KR101814826B1 - 높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름 - Google Patents

높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR101814826B1
KR101814826B1 KR1020120023577A KR20120023577A KR101814826B1 KR 101814826 B1 KR101814826 B1 KR 101814826B1 KR 1020120023577 A KR1020120023577 A KR 1020120023577A KR 20120023577 A KR20120023577 A KR 20120023577A KR 101814826 B1 KR101814826 B1 KR 101814826B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sof
linkers
molecular
building blocks
segment
Prior art date
Application number
KR1020120023577A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120102545A (ko
Inventor
아드리엔 피. 코트
매튜 에이. 호이프트
Original Assignee
제록스 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제록스 코포레이션 filed Critical 제록스 코포레이션
Publication of KR20120102545A publication Critical patent/KR20120102545A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101814826B1 publication Critical patent/KR101814826B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D3/00—Pretreatment of surfaces to which liquids or other fluent materials are to be applied; After-treatment of applied coatings, e.g. intermediate treating of an applied coating preparatory to subsequent applications of liquids or other fluent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K10/00—Organic devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching; Organic capacitors or resistors having a potential-jump barrier or a surface barrier
    • H10K10/40—Organic transistors
    • H10K10/46—Field-effect transistors, e.g. organic thin-film transistors [OTFT]
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K30/00—Organic devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/10—Photovoltaic [PV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension

Abstract

높은 이동도의 구조적 유기 필름은 공유결합 유기 골격구조로 배열된 복수의 세그먼트 및 복수의 링커를 포함하고, 상기 구조적 유기 필름은 멀티-세그먼트 두께 구조적 유기 필름일 수 있다.

Description

높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름{HIGH MOBILITY PERIODIC STRUCTURED ORGANIC FILMS}
본 발명은 높은 이동도의 규칙적인 (주기적인) 유기 필름에 관한 것이다.
화학 구조가 공유결합에 의해 연장된 구조로 연결된 분자로 구성되는 물질은 두가지 부류로 나눌 수 있다: (1) 폴리머 및 가교된 폴리머 및 (2) 공유결합 유기 골격구조 (공유결합적으로 연결된 유기 네트워크로 알려짐).
첫번째 부류인 폴리머 및 가교된 폴리머는 일반적으로 분자 모노머의 중합에 의해 구현되어 공유 결합된 분자의 긴 선형 사슬을 형성한다. 폴리머 화학 공정은 중합된 사슬이 차례로 또는 동시에 '가교되게' 할 수 있다. 폴리머 화학의 성질은 형성된 물질의 분자-수준의 구조, 즉 폴리머 사슬의 조직화 (organization)에 대해 제어를 잘하지 못하고, 사슬간 분자 모노머의 패터닝은 대부분 불규칙 (random)하다. 거의 모든 폴리머는 정렬된 로드 (ordered rod)처럼 효율적으로 팩된 (pack) 일부 선형 폴리머를 제외하고는 비결정질이다. 일부 폴리머 물질, 특히 블록 코-폴리머는 이들 벌크 (bulk) 내에 배열 영역을 가질 수 있다. 앞의 두가지 경우에서 폴리머 사슬의 패터닝은 고안되는 것이 아니며, 분자 수준에서 임의의 순서는 자연적인 분자간 팩킹 (intermolecular packing) 경향의 결과이다.
두번째 부류인 공유결합 유기 골격구조 (COF)는 COF가 높게 패턴화되도록 의도되었다는 점에서 첫번째 부류 (폴리머/가교 폴리머)와 상이하다. COF 화학에서 분자 구성 요소는 모노머보다 분자 빌딩 블록으로 불린다. COF 합성 동안 분자 빌딩 블록은 2- 또는 3-차원 네트워크를 형성하도록 반응한다. 결과적으로, 분자 빌딩 블록은 COF 물질을 통해 패턴화되고, 분자 빌딩 블록은 강한 공유결합을 통해 서로 연결된다.
따라서, 개발된 COF는 일반적으로 높은 다공성을 갖는 분말이고, 예외적으로 낮은 밀도를 갖는 물질이다. COF는 아르곤 및 질소의 거의 기록적인 양 (near-record amount)을 저장할 수 있다. 이러한 종래 COF는 유용하지만, 본 발명의 구현예에 의해 설명되고 향상된 특성의 관점에서 종래 COF 이상의 이점을 제공할 수 있는 새로운 물질이 필요하다.
그러나, 전술한 폴리머, 가교 폴리머 및 공유결합 유기 골격구조는 유기 전자장치에서 비약적인 성능을 얻기 위해 필요한 고유의 높은 (전자/홀) 이동도가 부족하다. 필요한 높은 이동도는 장-범위 분자-수준 규칙 (long-range molecular-level order) (주기적인)의 정도가 높은 본 발명의 SOF에 의해 얻을 수 있다. 주기적인 구조로 네크워크된 (강한 결합에 의해 연결된) 본 발명의 높은 이동도의 물질은 네트워크된 물질에 의해 얻어지는 고유의 화학적 성질 및 기계적 견고성을 갖는 높은 전기적 성능을 겸비할 수 있는 기회를 제공한다.
본 발명은 공유결합 유기 골격구조로 배열된 복수의 세그먼트 및 복수의 링커를 포함하는 높은 이동도의 규칙적인 (주기적인) 유기 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
공유결합 유기 골격구조로 정렬된 복수의 세그먼트 및 복수의 링커를 포함하는 높은 이동도의 규칙적인 (주기적인) 유기 필름을 제공하고, 여기서 거시적 수준에서 공유결합 유기 골격구조는 필름이다. 이러한 SOF는 장-범위 분자 배열 (주기적인) 및 결과적으로 비정상적인 (홀/전자) 이동도를 가질 수 있다. 본 발명은 또한 디자이너 분자 빌딩 블록 및 빌딩 블록의 배열을 촉진하는 반응 조건을 이용하고 선택함으로써 높은 이동도를 갖는 SOF를 제공하는 방법을 기술한다.
도 1a-1o는 대칭적인 원소의 윤곽을 그린 예시적인 빌딩 블록 그림이다.
도 2는 이민-연결된 육각형 SOF를 만들기 위해 사용되는 삼각형 및 선형 분자 빌딩 블록의 그림이다.
도 3은 연결된 삼각형 및 선형 빌딩 블록의 층간 적층을 나타낸 이민 SOF의 분자-수준 구조의 그림이다.
도 4는 실시예의 SOF 구조를 모델링한 것으로부터 예측된 X-선 회절 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 5는 전자 전도체인 상기 SOF의 성향을 나타내는 밴드내 페르미 레벨의 위치를 나타낸 상태 밀도 다이어그램을 나타낸 그래프이다.
용어 "SOF"는 일반적으로 거시적 수준에서 필름인 공유결합 유기 결합구조 (COF)를 나타낸다. 구절 "거시적 수준"은 본 발명 SOF의 육안으로 본 것을 나타낸다.
견고한 네트워킹된 유기 물질에 대해, 높은 이동도를 얻기는 어렵다. 용어 "높은 이동도의 SOF"는 장-범위 분자 규칙 (주기적인) 및 결과적인 예외적인 (홀/전자) 이동도를 갖는 SOF를 나타내고, 이는 알려진 명목상의 유기 전자 물질의 이동도와 실질적으로 동일하거나 그보다 큰 이동도를 갖는다. 본 발명에서, "높은 이동도" SOF는 약 0.1 내지 약 3.0 ㎠/Vs, 또는 약 0.2 내지 약 2 ㎠/Vs 또는 약 0.5 내지 1.5 ㎠/Vs 범위의 이동도와 같이 약 0.1 ㎠/Vs 이상의 이동도를 가질 수 있다. 높은 전하 이동도는 원자 수준에서 물질의 전자 구조와 관련된다고 알려져 있다. 이러한 전자 구조는 '밴드 구조 (band structure)'로 나타낼 수 있고, 이는 물질내 전자 에너지 수준의 확립된 표현이다. 밴드내에 있는 페르미 레벨 (Fermi Level)을 포함하는 것으로 확인되는 물질은 전하를 이송하는 독특한 능력을 갖는다.
SOF는 복합 SOF일 수 있다. 이러한 SOF에서, SOF의 일부 또는 영역은 복합 SOF일 수 있는 반면, 복합 SOF에 인접하거나 인접하지 않는 SOF의 상이한 일부 또는 영역은 주기적인 SOF와 같은 다른 유형의 SOF이다.
본 발명의 SOF는 거시적 수준에서 실질적으로 핀홀이 없는 SOF (pinhole-free SOF) 또는 연속적인 공유결합 유기 골격구조를 갖는 핀홀이 없는 SOF일 수 있는데, 연속적인 공유결합 유기 골격구조는 1 미터와 같이 예를 들어 1 밀리미터보다 휠씬 긴 길이 규모 이상으로 이론적으로는 수백 미터만큼의 길이로 연장될 수 있다. 또한 일반적으로 SOF의 두개의 치수가 세번째보다 휠씬 큰 경우, SOF는 큰 종횡비를 갖는 것으로 이해할 수 있다.
"실질적으로 핀홀이 없는 SOF" 또는 "핀홀이 없는 SOF"는 반응 혼합물로부터 형성될 수 있다. "실질적으로 핀홀이 없는 SOF"는 실질적으로 핀홀이 없고, 제곱 ㎝당 두개의 인접한 세그먼트의 코어간 거리 이상의 기공 (pore) 또는 간격 (gap); 예컨대, ㎠ 당 10 이하의 직경 약 250 나노미터 이상의 핀홀, 기공 또는 간격, 또는 ㎠ 당 5 이하의 직경 약 100 나노미터 이상의 핀홀, 기공 또는 간격을 포함한다. "핀홀이 없는 SOF"는 핀홀이 없고, 마이크론2 당 두개의 인접한 세그먼트의 코어간 거리 이상의 기공 또는 간격, 예컨대 핀홀이 없고 마이크론2 당 직경으로 약 500 옹스트롱, 약 250 옹스트롱 또는 100 옹스트롱 이상의 기공 또는 간격을 포함한다.
본 발명의 SOF는 세그먼트 (S)를 갖는 분자 빌딩 블록을 포함하고, 적어도 두개의 작용기를 필요로 한다. 작용기는 SOF 형성 공정 동안 세그먼트를 서로 연결하기 위해 화학 반응에 참여하는 분자 빌딩 블록의 반응성 화학적 모이어티 (moiety)이다. 세그먼트는 작용기를 지지하는 분자 빌딩 블록의 일부이고, 작용기와 연관되지 않은 모든 원자를 포함한다.
작용기는 단원자로 구성될 수 있거나 할로겐, 알코올, 에테르, 케톤, 카르복실산, 에스테르, 카보네이트, 아민, 아미드, 이민, 우레아, 알데하이드, 이소시아네이트, 토실레이트, 알켄 및 알킨과 같은 하나 이상의 원자로 구성될 수 있다.
세그먼트는 작용기를 지지하는 분자 빌딩 블록의 일부이고, 작용기와 연관되지 않은 모든 원자를 포함한다. SOF는 제2 세그먼트, 제3 세그먼트, 제4 세그먼트, 제5 세그먼트 등과는 동일하거나 상이한 구조를 갖는 제1 세그먼트를 포함할 수 있다.
SOF 조성물의 컴퓨터 시뮬레이션 (computer simulation) 또는 물질 모델링 (material modeling)은 원하거나 소정의 특성을 갖는 SOF의 원하는 구조를 선택하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 SOF 조성물의 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 전자를 전도해야 하는 원하는 SOF를 선택하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션으로부터 이끌어낼 수 있는 특성의 다른 비제한적인 예는 광학 특성, 기계적 특성, 원자-수준 구조적 파라미터, 확산 특성 및 다공 특성이다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링의 메트릭 (metric)은 원하는 특성을 갖는 특정 SOF 조성물을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션의 메트릭은 예상된 분자 오비탈 중첩의 정도, 빌딩 블록의 공간 배향과 관련된 균일성의 예상된 정도, 밴드 구조, 원자-수준 응력, 구조 최적화 (geometry optimization) 및 그 중에서도, X-선 (또는 다른) 산란 패턴과 같은 파라미터를 포함할 수 있다.
SOF 구조의 모델링은 이들 조성물의 모듈 성질 (modular nature) (즉, 망상 화학 (reticular chemistry))에 의해 촉진된다. 망상 화학의 분야에서, 분자 빌딩 블록은 기하학적 모양으로 간주될 수 있고, 결과적으로 이들 "분자 모양"의 집합체는 분자 빌딩 블록의 반응 (SOF 형성 반응) 후 다수의 소정의 배열이 된다. 다수의 파라미터는 계산될 수 있고, 특정 SOF 구조의 특성을 평가하기 위해 SOF 구조의 컴퓨터 시뮬레이션 동안 및 후에 이어서 검토될 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션된 (simulated) SOF 구조로부터 특성을 이끌어내는 예시적인 방법은 예를 들어, SOF의 밴드 구조를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 광학 및 전기 특성이 페르미 레벨의 위치 및 밴드갭의 정도와 위치를 표시함으로써 예측될 수 있도록 이러한 계산이 이용될 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션된 SOF 구조로부터 특성을 이끌어내는 방법은 예를 들어, 전단력하에서 SOF상의 원자-수준 응력을 모니터링하여 평가될 수 있는 기계적 특성에 관한 정보 및/또는 파라미터를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션된 SOF 구조로부터 특성을 이끌어내는 방법은 예를 들어, 구조 최적화 계산 후 원자 수준에서 계산될 수 있는 구조적 메트릭과 관련된 정보 및/또는 파라미터를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션된 SOF 구조로부터 특성을 이끌어내는 방법은 예를 들어, 물질의 X-선 (또는 그외) 산란 패턴을 계산하여 시뮬레이션될 수 있는 벌크 구조적 특징과 관련된 정보 및/또는 파라미터를 포함할 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션된 SOF 구조로부터 특성을 이끌어내는 방법은 예를 들어, 분자 동력학 방법을 이용하고 이어서 SOF 구조 전역에 걸쳐 개체군 구배 (population gradient)를 계산하여 평가될 수 있는 분산 특성과 관련된 정보 및/또는 파라미터를 포함할 수 있다. 다공성 (표면 지역)은 코놀리 방법 (Connoly method)을 이용하여 평가될 수 있다.
특정 SOF 조성물의 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 특정 분자 빌딩 블록, 링커 및 연결된 분자 빌딩 블록간 공간 배향이 균일하도록 SOF 유형을 선택하는데 사용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링에 의해 확인되는 반응 구성 요소 (예컨대, 분자 빌딩 블록 등)는 주기적인 SOF와 같은 SOF를 생산하는데 사용된다. 예를 들어, 반응 조건은 조정될 수 있으므로 형성된 연결된 분자 빌딩 블록간 공간 배향은 전체 SOF를 통해 균일하고, 따라서 주기적인 구조를 갖는 SOF가 형성된다. 반응 구성 요소는 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링에 의해 확인되는 연결된 분자 빌딩 블록의 역 합성 (reverse synthesis)에 의해 선택된다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링의 결과로서 확인되는 반응 구성 요소 (예컨대 분자 빌딩 블록 등)는 SOF를 생산하기 위한 공정의 반응 조건을 조정하여 SOF를 생산하는데 사용되므로, 연결된 분자 빌딩 블록간 공간 배향이 SOF의 일부 또는 영역을 통해 균일하며, 따라서 주기적인 일부 또는 영역을 갖는 SOF가 형성된다.
전체 SOF를 통해 분자 빌딩 블록간 분자 오비탈 중첩의 정도를 높일 수 있도록 연결된 분자 빌딩 블록이 선택될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 전체 SOF를 통해 분자 빌딩 블록간 분자 오비탈 중첩의 정도가 높은 연결된 분자 빌딩 블록을 확인하는데 사용될 수 있다. 분자 빌딩 블록, 링커 및 SOF 유형은 전자/홀에 대해 효율적인 전도 경로를 생산하도록 선택될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 전자/홀에 대해 효율적인 전도 경로를 생산하도록 하는 분자 빌딩 블록, 링커 및 SOF 유형에 사용될 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 예를 들어, SOF 전하 이동 특성을 평가 및/또는 최대화함으로써 SOF의 분자-수준 구조를 수립하기 위해 사용될 수 있다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링 결과는 특정 분자 빌딩 블록, 링커 및 SOF의 적어도 SOF의 한 영역에서 SOF의 모델링된 분자-수준 구조를 실질적으로 복제하는 SOF 유형을 선택하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용어 "실질적으로 복제하다"는 시뮬레이션된 SOF의 예측된 특성 및 특징의 적어도 80%를 갖는 건조 SOF (예를 들어, 시뮬레이션된 SOF에 대해 예측되는 이동도, 예상된 분자 오비탈 중첩 정도, 빌딩 블록의 공간 배향과 관련된 균일성의 예상된 정도, 밴드 구조 또는 원자-수준 응력 (또한 다른 특성 및 특징)를 갖는 건조 SOF), 시뮬레이션된 SOF의 예측된 특성 및 특징의 적어도 90%를 갖는 건조 SOF, 시뮬레이션된 SOF의 예측된 특성 및 특징의 적어도 95%를 갖는 건조 SOF 또는 시뮬레이션된 SOF의 예측된 특성 및 특징의 적어도 95%를 갖는 건조 SOF와 같이 시뮬레이션된 SOF의 예측된 특성 및 특징을 갖는 시뮬레이션된 SOF의 실재적인 재생을 나타낸다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링의 결과로서 확인되는 선택된 반응 구성 요소 (예컨대, 분자 빌딩 블록, 링커 등)는 SOF를 생산하기 위해 반응된다. 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링의 결과로서 확인되는 반응 구성 요소 (예컨대, 분자 빌딩 블록, 링커 등)는 SOF의 적어도 소정의 영역에서 SOF의 모델링된 분자-수준 구조를 복제하기 위해 필요한 조건하에서 반응될 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 SOF의 미리 선택된 특성 및 메트릭을 계산하기 위해 밀도 범함수 이론 (density functional theory) 및 양자 화학 계산 (quantum chemical calculation)을 이용할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 물질에 대한 상태 밀도 다이어그램 (즉, 연장된 고체에 대한 분자 오비탈 다이어그램)을 생성하고 페르미 에너지 레벨을 계산하기 위해 밀도 범함수 이론 및 양자 화학 계산을 이용할 수 있다. 상태 밀도 다이어그램을 생성하는 방법 및 페르미 레벨을 계산하는 벙법과 관련된 일반적인 논의는 하기 참조에서 발견될 수 있다:
Perdew, J. P., et al., Phys. Rev. B., 33, 8800 (1986); Density Functional Theory: A Tool for Chemistry, Politzer, P.;
Seminario, J. M., Eds., Elsevier: Amsterdam (1995), and references therein; Bradley, C. R.; Cracknell, A. P. The Mathematical Theory of Symmetry in Solids, Clarendon Press: Oxford (1972);
S. J. Clark, et al., Zeitschrift fur Kristallographie 220(5-6) pp .567-570 (2005); 및
M. C. Payne, et al., Rev. Mod. Phys. 64, 1045-1097 (1992).
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 밴드 구조와 관련된 이들 페르미 레벨의 위치에 대해 추정되는 SOF 구조를 평가하여 높은 이동도를 예측하기 위해 밀도 범함수 이론 및 양자 화학 계산을 이용할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 방법에서, 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 페르미 레벨이 밴드 내에 존재하는 물질 (예컨대, 높은 이동도 SOF 물질)을 확인하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 전하를 이송할 수 있는 독특한 능력을 갖는다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 특정 분자 빌딩 블록, 링커 및 SOF 유형을 선택하고 SOF의 분자-수준 구조를 수립하기 위해 고안된 최초 방법 (ab initio method)을 포함할 수 있다. 최초 방법에서, 분자의 에너지 및 모든 도함수 값은 파동함수의 결정에 좌우된다. 문제는 파동함수가 물질적으로 관찰할 수 없다는 것이다; 즉, 파동함수는 순수하게 수학적 구성이다. 실제로, 파동함수는 간단히 전자(들)가 분자 (예컨대 SOF)의 특정 위치 또는 부분에 있을 통계학적 가능성이다. 파동함수가 원자 또는 분자의 물리적이고 관찰할 수 있는 특성으로서 존재하지 않지만, 파동함수 (이와 함께, 원자 및 분자 오비탈)의 수학적 결정은 분자의 다양한 특성의 훌륭한 예측자일 수 있고, 확장된 시스템의 경우 벌크 전자 구조의 훌륭한 예측자일 수 있다.
컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링은 밀도 범함수 이론에 기반한 계산적인 방법을 포함할 수 있다. 밀도 범함수 이론 (DFT)은 분자의 전자 밀도 결정에 기반한 분자 특성 또는 분자 수집을 유도하는 계산적인 방법이다. 물리적 현실이 아니라 수학적 구성인 파동함수와 달리, 전자 밀도는 모든 분자의 물리적인 특성이다. 범함수는 함수의 함수이고, 분자 에너지는 전자 밀도의 범함수이다. 전자 밀도는 전자의 x-, y- 및 z-위치인 3개의 변수를 갖는 함수이다. 전자 수가 증가할수록 상당히 복잡해지는 파동함수와 달리, 전자 밀도의 결정은 전자 수에 좌우된다.
본 발명의 방법에 사용될 수 있는 DFT 계산 방법의 적절한 유형 또는 카테고리는 국소 밀도 근사 (LDA) 방법, 기울기-보정 (GC) 방법, 하이브리드 방법 등을 포함한다. 국소 밀도 근사 (LDA) 방법은 분자 밀도가 분자 전체에서 균일하다고 가정한다. 기울기-보정 (GC) 방법은 전자 밀도의 불-균일성을 설명하는 것이다. 하이브리드 방법은 이름에서 제안하듯이, DFT 수학의 일부 향상된 점을 갖는 최초 방법 (특히, 하트리-포크 법)으로부터 일부 더욱 유용한 특징을 통합하는 것을 시도한다.
특정 분자 빌딩 블록, 링커 및 SOF 유형의 주기적인 SOF는 전하 이송 특성이 물질 모델링 소프트웨어를 사용하여 평가될 수 있는 경우 컴퓨터-지원 디자인에 의해 선택된다. 예를 들어, DFT 방법은 Gaussian, GAMESS, HyperChem, Spartan 및 Materials Studio를 포함하는 다양한 소프트웨어 패키지에서 현재 표준이다. 또한, 사용자는 향상된 DFT 방법을 포함하는 계산을 주문 제작할 (customize) 수 있다. 이러한 소프트웨어 패키지는 Material Studio를 포함할 수 있다.
Materials Studio의 Dmol3 모듈을 본 발명에서 이용하였다. 이러한 모듈은 전자 구조를 포함하는 물질의 다양한 특성을 계산하기 위한 한 벌 (suite)의 DFT-기반 도구를 수용한다. SOF 시스템의 경우에서 기울기 보정 방법은 1×1×1 k-포인트 세트를 해결하기 위한 d-함수 (DND) 베이직 세트를 포함하는 2배 수치 (double numerical)인 펄듀-버크-에른제르호프 상관관계 (PBE; Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett., 77, 3865 (1996))를 사용하였다.
SOF는 약 30:1, 약 100:1 또는 약 1000:1 이상의 종횡비를 가질 수 있다. SOF의 종횡비는 평균 두께 (즉, 가장 짧은 치수)에 대한 SOF의 평균 폭 또는 직경 (즉, 두께 다음으로 가장 큰 치수)의 비로 정의한다. SOF의 가장 긴 치수는 SOF의 길이이며, SOF 종횡비의 계산에서 고려되지 않는다.
SOF는 약 500 마이크로미터 또는 30 ㎜ 이상의 폭 및 길이를 가질 수 있고, 두께는 모노-세그먼트 두께 층의 경우 약 10 옹스트롬 내지 약 250 옹스트롬이고, 멀티-세그먼트 두께 층의 경우 약 20 ㎚ 내지 약 5 ㎜를 가질 수 있다.
분자 빌딩 블록 대칭은 분자 빌딩 블록 세그먼트의 주변의 작용기 (Fg) 위치와 관련된다. 대칭적인 분자 빌딩 블록은 Fg의 위치가 로드의 말단, 규칙적인 기하학적 모양의 정점, 또는 변형된 (distorted) 로드 또는 변형된 기하학적 모양의 정점과 관련될 수 있는 경우이다.
도 1a-1o는 대칭적인 원소의 윤곽을 그린 예시적인 빌딩 블록을 나타낸다.
본 발명의 SOF에 대해 분자 빌딩 블록 역할을 할 수 있는 예시적인 분자 구조체 (molecular entity)의 다양한 부류의 비제한적인 예는 탄소 또는 실리콘 원자 코어를 포함하는 빌딩 블록; 알콕시 코어를 포함하는 빌딩 블록; 질소 또는 인 원자 코어를 포함하는 빌딩 블록; 아릴 코어를 포함하는 빌딩 블록; 카보네이트 코어를 포함하는 빌딩 블록; 카르보사이클릭-, 카르보바이사이클릭 (carbobicyclic)-, 또는 카르보트리사이클릭 (carbotricyclic) 코어를 포함하는 빌딩 블록; 및 올리고티오펜 코어를 포함하는 빌딩 블록을 포함한다.
유형 1, 2 및 3 SOF는 SOF의 가장자리에 위치하지 않고, 링커에 의해 적어도 세개의 다른 세그먼트에 연결되는 세그먼트를 포함한다. 예를 들어, SOF는 이상적인 삼각형 빌딩 블록, 변형된 삼각형 빌딩 블록, 이상적인 사면체 빌딩 블록, 변형된 사면체 빌딩 블록, 이상적인 정사각형 빌딩 블록 및 변형된 정사각형 빌딩 블록으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 대칭적인 빌딩 블록을 포함한다.
연결 화학 (linking chemistry)은 연결 화학 부산물의 존재가 필요하지 않은 경우에 애플리케이션을 위한 SOF를 얻기 위해 선택될 수 있다. 연결 화학 반응은 예를 들어, 에스테르, 이민, 에테르, 카보네이트, 우레탄, 아미드, 아세탈 및 실릴 에테르를 생산하는 반응과 같은 축합, 부가/제거 및 부가 반응을 포함할 수 있다.
연결 화학은 연결 화학 부산물의 존재가 특성에 영향을 미치지 않는 경우의 애플리케이션 또는 연결 화학 부산물의 존재가 SOF의 특성을 변경할 수 있는 경우의 애플리케이션을 위한 SOF를 얻기 위해 선택될 수 있다. 연결 화학 반응은 예를 들어, 탄소-탄소 결합을 생산하는 반응과 같은 예를 들어, 치환, 복분해 및 금속 촉매 커플링 반응을 포함할 수 있다.
SOF는 높은 열 안정성 (일반적으로 대기 조건하에서 400 ℃ 이상); 유기 용매 내에서의 저조한 용해도 (화학적 안정성) 및 다공성 (가역적 게스트 업테이크 (reversible guest uptake) 가능)을 가질 수 있다.
추가된 기능 (added functionality)에 대해 "경향이 있는 특성 (inclined propery)"을 갖는 분자 빌딩 블록의 집합체에서 추가된 기능이 발생할 수 있다. 추가된 기능에 대해 "경향이 있는 특성"을 가지지 않은 분자 빌딩 블록의 집합체에서 추가된 기능이 발생할 수 있지만, 결과적인 SOF는 SOF로 세그먼트(S) 및 링커를 연결하는 결과로서 추가된 기능을 갖는다. 또한, SOF로 세그먼트 및 링커를 서로 연결할 때 경향이 있는 특성이 변형되거나 향상되는 추가된 기능에 대해 "경향이 있는 특성"을 갖는 분자 빌딩 블록을 사용하여 결합된 효과로부터 추가된 기능이 발생할 수 있다.
용어 분자 빌딩 블록의 "경향이 있는 특성"은 세그먼트의 분자 조성물의 검사시 당업자에 의해 합리적으로 증명할 수 있는 특정 분자 조성물 또는 특성이 존재하는 것으로 알려진 특성을 나타낸다.
추가된 기능은 물 또는 메탄올과 같은 다른 극성 종을 밀어내는 특성을 나타내는 소수성 (초소수성); 물 또는 다른 극성 종 또는 이러한 종에 의해 쉽게 젖는 표면을 끌어당김, 흡착, 또는 흡수하는 특성을 나타내는 친수성; 오일 또는 알칸, 지방 및 왁스와 같은 다른 비-극성 종을 밀어내는 특성을 나타내는 소유성 (oleophobic); 오일 또는 알칸, 지방 및 왁스와 같은 다른 비-극성 종 또는 이러한 종에 의해 쉽게 젖는 표면을 끌어당기는 특성을 나타내는 친유성 (oleophilic); 및 전하 (전자 및/또는 홀)를 이송하는 특성을 나타내는 전기활성 (electroactive)을 포함할 수 있다.
고-불소화된 세그먼트 (highly-fluorinated segment)가 사용될 수 있고, 이는 하나 이상의 세그먼트 (들) 상에 존재하는 수소 원자 수로 나눠지는 세그먼트 (들)상에 존재하는 불소 원자의 수로 정의된다. 전술한 불소화된 세그먼트는 테트라플루오로하이드로퀴논, 퍼플루오로아디프산 하이드레이트, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물, 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디페놀 등을 포함할 수 있다.
용어 전기활성은 전하 (전자 및/또는 홀)를 이송하는 특성을 나타낸다. 전기활성 물질은 전도체, 반도체 및 전하 이송 물질을 포함한다. 전도체는 전위차의 존재에서 쉽게 전하를 이송하는 물질로 정의된다. 반도체는 본래 전하를 전도하지 않는 물질이지만 전위차 및 전기장, 전자기 방사, 열 등과 같은 인가된 자극하에서 전도성이 될 수 있는 물질로 정의된다. 전하 이송 물질은 전하가 전위차의 존재하에서 염료, 안료 또는 금속과 같은 다른 물질로부터 주입되는 경우 전하를 이송할 수 있는 물질로 정의된다.
전도체는 추가로 전위차계를 이용하여 약 0.1 내지 약 107 S/㎝의 신호를 주는 물질로 정의될 수 있다.
반도체는 추가로 전기장, 전자기 방사, 열 등과 같은 인가된 자극의 존재에서 전위차계를 이용하여 약 10-6 내지 약 104 S/㎝의 신호를 주는 물질로 정의될 수 있다. 또는, 반도체는 전기장, 전자기 방사, 열 등과 같은 인가된 자극에 노출되는 경우 10-10 내지 약 106 ㎠V-1s-1의 범위에서 비행시간 (time-of-flight) 기술을 사용하여 측정된 전자 및/또는 홀 이동도를 갖는 물질로 정의될 수 있다.
전하 이송 물질은 추가로 10-10 내지 약 106 ㎠V-1s-1의 범위에서 비행시간 기술을 사용하여 측정된 전자 및/또는 홀 이동도를 갖는 물질로 정의될 수 있다. 일부 상황하에서 전하 이송 물질은 또한 반도체로 분류될 수 있다는 것을 주의해야 한다.
전기활성의 추가된 기능을 갖는 SOF는 공액 (conjugated) 세그먼트 및 링커의 집합체로부터 나타나는 경향이 있는 전기활성 특성 및/또는 전기활성을 갖는 분자 빌딩 블록을 사용하여 제조될 수 있다. 하기 부분은 경향이 있는 홀 이송 특성, 경향이 있는 전자 이송 특성 및 경향이 있는 반도체 특성을 갖는 분자 빌딩 블록을 기술한다.
홀 이송의 추가된 기능을 갖는 SOF는 하기 일반적인 구조를 갖는 트리아릴아민, 하이드라존 (Tokarski 등의 미국 특허 제7,202,002 B2호) 및 엔아민 (Kondoh 등의 미국 특허 제7,416,824 B2호)과 같은 세그먼트 코어를 선택하여 얻어질 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00001
여기서, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환 아릴기를 나타내거나 Ar5는 독립적으로 치환 또는 비치환 아릴렌기를 나타내고, k는 0 또는 1을 나타내며, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4 및 Ar5 중 적어도 두개는 Fg (앞에서 정의함)를 포함한다. Ar5는 치환된 페닐 고리, 치환/비치환 페닐렌, 비페닐, 터페닐 등과 같은 치환/비치환 1가로 연결된 방향족 고리, 또는 나프틸, 안트라닐, 페난트릴 등과 같은 치환/비치환 융합된 방향족 고리로 추가로 정의될 수 있다.
홀 이송의 추가된 기능을 갖는 아릴아민을 포함하는 세그먼트 코어는 트리페닐아민, N,N,N'N'-테트라페닐-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민, N,N'-디페닐-N,N'-비스(3-메틸페닐)-(1,1'-비페닐)-4,4'-디아민, N,N'-비스(4-부틸페닐)-N,N'-디페닐-[p-터페닐]-4,4"-디아민과 같은 아릴아민; N-페닐-N-메틸-3-(9-에틸)카르바질 하이드라존 및 4-디에틸 아미노 벤즈알데하이드-1,2-디페닐 하이드라존과 같은 하이드라존; 및 2,5-비스(4-N,N'-디에틸아미노페닐)-1,2,4-옥사디아졸과 같은 옥사디아졸, 스틸벤 등을 포함한다.
홀 이송의 특성 경향을 갖는 트리아릴아민 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록은 하기 화학구조 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00002
Figure 112012018698896-pat00003
하기 일반식에 의해 나타내지는 하이드라존을 포함하는 세그먼트 코어:
Figure 112012018698896-pat00004
상기 식에서, Ar1, Ar2, 및 Ar3는 각각 독립적으로 하나 이상의 치환기를 선택적으로 포함하는 아릴기를 나타내고, R은 수소 원자, 선택적으로 치환기를 포함하는 아릴기 또는 알킬기를 나타내고; 이때 Ar1, Ar2 및 Ar3 중 적어도 두개는 Fg (앞에서 정의함)를 포함한다; 및 하기 일반식으로 나타내는 관련된 옥사디아졸:
Figure 112012018698896-pat00005
상기 식에서, Ar 및 Ar1 각각은 독립적으로 Fg (앞에서 정의함)를 포함하는 아릴기를 나타낸다.
홀 이송 경향이 있는 특성을 갖는 하이드라존 및 옥사디아졸 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록은 하기 화학 구조 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00006
Figure 112012018698896-pat00007
하기 일반식으로 나타내지는 엔아민을 포함하는 세그먼트 코어:
Figure 112012018698896-pat00008
여기서, Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4는 각각 독립적으로 하나 이상의 치환기를 선택적으로 포함하는 아릴기 또는 하나 이상의 치환기를 선택적으로 포함하는 헤테로 사이클기를 나타내고, R은 수소 원자, 치환기를 선택적으로 포함하는 아릴기 또는 알킬기를 나타내며; 여기서 Ar1, Ar2, Ar3 및 Ar4 중 적어도 두개는 Fg (앞에서 정의함)를 포함한다.
홀 이송 경향이 있는 특성을 갖는 엔아민 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록은 하기 화학 구조 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00009
전자 이송의 추가된 기능을 갖는 SOF는 하기 일반적인 구조를 가지는 니트로플루오레논, 9-플루오레닐리덴 말로니트릴, 디페노퀴논 및 나프탈렌테트라카르복실 디이미드를 포함하는 세그먼트 코어를 선택함으로써 얻어질 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00010
반도체의 추가된 기능을 갖는 SOF는 아센(acene), 티오펜/올리고티오펜/융합 티오펜, 페릴렌 비스이미드 또는 테트라티오풀발렌 및 하기 일반적인 구조를 가진 유도체를 포함하는 세그먼트 코어를 선택함으로써 얻어질 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00011
SOF는 p형 반도체, n형 반도체 또는 양극성 반도체(ambipolar semiconductor)일 수 있다. SOF 반도체 유형은 분자 빌딩 블록의 특징에 좌우된다. 알킬, 알콕시, 아릴 및 아미노기와 같이 전자를 주는 특성을 갖는 분자 빌딩 블록은 SOF내에 존재하는 경우 SOF를 p형 반도체가 되게 할 수 있다. 시아노, 니트로, 플루오로, 불소화된 알킬 및 불소화된 아릴기와 같이 전자를 끄는 분자 빌딩 블록은 SOF를 n형 반도체가 되게 할 수 있다.
반도체 경향이 있는 특성을 갖는 아센 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록은 하기 화학구조를 포함하는 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00012
반도체 경향이 있는 특성을 갖는 티오펜/올리고티오펜/융합 티오펜을 포함하는 분자 빌딩 블록은 다음을 포함하는 화학적인 구조의 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00013
반도체 경향이 있는 특성을 갖는 페릴렌 비스이미드 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록의 예는 하기 화학 구조로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00014
반도체 경향이 있는 특성을 갖는 테트라티오풀발렌 코어 세그먼트를 포함하는 분자 빌딩 블록은 다음을 포함하는 화학 구조 목록으로부터 유도될 수 있다:
Figure 112012018698896-pat00015
여기서, Ar 각각은 독립적으로 하나 이상의 치환기를 선택적으로 포함하는 아릴기, 또는 하나 이상의 치환기를 선택적으로 포함하는 헤테로사이클기 (heterocyclic group)를 나타낸다.
주기적인 영역 또는 부분을 가질 수 있는 높은 이동도 SOF와 같은 SOF를 만들기 위한 공정은 임의의 적합한 순서로 또는 둘 이상의 활성이 동시 또는 시간상 아주 근접하게 수행되는 경우에 수행될 수 있는 다수의 활성 또는 단계 (아래에 명시됨)를 포함한다:
구조적 유기 필름을 제조하는 공정은 다음을 포함한다:
(a) 세그먼트 및 다수의 작용기를 각각 포함하는 복수의 분자 빌딩 블록 및 예비-SOF를 포함하는 액체-함유 반응 혼합물을 제조하는 단계;
(b) 상기 반응 혼합물을 습식 필름으로 증착하는 단계;
(c) 상기 분자 빌딩 블록을 포함하는 습식 필름을 거시적 수준에서 필름인 공유결합 유기 골격구조로 배열된 복수의 세그먼트 및 복수의 링커를 포함하는 SOF를 포함하는 건조 필름으로 변화시키는 것을 촉진하는 단계;
(d) 상기 코팅 기판으로부터 SOF를 선택적으로 제거하여 프리-스탠딩 (free-standing) SOF를 얻는 단계;
(e) 상기 프리-스탠딩 SOF를 롤 (roll)로 선택적으로 가공하는 단계;
(f) 상기 SOF를 벨트로 선택적으로 자르고 (cutting) 시밍 (seaming)하는 단계;
(g) 다음의 SOF 형성 공정 (들)을 위한 기판으로서 SOF (상기 SOF 형성 공정 (들)에 의해 제조됨)상에 상기 SOF 형성 공정 (들)을 선택적으로 수행하는 단계; 및
(h) 다양한 SOF 조성물의 컴퓨터 시뮬레이션 또는 물질 모델링을 선택적으로 수행하여 특정 분자 빌딩 블록 및 반응 구성 요소를 선택하는 단계.
반응 혼합물은 액체 내에서 용해, 현탁 또는 혼합되는 복수의 분자 빌딩 블록을 포함한다. 복수의 분자 빌딩 블록은 하나의 유형 또는 둘 이상의 유형일 수 있다. 하나 이상의 분자 빌딩 블록이 액체인 경우 추가적인 액체의 사용은 선택적이다.
반응 혼합물 구성 요소 (분자 빌딩 블록, 선택적으로 액체, 선택적으로 촉매 및 선택적으로 첨가제)는 용기에서 결합된다. 반응 혼합물 구성 요소의 추가 순서는 달라질 수 있지만; 일반적으로 SOF를 제조하기 위한 공정이 예비-SOF 또는 예비-SOF의 형성을 포함하는 경우 촉매가 존재한다면 촉매는 반응 혼합물을 습식 필름으로 증착하기 전에 반응 혼합물을 추가할 수 있다. 분자 빌딩 블록은 예비-SOF를 얻기 위한 촉매의 존재하 또는 촉매 없이 화학선적 (actinically), 열적, 화학적 또는 임의의 다른 방법으로 반응시킬 수 있다.
반응 혼합물은 습식 필름으로서 증착되기 전에 가열될 수 있다. 95% 예비-SOF 분자의 분자량은 2,500 달톤 또는 1,000 달톤과 같이 5,000 달톤 이하이다.
특정 구현예에서, 반응 혼합물은 증착된 습식 층을 지지할 점도를 가질 필요가 있다. 반응 혼합물 점도는 약 25 내지 약 25,000 cps 또는 약 50 내지 약 1000 cps와 같이 약 10 내지 약 50,000 cps의 범위이다.
반응 혼합물 내에서의 분자 빌딩 블록 및 캡핑 유닛 (capping unit) 로딩 (loading) 즉 "로딩"은 분자 빌딩 블록 및 선택적으로 캡핑 유닛과 촉매의 총중량을 반응 혼합물의 총중량으로 나눈 것으로 정의된다. 빌딩 블록 로딩은 약 5 내지 약 50% 또는 약 15 내지 약 40%와 같이 약 3 내지 약 100%의 범위일 수 있다. 액체 분자 빌딩 블록이 반응 혼합물의 액체 구성 요소만으로 사용되는 경우 (즉, 추가 액체 없이 사용되는 경우), 빌딩 블록 로딩은 약 100%일 것이다.
반응 혼합물에 사용되는 액체는 용매와 같은 순수한 액체 및/또는 용매 혼합물일 수 있다. 적합한 액체는 약 65 ℃ 내지 약 250 ℃ 또는 약 100 ℃ 내지 약 180 ℃와 같이 약 30 내지 약 300 ℃의 끓는점을 가질 수 있다.
액체는 알칸; 혼합된 알칸; 분지형 알칸; 방향족 화합물; 에테르; 환형 에테르; 에스테르; 케톤; 환형 케톤; 아민; 아미드; 알코올; 니트릴, 할로겐화 방향족 화합물, 할로겐화 알칸; 및 물과 같은 분자 류를 포함할 수 있다.
제1 용매, 제2 용매, 제3 용매 등을 포함하는 혼합 액체는 또한 반응 혼합물 내에서 사용될 수 있다.
용어 "실질적으로 제거함"은 각각의 용매의 약 95%와 같이 각각의 용매의 적어도 90%의 제거를 나타낸다. 용어 "실질적으로 남김"은 각각의 용매의 1% 미만의 제거와 같이 각각의 용매의 2% 미만의 제거를 나타낸다.
선택적으로 촉매는 습식 층을 건조 SOF로의 촉진을 돕는 반응 혼합물 내에 존재할 수 있다. 선택적인 촉매의 선택과 사용은 분자 빌딩 블록 상의 작용기에 좌우된다. 촉매는 균질 (용해됨) 또는 불균질 (용해되지 않거나 부분적으로 용해됨)할 수 있고, 브렌스테드 산; 루이스 산; 브렌스테드 염기; 루이스 염기; 금속; 금속염; 및 금속 착물을 포함할 수 있다. 일반적인 촉매 로딩은 반응 혼합물 내에서 분자 빌딩 블록의 약 0.1% 내지 약 5%와 같이 약 0.01% 내지 약 25% 범위이다. 촉매는 최종 SOF 조성물 내에 존재하거나 존재하지 않을 수 있다.
도판트 (dopant)와 같은 선택적인 첨가제 또는 이차 구성 요소 (secondary component)는 반응 혼합물 및 습식 층에 존재할 수 있다. 이러한 첨가제 또는 이차 구성 요소는 또한 건조 SOF로 통합될 수 있다. 첨가제 또는 이차 구성 요소는 반응 혼합물과 습식 층 또는 건조 SOF에서 균질하거나 불균질할 수 있다. 용어 "첨가제" 또는 "이차 구성 요소"는 SOF 내에서 공유 결합되지 않는 원자 또는 분자를 나타내지만, 조성물 내에서 불규칙하게 분포된다. 종래 첨가제와 같은 이차 구성 요소는 전기 특성 (전도성, 반도체성, 전자 이송, 홀 이송), 표면 에너지 (소수성, 친수성), 인장 강도 및 열 전도성과 같은 SOF의 물리적 특성을 변경하는데 사용될 수 있고; 이러한 첨가제는 충격보강제 (impact modifier), 보강섬유 (reinforcing fiber), 윤활제 (lubricant), 대전방지제 (antistatic agent), 커플링제 (coupling agent), 습윤제 (wetting agent), 무적제 (antifogging agent), 난연제 (flame retardant), 자외선 안정제 (ultraviolet stabilizer), 산화방지제 (antioxidant), 살생제 (biocide), 염료 (dye), 안료 (pigment), 취기제 (odorant), 탈취제 (deodorant), 조핵제 (nucleating agent) 등을 포함할 수 있다.
SOF는 이차 구성 요소로서 산화방지제를 포함하여 산화로부터 SOF를 보호할 수 있다. 산화방지제가 존재하는 경우 산화방지제는 SOF의 약 0.25 중량% 내지 약 10 중량% 또는 SOF의 약 1 중량% 내지 약 5 중량%와 같이 임의의 원하거나 효과적인 양으로 SOF 조성물 내에서 존재할 수 있다.
폴리머를 포함하는 이차 구성 요소는 SOF 내에서 선형 또는 비선형 기울기와 같이 균질 또는 불균질하게 분포될 수 있다. 폴리머는 약 50 ㎚ 내지 약 2 ㎜의 범위일 수 있는 섬유 또는 입자의 형태로 SOF에 통합될 수 있다. 폴리머가 존재하는 경우 폴리머는 SOF의 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 또는 SOF의 약 1 중량% 내지 약 15 중량%와 같이 임의의 원하거나 효과적인 양으로 SOF 조성물 내에서 존재할 수 있다.
SOF는 추가로 이차 구성 요소로서 홀 이송 분자 또는 전자 받게 (acceptor)를 포함할 수 있고, 이러한 전하 이송 분자는 주쇄 (main chain) 또는 측쇄 (side chain)에서 안트라센, 피렌, 페난트렌, 코로넨 등과 같은 다환 방향족 고리 (polycyclic aromatic ring) 또는 인돌, 카바졸, 옥사졸, 이소옥사졸, 티아졸, 이미다졸, 피라졸, 옥사디아졸, 피라졸린, 티아디아졸, 트리아졸 및 하이드라존 화합물과 같은 질소 함유 헤테로기 고리를 갖는 화합물로부터 선택되는 정공 이송 물질 (positive hole transporting material)을 포함한다. 홀 이송 분자 또는 전자 받게가 존재하는 경우 SOF의 약 0.25 중량% 내지 약 50 중량% 또는 SOF의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%의 임의의 원하거나 효과적인 양으로 SOF 조성물 내에서 존재할 수 있다.
이차 구성 요소 또는 첨가제가 존재하는 경우 각각 또는 조합으로 조성물의 약 1 중량% 내지 약 50 중량% 또는 조성물의 약 1 중량% 내지 약 20 중량%와 같이 임의의 원하거나 효과적인 양으로 조성물 내에서 존재할 수 있다.
SOF는 이차 구성 요소 (홀 이송 분자 (mTBD), 폴리머 (폴리스티렌), 나노입자 (C60 버크민스터 풀러렌), 유기 저분자 (비페닐), 금속 입자 (구리 미세분말) 및 전자 받게 (퀴논)와 같은 도판트 및 첨가제)로 개질되어 복합 구조 유기 필름이 되게 할 수 있다.
반응 혼합물은 습식 필름으로서 다수의 액체 증착 기술을 사용하여 다양한 기판에 도포될 수 있다.
기판은 폴리머, 종이, 금속 및 금속 합금, 주기율표의 Ⅲ-Ⅵ족 원소의 도핑 및 도핑되지 않은 형태, 금속 산화물, 금속 칼코게나이드 및 앞서 제조된 SOF 또는 캡핑된 SOF를 포함한다.
반응 혼합물은 스핀 코팅, 블레이드 코팅, 웹 코팅, 딥 코팅, 컵 코팅, 로드 코팅, 스크린 프린팅, 잉크젯 프린팅, 스프레이 코팅, 스탬핑 등을 포함하는 다수의 액체 증착 기술을 이용하여 기판에 도포될 수 있다. 습식 층의 두께는 약 100 ㎚ 내지 약 1 ㎜ 또는 약 1 ㎛ 내지 약 500 ㎛와 같이 약 10 ㎚ 내지 약 5 ㎜ 범위일 수 있다.
용어 "촉진 (promoting)"은 분자 빌딩 블록 및/또는 예비-SOF의 작용기의 화학적 반응과 같이 분자 빌딩 블록 및/또는 예비-SOF의 반응을 용이하게 하기 위한 임의의 적합한 기술을 나타낸다. 건조 필름을 형성하기 위해 액체가 제거되는 것이 필요한 경우 "촉진"은 또한 액체 제거를 나타낸다. 분자 빌딩 블록 및/또는 예비-SOF의 반응 및 액체 제거는 순차적으로 또는 동시에 일어날 수 있다. 특정 구현예에서, 액체는 또한 분자 빌딩 블록 중 하나이고, SOF로 통합된다. 용어 "건조 SOF"는 SOF의 약 5 중량% 이하의 액체 함량 또는 SOF의 약 2 중량% 이하의 액체 함량으로 실질적으로 건조된 SOF를 나타낸다.
건조 SOF 또는 건조 SOF의 주어진 영역 (예컨대, SOF 두께의 약 10%와 동일한 깊이 또는 SOF의 두께의 약 5%와 동일한 깊이까지의 표면, SOF 상부의 1/4 부분 또는 전술한 영역)은 약 1:50 내지 약 1:2 또는 약 1:20 내지 약 1:4와 같이 약 1:100 내지 약 1:1의 캡핑 유닛 대 세그먼트의 몰비를 갖는다.
건조 SOF를 형성하기 위해 습식 층을 촉진하는 것은 임의의 적합한 기술에 의해 수행될 수 있다. 건조 SOF로 형성시키기 위해 습식 층을 촉진하는 것은 일반적으로 40 내지 350 ℃, 60 내지 200 ℃ 및 85 내지 160 ℃ 범위의 온도로 오븐 건조 (oven drying), 적외선 조사 (IR) 등을 포함하는 열처리를 포함한다. 총 가열 시간은 1분 내지 120분 또는 3분 내지 60분과 같이 약 4초 내지 약 24시간의 범위일 수 있다.
COF 필름으로 습식 층의 IR 촉진은 벨트 이송 시스템 상부에 설치된 IR 히터 모듈을 사용하여 수행될 수 있다. 탄소 IR 이미터 또는 단파 IR 이미터 (Heraerus로부터 입수가능)와 같이 IR 이미터의 다양한 종류가 사용될 수 있다. 탄소 IR 이미터 또는 단파 IR 이미터와 관련된 추가적인 예시적인 정보를 하기 표 (표 1)에 요약하였다.
탄소 IR 이미터 또는 단파 IR 이미터에 대한 정보
IR 램프 피크 파장 램프 수 모듈 전력
(kW)
탄소 2.0 마이크론 2-트윈 튜브 4.6
단파 1.2-1.4 마이크론 3-트윈 튜브 4.5
구현예에서, 프리-스탠딩 SOF가 요구된다. 적절한 낮은 접착력 기판이 습식 층의 증착을 지지하기 위해 사용되는 경우 프리-스탠딩 SOF가 얻어질 수 있다.
일차 분자 빌딩 블록인 1,3,5-트리포르밀벤젠 (TFB, 삼각형 빌딩 블록)은 1,4-디아미노 벤젠 (DAB, 선형 빌딩 블록)인 이차 분자 빌딩 블록과 반응하여 육각형으로 네트워킹된 SOF를 형성할 수 있다 (도 2). 이러한 경우 빌딩 블록은 이민 (-HC=N-) 결합에 의해 연결될 것이다.
도 2에 도시된 육각형 네크워크는 분자간 거리 및 팩킹을 알 수 있는 경우 분자 수준 (도 3)에서 주기적인 SOF를 모델링하기 위한 템플레이트 (template) 역할을 한다. 분자 빌딩 블록은 평면 분자이고 이민 결합 또한 평면 구조체이기 때문에 층상 구조는 모델링으로부터 예측되고, 구조적 핑거 프린트 (finger print, X-선 회절 패턴)가 계산될 수 있다 (도 4).
이러한 SOF로부터 얻을 수 있는 전기 특성을 이해하기 위해, 밀도 범함수 이론 및 양자 화학 계산은 물질에 대해 상태 밀도 다이어그램 (즉, 연장된 고체에 대한 분자 오비탈 다이어그램) (도 5)을 발생시키기 위해 사용되었다. 이러한 SOF는 상태 밀도 다이어그램에서 밴드 (즉, 연장된 오비탈 에너지 레벨)내에 있는 -4.5 eV의 페르미 에너지 레벨 (EF)을 가질 수 있다. 이러한 경우, 물질은 본래 전자의 전도체로 행동할 것이라고 예측한다.
1,4-디아미노 벤젠과 반응하는 1,2-트리포르밀벤젠의 컴퓨터 시뮬레이션 생산물은 이민 결합으로 연결된 이러한 블록을 갖는 육각형으로 네크워크된 SOF가 전자를 전도해야 하는 것을 나타낸다. 밀도 범함수 이론 및 양자 화학 계산은 전자 전도성을 예측하는 상태 밀도 다이어그램에서 밴드 내에 있는 -4.5 eV의 페르미 레벨을 예측하는 상태 밀도 다이어그램을 생성하기 위해 사용되었다. 따라서, 이러한 평면 층상 구조는 전자를 전도해야 한다.

Claims (18)

  1. (a) 컴퓨터 시뮬레이션 및 물질 모델링 중 적어도 하나의 메트릭을 토대로 컴퓨터 시뮬레이션 및 물질 모델링 중 적어도 하나를 수행하여 구조적 유기 필름 (structured organic film, SOF)의 분자-수준 구조를 수립하는 단계,
    (b) 용매; 및 세그먼트와 작용기를 각각 포함하고, 상기 컴퓨터 시뮬레이션 및 물질 모델링 중 적어도 하나로부터 얻어진 결과를 토대로 선택되는 복수의 분자 빌딩 블록;을 포함하는 액체-함유 반응 혼합물을 제조하는 단계,
    (c) 상기 반응 혼합물을 습식 필름으로 증착하는 단계, 및
    (d) 상기 습식 필름의 변화를 촉진하고, SOF의 수립된 분자-수준 구조를 복제하는 건조 SOF를 형성하는 단계를 포함하는 구조적 유기 필름의 제조 방법으로서,
    상기 컴퓨터 시뮬레이션 및 물질 모델링 중 적어도 하나는, 밀도 범함수 이론 및 양자 화학 계산을 이용하여, 추정되는 SOF 구조에 대한 밴드 구조와 관련된 페르미 준위를 계산함으로써, 높은 이동도를 가지는 분자 빌딩 블록, 결합부 및 SOF의 종류를 예측하며,
    SOF의 수립된 분자-수준 구조는 0.1 내지 3.0 ㎠/Vs 범위의 이동도를 가지는 높은 이동도의 SOF이고,
    상기 SOF는 ㎠ 당 10 이하의 직경 250 나노미터 이상의 핀홀, 기공 또는 간격을 가지는 무결함 필름인 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    적어도 하나의 세그먼트는 아릴, 아릴아민 또는 티오펜 빌딩 블록으로부터 유도되는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 아릴, 아릴아민 또는 티오펜 빌딩 블록으로부터 유도되는 적어도 하나의 세그먼트는 트리아릴아민, 하이드라존, 엔아민, 니트로플루오레논, 9-플루오레닐리덴 말로니트릴, 디페노퀴논, 나프탈렌테트라카르복실 디이미드, 티오펜, 올리고티오펜, 융합 티오펜, 페릴렌 비스이미드 및 테트라티오풀발렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 코어를 포함하는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 링커는 공유결합 링커, 에스테르 링커, 케톤 링커, 아미드 링커, 아민 링커, 이민 링커, 에테르 링커, 우레탄 링커 및 카보네이트 링커로 이루어진 군으로부터 선택되는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 높은 이동도의 SOF는 복수의 모노-세그먼트 두께 (mono-segment thick) SOF를 포함하고, 상기 복수의 모노-세그먼트 두께 SOF는 층상 구조를 형성하는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    SOF의 주기적인 일부는 SOF 내에서 균일하게 분포되는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    SOF의 주기적인 일부는 SOF 내에서 불균일하게 분포되는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    SOF의 주기적인 일부는 탄소가 아닌 원소의 적어도 하나의 원자를 포함하는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 청구항 1에 있어서,
    복수의 세그먼트는 동일한 구조를 가지는 세그먼트로 이루어지고, 복수의 링커는 동일한 구조를 가지는 링커로 이루어지는 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 SOF는 복합물 SOF인 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  13. 청구항 1의 방법으로 제조된 높은 이동도의 구조적 유기 필름을 포함하는 전자 장치.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 청구항 1에 있어서,
    SOF의 이동도는 0.2 내지 2.0 ㎠/Vs의 범위인 구조적 유기 필름의 제조 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 SOF는 대기 조건 하에서 400℃ 이상 열 안정성을 가지는 구조적 유기 필름의 제조 방법.

KR1020120023577A 2011-03-08 2012-03-07 높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름 KR101814826B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/042,950 2011-03-08
US13/042,950 US8759473B2 (en) 2011-03-08 2011-03-08 High mobility periodic structured organic films

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120102545A KR20120102545A (ko) 2012-09-18
KR101814826B1 true KR101814826B1 (ko) 2018-01-04

Family

ID=46705625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120023577A KR101814826B1 (ko) 2011-03-08 2012-03-07 높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8759473B2 (ko)
JP (1) JP5860722B2 (ko)
KR (1) KR101814826B1 (ko)
CA (1) CA2769976C (ko)
DE (1) DE102012203590A1 (ko)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8313560B1 (en) * 2011-07-13 2012-11-20 Xerox Corporation Application of porous structured organic films for gas separation
US9523928B2 (en) 2014-09-26 2016-12-20 Xerox Corporation Fluorinated structured organic film photoreceptor layers
US11426818B2 (en) 2018-08-10 2022-08-30 The Research Foundation for the State University Additive manufacturing processes and additively manufactured products
CN109897190B (zh) * 2019-03-01 2021-07-30 山西师范大学 一种氮杂环卡宾功能化的共价有机框架材料及其合成方法
CN110649165A (zh) * 2019-04-04 2020-01-03 原秀玲 一种以四苯基联苯二胺衍生物为空穴传输材料的钙钛矿电池
CN116981283A (zh) * 2022-04-14 2023-10-31 Tcl科技集团股份有限公司 发光器件、发光器件的制备方法以及显示装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102027A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 Xerox Corporation Composite structured organic films

Family Cites Families (117)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2324550A (en) 1939-03-08 1943-07-20 American Can Co Lithographic printing ink and the method of making the same
US3430418A (en) 1967-08-09 1969-03-04 Union Carbide Corp Selective adsorption process
US3801315A (en) 1971-12-27 1974-04-02 Xerox Corp Gravure imaging system
US4078927A (en) 1973-12-13 1978-03-14 Xerox Corporation Photoconductive printing master
CA1098755A (en) 1976-04-02 1981-04-07 Milan Stolka Imaging member with n,n'-diphenyl-n,n'-bis (phenylmethyl)-¬1,1'-biphenyl|-4,4'-diamine in the charge transport layer
US4081274A (en) 1976-11-01 1978-03-28 Xerox Corporation Composite layered photoreceptor
US4265990A (en) 1977-05-04 1981-05-05 Xerox Corporation Imaging system with a diamine charge transport material in a polycarbonate resin
US4304829A (en) 1977-09-22 1981-12-08 Xerox Corporation Imaging system with amino substituted phenyl methane charge transport layer
US4306008A (en) 1978-12-04 1981-12-15 Xerox Corporation Imaging system with a diamine charge transport material in a polycarbonate resin
US4299897A (en) 1978-12-15 1981-11-10 Xerox Corporation Aromatic amino charge transport layer in electrophotography
US4257699A (en) 1979-04-04 1981-03-24 Xerox Corporation Metal filled, multi-layered elastomer fuser member
US4233384A (en) 1979-04-30 1980-11-11 Xerox Corporation Imaging system using novel charge transport layer
US4291110A (en) 1979-06-11 1981-09-22 Xerox Corporation Siloxane hole trapping layer for overcoated photoreceptors
CA1158706A (en) 1979-12-07 1983-12-13 Carl H. Hertz Method and apparatus for controlling the electric charge on droplets and ink jet recorder incorporating the same
US4387980A (en) 1979-12-25 1983-06-14 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Charging device for electronic copier
US4286033A (en) 1980-03-05 1981-08-25 Xerox Corporation Trapping layer overcoated inorganic photoresponsive device
US4338387A (en) 1981-03-02 1982-07-06 Xerox Corporation Overcoated photoreceptor containing inorganic electron trapping and hole trapping layers
DE3369751D1 (en) 1982-04-06 1987-03-12 Nec Corp Development apparatus of latent electrostatic images
US4489593A (en) 1982-09-09 1984-12-25 Omicron Technology Corporation Method and apparatus for determining the amount of gas adsorbed or desorbed from a solid
US4464450A (en) 1982-09-21 1984-08-07 Xerox Corporation Multi-layer photoreceptor containing siloxane on a metal oxide layer
US4457994A (en) 1982-11-10 1984-07-03 Xerox Corporation Photoresponsive device containing arylmethanes
US6375917B1 (en) 1984-12-06 2002-04-23 Hyperion Catalysis International, Inc. Apparatus for the production of carbon fibrils by catalysis and methods thereof
US5707916A (en) 1984-12-06 1998-01-13 Hyperion Catalysis International, Inc. Carbon fibrils
US5165909A (en) 1984-12-06 1992-11-24 Hyperion Catalysis Int'l., Inc. Carbon fibrils and method for producing same
US4664995A (en) 1985-10-24 1987-05-12 Xerox Corporation Electrostatographic imaging members
US4871634A (en) 1987-06-10 1989-10-03 Xerox Corporation Electrophotographic elements using hydroxy functionalized arylamine compounds
US4855203A (en) 1987-08-31 1989-08-08 Xerox Corporation Imaging members with photogenerating compositions obtained by solution processes
BR8805317A (pt) 1987-10-14 1989-05-30 Exxon Research Engineering Co Processo para separar hidrocarbonetos aromaticos de nao aromaticos e membrana de poliureia para tal separacao
US4917711A (en) 1987-12-01 1990-04-17 Peking University Adsorbents for use in the separation of carbon monoxide and/or unsaturated hydrocarbons from mixed gases
JP2666314B2 (ja) 1988-01-07 1997-10-22 富士ゼロックス株式会社 電子写真感光体
US5017432A (en) 1988-03-10 1991-05-21 Xerox Corporation Fuser member
US4921769A (en) 1988-10-03 1990-05-01 Xerox Corporation Photoresponsive imaging members with polyurethane blocking layers
US4921773A (en) 1988-12-30 1990-05-01 Xerox Corporation Process for preparing an electrophotographic imaging member
US5231162A (en) 1989-09-21 1993-07-27 Toho Rayon Co. Ltd. Polyamic acid having three-dimensional network molecular structure, polyimide obtained therefrom and process for the preparation thereof
US5110693A (en) 1989-09-28 1992-05-05 Hyperion Catalysis International Electrochemical cell
ZA907803B (en) 1989-09-28 1991-07-31 Hyperion Catalysis Int Electrochemical cells and preparing carbon fibrils
US5061965A (en) 1990-04-30 1991-10-29 Xerox Corporation Fusing assembly with release agent donor member
US5126310A (en) 1990-08-23 1992-06-30 Air Products And Chemicals, Inc. Highly dispersed cuprous compositions
US5166031A (en) 1990-12-21 1992-11-24 Xerox Corporation Material package for fabrication of fusing components
US5141788A (en) 1990-12-21 1992-08-25 Xerox Corporation Fuser member
US5139910A (en) 1990-12-21 1992-08-18 Xerox Corporation Photoconductive imaging members with bisazo compositions
US5569635A (en) 1994-05-22 1996-10-29 Hyperion Catalysts, Int'l., Inc. Catalyst supports, supported catalysts and methods of making and using the same
JPH06340081A (ja) 1993-04-19 1994-12-13 Xerox Corp 全幅インクジェットプリンタ用プリントヘッドメンテナンス装置
US5455136A (en) 1993-05-03 1995-10-03 Xerox Corporation Flexible belt with a skewed seam configuration
US5370931A (en) 1993-05-27 1994-12-06 Xerox Corporation Fuser member overcoated with a fluoroelastomer, polyorganosiloxane and copper oxide composition
US5366772A (en) 1993-07-28 1994-11-22 Xerox Corporation Fuser member
US5368913A (en) 1993-10-12 1994-11-29 Fiberweb North America, Inc. Antistatic spunbonded nonwoven fabrics
US5368967A (en) 1993-12-21 1994-11-29 Xerox Corporation Layered photoreceptor with overcoat containing hydrogen bonded materials
JP2827937B2 (ja) 1994-11-22 1998-11-25 富士ゼロックス株式会社 下引き層を有する電子写真感光体および電子写真装置
US6939625B2 (en) 1996-06-25 2005-09-06 Nôrthwestern University Organic light-emitting diodes and methods for assembly and enhanced charge injection
US5702854A (en) 1996-09-27 1997-12-30 Xerox Corporation Compositions and photoreceptor overcoatings containing a dihydroxy arylamine and a crosslinked polyamide
US6020426A (en) 1996-11-01 2000-02-01 Fuji Xerox Co., Ltd. Charge-transporting copolymer, method of forming charge-transporting copolymer, electrophotographic photosensitive body, and electrophotographic device
US6107117A (en) 1996-12-20 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Method of making an organic thin film transistor
FR2758739B1 (fr) 1997-01-24 1999-02-26 Ceca Sa Perfectionnement dans les procedes psa de purification de l'hydrogene
US5853906A (en) 1997-10-14 1998-12-29 Xerox Corporation Conductive polymer compositions and processes thereof
US6783849B2 (en) 1998-03-27 2004-08-31 Yissum Research Development Company Of The Hebrew University Of Jerusalem Molecular layer epitaxy method and compositions
JP3899733B2 (ja) 1998-07-03 2007-03-28 株式会社豊田中央研究所 多孔材料及び多孔材料の製造方法
US5976744A (en) 1998-10-29 1999-11-02 Xerox Corporation Photoreceptor overcoatings containing hydroxy functionalized aromatic diamine, hydroxy functionalized triarylamine and crosslinked acrylated polyamide
US6002907A (en) 1998-12-14 1999-12-14 Xerox Corporation Liquid immersion development machine having a reliable non-sliding transfusing assembly
US6107439A (en) 1998-12-22 2000-08-22 Xerox Corporation Cross linked conducting compositions
US6340382B1 (en) 1999-08-13 2002-01-22 Mohamed Safdar Allie Baksh Pressure swing adsorption process for the production of hydrogen
FR2811241B1 (fr) 2000-07-07 2002-12-13 Ceca Sa Procede pour la purification de melanges gazeux a base d'hydrogene utilisant une zeolite x au calcium
GB0026121D0 (en) 2000-10-25 2000-12-13 Lsi Logic Europ Ltd Apparatus and method for detecting a predetermined pattern of bits in a bitstream
US6505921B2 (en) 2000-12-28 2003-01-14 Eastman Kodak Company Ink jet apparatus having amplified asymmetric heating drop deflection
US6819244B2 (en) 2001-03-28 2004-11-16 Inksure Rf, Inc. Chipless RF tags
TWI298732B (en) 2001-04-17 2008-07-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Conductive organic thin film and production method therefor, electrode and electric cable using it
ATE334992T1 (de) 2001-04-30 2006-08-15 Univ Michigan Isoretikuläre organometallische grundstrukturen, verfahren zu deren bildung und systematische entwicklung von deren porengrösse und funktionalität, mit anwendung für die gasspeicherung
US6713643B2 (en) 2001-05-24 2004-03-30 Board Of Trustees Of Michigan State University Ultrastable organofunctional microporous to mesoporous silica compositions
DE10155935A1 (de) 2001-11-14 2003-05-28 Infineon Technologies Ag Intelligentes Etikett
FR2832141B1 (fr) 2001-11-14 2004-10-01 Ceca Sa Procede de purification de gaz de synthese
EP1369908A2 (en) 2002-06-03 2003-12-10 Shipley Company LLC Methods for depositing pinhole-defect free organic polysilica coatings
JP4185341B2 (ja) 2002-09-25 2008-11-26 パイオニア株式会社 多層バリア膜構造、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル及び製造方法
KR100503076B1 (ko) 2002-11-28 2005-07-21 삼성전자주식회사 오버코트층 형성용 조성물 및 이를 채용한 유기감광체
JP3580426B1 (ja) 2003-05-12 2004-10-20 シャープ株式会社 有機光導電性材料、それを用いた電子写真感光体および画像形成装置
JP4461215B2 (ja) 2003-09-08 2010-05-12 独立行政法人産業技術総合研究所 低誘電率絶縁材料とそれを用いた半導体装置
US7202002B2 (en) 2004-04-30 2007-04-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Hydrazone-based charge transport materials
US7179324B2 (en) 2004-05-19 2007-02-20 Praxair Technology, Inc. Continuous feed three-bed pressure swing adsorption system
US7177572B2 (en) 2004-06-25 2007-02-13 Xerox Corporation Biased charge roller with embedded electrodes with post-nip breakdown to enable improved charge uniformity
US20060182993A1 (en) 2004-08-10 2006-08-17 Mitsubishi Chemical Corporation Compositions for organic electroluminescent device and organic electroluminescent device
JP4642447B2 (ja) 2004-08-27 2011-03-02 株式会社リコー 芳香族ポリエステル樹脂及びそれを用いた電子写真用感光体
JP5160893B2 (ja) 2004-10-22 2013-03-13 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン 共有結合性有機骨格及び多面体
JP2006169276A (ja) 2004-12-13 2006-06-29 Seiko Epson Corp 導電性材料、導電性材料用組成物、導電層、電子デバイスおよび電子機器
US7404846B2 (en) 2005-04-26 2008-07-29 Air Products And Chemicals, Inc. Adsorbents for rapid cycle pressure swing adsorption processes
KR101250108B1 (ko) 2005-06-24 2013-04-03 아사히 가라스 가부시키가이샤 가교성 함불소 방향족 프레폴리머 및 그 용도
US7560205B2 (en) 2005-08-31 2009-07-14 Xerox Corporation Photoconductive imaging members
US7384717B2 (en) 2005-09-26 2008-06-10 Xerox Corporation Photoreceptor with improved overcoat layer
US7714040B2 (en) 2005-11-30 2010-05-11 Xerox Corporation Phase change inks containing curable amide gellant compounds
US8883384B2 (en) 2005-12-13 2014-11-11 Xerox Corporation Binderless overcoat layer
ATE475664T1 (de) 2006-02-10 2010-08-15 Basf Se Verfahren zur herstellung poröser organischer gerüstmaterialien
US8258197B2 (en) 2006-02-24 2012-09-04 University Of South Carolina Synthesis of a highly crystalline, covalently linked porous network
WO2007119690A1 (ja) 2006-04-12 2007-10-25 Panasonic Corporation 有機分子膜構造体の形成方法及び有機分子膜構造体
KR101304697B1 (ko) 2006-06-07 2013-09-06 삼성전자주식회사 적층 유도 화합물을 사용한 유기 반도체 소재, 이를포함하는 조성물, 이를 이용한 유기 반도체 박막 및 유기전자 소자
US7645548B2 (en) 2006-11-06 2010-01-12 Xerox Corporation Photoreceptor overcoat layer masking agent
CN101641152B (zh) 2007-01-24 2014-04-23 加利福尼亚大学董事会 结晶的3d-和2d-共价有机构架
US7999160B2 (en) 2007-03-23 2011-08-16 International Business Machines Corporation Orienting, positioning, and forming nanoscale structures
US8367152B2 (en) 2007-04-27 2013-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Manufacturing method of light-emitting device
US8065904B1 (en) 2007-06-18 2011-11-29 Sandia Corporation Method and apparatus for detecting an analyte
US7628466B2 (en) 2007-06-20 2009-12-08 Xerox Corporation Method for increasing printhead reliability
ES2401744T3 (es) 2007-06-27 2013-04-24 Georgia Tech Research Corporation Fibra hueca sorbente y procedimiento para adsorber un componente de un medio
US7591535B2 (en) 2007-08-13 2009-09-22 Xerox Corporation Maintainable coplanar front face for silicon die array printhead
GB2451865A (en) 2007-08-15 2009-02-18 Univ Liverpool Microporous polymers from alkynyl monomers
US8309285B2 (en) 2007-11-07 2012-11-13 Xerox Corporation Protective overcoat layer and photoreceptor including same
KR100832309B1 (ko) 2007-11-21 2008-05-26 한국과학기술원 금속 양이온이 도핑된 수소저장용 유기물질 골격구조 물질유도체 및 그의 사용방법
US20090149565A1 (en) 2007-12-11 2009-06-11 Chunqing Liu Method for Making High Performance Mixed Matrix Membranes
US7776499B2 (en) 2008-02-19 2010-08-17 Xerox Corporation Overcoat containing fluorinated poly(oxetane) photoconductors
DE102008011840B4 (de) 2008-02-20 2011-07-21 Technische Universität Dresden, 01069 Mikroporöses hydrophobes Polyorganosilan, Verfahren zur Herstellung und Verwendung
DE102008011189A1 (de) 2008-02-26 2009-08-27 Merck Patent Gmbh Polykondensationsnetzwerke zur Gasspeicherung
US7799495B2 (en) 2008-03-31 2010-09-21 Xerox Corporation Metal oxide overcoated photoconductors
WO2009127896A1 (en) 2008-04-18 2009-10-22 Universite D'aix-Marseille I Synthesis of an ordered covalent monolayer network onto a surface
JP5487583B2 (ja) 2008-09-16 2014-05-07 株式会社リコー 電子写真感光体、及びそれを用いた電子写真方法、電子写真装置、電子写真装置用プロセスカートリッジ
US8709134B2 (en) 2009-02-02 2014-04-29 The Regents Of The University Of California Reversible ethylene oxide capture in porous frameworks
US8241400B2 (en) 2009-07-15 2012-08-14 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process for the production of carbon dioxide utilizing a co-purge pressure swing adsorption unit
JP2011070023A (ja) 2009-09-25 2011-04-07 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体、電子写真感光体の製造方法、プロセスカートリッジ、および画像形成装置。
US8318892B2 (en) 2010-07-28 2012-11-27 Xerox Corporation Capped structured organic film compositions
US8119315B1 (en) 2010-08-12 2012-02-21 Xerox Corporation Imaging members for ink-based digital printing comprising structured organic films
US8119314B1 (en) 2010-08-12 2012-02-21 Xerox Corporation Imaging devices comprising structured organic films
US8313560B1 (en) 2011-07-13 2012-11-20 Xerox Corporation Application of porous structured organic films for gas separation

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010102027A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-10 Xerox Corporation Composite structured organic films
WO2010102025A1 (en) 2009-03-04 2010-09-10 Xerox Corporation Structured organic films
WO2010102038A1 (en) 2009-03-04 2010-09-10 Xerox Corporation Electronic devices comprising structured organic films
WO2010102036A1 (en) 2009-03-04 2010-09-10 Xerox Corporation Structured organic films having an added functionality

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012207206A (ja) 2012-10-25
KR20120102545A (ko) 2012-09-18
US8759473B2 (en) 2014-06-24
JP5860722B2 (ja) 2016-02-16
US20120232308A1 (en) 2012-09-13
CA2769976A1 (en) 2012-09-08
DE102012203590A1 (de) 2012-09-13
CA2769976C (en) 2015-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101814826B1 (ko) 높은 이동도의 주기적인 구조적 유기 필름
Lim et al. Thermoelectric properties of poly (3-hexylthiophene)(P3HT) doped with 2, 3, 5, 6-Tetrafluoro-7, 7, 8, 8-tetracyanoquinodimethane (F4TCNQ) by vapor-phase infiltration
Jordan et al. Synthesis of N= 8 armchair graphene nanoribbons from four distinct polydiacetylenes
Wang et al. Engineered molecular chain ordering in single‐walled carbon nanotubes/polyaniline composite films for high‐performance organic thermoelectric materials
Wu et al. Temperature and molecular weight dependent hierarchical equilibrium structures in semiconducting poly (3-hexylthiophene)
Prosa et al. Evidence of a novel side chain structure in regioregular poly (3-alkylthiophenes)
Lee et al. Enhanced thermoelectric performance of bar-coated SWCNT/P3HT thin films
Niu et al. A curved graphene nanoribbon with multi-edge structure and high intrinsic charge carrier mobility
Skotheim et al. Conjugated polymers: theory, synthesis, properties, and characterization
Salim et al. The role of poly (3-hexylthiophene) nanofibers in an all-polymer blend with a polyfluorene copolymer for solar cell applications
Stanfield et al. Controlling the formation of charge transfer complexes in chemically doped semiconducting polymers
Vakhshouri et al. Signatures of intracrystallite and intercrystallite limitations of charge transport in polythiophenes
JP5613115B2 (ja) キャッピングされた規則的な構造の有機膜組成物
Chen et al. Block conjugated copolymers: Toward quantum-well nanostructures for exploring spatial confinement effects on electronic, optoelectronic, and optical phenomena
Kuila et al. Structural Hierarchy in Melt-Processed Poly (3-hexyl thiophene)− Montmorillonite Clay Nanocomposites: Novel Physical, Mechanical, Optical, and Conductivity Properties
Xu et al. Solvent-induced crystallization of poly (3-dodecylthiophene): morphology and kinetics
Blackburn et al. Intrinsic and extrinsically limited thermoelectric transport within semiconducting single‐walled carbon nanotube networks
Joulazadeh et al. A comparative study on humidity sensing performances of polyaniline and polypyrrole nanostructures
CN108367915B (zh) 制备单壁碳纳米管网的方法
CA2742524C (en) Periodic structured organic films
Aasmundtveit et al. Structural ordering in phenyl-substituted polythiophenes
Wang et al. Enhanced thermoelectric performance of conjugated polymer/single-walled carbon nanotube composites with strong stacking
Kroon et al. Thermally activated in situ doping enables solid-state processing of conducting polymers
Osaka et al. Intermixed donor/acceptor region in conjugated polymer blends visualized by conductive atomic force microscopy
Tang et al. Strategic insights into semiconducting polymer thermoelectrics by leveraging molecular structures and chemical doping

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant