범위 내에서 편리하게 조정될 수 있다. 일반적으로, 인쇄전자용 제형에 포함된 기능성 물질의 중량비는 0.3-30 wt%, 바람직하게는 0.5-20 wt%, 보다 바람직하게는 0.5-15 wt%, 가장 바람직하게는 0.5-10 wt%의 범위 내이다. 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매의 점도는 100 cps 미만이다. 보다 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매의 점도는 50 cps 미만이다. 가장 바람직한 구현예에서, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매의 점도는 1.5 내지 20 cps이다. 여기에서, 점도는 인쇄 동안 주위의 온도, 일반적으로 15-30℃, 바람직하게는 18-28℃, 보다 바람직하게는 20-25℃, 가장 바람직하게는 23-25℃에서의 점도를 지칭한다. 그러한 제형화된 제형은 특히 잉크-젯 인쇄에 적당하다.
바람직한 구현예에서, 상기와 같이 제형화된 인쇄전자용 제형은 25℃에서 1 cPs 내지 100cPs, 보다 바람직하게는 1 cPs 내지 50 cPs, 가장 바람직하게는 1.5 cPs 내지 20 cPs의 점도를 갖는다.
균일한 두께 및 균일한 제형 특성을 갖는 기능성 물질 필름은 상기 기술된 바와 같은 끓는점, 표면 장력 파라미터 및 점도 파라미터를 갖는 헤테로방향족계 용매 시스템을 함유하는 잉크로부터 형성될 수 있다.
식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매의 예시들은 2-페닐피리딘, 3-페닐피리딘, 4-(3-페닐프로필)피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 메틸 2-푸로에이트, 에틸 2-푸로에이트 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크는 식 (I)의 단일 헤테로방향족계 유기 용매, 바람직하게는 퀴놀린 또는 이소퀴놀린을 포함한다.
다른 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크는 둘 이상의 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매의 혼합물을 포함한다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크의 유기 용매는 퀴놀린 및 이소퀴놀린의 혼합물이다.
다른 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크는 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매 및 적어도 하나의 다른 용매를 포함하고, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 혼합물의 총 중량의 50% 이상을 차지한다. 바람직하게는, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 혼합물의 총 중량의 적어도 70%를 차지한다. 보다 바람직하게는, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 혼합물의 총 중량의 적어도 80%를 차지한다. 가장 바람직하게는, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 용매 혼합물의 총 중량의 적어도 90%를 차지하거나, 용매 혼합물이 실질적으로 또는 전체적으로 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매로 구성된다.
바람직한 구현예에서, 적어도 하나의 다른 유기 용매는 치환 또는 비치환된 방향족 용매들로부터 선택된다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크에 포함된 유기 용매는 퀴놀린 및 도데실벤젠의 혼합물이다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크에 포함된 유기 용매는 이소퀴놀린 및 도데실벤젠의 혼합물이다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크에 포함된 유기 용매는 퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔의 혼합물이다.
일부 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크에 포함된 유기 용매는 이소퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔의 혼합물이다.
다른 구현예들에서, 적어도 하나의 다른 유기 용매의 예시들은 메탄올, 에탄올, 2-메톡시에탄올, 디클로로메탄, 트리클로로메탄, 클로로벤젠, o-디클로로벤젠, 테트라하이드로푸란, 아니솔, 모폴린, 톨루엔, o-자일렌, m-자일렌, p-자일렌, 1,4-디옥산, 아세톤, 2-부타논, 1,2-디클로로에탄, 3-페녹실 톨루엔, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2,2-테트라클로로에탄, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 디메틸포름아마이드, 디메틸아세타마이드, 디메틸 설폭사이드, 테트라하이드로나프탈렌, 데카하이드로나프탈렌, 인덴 또는 이의 임의의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
본 개시물에 따른 헤테로방향족계 용매 시스템은 기능성 물질을 효과적으로 녹일 수 있고, 다른 말로, 그것은 톨루엔, 자일렌, 클로로포름, 클로로벤젠, 디클로로벤젠 및 n-헵탄과 같은 통상의 용매 대신에 기능성 물질을 녹이기 위한 새로운 용매로 사용될 수 있다.
인쇄용 잉크는 점도 조정, 필름 형성 특성 및 접착 개선 등을 위한 하나 이상의 성분들, 예컨대, 계면활성제, 윤활제, 습윤제, 분산제, 소수성 부여제 및 바인더를 더 포함할 수 있다.
기능성 필름은 다양한 인쇄 또는 코팅 기술들에 의해 인쇄용 잉크로부터 형성될 수 있으며, 적당한 인쇄 또는 코팅 기술들은 잉크-젯 인쇄, 노즐 인쇄, 타이포그래픽 인쇄, 스크린 인쇄, 딥 코팅, 스핀 코팅, 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 토션 롤러 인쇄, 리쏘그래픽 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 로터리 인쇄, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 패드 인쇄, 슬롯 다이 코팅 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 인쇄 기술들은 잉크-젯 인쇄, 노즐 인쇄 및 그라비어 인쇄를 포함한다. 인쇄 기술들의 구체적인 정보 및 잉크에 대한 그들의 잉크 요구조건들(예컨대, 용매, 농도 및 점도)은 Helmut Kipphan이 편집한 Handbook of Print Media: Technologies and Production Methods, ISBN 3-540-67326-1를 참조할 것. 일반적으로, 다른 인쇄 기술들은 잉크의 상이한 특성들을 필요로 한다. 예를 들어, 잉크-젯 인쇄는 제어된 표면 장력, 점도 및 습윤성을 갖는 인쇄용 잉크를 필요로 하므로, 인쇄용 잉크는 인쇄 온도(예를 들어, 실온 25℃)에서 노즐에서 건조되거나 막히지 않고 노즐을 통해 부드럽게 분사되거나, 특정 기판상에 연속적이고 부드러우며 결함이 없는 필름을 형성할 수 있다.
본 개시물에 따른 인쇄전자용 제형은 적어도 하나의 기능성 물질을 포함한다.
본 개시물에서, 기능성 물질은 바람직하게는 정공 주입 기능, 정공 수송 기능, 전자 수송 기능, 전자 주입 기능, 전자 차단 기능, 정공 차단 기능, 발광 기능, 호스트 기능 및 광흡수 기능을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 특정 광전자 기능들을 갖는 물질이다. 상응하는 기능성 물질들은 각각 정공 주입 물질(HIM), 정공 수송 물질(HTM), 전자 수송 물질(ETM), 전자 주입 물질(EIM), 전자 차단 물질(EBM), 정공 차단 물질(HBM), 에미터, 호스트 물질 및 유기 염료로서 지칭된다.
기능성 물질은 유기 물질 또는 무기 물질일 수 있다.
바람직한 구현예에서, 인쇄전자용 제형에 포함된 적어도 하나의 기능성 물질은 무기 나노물질이다.
바람직하게는, 인쇄전자용 제형에서, 무기 나노물질은 무기 반도체 나노입자 물질이다.
본 개시물에서, 무기 나노물질의 평균 입자 크기는 약 1 nm 내지 약 1000 nm의 범위 내이다. 일부 바람직한 구현예들에서, 무기 나노물질의 평균 입자 크기는 약 1 nm 내지 약 100 nm이다. 일부 보다 바람직한 구현예들에서, 무기 나노물지르이 평균 입자 크기는 약 1 nm 내지 약 20 nm이고, 가장 바람직하게는 1 nm 내지 10 nm이다.
무기 나노물질은 구형 형상, 정육면체 형상, 막대모양의 형상, 디스크 형상, 분지된 구조, 또는 다른 상이한 형태 및 이의 조합을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 상이한 형상들로 형성될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 무기 나노물질은 매우 좁고 단분산 입자 크기 분포를 갖는, 다른 말로, 입자 간 크기 차이가 매우 작은 양자점 물질이다. 바람직하게는, 단분산 양자점의 입자 크기의 제곱 평균 편차는 15% rms 미만, 보다 바람직하게는, 10% rms 미만, 가장 바람직하게는 5% rms 미만이다.
바람직한 구현예에서, 무기 나노물질은 발광 물질이다.
보다 바람직한 구현예에서, 발광성 무기 나노물질은 발광성 양자점 물질이다.
일반적으로, 발광성 양자점은 380 nm 내지 2500 nm의 파장의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, CdS 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 400 nm 내지 560 nm이고, CdSe 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 490 nm 내지 620 nm이며, CdTe 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 620 nm 내지 680 nm이고, InGaP 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 600 nm 내지 700 nm이며, PbS 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 800 nm 내지 2500 nm이고, PbSe 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 1200 nm 내지 2500 nm이며, CuInGaS 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 600 nm 내지 680 nm이고, ZnCuInGaS 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 500 nm 내지 620 nm이며, CuInGaSe 코어를 갖는 양자점으로부터 방출된 광의 파장은 700 nm 내지 1000 nm인 것으로 밝혀졌다.
바람직한 구현예에서, 양자점 물질은 450 nm 내지 460 nm의 방출 피크 파장을 갖는 청색광을 방출할 수 있는 물질, 520 nm 내지 540 nm의 방출 피크 파장을 갖는 녹색광을 방출할 수 있는 물질, 615 nm 내지 630 nm의 방출 피크 파장을 갖는 적색광을 방출할 수 있는 물질 또는 이의 임의의 혼합물 중 적어도 하나를 포함한다.
양자점은 전기적 자극 하에서 원하는 파장을 갖는 광을 방출하기 위한 특정 화학 조성, 형태 구조 및/또는 입자 크기를 가질 수 있다.
양자점의 좁은 입자 크기 분포는 양자점이 더 좁은 발광 스펙트럼을 갖게 한다. 더욱이, 양자점의 입자 크기는 원하는 파장을 얻기 위해 양자점의 화학 조성 및 구조에 따라 상기 기술된 범위 내로 조정되어야 한다.
바람직하게는, 발광성 양자점은 반도체 나노결정이다. 일반적으로 반도체 나노결정의 입자 크기는 약 2 nm 내지 약 15 nm의 범위 내이다. 게다가, 양자점의 입자 크기는 원하는 파장을 얻기 위해 양자점의 화학 조성 및 구조에 따라 상기 기술된 범위 내로 조정되어야 한다.
반도체 나노결정은 원소 주기율표의 IV, II-VI, II-V, III-V, III-VI, IV-VI, I-III-VI, II-IV-VI 및 II-IV-V 족의 이원 또는 다원 반도체 화합물 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있는 적어도 하나의 반도체 물질을 포함한다. 반도체 물질의 특정 예시들은 예를 들어, Si 및 Ge 같은 원소 물질 및 SiC 및 SiGe 같은 이원 화합물을 포함하는 IV 족 원소들의 반도체 화합물; 예를 들어, CdSe, CdTe, CdO, CdS, CdSe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgO, HgS, HgSe 및 HgTe과 같은 이원 화합물, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CgHgS, CdHgSe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS 및 HgSeSe과 같은 삼원 화합물, 및 CgHgSeS, CdHgSeTe, CgHgSTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, HgZnSeTe, HgZnSTe, CdZnSTe 및 HgZnSeS와 같은 사원 화합물과 같은 II-VI 족 원소들의 반도체 화합물; 예를 들어, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs 및 InSb과 같은 이원 화합물, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb과 같은 삼원 화합물, 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs 및 InAlPSb과 같은 사원 화합물을 포함하는 III-V 족 원소들의 반도체 화합물; 및, 예를 들어, SnS, SnSe, SnTe, PbSe, PbS 및 PbTe과 같은 이원 화합물, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, PbSTe, PbSeS 및 PbSeTe과 같은 삼원 화합물, 및 SnPbSSe, SnPbSeTe 및 SnPbSTe과 같은 사원 화합물을 포함하는 IV-VI 족 원소들의 반도체 화합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
바람직한 구현예에서, 발광성 양자점은 바람직하게는 CdSe, CdS, CdTe, ZnO, ZnSe, ZnS, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdZnSe 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 II-VI 족 반도체 물질들을 포함한다. 적당한 구현예에서, CdSe 및 CdS는 그들의 잘 발달된 합성 공정으로 인해 가시광에 대한 발광성 양자점에 적용될 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 발광성 양자점은 바람직하게는 InAs, InP, InN, GaN, InSb, InAsP, InGaAs, GaAs, GaP, GaSb, AlP, AlN, AlAs, AlSb, CdSeTe, ZnCdSe 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 III-V 족 반도체 물질들을 포함한다.
다른 바람직한 구현예에서, 발광성 양자점은 바람직하게는 PbSe, PbTe, PbS, PbSnTe, Tl2SnTe5 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택되는 IV-VI 족 반도체 물질들을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 양자점은 코어-쉘 구조를 가지며, 상기 코어 및 쉘은 동일하게 또는 상이하게 둘 이상의 반도체 물질을 포함한다.
양자점의 코어는 상기 기술된 바와 같은 원소 주기율표의 IV, II-VI, II-V, III-V, III-VI, IV-VI, I-III-VI, II-IV-VI 및 II-IV-V 족 원소들의 이원 또는 다원 반도체 화합물들로부터 선택될 수 있다. 양자점의 코어에 대한 특정 예시들은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InSb, AlAs, AlN, AlP, AlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge, Si, 이의 합금 또는 이의 임의의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
양자점의 쉘은 양자점의 코어와 동일하거나 상이한 반도체 물질을 포함한다. 쉘에 유용한 반도체 물질은 상기 기술된 바와 같은 원소 주기율표의 IV, II-VI, II-V, III-V, III-VI, IV-VI, I-III-VI, II-IV-VI 및 II-IV-V 족의 이원 또는 다원 반도체 화합물들로부터 선택될 수 있다. 양자점의 쉘의 특정 예시들은 ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdO, CdS, CdSe, CdTe, MgS, MgSe, GaAs, GaN, GaP, GaSe, GaSb, HgO, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InN, InSb, AlAs, AlN, AlP, AlSb, PbO, PbS, PbSe, PbTe, Ge, Si, 이의 합금 또는 이의 임의의 혼합물을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
코어-쉘 구조를 갖는 양자점에서, 쉘은 단일층 또는 복수층으로 형성될 수 있다. 쉘은 코어와 동일하거나 상이한 하나 이상의 반도체 물질을 포함할 수 있다. 바람직한 구현에에서, 쉘은 약 1 내지 약 20층의 두께를 갖는다. 보다 바람직한 구현예에서, 쉘은 약 5 내지 약 10층의 두께를 갖는다. 일부 구현예들에서, 양자점의 코어는 여기에서 성장된 둘 이상의 쉘이 있는 표면을 갖는다.
바람직한 구현예에서, 쉘에 사용된 반도체 물질은 코어에 사용된 반도체 물질보다 더 큰 밴드갭을 가질 수 있다. 특히 바람직하게는, 코어-쉘은 I형 반도체 헤테로접합 구조를 갖는다.
다른 바람직한 구현예에서, 쉘에 사용된 반도체 물질은 코어에 사용된 반도체 물질보다 작은 밴드갭을 가질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 쉘에 사용된 반도체 물질은 코어에 사용된 반도체 물질과 동일하거나 유사한 원자 결정 구조를 가질 수 있다. 이러한 선택은 코어와 쉘 간의 응력 감소에 기여하여 양자점을 보다 안정하게 한다.
코어-쉘 구조를 갖는 발광성 양자점의 적당한 예시들은 적색광을 방출하기 위한 CdSe/CdS, CdSe/CdS/ZnS, CdSe/CdZnS 등, 녹색광을 방출하기 위한 CdZnSe/CdZnS, CdSe/ZnS 등, 및 청색광을 방출하기 위한 CdS/CdZnS, CdZnS/ZnS 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다.
양자점의 바람직한 제조방법은 콜로이드 성장 방법이다. 바람직한 구현예에서, 단분산 양자점의 제조방법은 핫-인젝션 방법 및/또는 히팅-업 방법으로부터 선택된다. 이들 제조방법은 다음 문헌에 개시된다: NanoRes, 2009, 2, 425-447; Chem.Mater., 2015, 27 (7), pp 2246-2285.
바람직한 구현예에서, 양자점의 표면은 양자점의 성장 과정을 제어하고, 양자점의 형태를 조절하며 양자점의 표면 결함을 줄일 수 있으므로, 양자점의 발광 효율 및 안정성을 개선할 수 있는 유기 리간드를 가질 수 있다. 유기 리간드는 피리딘, 피리미딘, 푸란, 아민, 알킬 포스핀, 알킬 포스핀 옥사이드, 알킬 포스폰산 또는 알킬 포스핀산, 알킬 티올 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 유기 리간드의 특정 예시들은 트리-n-옥틸포스핀, 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드, 트리하이드록시프로필포스핀, 트리부틸포스핀, 트리(도데실)포스핀, 디부틸 포스파이트, 트리부틸 포스파이트, 옥타데실 포스파이트, 트리라우릴 포스파이트, 트리도데실 포스파이트, 트리이소데실 포스파이트, 비스(2-에틸헥실)포스페이트, 트리(트리데실)포스페이트, 헥사데실아민, 올레일아민, 옥타데실아민, 디옥타데실아민, 트리옥타데실아민, 비스(2-에틸헥실)아민, 옥틸아민, 디옥틸아민, 트리옥틸아민, 도데실아민, 디도데실아민, 트리도데실아민, 헥사데실아민, 페닐포스폰산, 헥실포스폰산, 테트라데실포스폰산, 옥틸포스폰산, n-옥타데실포스폰산, 프로필렌 디포스폰산, 디옥틸 에테르, 디페닐 에테르, 옥탄티올, 도데칸티올 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
다른 바람직한 구현예에서, 양자점의 표면은 무기 리간드를 가질 수 있다. 무기 리간드에 의해 보호된 양자점은 양자점의 표면에서 유기 리간드와의 리간드 교환을 통해 얻을 수 있다. 무기 리간드의 특정 예시들은 S2-, HS-, Se2 -, HSe-, Te2-, HTe-, TeS3 2 -, OH-, NH2 -, PO4 3-, MoO4 2 - 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 구현예들에서, 양자점의 표면은 하나 이상의 같은 리간드 또는 상이한 리간드를 가질 수 있다.
바람직한 구현예에서, 단분산 양자점의 발광 스펙트럼은 대칭적인 피크 형상 및 절반 최대치에서의 협소한 전체 너비(full width at half maxima, FWHM)를 갖는다. 일반적으로, 양자점의 단분산성이 좋을수록, 이의 발광 피크는 더욱 대칭적이고, FWHM은 더 좁아진다. 바람직하게는, 양자점의 발광 스펙트럼의 FWHM은 70 nm 보다 작다. 보다 바랍직하게는, 양자점의 발광 스펙트럼의 FWHM은 40 nm 보다 작다. 가장 바람직하게는, 양자점의 발광 스펙트럼의 FWHM은 30 nm 보다 작다.
일반적으로, 양자점의 발광 양자 효율은 10%보다 크고, 바람직하게는 50%보다 크며, 보다 바람직하게는 60%보다 크고, 가장 바람직하게는 70%보다 크다.
다른 바람직한 구현예에서, 발광성 반도체 나노결정은 나노로드이다. 나노로드의 특징들은 구형의 나노결정 알갱이와는 상이하다. 예를 들어, 나노로드는 길이 방향에서 축으로 편광된 광을 방출하고, 구형의 결정 알갱이는 편광되지 않은 광을 방출한다. 나노로드는 우수한 광학 이득 특성을 가지고 있어 그들을 레이저 이득 물질로 사용할 수 있도록 한다. 게다가, 나노로드의 발광은 외부 전기장의 제어 하에서 가역적으로 켜고 끌 수 있다. 나노로드의 이들 특징은 특정 상황에서 바람직하게는 본 개시물의 장치에 통합될 수 있다.
다른 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄전자용 제형에서, 무기 나노물질은 페로브스카이트 나노입자 물질, 바람직하게는 발광성 페로브스카이트 나노입자 물질이다.
페로브스카이트 나노입자 물질은 AMX3의 일반 구조식을 가질 수 있으며, 여기서, A는 유기 아민 또는 알칼리 금속 양이온으로부터 선택될 수 있고, M은 금속 양이온으로부터 선택될 수 있으며, X는 산소 또는 할로겐 음이온으로부터 선택될 수 있다. 특정 예시들은 CsPbCl3, CsPb(Cl/Br)3, CsPbBr3, CsPb(I/Br)3, CsPbI3, CH3NH3PbCl3, CH3NH3Pb(Cl/Br)3, CH3NH3PbBr3, CH3NH3Pb(I/Br)3, CH3NH3PbI3 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 개시물의 인쇄전자용 제형에서, 무기 나노물질은 금속 나노입자 물질, 바람직하게는, 발광성 금속 나노입자 물질이다.
금속 나노입자는 Cr, Mo, W, Ru, Rh, Ni, Ag, Cu, Zn, Pd, Au, Os, Re, Ir 및 Pt와 같은 금속의 나노입자들을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
다른 바람직한 구현예에서, 무기 나노물질은 전하 수송 기능을 갖는다.
바람직한 일 구현예에서, 무기 나노물질은 전자 수송 능력을 갖는다. 바람직하게는, 그러한 무기 나노물질은 n-형 반도체 물질로부터 선택된다. n-형 무기 반도체 물질들의 예시는 금속 칼코겐화물, 금속 닉타이드, 또는 원소 반도체, 예컨대 금속 산화물, 금속 설파이드, 금속 셀레나이드, 금속 텔루라이드, 금속 나이트라이드, 금속 포스파이드 또는 금속 아세나이드를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 바람직한 n-형 무기 반도체 물질은 ZnO, ZnS, ZnSe, TiO2, ZnTe, GaN, GaP, AlN, CdSe, CdS, CdTe, CdZnSe 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일부 구현예들에서, 무기 나노물질은 정공 수송 능력을 갖는다. 바람직하게는, 그러한 무기 나노물질은 p-형 반도체 물질로부터 선택될 수 있다. 무기 p-형 반도체 나노물질은 NiOx, WOx, MoOx, RuOx, VOx, CuOx, 또는 이의 임의의 혼합물로부터 선택될 수 있다.
일부 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄용 잉크는 적어도 둘 이상의 종류의 무기 나노물질을 포함할 수 있다.
다른 특히 바람직한 구현예에서, 인쇄전자용 제형은 적어도 한 종류의 유기 기능성 물질을 포함할 수 있다.
유기 기능성 물질은 정공(전자 정공) 주입 또는 수송 물질(HIM/HTM), 정공 차단 물질(HBM), 전자 주입 또는 수송 물질(EIM/ETM), 전자 차단 물질(EBM), 유기 호스트 물질(Host), 단일항 에미터(형광 에미터), 열적으로 활성화된 지연된 형광 물질(thermally activated delayed fluorescent, TADF), 삼중항 에미터(인광 에미터), 특히 발광 유기 금속 복합체, 유기 염료를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
일반적으로, 본 개시물의 헤테로방향족계 용매에서의 유기 기능성 물질의 용해도는 적어도 0.2 wt%, 바람직하게는 적어도 0.3 wt%, 보다 바람직하게는 적어도 0.6 wt%, 보다 더 바람직하게는 적어도 1.0 wt%, 가장 바람직하게는 적어도 1.5 wt%일 수 있다.
유기 기능성 물질은 저분자 물질 또는 고분자 물질일 수 있다. 본 개시물에서, 저분자 유기 물질은 분자량이 최대 4000 g/mol인 물질을 지칭하고, 분자량이 4000 g/mol를 초과하는 물질은 고분자로 지칭된다.
바람직한 구현예에서, 인쇄전자용 제형에 포함된 기능성 물질은 저분자 유기 물질이다.
일부 바람직한 구현예들에서, 인쇄전자용 제형에 포함된 유기 기능성 물질은 적어도 하나의 호스트 물질 및 적어도 하나의 에미터를 포함할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 유기 기능성 물질은 하나의 호스트 물질 및 하나의 단일항 에미터를 포함할 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 유기 기능성 물질은 하나의 호스트 물질 및 하나의 삼중항 에미터를 포함할 수 있다.
다른 바람직한 구현예에서, 유기 기능성 물질은 하나의 호스트 물질 및 하나의 열적으로 활성화된 지연된 형광 물질을 포함할 수 있다.
다른 바람직한 구현예들에서, 유기 기능성 물질은 정공 수송 물질(HTM)을 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는, HTM은 가교결합 가능한 관능기를 갖는다.
바람직한 구현예들의 적당한 저분자 유기 기능성 물질들은 보다 구체적으로 아래에 기술되지만, 본 개시물은 이들 물질에 제한되지는 않는다.
1. HIM/HTM/EBM
적당한 유기 HIM/HTM 물질은 선택적으로 다음의 구조 단위들을 갖는 화합물들을 포함할 수 있나, 이에 제한되지는 않는다: 프탈로시아닌, 포르피린, 아민, 방향족 아민, 비페닐 트리아릴아민, 티오펜, 디티에노티오펜 및 티오프텐과 같은 티오프텐, 피롤, 아닐린, 카바졸, 인돌로카바졸 및 이의 유도체들. 게다가, 적당한 HIM은 또한 플루오로카본을 함유하는 고분자, 전도성 도펀트를 함유하는 고분자, PEDOT:PSS과 같은 전도성 고분자를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
전자 차단층(EBL)은 인접한 기능층, 특히 발광층으로부터 전자를 차단하는데 사용된다. 차단층이 없는 발광 장치와 비교하여, EBL의 존재는 일반적으로 발광 효율을 개선할 것이다. 전자 차단층(EBL)의 전자 차단 물질(EBM)은 인접한 층, 예를 들어 발광층보다 높은 LUMO를 가져야 한다. 바람직한 구현예에서, HBM은 인접한 발광층보다 높게 여기된 상태 수준, 예컨대 에미터에 의존하는 단일항 상태 또는 삼중항 상태를 갖는다. 더욱이, EBM은 정공 수송 기능을 갖는다. 일반적으로, 높은 LUMO 에너지 수준을 갖는 HIM/HTM 물질은 EBM으로 지칭될 수 있다.
HIM, HTM 또는 EBM으로 사용될 수 있는 고리형 방향족 아민 유도체들의 예시는 다음의 일반 구조들을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00013
여기서, Ar1 내지 Ar9 각각은 독립적으로 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 벤조, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 파이렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌과 같은 고리형 방향족 탄화수소 화합물; 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 푸란, 티오펜, 벤조푸란, 벤조티오펜, 카바졸, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 이속사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 옥사진, 옥사티아진, 옥사디아진, 인돌, 벤조이미다졸, 인다졸, 인돌리진, 벤족사졸, 벤지속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진(시놀린), 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프탈렌, 프탈레인, 프테리딘, 잔텐, 아크리딘, 페나진, 페노티아진, 페녹사진, 디벤조셀레노펜, 벤조셀레노펜, 벤조푸로피리딘, 인돌로카바졸, 피리딘인돌, 피롤로디피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘, 티에노피리딘, 벤조셀레노페노피리딘 및 셀레노페노디피리딘과 같은 헤테로방향족 화합물; 및 같거나 상이한 고리형 방향족 탄화수소 관능기 또는 직접적으로 연결되거나, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자, 사슬 구조 단위 및 고리형 지방족기를 포함하나 이에 제한되지는 않는 적어도 하나의 관능기를 통해 연결된 헤테로방향족 관능기일 수 있는 2 내지 10의 고리를 갖는 관능기로부터 선택될 수 있고, 각 Ar은 수소, 알킬, 알콕시, 아민, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 헤테로알킬, 아릴 또는 헤테로아릴로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는 치환기에 의해 추가로 치환될 수 있다.
일 양태에서, Ar1 내지 Ar9는 다음의 관능기들로부터 독립적으로 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00014
,
여기서, n은 1 내지 20의 정수이고; X1 내지 X8은 CH 또는 N이며; Ar1은 상기와 같이 정의된다.
HTM 또는 HIM으로서 금속 복합체의 예시들은 다음의 일반 구조를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00015
여기서, M은 40을 초과하는 원자량을 갖는 금속이고;
(Y1-Y2)는 두 자리 리간드이고, 여기서, Y1 및 Y2는 독립적으로 C, N, O, P 및 S로부터 선택되며; L은 보조 리간드이고; m은 1 내지 금속의 최대 배위 수의 정수이며; m+n은 금속의 최대 배위 수이다.
일 구현예에서, (Y1-Y2)는 2-페닐피리딘 유도체이다.
다른 구현예에서, (Y1-Y2)는 카벤 리간드이다.
다른 구현예에서, M은 Ir, Pt, Os 및 Zn로부터 선택될 수 있다.
다른 양태에서, 금속 복합체의 HOMO는 (진공 수준에 상응하는) -5.5 eV보다 크다.
HIM/HTM 화합물의 적당한 예시들은 아래 나열되나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00016
2. 삼중항 호스트 물질
삼중항 호스트 물질의 예시들은 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 금속 복합체 또는 유기 화합물은 이의 삼중항 에너지가 에미터, 특히 삼중항 에미터 또는 인광 에미터보다 높은 경우에만 호스트로 사용될 수 있다. 삼중항 호스트로 사용하기 위한 금속 복합체의 예시들은 다음의 일반 구조를 포함하나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00017
여기서, M은 금속이고; (Y3-Y4)는 두 자리 리간드이고, Y3 및 Y4는 독립적으로 C, N, O, P 및 S로부터 선택되며; L은 보조 리간드이고; m은 1 내지 금속의 최대 배위 수의 정수이며; 및 m+n은 금속의 최대 배위 수이다.
바람직한 구현예에서, 삼중항 호스트 물질로 사용될 수 있는 금속 복합체는 다음에서 선택된 형태를 가질 수 있다:
Figure pct00018
여기서, (O-N)은 두 자리 리간드이며, 금속은 O 및 N 원자와 배위된다.
일 구현예에서, M은 Ir 및 Pt로부터 선택될 수 있다.
삼중항 호스트 물질로 사용하기 위한 유기 화합물의 예시들은 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 벤조 및 플루오렌과 같은 고리형 방향족 탄화수소 관능기를 갖는 화합물; 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 디벤조셀레노펜, 푸란, 티오펜, 벤조푸란, 벤조티오펜, 벤조셀레노펜, 카바졸, 인돌로카바졸, 피리딘인돌, 피롤로디피리딘, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 옥사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 옥사진, 옥사티아진, 옥사디아진, 인돌, 벤조이미다졸, 인다졸, 옥사졸, 디벤족사졸, 벤지속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 프탈라진(시놀린), 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프탈렌, 프탈레인, 프테리딘, 잔텐, 아크리딘, 페나진, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로피리딘, 벤조티에노피리딘, 티에노피리딘, 벤조셀레노페노피리딘 및 셀레노펜-벤조디피리딘과 같은 헤테로방향족 관능기를 갖는 화합물; 및 같거나 상이한 고리형 방향족 탄화수소 관능기, 또는 직접적으로 또는 예를 들어 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자, 산소, 질소, 황, 규소, 인, 붕소, 사슬 구조 단위 및 지방족 고리와 같은 적어도 하나의 관능기를 통해 연결된 헤테로방향족 관능기일 수 있는 2 내지 10의 고리를 갖는 관능기를 함유하는 화합물로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, 각 Ar은 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 헤테로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는 치환기에 의해 추가로 치환될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 삼중항 호스트 물질은 다음과 같이 적어도 하나의 관능기를 갖는 화합물들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00019
Figure pct00020
,
여기서, R1 내지 R7는 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 헤테로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않으며, R1 내지 R7이 아릴 또는 헤테로아릴일 경우, 그들의 정의는 Ar1 및 Ar2와 같으며; n은 0 내지 20의 정수이고, 각 X1 내지 X8는 CH 또는 N으로부터 선택되고; 및 X9는 CR1R2 또는 NR1로부터 선택된다.
삼중항 호스트 물질의 적당한 예시들은 다음과 같이 나열되나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00021
3. 단일항 호스트 물질
단일항 호스트 물질의 예시들은 특별히 제한되지는 않으며, 임의의 유기 화합물은 이의 단일항 상태 에너지가 에미터, 특히 단일항 에미터 또는 형광 에미터 보다 높은 경우에만 호스트 물질로 사용될 수 있다.
단일항 호스트 물질로 사용하기 위한 유기 화합물의 예시들은 벤젠, 비페닐, 트리페닐, 벤조, 나프탈렌, 안트라센, 페날렌, 페난트렌, 플루오렌, 파이렌, 크리센, 페릴렌, 아줄렌과 같은 고리형 방향족 탄화수소 화합물; 디벤조티오펜, 디벤조푸란, 디벤조셀레노펜, 푸란, 티오펜, 벤조푸란, 벤조티오펜, 벤조셀레노펜, 카바졸, 인돌로카바졸, 피리딘인돌, 피롤로디피리딘, 피라졸, 이미다졸, 트리아졸, 이속사졸, 티아졸, 옥사디아졸, 옥사트리아졸, 디옥사졸, 티아디아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 피라진, 트리아진, 옥사진, 옥시티아진, 옥사디아진, 인돌, 벤조이미다졸, 인다졸, 인돌리진, 벤족사졸, 벤지속사졸, 벤조티아졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 시놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 나프탈렌, 프탈레인, 프테리딘, 잔텐, 아크리딘, 페나진, 페노티아진, 페녹사진, 벤조푸로피리딘, 푸로디피리딘, 벤조티에노피리딘, 티에노디피리딘, 벤조셀레노페노피리딘 및 셀레노페노디피리딘과 같은 헤테로방향족 화합물; 및 같거나 상이한 고리형 방향족 탄화수소 관능기, 또는 직접적으로 연결되거나, 예를 들어, 산소 원자, 질소 원자, 황 원자, 규소 원자, 인 원자, 붕소 원자, 사슬 구조 단위 및 지방족 고리와 같은 적어도 하나의 관능기를 통해 연결된 헤테로방향족 관능기일 수 있는 2 내지 10의 고리를 갖는 관능기로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
바람직한 구현예에서, 단일항 호스트 물질은 다음과 같이 적어도 하나의 관능기를 갖는 화합물들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00022
Figure pct00023
,
여기서, R1은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 아미노, 알케닐, 알키닐, 아르알킬, 헤테로알킬, 아릴 및 헤테로아릴로부터 선택될 수 있고; Ar1은 아릴 또는 헤테로아릴일 수 있으나 이에 제한되지는 않으며, 이의 정의는 HTM의 Ar1과 같고; n은 0 내지 20의 정수이며; X1 내지 X8은 CH 또는 N으로부터 선택되고; 및 X9 및 X10은 CR1R2 또는 NR1로부터 선택된다.
안트릴 단일항 호스트 물질의 일부 예시들은 다음과 같이 나열되나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00024
.
4. 단일항 에미터
단일항 에미터는 일반적으로 더 긴 컨쥬게이티드 π 전자 시스템을 갖는다. 지금까지, 스티릴아민 및 이의 유도체들 및 인데노플루오렌 및 이의 유도체들과 같은 많은 예시가 있다.
바람직한 구현예에서, 단일항 에미터는 모노스티릴아민, 디스티릴아민, 트리스티릴아민, 테트라스티릴아민, 스티릴 포스핀, 스티릴에테르 및 아릴아민으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
모노스티릴아민은 비치환 또는 치환된 스티릴기 및 적어도 하나의 아민(바람직하게는, 방향족 아민)을 갖는 화합물을 지칭한다. 디스티릴아민은 두 개의 비치환 또는 치환된 스티릴기 및 적어도 하나의 아민(바람직하게는, 방향족 아민)을 갖는 화합물을 지칭한다. 트리스티릴아민은 세 개의 비치환 또는 치환된 스티릴기 및 적어도 하나의 아민(바람직하게는, 방향족 아민)을 갖는 화합물을 지칭한다. 테트라스티릴아민은 네 개의 비치환 또는 치환된 스티릴기 및 적어도 하나의 아민(바람직하게는, 방향족 아민)을 갖는 화합물을 지칭한다. 바람직한 스티릴은 추가로 치환될 수 있는 디스티릴이다. 상응하게, 포스핀 및 에테르의 정의는 아민의 정의와 유사하다. 아릴아민 또는 방향족 아민은 세 개의 비치환 또는 치환된 방향족 고리 또는 질소가 직접적으로 연결된 헤테로고리 시스템을 갖는 화합물을 지칭한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 이들 방향족 고리 또는 헤테로고리 시스템은 융합 고리 시스템으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는, 적어도 14의 방향족 고리 원자들을 갖는다. 바람직한 예시들은 방향족 안트라센아민, 방향족 안트란센디아민, 방향족 파이렌아민, 방향족 파이렌디아민, 방향족 크리센아민 및 방향족 크리센디아민을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 방향족 안트라센아민은 안트라센에 바람직하게는 9번 위치에서 직접적으로 연결된 하나의 디아릴아미노기를 갖는 화합물을 지칭한다. 방향족 안트라센디아민은 안트라센에 바람직하게는 9번 및 10번 위치에서 직접적으로 연결된 두 개의 디아릴아미노기를 갖는 화합물을 지칭한다. 방향족 파이렌아민, 방향족 파이렌디아민, 방향족 크리센아민 및 방향족 크리센디아민의 정의는 상기와 유사하며, 디아릴아미노기는 바람직하게는 1번 또는 1번과 6번 위치에서 파이렌에 연결된다.
추가의 바람직한 단일항 에미터는 인데노플루오렌-아민 및 인데노플루오렌-디아민, 벤지인데노플루오렌-아민 및 벤지인데노플루오렌-디아민, 디벤지인데노플루오렌-아민 및 디벤지인데노플루오렌-디아민 등으로부터 선택될 수 있다.
단일항 에미터로서의 다른 유용한 물질들은 다환식 방향족 탄화수소 화합물, 특히 다음의 화합물의 유도체들을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다: 9,10-디(2-나프탄트라센)과 같은 안트라센, 나프탈렌, 테트라센, 잔텐, 페난트렌, 파이렌(예컨대, 2,5,8,11-테트라-t-부틸파이렌), 인데노파이렌, (4,4'-디(9-에틸-3-비닐카바졸)-1,1'-비페닐)과 같은 페닐렌, 디인데노파이렌, 데카시클렌, 코로넨, 플루오렌, 스피로비플루오렌, 아릴파이렌, 아릴렌 에틸렌, 테트라페닐시클로펜타디엔과 같은 시클로펜타디엔, 루브렌, 쿠마린, 로다민, 퀴나크리돈, 4(디시아노메틸렌)-6-(4-p-디메틸아미노스티릴-2-메틸)-4H-파이란(DCM)과 같은 파이란, 티오파이란, 디(아지닐)이미노보론 화합물, 비스(아지닐)메틸렌 화합물, 카보스티릴 화합물, 펜톡사존, 벤족사졸, 벤조티아졸, 벤지미다졸 및 디케토피롤로피롤.
단일항 에미터의 적당한 예시들은 다음과 같이 나열되나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00025
Figure pct00026
5. 열적으로 활성화된 지연된 형광 물질(TADF)
전통적인 유기 형광 물질은 전기적 여기에 의해 생산된 단일항 여기자의 25%에 의해서만 광을 방출할 수 있으므로, 장치의 내부 양자 효율은 더 낮다(최대 25%). 인광 물질은 중 원자 중심의 강한 스핀-궤도 커플링으로 인해 향상된 계간-교차를 가지며, 장치의 100% 내부 양자 효율을 얻기 위해 전기적 여기에 의해 생성된 단일항 여기자 및 삼중항 여기자들에 의해 효과적으로 광을 방출한다. 그러나, OLEDs에서의 인광 물질의 응용은 고비용, 열악한 안정성 및 장치의 심각한 롤링-오프 등으로 인해 제한된다. 열적으로 활성화된 지연된 형광 물질은 유기 형광 물질 및 유기 인광 물질 후에 개발된 유기 발광 물질의 3세대이다. 일반적으로, 그러한 물질들은 작은 단일항-삼중항 에너지 차이(ΔEst)를 가지므로, 삼중항 여기자들은 광을 방출하기 위해 역 계간 교차를 통해 단일항 여기자들로 전환될 수 있다. 이러한 방식으로, 전기적 여기에 의해 생성된 단일항 여기자 및 삼중항 여기자들이 전적으로 이용될 수 있고, 장치의 내부 양자 효율은 100%에 도달할 수 있다.
TADF 물질은 더 작은 단일항-삼중항 에너지 차이, 일반적으로, ΔEst<0.3 eV, 바람직하게는, ΔEst<0.2 eV, 보다 바람직하게는, ΔEst<0.1 eV, 가장 바람직하게는 ΔEst<0.05 eV를 가져야 한다. 바람직한 구현예에서, TADF는 바람직한 형광 양자 효율을 갖는다.
TADF 발광 물질의 적당한 예시들은 다음과 같이 나열되나, 이에 제한되지는 않는다.
Figure pct00027
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
Figure pct00041
Figure pct00042
Figure pct00043
Figure pct00044
Figure pct00045
Figure pct00046
Figure pct00047
Figure pct00048
Figure pct00049
Figure pct00050
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Figure pct00053
Figure pct00054
Figure pct00055
Figure pct00056
Figure pct00057
Figure pct00058
Figure pct00059
6. 삼중항 에미터
삼중항 에미터는 인광 에미터로도 알려져 있다. 바람직한 구현예에서, 삼중항 에미터는 식 M(L)n의 금속 복합체이고, 여기서, M은 금속 원자이며; 각 존재에 대해, L은 하나 이상의 위치에서 금속 원자 M에 연결되거나 배위된 같거나 상이한 유기 리간드이며; n은 1 이상의 정수, 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 또는 6이다. 선택적으로, 그러한 금속 복합체는 바람직하게는 유기 리간드에 의해 하나 이상의 위치에서 고분자에 연결된다.
바람직한 구현예에서, 금속 원자 M은 전이 금속 원소들, 란탄족 원소들, 또는 악티늄족 원소들, 바람직하게는, Ir, Pt, Pd, Au, Rh, Ru, Os, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Re, Cu 또는 Ag, 보다 바람직하게는, Os, Ir, Ru, Rh, Re, Pd 또는 Pt로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
바람직하게는, 삼중항 에미터는 킬레이팅 리간드, 즉, 적어도 2개의 위치에서 금속과 배위된 리간드를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 삼중항 에미터는 둘 또는 세 개의 동일하거나 상이한 두 자리 리간드 또는 다자리 리간드를 포함한다. 킬레이팅 리간드는 금속 복합체의 안정성을 개선하기에 유익하다.
유기 리간드의 예시들은 페닐피리딘 유도체들, 7,8-벤조퀴놀린 유도체들, 2(2-티에닐)피리딘 유도체들, 2-(1-나프틸)피리딘 유도체들 또는 2-페닐퀴놀린 유도체들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 이들 유기 리간드 모두 예를 들어, 플루오로- 또는 트리플루오로메틸에 의해 치환될 수 있다. 바람직하게는, 보조 리간드는 아세틸아세토네이트 또는 피크르산으로부터 선택될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 삼중항 에미터로서 금속 복합체는 다음의 형태를 갖는다:
Figure pct00060
여기서, M은 전이 금속 원소들, 란탄족 원소들 또는 악티늄족 원소들로부터 선택된 금속이다;
각 존재에서, Ar1은 적어도 하나의 도너 원자, 즉, 고리형 관능기가 금속에 배위됨으로써 N 또는 P 같은 고립 전자쌍의 한 원자를 갖는 같거나 상이한 고리형 관능기일 수 있다; 및 각 존재에서, Ar2는 고리형 관능기가 금속에 연결됨으로써 적어도 하나의 탄소 원자를 갖는 같거나 상이한 고리형 관능기일 수 있다. Ar1 및 Ar2는 공유결합을 통해 함께 연결되며, 그들 각각은 하나 이상의 치환기를 운반할 수 있거나, 그들은 또한 치환기에 의해 다시 연결될 수 있다. 각 존재에서, L은 같거나 상이한 보조 리간드, 바람직하게는, 두 자리 킬레이팅 리간드, 가장 바람직하게는 1가 음이온 두 자리 킬레이팅 리간드일 수 있으며; m은 1, 2, 또는 3이고, 바람직하게는 2 또는 3이며, 보다 바람직하게는, 3이고; n은 0, 1, 또는 2이고, 바람직하게는 0 또는 1이며, 보다 바람직하게는 0이다.
삼중항 에미터의 적당한 예시들은 다음에 나열되나, 이에 제한되지는 않는다.
Figure pct00061
Figure pct00062
Figure pct00063
Figure pct00064
Figure pct00065
Figure pct00066
Figure pct00067
Figure pct00068
Figure pct00069
Figure pct00070
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Figure pct00099
Figure pct00100
Figure pct00101
Figure pct00102
Figure pct00103
Figure pct00104
Figure pct00105
다른 바람직한 구현예에서, 본 개시물의 인쇄전자용 제형에 포함된 기능성 물질은 고분자 물질일 수 있다.
일반적으로, 상기 기술된 저분자 유기 기능성 물질은 HIM, HTM, ETM, EIM, 호스트 물질, 형광 에미터, 인광 에미터, TADF 등을 포함할 수 있고, 그들 중 어떤 것은 반복 단위로서 고분자에 포함될 수 있다.
바람직한 구현예에서, 본 개시물에 적당한 고분자는 컨쥬게이티드 고분자일 수 있다. 일반적으로, 컨쥬게이티드 고분자는 다음의 화학식을 갖는다:
[화학식 1]
Figure pct00106
여기서, B 및 A가 여러 번 나타나면, 그들은 독립적으로 같거나 상이한 구조 단위를 선택할 수 있다.
백본 단위로도 알려진 B는 더 큰 에너지 갭을 갖는 π-컨쥬게이티드 구조 단위이며, 단일환 또는 다환식 아릴 또는 헤테로아릴, 바람직하게는, 벤젠, 비페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 디하이드로페난트렌, 9,10-디하이드로페난트렌, 플루오렌, 디플루오렌, 스피로비플루오렌, p-페닐 아세틸렌, 트랜스-인데노플루오렌, 시스-인데노, 디벤조-인데노플루오렌, 인데노나프탈렌 및 이의 유도체들로부터 선택된다.
기능성 단위로도 알려진 A는 더 작은 에너지 갭을 갖는 π-컨쥬게이티드 구조 단위이며, 다른 기능적 요구조건들에 따라, 상기 기술된 정공 주입 또는 정공 수송 물질(HIM/HTM), 전자 주입 또는 수송 물질(EIM/ETM), 호스트 물질(Host), 단일항 에미터(형광 에미터) 및 삼중항 에미터(인광 에미터)의 구조 단위들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
더욱이, x 및 y는 0보다 크고, x+y=1이다.
일부 보다 바람직한 구현예들에서, 본 개시물의 인쇄전자용 제형에 포함된 기능성 물질은 고분자 HTM이다.
바람직한 구현예에서, 고분자 HTM은 호모폴리머, 바람직하게는 폴리티오펜, 폴리피롤, 폴리아닐린, 폴리비페닐트리아릴아민, 폴리비닐카바졸 및 이의 유도체들로부터 선택된 호모폴리머이다.
다른 특히 바람직한 구현예에서, 고분자 HTM은 화학식 1에 의해 표현된 컨쥬게이티드 고분자이며, 여기서,
A는 정공 수송 능력을 갖는 관능기이며, 상기 기술된 정공 주입 또는 수송 물질(HIM/HTM)의 구조 단위들로부터 동일하게 또는 상이하게 선택될 수 있다. 바람직한 구현예에서, A는 아민, 비페닐트리아릴아민, 티오펜, 디티에노티오펜 및 티오프텐과 같은 티오프텐, 피롤, 아닐린, 카바졸, 인데노카바졸, 인돌로카바졸, 펜타센, 프탈로시아닌, 포르피린 및 이의 유도체들로부터 선택된다.
더욱이, x 및 y는 0보다 크고, x+y=1이며, 일반적으로, y≥ 0.10, 바람직하게는 y≥ 0.15, 보다 바람직하게는 y≥ 0.20, 가장 바람직하게는 x=y=0.5이다.
HTM으로서 컨쥬게이티드 고분자의 적당한 예시들은 아래 나열되나, 이에 제한되지는 않는다:
Figure pct00107
여기서, 각 R은 독립적으로 H, 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시, 또는 분지형 또는 고리형 실릴; C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택되고, 하나 이상의 R은 독립적으로 존재하거나, 서로 및/또는 관능기에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
더욱이, r은 0, 1, 2, 3, 또는 4이고;
s는 0, 1, 2, 3, 4, 또는 5이며;
x 및 y는 0보다 크고 x+y=1이며, 일반적으로, y≥ 0.10, 바람직하게는 y≥ 0.15, 보다 바람직하게는 y≥ 0.20, 가장 바람직하게는 x=y=0.5이다.
다른 유형의 바람직한 유기 기능성 물질은 컨쥬게이티드 고분자 및 비-컨쥬게이티드 고분자를 포함하여, 전자 수송 능력을 갖는 고분자일 수 있다.
바람직한 고분자 ETM은 호모폴리머이고, 바람직하게는 폴리페난트렌, 폴리페난트롤린, 폴리인데노플루오렌, 폴리스피로비플루오렌, 폴리플루오렌 및 이의 유도체들로부터 선택된다.
바람직한 고분자 ETM은 화학식 1로 표현되는 컨쥬게이티드 고분자일 수 있고, A가 여러 번 나타날 때, A는 다음과 같이 같거나 상이한 독립적으로 선택된 형태일 수 있다:
A는 전자 수송 능력을 갖는 관능기이며, 바람직하게는 트리(8-하이드록시퀴놀린)알루미늄(AlQ3), 벤젠, 비페닐렌, 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 디하이드로페난트렌, 플루오렌, 비플루오렌, 스피로비플루오렌, p-페닐 아세틸렌, 파이렌, 파이렌페릴렌, 9,10-디하이드로페난트렌, 페나진, 페난트롤린, 트랜스-인데노플루오렌, 시스-인데노플루오렌, 디벤조-인데노플루오렌, 인데노나프탈렌, 벤조안트라센 및 이의 유도체들로부터 선택된다.
더욱이, x 및 y는 0보다 크고, x+y=1이며, 일반적으로, y≥ 0.10, 바람직하게는 y≥ 0.15, 보다 바람직하게는 y≥ 0.20, 가장 바람직하게는 x=y=0.5이다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 개시물의 인쇄전자용 제형에 포함된 기능성 물질은 발광성 고분자이다.
특히 바람직한 구현예에서, 발광성 고분자는 다음의 화학식을 갖는 컨쥬게이티드 고분자이다:
[화학식 2]
Figure pct00108
여기서, B는 화학식 1에서 그것과 동일하게 정의된다.
A1은 정공 또는 전자 수송 능력을 갖는 관능기이며, 상기-언급된 정공 주입 또는 수송 물질(HIM/HTM) 또는 전자 주입 또는 수송 물질(EIM/ETM)의 구조 단위들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
A2는 발광 기능을 갖는 관능기이고, 상기-언급된 단일항 에미터(형광 에미터) 및 삼중항 에미터(인광 에미터)의 구조 단위들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
더욱이, x, y 및 z는 0보다 크고, x+y+z=1이다.
다른 구현예에서, 본 개시물에 적당한 고분자는 이의 주쇄는 비-컨쥬게이티드이면서 이의 측쇄에 모든 관능기를 가지는 고분자일 수 있는 비-컨쥬게이티드 고분자일 수 있다. 이의 예시들은 인광 호스트 또는 인광 발광 물질로 사용되는 비-컨쥬게이티드 고분자들 및 형광 발광 물질로 사용되는 비-컨쥬게이티드 고분자들로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 게다가, 비-컨쥬게이티드 고분자는 또한 비-컨쥬게이티드 연결 단위들을 통해 연결된 주쇄의 컨쥬게이티드 기능성 단위들을 갖는 고분자일 수 있다.
본 개시물은 또한 인쇄 또는 코팅 공정을 통한 기능성 물질을 함유하는 필름의 형성방법에 관한 것으로, 상기 기술된 제형 중 어느 하나는 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 타이포그래픽 인쇄, 스크린 인쇄, 딥 코팅, 스핀 코팅, 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 토션 롤러 인쇄, 리쏘그래픽 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 로터리 인쇄, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 패드 인쇄, 슬롯 다이 코팅 등으로부터 제한 없이 선택될 수 있는 인쇄 또는 코팅 고정을 통해 기판에 코팅된다.
바람직한 구현예에서, 기능성 물질을 함유하는 필름은 잉크젯 인쇄를 통해 형성된다. 본 개시물의 잉크를 인쇄할 수 있는 잉크-젯 프린터는 시장에서 이용할 수 있고, 드롭-온-디맨드 프린트헤드를 포함한다. 이들 프린터는 Fujifilm Dimatix (Lebanon, N.H.), Trident International (Brookfield, Conn.), Epson (Torrance, Calif), Hitachi Data systems Corporation (Santa Clara, Calif), Xaar PLC (Cambridge, United Kingdom) 및 Idanit Technologies, Limited (Rishon Le Zion, Isreal)에서 상업적으로 이용할 수 있다. 예를 들어, Dimatix Materials Printer DMP-3000 (Fujifilm)이 본 개시물에서 사용될 수 있다.
본 개시물은 또한 하나 이상의 기능성 필름층을 갖는 전자 장치에 관한 것으로, 그중 적어도 하나는 특히 인쇄 또는 코팅 공정을 통해 본 개시물의 인쇄용 잉크 제형으로부터 형성된다.
적당한 전자 장치는 양자점 발광 다이오드(QLED), 양자점 광전지(QPV), 양자점 발광 전기화학전지(QLEEC), 양자점 전계 효과 트랜지스터(QFET), 양자점 발광 전계 효과 트랜지스터, 양자점 레이저, 양자점 센서, 유기 발광 다이오드(OLED), 유기 광전지(OPV), 유기 발광 전기화학전지(OLEEC), 유기 전계 효과 트랜지스터(OFET), 유기 발광 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저, 유기 센서 등으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
바람직한 구현예에서, 상기 전자 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 전계발광 장치 또는 광전지이고, 기판(101), 음극(102), 적어도 하나의 발광층 또는 광-흡수층(104) 및 양극(106)을 포함한다. 다음 설명은 단지 예시로서 전계발광 장치를 사용한다.
기판(101)은 불투명하거나 투명할 수 있다. 투명 기판은 투명 발광 장치를 제조하는데 사용될 수 있다. 기판은 견고하거나 탄력적일 수 있다. 기판은 플라스틱, 금속, 반도체 웨이퍼 또는 유리일 수 있다. 가장 바람직하게는, 기판은 부드러운 표면을 갖는다. 결함이 없는 표면을 갖는 기판이 특히 바람직한 선택이다. 바람직한 구현예에서, 기판은 고분자 필름 또는 플라스틱으로부터 선택될 수 있고, 유리 전이 온도 Tg는 150℃ 이상, 바람직하게는 200℃보다 높고, 보다 바람직하게는 250℃보다 높으며, 가장 바람직하게는 300℃보다 높다. 기판의 적당한 예시들은 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET) 및 폴리에틸렌글리콜(2,6-나프탈렌)(PEN)을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다.
음극(102)은 전도성 금속 또는 금속 산화물, 또는 전도성 고분자를 포함할 수 있다. 음극은 HIL 또는 HTL 또는 발광층에 쉽게 정공을 주입할 수 있다. 일 구현예에서, 음극의 작업 기능 및 HIL 또는 HTL로서 p-형 반도체 물질의 HOMO 수준 또는 가전자대 수준 간의 차이의 절대값은 0.5 ev보다 작고, 바람직하게는 0.3 ev보다 작으며, 가장 바람직하게는 0.2 ev보다 작다. 음극 물질의 예시들은 Al, Cu, Au, Ag, Mg, Fe, Co, Ni, Mn, Pd, Pt, ITO, Al-도핑된 아연 산화물(AZO) 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 다른 적당한 음극 물질들은 공지되어 있고, 당업자는 쉽게 그들을 선택하고 이용할 수 있다. 음극 물질은 임의의 적당한 기술, 예컨대, 라디오-프리퀀시 마그네트론 스퍼터링, 진공열증착, e-빔 등을 포함하는 적당한 물리증착법에 의해 증착될 수 있다.
일부 구현예들에서, 음극은 패턴화된다. 시장에서 이용 가능한 패턴화된 ITO 전도성 기판이 본 개시물의 장치를 제조하는데 사용될 수 있다.
양극(106)은 전도성 금속 또는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 양극은 EIL 또는 ETL 또는 발광층에 전자를 쉽게 주입할 수 있다. 일 구현예에서, 양극의 작업 기능 및 EIL 또는 ETL 또는 HBL로서 n-형 반도체 물질의 LUMO 수준 또는 전도대 수준 간의 차이의 절대값은 0.5 ev보다 작고, 바람직하게는 0.3 ev보다 작으며, 가장 바람직하게는 0.2 ev보다 작다. 원칙적으로, OLED의 양극에 사용하는 모든 물질들은 본 개시물에서 장치의 양극 물질로 사용될 수 있다. 양극 물질의 예시들은 Al, Au, Ag, Ca, Ba, Mg, LiF/Al, MgAg 합금, BaF2/Al, Cu, Fe, Co, Ni, Mn, Pd, Pt, ITO 등을 포함하나, 이에 제한되지는 않는다. 양극 물질은 임의의 적당한 기술, 예컨대, 라디오-프리퀀시 마그네트론 스퍼터링, 진공열증착, e-빔 등을 포함하는 적당한 물리증착법에 의해 증착될 수 있다.
발광층(104)은 2 nm 내지 200 nm 두께의 발광성 기능성 물질의 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 바람직한 구현예에서, 본 개시물의 발광 장치는 본 개시물의 인쇄용 잉크로부터 인쇄된 발광층을 포함하고, 인쇄용 잉크는 상기 기술된 적어도 하나의 발광성 기능성 물질, 특히 양자점 또는 유기 기능성 물질들을 포함한다.
바람직한 구현예에서, 본 개시물의 발광 장치는 상기 기술된 유기 HTM 또는 무기 p-형 물질을 포함하여 정공 주입층(HIL) 또는 정공 수송층(HTL)(103)을 더 포함한다. 바람직한 구현예에서, HIL 또는 HTL은 본 개시물의 인쇄용 잉크로부터 인쇄될 수 있으며, 인쇄용 잉크는 정공 수송 능력을 갖는 기능성 물질, 특히 양자점 또는 유기 HTM 물질을 포함한다.
다른 바람직한 구현예에서, 본 개시물의 발광 장치는 상기 기술된 유기 ETM 또는 무기 n-형 물질을 포함하는 전자 주입층(EIL) 또는 전자 수송층(ETL)(105)을 더 포함한다. 일부 바람직한 구현예들에서, EIL 또는 ETL은 본 개시물의 인쇄용 잉크로부터 인쇄될 수 있고, 인쇄용 잉크는 전자 수송 능력을 갖는 기능성 물질, 특히 양자점 또는 유기 ETM을 포함한다.
본 개시물은 다양한 디스플레이 장치, 백라이트 단위, 광원 등을 제한 없이 포함하여 다양한 상황에서 본 개시물의 발광 장치의 사용에 관한 것이다.
본 개시물은 바람직한 구현예들을 참조하여 아래 기술될 것이나, 본 개시물은 다음 구현예들에 제한되지는 않는다. 첨부된 청구범위는 본 개시물의 범위를 요약하는 것으로 이해되어야 한다. 본 개시물의 개념의 지침에 따라, 당업자는 본 개시물의 다양한 구현예들에 대한 어떤 변경들이 본 개시물의 청구 범위의 정신 및 범위에 포함되어야 하는 것으로 알아야 한다.
실시예 1: 청색 에미터로서 양자점(CdZnS/ZnS)의 제조
제1용액은 0.0512 g의 S 및 2.4 mL의 ODE를 25 mL 용량의 1구 플라스크에 첨가하고, 오일 배쓰에서 80℃로 가열하여 S를 용해시켜 제조한다. 제2용액은 0.1280 g의 S 및 5 mL의 OA를 25 mL 용량의 1구 플라스크에 첨가하고, 오일 배쓰에서 90℃로 가열하여 S를 용해시켜 제조한다. 그 후, 0.1028 g의 CdO, 1.4680 g의 징크 아세테이트 및 5.6 mL의 OA를 50 mL 용량의 3구 플라스크에 첨가하고, 이어서 양측 목부는 고무마개로 막고, 상측은 콘덴서에 연결하고, 콘덴서는 다른 쪽에서 이중 매니폴드에 연결된 상태에서 150 mL 용량의 가열 자켓에 정치된다. 3구 플라스크를 150℃로 가열하고, 40분 동안 진공 처리하고 나서 질소 가스로 퍼징한다. 그리고 나서, 12 mL의 ODE를 인젝터를 사용하여 3구 플라스크에 주입한다. 3구 플라스크 내 혼합물이 310℃로 가열될 때, 1.92 mL의 제1용액을 인젝터를 사용하여 3구 플라스크에 빠르게 주입하며, 시간은 최대 12분으로 계산된다. 12분에 도달하면, 4 mL의 제2용액을 인젝터를 사용하여 약 0.5 mL/min의 속도로 3구 플라스크에 방울 크기로 첨가한다. 3시간 후 반응을 멈추고, 3구 플라스크를 즉시 물에 정치하고 150℃로 식힌다.
과량의 n-헥산을 3구 플라스크에 첨가한다. 3구 플라스크 내 액체를 10 mL 용량의 몇 개의 원심분리 튜브로 옮기고, 이어서 원심분리를 수행하고 아래 침전물을 3회 제거함으로써 처리한다. 후처리 1 후 액체에 침전이 생길 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리 수행 후 상등액을 제거하여 침전물을 얻는다. 침전물은 다시 n-헥산으로 녹이고 나서, 침전이 생길 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리 수행 후 상등액을 제거하여 침전물을 얻고, 상기 단계를 3회 반복한다. 마지막으로, 침전물을 톨루엔으로 녹이고 나서 저장용 유리 용기로 옮긴다.
실시예 2: 녹색 에미터로서 양자점(CdZnSeS/ZnS)의 제조
제1용액은 0.0079 g의 Se 및 0.1122 g의 S를 25 mL 용량의 1구 플라스크에 첨가하고, 2 mL의 TOP를 계량하고, 질소 가스를 퍼징하고 교반하여 제조한다. 그 후, 0.0128 g의 CdO, 0.3670 g의 징크 아세테이트 및 2.5 mL의 OA를 25 mL 용량의 3구 플라스크에 첨가하며, 이때, 3구 플라스크의 양측 목부는 고무마개로 막고, 상측은 콘덴서에 연결하고, 콘덴서는 다른 쪽에서 이중 매니폴드에 연결된다. 이어서, 3구 플라스크를 50 mL 용량의 가열 자켓에 정치하고, 다음의 진공 처리 단계를 받게 하고, 질소 가스로 퍼징하고, 150℃로 가열하고, 30분 동안 진공 처리하고, 7.5 mL의 ODE를 주입하고 다시 300℃로 가열하고, 빠르게 1 mL의 제1용액을 주입하고, 10분 동안 유지한다. 10분에 도달하면, 즉시 반응을 멈추고, 3구 플라스크를 물에 정치하여 냉각시킨다.
그 후, 5 mL의 n-헥산을 3구 플라스크에 첨가한다. 혼합액을 10 mL의 여러 원심분리 튜브에 옮기고 침전이 발생할 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리 수행 후 상등액을 제거하여 침전물을 얻는다. 침전물은 n-헥산으로 녹이고 나서, 침전이 일어날 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리를 수행한 후, 상기 단계들을 3회 반복한다. 마지막으로, 침전물을 소량의 톨루엔으로 녹이고 나서 저장용 유리 용기에 옮긴다.
실시예 3: 적색 에미터로서 양자점(CdSe/CdS/ZnS)의 제조
1 mmol의 CdO, 4 mmol의 OA 및 20 mL의 ODE를 100 mL 용량의 3-구 플라스크에 첨가하고, 질소 가스로 퍼징하고, 300℃로 가열하여 Cd(OA)2 전구체를 얻고; 이 온도에서, 0.25 mmol의 Se 분말이 녹아 있는 0.25 mL의 TOP를 재빨리 주입하며; 및 이 온도에서 90초 동안 반응용액이 반응하도록 하여 약 3.5 nm의 CdSe 코어를 성장시키는 단계를 통해 약 3.5 nm의 CdSe 코어를 제조한다. 이후에, 300℃에서 0.75 mmol의 옥탄티올을 반응용액에 방울 크기로 첨가하고 30분 동안 반응시켜 CdS 쉘이 성장하도록 함으로써 약 1 nm 두께의 CdS 쉘이 형성된다. 그 후, 반용용액에 4 mmol의 Zn(OA)2 및 4 mmol의 S 분말이 녹아 있는 2 mL의 TBP를 방울 크기로 첨가하여 ZnS 쉘(약 1 nm)을 성장시킨다. 10분 동안 반응시킨 후, 반응용액을 실온으로 식힌다.
그 후, 5 mL의 n-헥산을 3구 플라스크에 첨가한다. 혼합액을 10 mL 용량의 여러 원심분리 튜브에 옮기고, 침전이 발생할 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리를 수행한 후 상등액을 제거하여 침전물을 얻는다. 침전물을 n-헥산에 녹이고 나서 침전이 발생할 때까지 아세톤을 첨가하고, 원심분리를 수행한 후 상기 단계를 3회 반복한다. 마지막으로, 침전물을 소량의 톨루엔으로 녹이고 나서 저장용 유리 용기에 옮긴다.
실시예 4: ZnO 나노입자의 제조
제1용액은 62.5 mL의 메탄올에 1.475 g의 징크 아세테이트를 첨가하여 제조한다. 제2용액은 32.5 mL의 메탄올에 0.74 g의 KOH를 녹여 제조한다. 제1용액을 60℃로 가열하고, 격렬히 교반한다. 제2용액을 샘플 인젝터로 제1용액에 방울 크기로 첨가한 후, 혼합 용액 시스템을 60℃에서 2시간 동안 계속 교반한다. 가열원을 제거하고 용액 시스템을 조용히 2시간 동안 유지한다. 반응용액을 4500 rpm의 원심분리 조건하에서 5분 동안 적어도 3회 원심분리하여 세척하고, 최종적으로 얻어진 백색 고형분은 약 3 nm의 직경을 갖는 ZnO 나노입자이다.
본 개시물의 실시예에서 사용된 한 종류의 헤테로방향족 용매의 끓는점, 표면 장력 및 점도 파라미터는 아래 나열된다:
명칭 구조식 끓는점(℃) 표면 장력(실온)
(dyne/cm)		 점도(실온)
(cPs)
퀴놀린
Figure pct00109
 237 45 4.3
이소퀴놀린
Figure pct00110
 243 46 3.3
본 개시물의 실시예에 사용된 다른 종류의 용매의 끓는점, 표면 장력 및 점도 파라미터는 아래 나열된다.
명칭 구조식 끓는점(℃) 표면 장력(실온)
(dyne/cm)		 점도(실온)
(cPs)
3-페녹시톨루엔
Figure pct00111
 272 37.4 5
도데실벤젠
Figure pct00112
 331 30.12 5.4
실시예 5: 퀴놀린을 포함하는 양자점 인쇄용 잉크의 제조
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.5 g의 퀴놀린 용매를 제조한다. 양자점 고형분은 아세톤을 이용하여 용액으로부터 양자점을 분리하고, 원심분리를 수행하여 얻는다. 글로브 박스에서, 0.5 g의 양자점 고형분을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 혼합물을 60℃에서 교반하여 양자점이 완전히 분산되도록 하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 양자점 용액을 0.2㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 6: 퀴놀린 및 도데실벤젠을 포함하는 양자점 인쇄용 잉크의 제조
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.5 g의 퀴놀린 및 도데실벤젠(60 : 40의 중량비)의 혼합 용매를 제조한다. 양자점 고형분은 아세톤을 이용하여 용액으로부터 양자점을 분리하고, 원심분리를 수행하여 얻는다. 글로브 박스에서, 0.5 g의 양자점 고형분을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 혼합물을 60℃에서 교반하여 양자점이 완전히 분산되도록 하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 양자점 용액을 0.2㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 7: 이소퀴놀린을 포함하는 ZnO 나노입자 인쇄용 잉크의 제조
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.5 g의 이소퀴놀린 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.5 g의 ZnO 나노입자를 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 혼합물을 60℃에서 교반하여 ZnO 나노입자가 완전히 분산되도록 하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 ZnO 나노입자 용액을 0.2㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 8: 이소퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔을 포함하는 ZnO 나노입자 인쇄용 잉크의 제조
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.5 g의 이소퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔(60 : 40의 중량비)의 혼합 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.5 g의 ZnO 나노입자를 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 혼합물을 60℃에서 교반하여 ZnO 나노입자가 완전히 분산되도록 하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 ZnO 나노입자 용액을 0.2㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
다음 실시예에 포함된 모든 유기 기능성 물질들은 Jilin OLED Material Tech Co., Ltd (www.jl-oled.com)와 같이 상업적으로 이용 가능하거나, 문헌에 보고된 방법에 의해 합성된다.
실시예 9: 유기 발광층을 위한 퀴놀린을 포함하는 인쇄용 잉크의 제조
이 실시예에서, 발광층의 유기 기능성 물질은 인광 호스트 물질 및 인광 에미터 물질을 포함하고, 인광 호스트 물질은 다음과 같이 카바졸의 유도체로부터 선택된다:
Figure pct00113
그리고 인광 에미터 물질은 다음과 같이 이리듐 복합체로부터 선택된다:
Figure pct00114
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.8 g의 퀴놀린 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.18 g의 인광 호스트 물질 및 0.02 g의 인광 에미터 물질을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 유기 기능성 물질이 완전히 녹을 때까지 혼합물을 60℃에서 교반하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 유기 기능성 물질 용액을 0.2 ㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 10: 유기 발광층을 위한 이소퀴놀린을 포함하는 인쇄용 잉크의 제조
이 실시예에서, 발광층의 유기 기능성 물질은 형광 호스트 물질 및 형광 에미터 물질을 포함하고, 형광 호스트 물질은 다음과 같이 스피로플루오렌의 유도체로부터 선택된다:
Figure pct00115
그리고 형광 에미터 물질은 다음의 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00116
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.8 g의 이소퀴놀린 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.19 g의 형광 호스트 물질 및 0.01 g의 형광 에미터 물질을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 유기 기능성 물질이 완전히 녹을 때까지 혼합물을 60℃에서 교반하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 유기 기능성 물질 용액을 0.2 ㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 11: 유기 발광층을 위한 퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔을 포함하는 인쇄용 잉크의 제조
이 실시예에서, 발광층의 유기 기능성 물질은 호스트 물질 및 TADF 물질을 포함하고, 호스트 물질은 다음의 구조를 갖는 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00117
그리고 TADF 물질은 다음의 구조를 갖는 화합물로부터 선택된다:
Figure pct00118
.
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.8 g의 퀴놀린 및 3-페녹시톨루엔(60 : 40의 중량비)의 혼합 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.19 g의 호스트 물질 및 0.01 g의 TADF 물질을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 유기 기능성 물질이 완전히 녹을 때까지 혼합물을 60℃에서 교반하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 유기 기능성 물질 용액을 0.2 ㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 12: 퀴놀린을 포함하는 정공 수송 물질 인쇄용 잉크의 제조
이 실시예에서, 인쇄용 잉크는 정공 수송 능력을 갖는 정공 수송층 물질을 포함한다.
정공 수송 물질은 다음과 같이 트리아릴아민의 유도체로부터 선택된다:
Figure pct00119
교반기를 바이알에 정치하고, 깨끗하게 세척하고 나서 글로브 박스로 옮긴다. 바이알에서, 9.8 g의 퀴놀린 용매를 제조한다. 글로브 박스에서, 0.2 g의 정공 수송 물질을 칭량하고, 바이알 내 용매 시스템에 첨가한다. 유기 기능성 물질이 완전히 녹을 때까지 혼합물을 60℃에서 교반하고 나서, 실온으로 식힌다. 생성된 유기 기능성 물질 용액을 0.2 ㎛ PTFE 막으로 여과하고 나서 밀봉하여 저장한다.
실시예 13: 점도 및 표면 장력 테스트
기능성 물질 잉크의 점도는 DV-I Prime Brookfield rheometer로 측정하고, 기능성 물질 잉크의 표면 장력은 SITA bubble pressure tensiometer로 측정한다.
상기 테스트에 따라, 실시예 5 내지 12에서 제조된 기능성 물질 잉크의 점도 및 표면 장력 데이터는 다음 표에 나열된다:
실시예 점도(cPs) 표면 장력(dyne/cm)
5 5.4±0.5 41.0±0.5
6 5.5±0.5 37.2±0.5
7 4.5±0.3 41.7±0.5
8 4.7±0.3 40.1±0.5
9 5.6±0.5 41.3±0.5
10 5.1±0.5 42.1±0.2
11 5.8±0.5 38.3±0.5
12 5.9±0.5 41.6±0.5
실시예 14: 본 개시물의 인쇄용 잉크를 갖는 전자 장치의 기능층의 제조
발광 다이오드의 발광층 및 전하 수송층과 같은 기능층은 잉크젯 인쇄를 통해 본 개시물의 인쇄용 잉크로부터 제조될 수 있고, 인쇄용 잉크는 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매를 이용하고, 기능성 물질을 포함한다.
인쇄 방법은 다음의 단계를 포함한다: Dimatix Materials Printer DMP-3000 (Fujifilm)과 같은 잉크젯 프린터에 장착된 잉크 카트리지 내에 기능성 물질을 포함하는 잉크를 충전하는 단계; 및 잉크-분사 공정을 최적화하고, 잉크 분사의 범위의 안정성을 구현하기 위해 잉크를 분사하기 위한 파형, 펄스 시간 및 전압을 조절하는 단계. 발광층으로서 기능성 물질 필름을 포함하는 OLED/QLED 장치의 제조방법은 OLED/QLED 장치의 기판으로서 인듐 주석 산화물(ITO) 전극 패턴이 스퍼터링된 0.7 nm 두께의 유리 조각을 이용하는 것을 포함한다. ITO 상에 픽셀 정의층을 패턴화하여 내부에 인쇄용 잉크를 증착하기 위한 정공을 형성한다. 그리고 나서, HIL/HTL 물질을 정공에 분사하고, 고온 진공 하에서 건조하여 용매를 제거함으로써 HIL/HTL 필름을 얻는다. 그 후, 발광성 기능성 물질을 포함하는 인쇄용 잉크를 HIL/HTL 필름에 분사하고, 고온 진공 하에서 건조하여 용매를 제거함으로써 발광층의 필름을 얻는다. 전자 수송 능력을 갖는 기능성 물질을 포함하는 인쇄용 잉크를 발광층의 필름에 분사하고 고온 진공 하에서 건조하여 용매를 제거함으로써 전자 수송층(ETL)을 얻는다. 유기 전자 수송 물질을 이용할 때, ETL은 또한 진공 열 증발에 의해 형성될 수 있다. 최종적으로 OLED/QLED 장치가 패키징된다.
상기 기술된 것은 본 개시물의 몇몇 구현예들이며, 그들은 구체적이고 세부적이지만 본 개시물의 범위를 제한하려는 것은 아니다. 당업자는 본 개시물의 개념을 벗어나지 않고 다양한 변형 및 개선이 이루어질 수 있고, 이들 모든 변형 및 개선들은 본 개시물의 범위 내에 있음을 이해할 것이다. 본 개시물의 범위는 첨부된 청구범위를 따라야 한다.

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 기능성 물질 및 적어도 하나의 유기 용매를 포함하는 용매 시스템을 포함하고, 유기 용매는 식 (I)을 갖는 적어도 하나의 헤테로방향족계 유기 용매를 포함하는, 인쇄전자용 제형:
    [식 I]
    Figure pct00120

    여기서, Ar1은 5 내지 10의 탄소 원자들을 함유하는 헤테로방향족 고리이고, n은 0 이상의 정수이며, R은 치환기이고, 식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 150℃ 이상의 끓는점을 가지며, 용매 시스템으로부터 증발되어 기능성 물질의 필름이 형성되도록 할 수 있다.
  2. 제1항에 있어서,
    식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 1 cPs 내지 100 cPs의 점도를 갖는, 인쇄전자용 제형.
  3. 제1항에 있어서,
    식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 25℃에서 19 dyne/cm 내지 50 dyne/cm의 표면 장력을 갖는, 인쇄전자용 제형.
  4. 제1항에 있어서,
    식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 다음과 같이 식 중 하나로부터 선택된 한 구조를 갖는, 인쇄전자용 제형:
    Figure pct00121
    ,
    여기서,
    X는 CR1 또는 N이고, 및
    Y는 CR2R3, SiR4R5, NR6, C(=O), S, S(=O)2 또는 O로부터 선택되며;
    각 식에서, 적어도 하나의 X 또는 Y는 비-탄소 원자이고; 및
    R1, R2, R3, R4, R5 및 R6 각각은 독립적으로 H, D, 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택되며, 하나 이상의 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 서로 및/또는 그것에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있다.
  5. 제1항에 있어서,
    Ar1은 다음과 같이 구조 단위들 중 하나로부터 선택되는, 인쇄전자용 제형:
    Figure pct00122

    Figure pct00123

    Figure pct00124

    Figure pct00125
  6. 제1항에 있어서,
    R은 각각 1 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 직쇄 알킬, 직쇄 알콕시 또는 직쇄 티오알콕시, 각각 3 내지 20의 탄소 원자들을 함유하는 분지형 또는 고리형 알킬, 분지형 또는 고리형 알콕시, 분지형 또는 고리형 티오알콕시 또는 분지형 또는 고리형 실릴, C1 - C20 치환된 케토, C2 - C20 알콕시카르보닐, C7 - C20 아릴옥시카르보닐, 시아노(-CN), 카바모일(-C(=O)NH2), 할로포밀(-C(=O)-X, 여기서, X는 할로겐 원자임), 포밀(-C(=O)-H), 이소시아노, 이소시아네이트기, 티오시아네이트기, 이소티오시아네이트기, 하이드록시, 니트로, CF3기, Cl, Br, F, 가교결합 가능한 관능기, 치환 또는 비치환된 5- 내지 40-원의 방향족 또는 헤테로방향족 고리, 또는 5- 내지 40-원의 아릴옥시 또는 헤테로아릴옥시로부터 선택되고, 하나 이상의 R은 서로 및/또는 그것에 연결된 고리와 함께 단일환 또는 다환식 지방족 또는 방향족 고리 시스템을 형성할 수 있는, 인쇄전자용 제형.
  7. 제1항에 있어서,
    식 (I)을 갖는 헤테로방향족계 유기 용매는 2-페닐피리딘, 3-페닐피리딘, 4-(3-페닐프로필)피리딘, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 8-하이드록시퀴놀린, 메틸 2-푸로에이트, 에틸 2-푸로에이트 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 인쇄전자용 제형.
  8. 제1항에 있어서,
    용매 시스템은 적어도 하나의 다른 용매를 더 포함하는 혼합물이고, 식 (I)을 갖는 유기 용매는 혼합물의 총 중량의 50% 이상을 차지하는, 인쇄전자용 제형.
  9. 제1항에 있어서,
    기능성 물질은 무기 나노물질인, 인쇄전자용 제형.
  10. 제1항에 있어서,
    기능성 물질은 양자점 물질인, 인쇄전자용 제형.
  11. 제1항에 있어서,
    기능성 물질은 380 nm 및 2500 nm의 파장을 갖는 광을 방출하는 발광성 양자점 물질인, 인쇄전자용 제형.
  12. 제1항에 있어서,
    인쇄전자용 제형은 원소 주기율표의 IV, II-VI, II-V, III-V, III-VI, IV-VI, I-III-VI, II-IV-VI 및 II-IV-V 족의 이원 또는 다원 반도체 화합물 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택된 무기 기능성 물질을 포함하는, 인쇄전자용 제형.
  13. 제1항에 있어서,
    기능성 물질은 발광성 페로브스카이트 나노물질, 금속 나노입자 물질, 금속 산화물 나노입자 물질 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 인쇄전자용 제형.
  14. 제1항에 있어서,
    기능성 물질은 유기 기능성 물질인, 인쇄전자용 제형.
  15. 제1항에 있어서,
    유기 기능성 물질은 정공 주입 물질, 정공 수송 물질, 전자 수송 물질, 전자 주입 물질, 전자 차단 물질, 정공 차단 물질, 에미터, 호스트 물질, 유기 염료 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 인쇄전자용 제형.
  16. 제14항에 있어서,
    유기 기능성 물질은 적어도 하나의 호스트 물질 및 적어도 하나의 에미터를 포함하는, 인쇄전자용 제형.
  17. 제1항에 있어서,
    인쇄전자용 제형은 0.3-30 중량%의 기능성 물질 및 70% - 99.7 중량%의 용매 시스템을 포함하는, 인쇄전자용 제형.
  18. 제1항의 인쇄전자용 제형으로부터 인쇄 또는 코팅된 기능층을 포함하는, 전자 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    전자 장치는 양자점 발광 다이오드, 양자점 광전지, 양자점 발광 전기화학전지, 양자점 전계 효과 트랜지스터, 양자점 발광 전계 효과 트랜지스터, 양자점 레이저, 양자점 센서, 유기 발광 다이오드, 유기 광전지, 유기 발광 전기화학전지, 유기 전계 효과 트랜지스터, 유기 발광 전계 효과 트랜지스터, 유기 레이저, 유기 센서 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 전자 장치.
  20. 제1항의 인쇄전자용 제형을 인쇄 또는 코팅 공정을 통해 기판에 도포하는 것을 포함하고, 인쇄 또는 코팅 공정은 잉크젯 인쇄, 노즐 인쇄, 타이포그래픽 인쇄, 스크린 인쇄, 딥 코팅, 스핀 코팅, 블레이드 코팅, 롤러 인쇄, 토션 롤러 인쇄, 리쏘그래픽 인쇄, 플렉소그래픽 인쇄, 로터리 인쇄, 스프레이 코팅, 브러쉬 코팅, 패드 인쇄, 슬롯 다이 코팅 및 이의 임의의 조합으로 구성된 군에서 선택되는, 기능성 물질 필름의 제조방법.
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