KR20210076084A - 나노입자 - Google Patents

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KR20210076084A
KR20210076084A KR1020217014382A KR20217014382A KR20210076084A KR 20210076084 A KR20210076084 A KR 20210076084A KR 1020217014382 A KR1020217014382 A KR 1020217014382A KR 20217014382 A KR20217014382 A KR 20217014382A KR 20210076084 A KR20210076084 A KR 20210076084A
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KR
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carbon atoms
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light emitting
semiconductor light
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KR1020217014382A
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이타이 리에베르만
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메르크 파텐트 게엠베하
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Abstract

본 발명은 나노입자 및 나노입자를 포함하는 조성물에 관한 것이다.

Description

나노입자
본 발명은 반도체 발광 나노입자, 반도체 발광 나노입자를 포함하는 조성물, 포뮬레이션, 반도체 발광 나노입자의 용도, 조성물의 용도, 포뮬레이션의 용도, 광학 매체, 및 광학 디바이스에 관한 것이다.
US 2010/0068522 A1은 결합기로서 카르복실레이트 기를 갖고 작용기의 적절한 말단 불포화 기로서 비닐기를 갖는 표면 결합 리간드를 갖는 양자점 나노 입자를 개시한다.
US 9,666,768 B2는 양자점 나노입자에 적합한 리간드로서 화학식 (1) 내지 (6) 으로 표시되는 디티오-리간드의 사용을 언급한다.
특허문헌
1. US 2016-0289552 A1
2. US 9,666,768 B2
비특허문헌
없음
발명의 요약
그러나, 본 발명자들은 아래에 열거된 바처럼 개선이 요망되는 하나 이상의 상당한 문제점들이 여전히 있다는 것을 새롭게 알아냈다;
나노입자의 양자 수율 향상, 더 높은 디바이스 효율, 나노입자의 트랩 방출 감소, 나노입자 쉘 부분의 표면 상태 최적화, 나노입자 쉘층의 격자 결함 감소, 쉘층의 댕글링 결합 형성 감소/방지, 더 나은 열적 안정성, 개선된 산화 안정성, 라디칼 물질에 대한 개선된 안정성, 상당한 QY 저하를 일으키지 않고서 장기 보관시 안정성 향상, 화학적 안정성 향상, 나노입자 제조 공정 최적화, 쉘 층의 격자 결함 감소를 위한 새로운 제조 공정 제공, 환경적으로 더 친화적이고 더 안전한 제조 공정.
본 발명자들은 위에 언급된 문제점들 중 하나 이상을 해결하는 것을 목적으로 하였다.
다음으로, 적어도 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 다음으로 이루어지는 새로운 반도체 발광 나노입자를 발견하였다
i) 제 1 반도체 재료;
ii) 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층;
iii) 하기 화학식 (I)으로 표시되는 화학 화합물
Figure pct00001
[식중
X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 S이고;
Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 기는 황 또는 셀레늄을 함유하고, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2 개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
Figure pct00002
, 더욱 바람직하게는
Figure pct00003
여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 제 1 반도체 재료의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
나노입자가 2개보다 많은 쉘 층을 포함하는 경우, "*” 는 반도체 발광 나노입자의 쉘층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타낸다.
R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R3는 2가 결합이고, 바람직하게는 이는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기(여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택된다].
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한, 적어도 다음을 포함하는 조성물에 관한 것이다
a) 코어, 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층을 포함하는 하나의 반도체 발광 나노입자,
b) 하기 화학식 (I) 으로 표시되는 하나의 화학 화합물
Figure pct00004
[식중
X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 N이고;
Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
Figure pct00005
,
Figure pct00006
, 더욱 바람직하게
Figure pct00007
, 여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 제 1 반도체 재료의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
나노입자가 2개보다 많은 쉘 층을 포함하는 경우, "*” 는 반도체 발광 나노입자의 쉘층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타낸다.
R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R3는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되다.]
및
c) 다른 화합물.
다른 양태에서, 본 발명은 적어도 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 조성물에 관한 것이다
A) 본 발명에 따른 하나의 반도체 발광 나노 입자, 및
B) 다른 화합물
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 포뮬레이션 (formulation) 에 관한 것이다, 본 발명에 따른 적어도 하나의 반도체 발광 나노 입자,
및
적어도 하나의 용매, 바람직하게는 상기 용매는 유기 용매, 더욱 더 바람직하게는 시클로헥실벤젠, 3-페녹시 톨루엔, n-옥틸 벤젠, 부틸 벤조에이트, 1-옥탄올, 3,4-디메틸아니솔, 2-페녹시에탄올, 메틸 이소발레레이트, 디메틸 설폭사이드, 2-페녹시프로판올 또는 이들의 임의의 조합이다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 전자 디바이스, 광학 디바이스, 생의학 디바이스에서의 또는 전자 디바이스, 광학 디바이스 또는 생의학 디바이스를 제조하기 위한, 발광 나노입자, 조성물, 또는 포뮬레이션의 용도에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한 본 발명의 적어도 하나의 발광 나노 입자, 또는 조성물을 포함하는 광학 매체에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한 적어도 상기 광학 매체를 포함하는 광학 디바이스에 관한 것이다.
도 1은 작업예 6의 측정 결과를 도시한다.
발명의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 반도체 발광 나노 입자는 적어도 다음을 포함한다
i) 제 1 반도체 재료;
ii) 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층;
iii) 하기 화학식 (I)으로 표시되는 화학 화합물
- 화학 화합물
Figure pct00008
[식중
X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 S이고;
Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 기는 황 또는 셀레늄을 함유하고, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2 개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
Figure pct00009
, 더욱 바람직하게
Figure pct00010
, 여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 제 1 반도체 재료의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
나노입자가 2개보다 많은 쉘 층을 포함하는 경우, "*” 는 반도체 발광 나노입자의 쉘층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타낸다.
R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R3는 2가 결합이고, 바람직하게는 이는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기(여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택된다].
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도체 발광 나노입자의 코어의 표면 또는 하나 이상의 쉘 층의 최외곽 표면은 화학 화합물에 의해 부분적으로 또는 전체적으로 코팅될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 화학식 (I) 로 표시되는 적어도 2개의 리간드가 제 1 반도체 재료의 표면 또는 쉘 층의 최외부 표면상에 부착되며, 바람직하게는 복수의 상기 리간드가 제 1 반도체 재료의 표면 또는 쉘 층의 최외부 표면상에 부착된다.
본 발명에 따르면, 일부 실시형태에서, 상기 화학 화합물의 함량은 반도체 발광 나노입자의 총 중량에 대해 1 중량% 내지 80 중량%, 보다 바람직하게는 20 중량% 내지 70 중량%, 보다 더 바람직하게는 40 중량% 내지 65 중량% 범위이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 화학 화합물의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 200 g/mol 내지 30,000 g/mol, 바람직하게는 250 g/mol 내지 2,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 400 g/mol 내지 1,000 g/mol 의 범위이다.
분자량 Mw 은 내부 폴리스티렌 표준에 대하여 GPC (= 겔 투과 크로마토그래피) 를 이용하여 측정된다.
바람직한 실시형태에서, 화학 화합물은 하기 식 (Ia), (Ib), (Ic) 또는 (Id) 로 표시되고,
Figure pct00011
Figure pct00012
보다 바람직하게, 화학 화합물은 하기 화학식 (Ie), (If), (Ig) 또는 (Ih) 로 표시되며,
Figure pct00013
Figure pct00014
[식중
X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O 또는 S 이며, 바람직하게는 그것은 O 이고;
“*"는 제 1 반도체 재료의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
나노입자가 2개보다 많은 쉘 층을 포함하는 경우, "*” 는 반도체 발광 나노입자의 쉘층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타낸다.
R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 5 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 5 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R3는 2가 결합이고, 바람직하게는 이는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기(여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
바람직하게는, R3는 하기 표 1의 군으로부터 선택된다].
Figure pct00015
여기서 "*" 는 다른 단위에 대한 연결점을 나타낸다.
더 바람직하게는, R3는 하기 표 2의 군으로부터 선택된다.
Figure pct00016
여기서 "*" 는 다른 단위에 대한 연결점을 나타낸다.
바람직하게, R2는 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환된 선형 알킬기 또는 알콕실 기이고; 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환된 분지형 알킬기 또는 알콕실 기; 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환된 시클로알칸 기; 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 치환 또는 비치환된 아릴 기이다.
더 바람직하게, R2는 1 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 치환된 선형 알킬기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 5 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 비치환된 분지형 알킬기 또는 알콕실기이다.
더 바람직하게는, R2는 하기 표 3의 군으로부터 선택된다.
Figure pct00017
여기서 "*" 는 다른 단위에 대한 연결점을 나타낸다.
화학 화합물로서, 공개적으로 입수 가능한 메르캅토아세테이트 및/또는 메르캅토프로피오네이트는 혼합물에서, 바람직하게는 용액 중에서, 특히 광개시제의 존재하에서, 반도체 발광 나노입자의 양자 수율 저하를 방지/감소시키기 위한 화학 화합물로서 더욱 적합하다.
공개적으로 입수 가능한 다음 화학 화합물이 특히 적합하다.
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
- 반도체 발광 나노입자
본 발명에 따르면, "반도체"라는 용어는 실온에서 도체 (예컨대 구리) 와 절연체 (예컨대 유리) 사이의 정도로 전기 전도성을 갖는 재료를 의미한다. 바람직하게, 반도체는 온도에 따라 전기 전도도가 증가하는 재료이다.
용어 "나노" 는 0.1 nm 내지 999 nm, 바람직하게는 1nm 내지 150nm, 보다 바람직하게는 3nm 내지 50nm의 크기를 의미한다.
따라서, 본 발명에 따르면, "반도체 발광 나노입자"는 크기가 0.1 nm 내지 999 nm, 바람직하게는 1 nm 내지 150 nm, 보다 바람직하게는 3 nm 내지 50 nm 이고, 실온에서 도체 (이를테면 구리) 의 전기 전도성과 절연체 (이를테면 유리) 의 전기 전도성 사이의 정도로 전기 전도도를 갖고, 바람직하게는 반도체는 온도에 따라 그 전기 전도성이 증가하는 재료이며, 그 크기가 0.1 nm 내지 999 nm, 바람직하게는 0.5 nm 내지 150 nm, 보다 바람직하게는 1 nm 내지 50 nm 인 발광 재료를 의미하도록 받아들여진다.
본 발명에 따르면, 용어 "크기"는 반도체 나노 크기의 발광 입자의 가장 긴 축의 평균 직경을 의미한다.
반도체 나노 크기의 발광 입자의 평균 직경은 Tecnai G2 Spirit Twin T-12 투과 전자 현미경으로 만든 TEM 이미지에서 100 반도체 발광 나노입자를 기준으로 계산된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 본 발명의 반도체 발광 나노입자는 양자 크기의 재료이다. 이를테면 양자점.
본 발명에 따르면, 양자점의 형상은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 구형 형상, 세장형 형상, 별 형상, 다면체 형상, 피라미드형 형상, 테트라포드 형상, 사면체 형상, 소판 (platelet) 형상, 원추 형상 및 불규칙한 형상의 양자점들이 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "양자 크기" 는, 예를 들어 ISBN:978- 3- 662- 44822- 9에 기재된 바와 같이, 양자 구속 효과 (quantum confinement effect) 를 나타낼 수 있는, 리간드 또는 다른 표면 개질이 없는 반도체 재료 자체의 크기를 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 나노입자는 적어도
i) 제 1 반도체 재료;
ii) 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층;
iii) 하기 화학식 (I)으로 표시되는 화학 화합물을
이 순서로 포함한다.
예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnSeS, ZnTe, ZnO, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InPS, InPZnS, InPZn, InPZnSe, InCdP, InPCdS, InPCdSe, InGaP, InGaPZn, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2 합금 및 이들의 임의의 조합이 코어로서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 제 1 반도체 재료는 주기율표의 13 족 원소 또는 12 족 원소 중 적어도 하나의 원소와 주기율표의 16 족 원소 중 하나의 원소 하나를 포함하며, 바람직하게는 13 족 원소의 상기 원소는 In, Ga, Al, Ti로부터 선택되고, 12 족의 상기 원소는 Zn 또는 Cd이고, 15족 원소들 중 상기 원소는 P, As, Sb로부터 선택되며, 보다 바람직하게는 상기 제 1 반도체 재료는 하기 화학식(III)으로 표시되고,
In(1-x-y)Ga1.5xZnyP (III)
식 중 0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1, 바람직하게는 상기 제 1 반도체 재료는 InP, InP:Zn, InP:ZnS, InP:ZnSe, InP:ZnSSe, InP:Ga 로 이루어지는 군에서 선택된다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광 나노입자의 제 1 반도체 재료의 형상의 유형, 및 합성되는 반도체 발광 나노입자의 형상은 특별히 제한되지 않는다.
예를 들어, 구형 형상, 세장형 형상, 별 형상, 다면체 형상, 피라미드형 형상, 테트라포드 형상, 사면체 형상, 소판 형상, 원추 형상 및 불규칙한 형상의 제 1 반도체 재료 및-또는 반도체 발광 나노입자가 합성될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 제 1 반도체 재료의 평균 직경은 1.5 nm 내지 3.5 nm 범위이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 반도체 발광 나노입자는 주기율표의 12 족의 제 1 원소 및 주기율표의 16 족의 제 2 원소를 포함하거나 이들로 이루어지며, 바람직하게 제 1 원소는 Zn 이고, 제 2 원소는 S, Se 또는 Te이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 쉘 층은 하기 식 (II) 로 표시되고,
ZnSxSe(1-x-z)Tez, - (II)
식중 0≤x≤1, 0≤z≤1 및 x + z≤1, 바람직하게는 쉘 층은 ZnSe, ZnSxSe(1-x), ZnSe(1-x)Tez, ZnS, Zn, 보다 바람직하게는 그것은 ZnSe 또는 ZnS이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 쉘 층은 합금형 (alloyed) 쉘 층 또는 그레이드형 (graded) 쉘 층이고, 바람직하게는 상기 그레이드형 쉘 층은 ZnSxSey, ZnSeyTez, 또는 ZnSxTez 이고, 보다 바람직하게 그것은 ZnSxSey이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도체 발광 나노입자는 상기 쉘 층 상에 제 2 쉘 층을 더 포함하고, 바람직하게는 제 2 쉘 층은 주기율표의 12 족의 제 3 원소 및 주기율표의 16 족의 제 4 원소를 포함하거나 또는 이들로 이루어지며, 보다 바람직하게는 제 3 원소는 Zn 이고, 제 4 원소는 S, Se 또는 Te 이며, 단, 제 4 원소 및 제 2 원소는 동일하지 않다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 제 2 쉘 층은 하기 화학식 (II') 로 표시되고,
ZnSxSeyTez, - (II')
식 (II') 중, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤z≤1 및 x+y+z=1이며, 바람직하게는 쉘 층은 ZnSe, ZnSxSey, ZnSeyTez, 또는 ZnSxTez이며, 단, 쉘 층 및 제 2 쉘 층이 동일하지 않다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 상기 제 2 쉘 층은 합금된 쉘 층일 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 반도체 발광 나노입자는 멀티쉘로서 제 2 쉘 층 상에 하나 이상의 추가 쉘 층들을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "멀티쉘"은 3 개 이상의 쉘층으로 이루어진 적층된 쉘층을 나타낸다.
예를 들어, CdSe/CdS, CdSeS/CdZnS, CdSeS/CdS/ZnS, ZnSe/CdS, CdSe/ZnS, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InZnP /ZnS, InZnP /ZnSe, InZnP /ZnSe/ZnS, InGaP/ZnS, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnSe/ZnS, InZnPS/ ZnS, InZnPS ZnSe, InZnPS /ZnSe/ZnS, ZnSe/CdS, ZnSe/ZnS 또는 이들의 임의의 조합이 사용될 수 있다. 바람직하게는, InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/ZnSe/ZnS, InZnP /ZnS, InZnP /ZnSe, InZnP /ZnSe/ZnS, InGaP/ZnS, InGaP/ZnSe, InGaP/ZnSe/ZnS 이다.
- 추가 리간드
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 반도체 발광 나노입자는 식 (I) 로 표시되는 화학 화합물에 더하여 상이한 유형의 화학 화합물을 리간드로서 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시형태에서, 제 1 반도체 재료의 최외부 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘층은 원한다면 식 (I) 로 표시되는 화학 화합물과 함께 하나 이상의 다른 화합물로 오버 코팅될 수 있다.
상기 다른 화학 화합물 중 하나 이상이 제 1 반도체 재료 또는 제 1 반도체 재료의 최외부 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층(들)상에 부착되는 경우, 식 (I)로 표시되는 화학 화합물의 양은 제 1 반도체 재료의 최외부 표면 또는 쉘 층(들)상에 부착된 전체 리간드의 1 중량% 내지 99.9 중량%의 범위이고, 바람직하게는 10중량% 내지 50중량% 의 범위이고, 보다 바람직하게 그것은 15 중량% 내지 40 중량%의 범위이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 첨가제는 다른 리간드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
이론에 구애됨이 없이, 그러한 표면 리간드는 용매에 나노크기의 형광 재료를 더 용이하게 분산시키는 것에 이를 수 있다고 믿어진다.
일반적으로 사용되는 표면 리간드는 포스핀 및 포스핀 옥사이드, 예컨대 트리옥틸포스핀 옥사이드 (TOPO), 트리옥틸포스핀 (TOP) 및 트리부틸포스핀 (TBP); 포스폰산, 예컨대 도데실포스폰산 (DDPA), 트리데실포스폰산 (TDPA), 옥타데실포스폰산 (ODPA) 및 헥실포스폰산 (HPA); 아민, 예컨대 올레일아민, 데데실 아민 (DDA), 테트라데실 아민 (TDA), 헥사데실 아민 (HDA) 및 옥타데실 아민 (ODA), 올레일아민 (OLA), 1-옥타데센 (ODE), 티올, 예컨대 헥사데칸 티올 및 헥산 티올; 메르캅토 카르복실산, 예컨대 메르캅토 프로피온산 및 메르캅토운데카노산; 카르복실산, 예컨대 올레산, 스테아르산, 미리스트산; 아세트산 및 이들 중 임의의 조합을 포함한다. 그리고 또한, 폴리에틸렌이민 (PEI) 도 바람직하게 사용될 수 있다.
표면 리간드의 예는, 예를 들어, 국제 특허 출원 공개 No. WO 2012/059931A 에 기재되어 있다.
- 조성
다른 양태에서, 본 발명은 또한 적어도 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 조성물에 관한 것이다
a) 코어, 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층을 포함하는 하나의 반도체 발광 나노입자,
b) 하기 화학식 (I) 으로 표시되는 하나의 화학 화합물
Figure pct00021
[식중
X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 N이고;
Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
Figure pct00022
Figure pct00023
, 더욱 바람직하게
Figure pct00024
, 여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 제 1 반도체 재료의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
상기 나노입자가 2개보다 많은 쉘 층을 포함하는 경우, "*” 는 반도체 발광 나노 입자의 쉘층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타낸다.
R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고;
Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
R3는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택된다.]
및
c) 다른 화합물.
화학식 (I) 로 표시되는 화합물에 대한 보다 자세한 내용은 상기 "화학 화합물" 섹션에 기재되어 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 적어도 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 조성물에 관한 것이다
A) 본 발명에 따른 하나의 반도체 발광 나노 입자, 및
B) 다른 화합물.
본 발명의 일부 실시형태에서, 조성물은 복수의 반도체 발광 나노입자를 포함한다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 반도체 발광 나노입자의 총량은 조성물의 총량을 기준으로 0.1 중량 % 내지 90 중량 %, 바람직하게는 5 중량 % 내지 70 중량 %, 더 바람직하게는 20 중량 % 내지 50 중량 % 범위이다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 하기 화학식 (I) 에 의해 표시되는 화학 화합물의 총량은 조성물의 총량을 기준으로 0.001중량% 내지 50중량%, 바람직하게는 0.005중량% 내지 30중량%, 보다 바람직하게는 0.01중량% 내지 15중량% 의 범위이다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 다른 재료는 용매, 유기 발광 재료, 무기 발광 재료, 전하 수송 재료, 산란 입자, 호스트 재료, 나노 크기 플라즈몬 입자, 광 개시제 및 매트릭스 재료로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택된다.
예를 들어, 상기 무기 형광 재료는 황화물, 티오갈레이트, 니트라이드, 옥시니트라이드, 실리케이트, 알루미네이트, 아파타이트, 붕산염, 산화물, 포스페이트, 할로포스페이트, 황산염, 텅스텐산염, 탄탈산염, 바나데이트, 몰리브데이트, 니오베이트, 티타네이트, 게르미네이트, 할라이드 기반 인광체 및 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다.
이러한 전술된 적합한 무기 형광 재료는 형광체 핸드북, 제 2 판 (CRC Press, 2006), pp. 155 - pp. 338 (W.M.Yen, S.Shionoya 및 H.Yamamoto), WO2011/147517A, WO2012/034625A, 및 WO2010/095140A 에 언급된 바와 같은 나노 크기의 형광체, 양자 크기의 재료를 포함하는 주지된 인광체일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상기 유기 발광 재료, 전하 수송 재료로서는, 임의의 유형의 공지된 재료가 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 주지된 유기 형광 재료, 유기 호스트 재료, 유기 염료, 유기 전자 수송 재료, 유기 금속 착체 및 유기 정공 수송 재료가 있다.
산란 입자의 예로, SiO2, SnO2, CuO, CoO, Al2O3 TiO2, Fe2O3, Y2O3, ZnO, MgO 와 같은 무기 산화물의 작은 입자; 중합된 폴리스티렌, 중합된 PMMA와 같은 유기 입자; 중공 실리카와 같은 무기 중공 산화물 또는 이들의 임의의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.
- 매트릭스 재료
본 발명에 따르면, 광학 디바이스에 적합한 광범위하게 다양한 공지된 투명 중합체가 바람직하게 매트릭스 재료로서 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "투명" 은 광학 매체에서 사용되는 두께에서 그리고 광학 매체의 동작 동안 사용되는 파장 또는 파장 범위에서 적어도 약 60 %의 입사광이 투과되는 것을 의미한다. 바람직하게 이는 70 % 를 넘고, 더욱 바람직하게 75 % 를 넘고, 가장 바람직하게 이는 80 % 를 넘는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 예를 들어 WO 2016/134820A 에 기재된 임의의 유형의 공지된 투명 중합체가 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "중합체"는 반복 단위를 갖고 중량 평균 분자량 (Mw) 이 1000 g/mol 이상인 재료를 의미한다.
분자량 Mw 은 내부 폴리스티렌 표준에 대하여 GPC (= 겔 투과 크로마토그래피) 를 이용하여 결정된다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 투명 중합체의 유리 전이 온도 (Tg) 는 70 ℃ 이상 그리고 250 ℃ 이하이다.
Tg는 http://pslc.ws/macrog/dsc.htm; Rickey J Seyler, Assignment of the Glass Transition, ASTM publication code number (PCN) 04- 012490- 50 에 기술된 바와 같이 시차 주사 색도계에서 관찰된 열 용량의 변화에 기초하여 측정된다.
예를 들어, 투명 매트릭스 재료용 투명 중합체로서, 폴리(메트)아크릴레이트, 에폭시, 폴리우레탄, 폴리실록산이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 투명 매트릭스 재료로서 중합체의 중량 평균 분자량 (Mw) 은 1,000 내지 300,000 g/mol 범위, 보다 바람직하게 그것은 10,000 내지 250,000 g/mol 범위이다.
- 포뮬레이션
다른 양태에서, 본 발명은, 다음을 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 포뮬레이션에 관한 것이다 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자,
및
적어도 하나의 용매, 바람직하게는 상기 용매는 유기 용매이며, 보다 바람직하게는 시클로헥실벤젠, 3-페녹시 톨루엔, n-옥틸 벤젠, 부틸 벤조에이트, 1-옥탄올, 3,4-디메틸아니솔, 2-페녹시에탄올, 메틸 이소발레레이트, 디메틸 설폭사이드, 2-페녹시프로판올로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택된다.
바람직하게는, 상기 포뮬레이션은 복수의 반도체 발광 나노입자들을 포함한다.
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 다음을를 포함하거나, 다음으로 본질적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어지는 제형에 관한 것이다 조성물,
및
적어도 하나의 용매, 바람직하게 그것은 유기 용매이며, 보다 바람직하게는 방향족, 할로겐화 및 지방족 탄화수소 용매로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 보다 바람직하게는 톨루엔, 크실렌, 에테르, 테트라히드로푸란, 클로로포름, 디클로로메탄 및 헵탄, 정제수, 에스테르 아세테이트, 알코올, 설폭사이드, 포름아미드, 니트라이드, 케톤으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택된다.
포뮬레이션 중 용매의 양은 조성물을 코팅하는 방법에 따라 자유롭게 제어될 수 있다. 예를 들어, 조성물이 분무 코팅되는 경우, 조성물은 90 중량% 이상의 양으로 용매를 함유할 수 있다. 또한, 큰 기판을 코팅할 때 종종 채용되는 슬릿 코팅법이 수행되는 경우, 용매의 함량은 정상적으로 60 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량 % 이상이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 포뮬레이션은 복수의 반도체 발광 나노 입자 및/또는 복수의 반도체 재료를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 하기 화학식 (I) 에 의해 표시되는 화학 화합물의 총량은 포뮬레이션의 총량을 기준으로 0.001중량% 내지 50중량%, 바람직하게는 0.005중량% 내지 30중량%, 보다 바람직하게는 0.01중량% 내지 15중량% 의 범위이다.
일부 실시 형태에서, 나노입자의 총량은 포뮬레이션의 총량을 기준으로 0.01중량% 내지 90중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 70중량%, 보다 바람직하게는 1중량% 내지 50중량% 의 범위이다.
- 용도
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 전자 디바이스, 광학 디바이스, 생의학 디바이스에서의 또는 전자 디바이스, 광학 디바이스 또는 생의학 디바이스를 제조하기 위한, 반도체 발광 나노입자, 조성물, 또는 포뮬레이션의 용도에 관한 것이다.
- 광학 매체
다른 양태에서, 본 발명은 또한, 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자 또는 조성물을 포함하는 광학 매체에 관한 것이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 광학 매체는 광학 시트, 예를 들어 컬러 필터, 색 변환 필름, 원격 형광체 테이프, 또는 다른 필름 또는 필터일 수 있다.
본 발명에 따르면, 용어 "시트"는 필름 및/또는 층상 구조 매체를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 광학 매체는 애노드 및 캐소드, 및 본 발명의 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자 또는 조성물을 포함하는 적어도 하나의 유기 층을 포함하고, 바람직하게는 상기 하나의 유기층은 발광층이고, 보다 바람직하게는 매체는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 추가 층을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, WO 2018/024719 A1, US2016 / 233444 A2, US7754841 B, WO 2004/037887 및 WO 2010/097155에 기재된 바와 같이, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 광 방출층, 정공 차단 층, 전자 차단 층 및 전자 주입 층을 위한 임의의 종류의 공개적으로 이용 가능한 무기 및/또는 유기 재료를 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광학 매체는 복수의 반도체 발광 나노입자를 포함한다.
바람직하게는, 광학 매체의 애노드 및 캐소드는 유기층을 개재(sandwich)한다.
더 바람직하게는 상기 추가 층이 또한 애노드 및 캐소드에 의해 개재된다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 유기층은 본 발명의 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자, 및 호스트 재료를 포함하고, 바람직하게는 호스트 재료는 유기 호스트 재료이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광학 매체는 복수의 반도체 발광 나노입자를 포함한다.
- 광학 디바이스
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 본 발명의 적어도 하나의 광학 매체를 포함하는 광학 디바이스에 관한 것이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 광학 디바이스는 액정 디스플레이 디바이스(LCD), 유기 발광 다이오드 (OLED), 광학 디스플레이용 백라이트 유닛, 발광 다이오드 디바이스 (LED), 마이크로 전기 기계 시스템 (여기서는 이하 "MEMS"라 함), 전기 습윤 디스플레이, 또는 전기 영동 디스플레이, 조명 디바이스, 및/또는 태양 전지일 수 있다.
기술적 효과
본 발명은 다음의 기술적 효과 중 하나 이상을 제공한다;
나노입자의 양자 수율 향상, 더 높은 디바이스 효율, 나노입자의 트랩 방출 감소, 나노입자 쉘 부분의 표면 상태 최적화, 나노입자 쉘층의 격자 결함 감소, 쉘층의 댕글링 결합 형성 감소/방지, 더 나은 열적 안정성, 개선된 산화 안정성, 라디칼 물질에 대한 개선된 안정성, 상당한 QY 저하를 일으키지 않고서 장기 보관시 안정성 향상, 화학적 안정성 향상, 나노입자 제조 공정 최적화, 쉘 층의 격자 결함 감소를 위한 새로운 제조 공정 제공, 환경적으로 더 친화적이고 더 안전한 제조 공정.
하기 작업예 1 내지 6 은 본 발명의 설명 및 이들의 제조에 대한 상세한 설명을 제공한다.
작업예
비교예 1: 도데칸티올, 스테아르산, 미리스트산 및 팔미트산의 리간드를 갖는 톨루엔 중 양자점
톨루엔에서 도데칸티올, 스테아르산, 미리스트산 및 팔미트 산의 리간드를 갖는 적색 InP계 양자점(QD)은 U.S. 7,588,828 B 에 기재된 바와 같이 제조된다.
그런 다음 QD를 0.08mg/mL 의 농도로 건조 톨루엔에 용해시키고 초기 양자 수율 (이하 초기 QY) 에 대해 Hamamatsu Quantaurus 에서 측정된다.
그 후 100mg의 QD를 건조된 톨루엔 2mL에 용해시키고 3mg의 광개시제 Irgacure@ TPO 와 혼합하고 365nm 를 갖는 광원에 60 분 동안 노출시키면서 아르곤하 실온에서 교반하였다. 샘플들이 취해진다. 그런 다음 샘플을 0.08mg/mL 로 희석한다. 그리고 그런 다음 샘플의 양자 수율을 Hamamatsu Quantaurus 에 의해 측정한다.
각 샘플의 초기 QY는 다음 공식을 사용하여 100 % 로 설정된다.
정규화된 초기 QY (100 %) = 각 샘플의 초기 QY * α
정규화된 QY는 다음 식에 따라 계산된다.
정규화된 QY = (QY * α / 초기 QY) * 100
표 4 은 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00025
작업예 1: 화학 화합물 이소-옥틸 메르캅토아세테이트 (IOMA) 를 갖는 톨루엔 중 양자점
톨루엔에서 도데칸티올, 스테아르산, 미리스트산 및 팔미트 산의 리간드를 갖는 적색 InP계 양자점(QD)은 U.S. 7,588,828 B 에 기재된 바와 같이 제조된다.
- 리간드 교환
5mL 의 QD 용액 (톨루엔 중 50mg/mL) 을 0.098g IOMA (Bruno Bock iso-Octyl Thioglycolate, dist. 40286) 와 혼합하고 아르곤 하에서 50 ℃에서 밤새 교반한다. 혼합물을 원심 분리 바이알로 옮기고 5mL 건조 메탄올을 첨가한다. 혼합물을 아르곤 하에서 5 분 동안 4000rpm 에서 원심 분리한다. 그 후, 무색 상청액을 제거하고, 적색 침전물을 5mL 건조 톨루엔에 현탁하여 QD 를 0.08mg/mL 농도로 건식 톨루엔에 용해시킨다.
그런 다음 초기 양자 수율 (이하 초기 QY)에 대해 Hamamatsu Quantaurus 에서 측정된다.
그 후 100mg의 QD를 건조된 톨루엔 2mL에 용해시키고 3mg의 광개시제 Irgacure@ TPO 와 혼합하고 365nm 를 갖는 광원에 60 분 동안 노출시키면서 아르곤하 실온에서 교반하였다. 샘플들이 취해진다. 그런 다음 샘플을 0.08mg/mL 로 희석한다. 그리고 그런 다음 샘플의 양자 수율을 Hamamatsu Quantaurus 에 의해 측정한다.
표 5 은 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00026
작업예 2: 화학 화합물 이소-옥틸 메르캅토프로피오네이트 (IOMP) 를 갖는 톨루엔 중 양자점
화학 화합물 IOMP를 갖는 톨루엔 중 양자점은 IOMA 대신 IOMP를 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 제조된다.
표 6 은 QY 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00027
작업예 3: 화학 화합물 이소-트리데실 메르캅토프로피오네이트 (ITMP) 를 갖는 톨루엔 중 양자점
화학 화합물 ITMP 를 갖는 톨루엔 중 양자점은 IOMA 대신 ITMP를 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 제조된다.
표 7 은 QY 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00028
작업예 4: 화학 화합물 이소-트리데실 메르캅토아세테이트 (ITMA) 를 갖는 톨루엔 중 양자점
화학 화합물 ITMA 를 갖는 톨루엔 중 양자점은 IOMA 대신 ITMA 를 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 제조된다.
표 8 은 QY 측정 결과를 나타낸다.
Figure pct00029
작업예 5: 화학 화합물 페닐 메르캅토아세테이트 (PMA) 를 갖는 톨루엔 중 양자점
화학 화합물 PMA 를 갖는 톨루엔 중 양자점은 IOMA 대신 PMA 를 사용하는 것을 제외하고는 작업예 1에 기재된 것과 동일한 방식으로 제조된다. 그후 QY 측정을 위해 샘플이 취해진다.
작업예 6: QY 측정
작업예 6에서의 QY 측정에서, 비교예 1로부터의 샘플, 작업예 1로부터의 샘플 및 작업예 5로부터의 샘플을 측정하여 본 발명의 효과를 비교한다.
이 작업예에서, 양자 수율은 비교 예 1에 설명된대로 정규화 없이 Hamamatsu Quantaurus 를 사용하여 측정된다. 따라서, 도 1에서,“양자 수율 (또는 QY)”이라는 용어는 절대 양자 수율을 의미한다.
도 1 은 QY 측정 결과를 나타낸다.

Claims (16)

  1. 반도체 발광 나노입자로서,
    i) 제 1 반도체 재료;
    ii) 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층;
    iii) 하기 화학식 (I)으로 표시되는 화학 화합물
    Figure pct00030

    [식중
    X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 S이고;
    Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
    X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
    R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 기는 황 또는 셀레늄을 함유하고, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2 개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
    Figure pct00031
    또는
    Figure pct00032
    , 더욱 바람직하게
    Figure pct00033
    , 여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 코어의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
    R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
    Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
    R3는 2가 결합이고, 바람직하게는 이는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기(여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
    R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
    R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택된다]
    를 적어도 포함하는, 반도체 발광 나노입자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    i) 상기 제 1 반도체 재료;
    ii) 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층;
    iii) 하기 화학식 (I)으로 표시되는 화학 화합물
    를 이 순서로 적어도 포함하는, 반도체 발광 나노입자.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    하기 화학식 (II) 으로 표현되는 적어도 하나의 쉘 층
    ZnSxSe(1-x-z)Tez, - (II)
    [식중 0≤x≤1, 0≤z≤1 및 x + z≤1, 바람직하게는 상기 쉘 층은 ZnSe, ZnSxSe(1-x), ZnSe(1-x)Tez, ZnS, Zn, 보다 바람직하게는 그것은 ZnSe 또는 ZnS이다]
    을 포함하는, 반도체 발광 나노입자.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 반도체 재료는 주기율표의 13 족 원소 또는 12 족 원소 중 적어도 하나의 원소와 주기율표의 16 족 원소 중 하나의 원소를 포함하며, 바람직하게는 13 족 원소의 상기 원소는 In, Ga, Al, Ti로부터 선택되고, 12 족의 상기 원소는 Zn 또는 Cd이고, 15족 원소의 상기 원소는 P, As, Sb로부터 선택되며, 보다 바람직하게는 상기 제 1 반도체 재료는 하기 화학식(III) 으로 표시되는,
    In(1-x-y)Ga1.5xZnyP (III)
    [식 중 0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1, 바람직하게는 상기 제 1 반도체 재료는 InP, InP:Zn, InP:ZnS, InP:ZnSe, InP:ZnSSe, InP:Ga 로 이루어지는 군에서 선택된다]
    반도체 발광 나노입자.
  5. 조성물로서,
    a) 코어, 선택적으로 적어도 하나의 쉘 층을 포함하는 하나의 반도체 발광 나노입자,
    b) 하기 화학식 (I) 으로 표시되는 하나의 화학 화합물
    Figure pct00034

    [식중
    X 및 Y는 각각 독립적으로 또는 서로 의존적으로 O, S, P 또는 N, 바람직하게는 O 또는 N이고;
    Y가 O 또는 S이면 n은 0이고, Y가 N 또는 P이면 n은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
    X가 O 또는 S 이면 m은 0이고, Y가 N 또는 P이면 m은 1, 바람직하게는 n은 0이고;
    R1은 부착기이고, 바람직하게는 상기 부착기는 S, Se, O, P 또는 N으로부터 선택된 적어도 하나의 원소를 포함하고, 더욱 바람직하게는 상기 부착기는 하나 또는 2 개의 S 원자를 포함하며, 더욱 더 바람직하게는 상기 부착기는,
    Figure pct00035
    Figure pct00036
    , 더욱 바람직하게
    Figure pct00037
    , 여기서 "#" 은 기 Y에 대한 연결점을 나타내고 "*"는 코어의 표면 또는 반도체 발광 나노입자의 쉘 층의 최외부 표면에 대한 연결점을 나타내고;
    R2 는, 1 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 분지형 알킬 기 또는 알콕실 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자, 보다 바람직하게는 3 내지 15 개의 탄소 원자를 갖는 시클로알칸 기, 2 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 알케닐 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아릴 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 3 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 아릴 기, 및 4 내지 40 개의 탄소 원자, 바람직하게는 4 내지 25 개의 탄소 원자를 갖는 아르알킬 기 (이들은 각 경우에 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있고, 여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기들은 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고, 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있다), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고,
    Ra 는 각각의 경우, 동일하게 또는 상이하게, H, D, 또는 1 내지 20 개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기, 3 내지 40 개의 탄소 원자를 갖는 환형 알킬 또는 알콕시 기, 5 내지 60 개의 탄소 고리 원자를 갖는 방향족 고리 시스템, 또는 5 내지 60 개의 탄소 원자를 갖는 헤테로 방향족 고리 시스템이고, 여기서 H 원자는 D, F, Cl, Br, I 로 대체될 수도 있고; 여기서 2개 이상의 인접한 치환기 Ra 는 또한, 서로 단환 또는 다환, 지방족, 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 형성할 수도 있고;
    R3는 1 내지 25 개의 탄소 원자, 바람직하게는 1 내지 15 개의 탄소 원자, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 개의 탄소 원자, 더욱 더 바람직하게는 1 내지 5개의 탄소 원자를 갖는 선형 알킬렌기 또는 알콕실렌기 (여기서 하나 이상의 비인접 CH2 기는 RaC=CRa, C≡C, Si(Ra)2, Ge(Ra)2, Sn(Ra)2, C=O, C=S, C=NRa, SO, SO2, NRa, 또는 CONRa 에 의해 대체될 수도 있고 하나 이상의 H 원자가 D, F, Cl, Br, I, CN 또는 NO2 로 대체될 수도 있음), 또는 하나 이상의 라디칼 Ra 에 의해 치환될 수도 있는, 5 내지 60 개의 방향족 고리 원자를 갖는 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템으로 이루어진 군의 하나 이상의 멤버로부터 선택되고, 바람직하게는 비인접 CH2 기 중 어느 것도 치환되지 않고,
    R4 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택되고,
    R5 는 H 원자, D 원자 또는 R2 로 이루어지는 군의 하나 이상의 멤버에서 선택된다.]
    및
    c) 다른 화합물
    을 적어도 포함하는, 조성물.
  6. 조성물로서,
    A) 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 하나의 반도체 발광 나노입자 및
    B) 다른 화합물
    를 적어도 포함하는, 조성물.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 조성물은 복수의 반도체 발광 나노입자를 포함하는, 조성물.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다른 재료는, 유기 발광 재료, 무기 발광 재료, 전하 수송 재료, 산란 입자, 호스트 재료, 나노 크기 플라즈몬 입자, 광 개시제 및 매트릭스 재료로 이루어진 군으로부터 선택되는, 조성물.
  9. 포뮬레이션으로서,
    제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자, 또는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물,
    및
    적어도 하나의 용매를 포함하고,
    바람직하게는 상기 용매는 유기 용매, 더욱 더 바람직하게는 시클로헥실벤젠, 3-페녹시 톨루엔, n-옥틸 벤젠, 부틸 벤조에이트, 1-옥탄올, 3,4-디메틸아니솔, 2-페녹시에탄올, 메틸 이소발레레이트, 디메틸 설폭사이드, 2-페녹시프로판올 또는 이들의 임의의 조합인, 포뮬레이션.
  10. 제 9 항에 있어서,
    하기 화학식 (I) 에 의해 표시되는 화학 화합물의 총량은 포뮬레이션의 총량을 기준으로 0.001중량% 내지 50중량%, 바람직하게는 0.005중량% 내지 30중량%, 보다 바람직하게는 0.01중량% 내지 15중량% 의 범위인, 포뮬레이션.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 나노입자의 총량은 포뮬레이션의 총량을 기준으로 0.01중량% 내지 90중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 70중량%, 보다 바람직하게는 1중량% 내지 50중량% 의 범위인, 포뮬레이션.
  12. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 반도체 발광 나노입자 또는 제 5 항 내지 제 8 항에 기재된 조성물 또는 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 기재된 포뮬레이션의, 전자 디바이스, 광학 디바이스 또는 생체의학 디바이스에서의 용도.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자, 또는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 조성물을 포함하는, 광학 매체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    애노드 및 캐소드, 및 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 반도체 발광 나노입자 또는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 포함하는 적어도 하나의 유기층을 포함하고, 상기 하나의 유기층은 발광층이고, 보다 바람직하게는 상기 매체는 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 차단층, 정공 차단층, 전자 차단층 및 전자 주입층으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 더 포함하는, 광학 매체.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 유기층은 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 반도체 발광 나노 입자, 또는 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 조성물 및 호스트 재료를 포함하고, 바람직하게 상기 호스트 재료는 유기 호스트 재료인, 광학 매체.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 상기 광학 매체를 포함하는, 광학 디바이스.


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