KR20030022313A - 중합체, 중합체의 제조 방법 및 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

화학식(I)의 구조 단위를 포함하는 중합체의 수 평균 분자량은 300 kg/몰 미만이고, 중량 평균 분자량은 500 kg/몰 미만이다. 이것의 바람직한 예는 폴리페닐렌-비닐렌이다. 이러한 중합체의 조성물은 잉크젯 프린팅을 통해 우수하게 기판에 증착될 수 있다. 이 조성물은 특히 다중컬러의 전자발광 장치와 같은 전자발광 장치를 제조하는데 사용될 수 있다.

Description

중합체, 중합체의 제조 방법 및 전자 장치{POLYMER, METHOD OF ITS PREPARATION, AND ELECTRONIC DEVICE}
이러한 중합체는 WO-A-99/21936에 알려져 있다. 알려져 있는 중합체 중,
-Ar- 기는 다중 치환된 페닐기이다. 이 중합체는 폴리페닐렌비닐렌으로, 이후 PPV로도 불릴 것이다. 이 중합체는 화학식 Cl-CH2-Ar-CH2-Cl인 단위체(monomer)로 시작하는 방법을 통해 제조되고, Ar은 화학식(I)과 동일한 의미를 갖는다. 염기 첨가 후, 구조 단위가 -Ar-CHCl-CH2-인 중합체에 중합 반응이 일어난다. 다음으로, Cl 기가 가열을 통해 제거된다. 이 방법은 당업자에게 Gilch 합성으로 알려져 있다. 이러한 방식으로 제조된 PPV는 전자발광 특성(electroluminescent property)을 갖고, 이러한 이유로 해서 발광 다이오드와 화상 스크린에 사용된다. 이러한 화상 스크린 제조시 잉크젯 프린팅을 통해 PPV 층을 제공하는 것이 바람직하다.
본 출원인에 의해 수행된 실험에 의하면, 화학식(I)의 PPV 층은 특별한 수단이 없는 경우 잉크젯 프린팅을 통해 기판에 제공될 수 없다.
본 발명은 다음 화학식(I),
(I)
에 따른 구조 단위가 있는 중합체에 관한 것으로,
Ar은 탄소 원자가 4개 내지 20개인 방향족 고리 시스템으로, 선택적으로는 비측쇄형인 C1-C20-알킬, C3-C20-알콕시, C1-C20-알킬설페이트, 측쇄형인 C3-C20-알킬, 페닐, 또는 벤질기로부터 선택된 하나의 기(group)가 하나 또는 여러 개 치환되어있고, 선택적으로는 산소, 황, 질소를 포함하는 기로부터 선택된 최대 4개의 원자를 방향족 고리 시스템에 포함할 수 있다.
R2와 R"2는 수소 원자 및 C1-C20-알킬과 C4-C20-아릴기를 포함하는 기로부터 선택되고, 이러한 기는 선택적으로 치환체를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 조성물(composition)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 화학식(I)에 의해 정의된 바와 같은 구조 단위를 갖는 중합체 제조 방법에 관한 것이고, 이 중합체의 조성물은 잉크젯 프린팅을 통해기판(substrate)에 제공될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 조성물의 용도(use)에 관한 것이다.
본 발명은 또한 전자 장치(electronic device)에 관한 것이다.
도 1은 전자장치에 대한 제 1 실시예의 개략적인 단면도.
본 발명의 제 1 목적은 서두에서 언급된 바와 같은 종류의 중합체를 제공하는 것으로, 이것의 조성물은 잉크젯 프린팅을 통해 기판에 제공될 수 있다.
본 발명의 제 2 목적은 상술된 종류의 조성물을 제공하는 것으로, 이것은 잉크젯 프린팅을 통해 기판에 제공될 수 있다.
본 발명의 제 3 목적은 상술된 종류의 방법을 제공하는 것으로, 이 방법을 통해 본 발명에 따른 중합체가 제조될 수 있다.
본 발명의 제 4 목적은 본 발명의 중합체를 포함하는 상술된 종류의 전자 장치를 제공하는 것이다.
제 1 목적은, 중합체의 수 평균 분자량이 300 kg/몰 이하이고, 중합체의 분자량이 500 kg/몰 이하인 경우 이루어진다. 놀랍게도, 본 발명에 따른 중합체의 조성물은 프린트가 매우 용이한 것으로 밝혀졌다. 그러나, 수 평균 분자량이 더 높은 중합체의 조성물인 경우에는 여러 가지 문제점이 발생한다. 첫 번째로, 잉크젯 프린팅에 사용된 프린팅 유닛의 헤드(head)가 매우 빨리 막히기 때문에 사용할 수 없게 된다는 점이 발견되었다. 두 번째로, 분자량이 더 크면 연신 점도(elongational viscosity)를 더욱 크게 해서 프린트 중 방울이 형성되지 않고, 대신 실(thread)이 형성된다. 이러한 점은 프린트의 속도를 크게 낮춘다. 또한, 실이 형성됨으로써 기판 위의 바람직하지 않은 장소에 중합체가 증착될 위험이 크게 증가한다. 세 번째로, 흔히 두께가 균일하지 않은 중합체 층이 얻어질 수 있다. 이 결과는 이 장치가 관련 사양을 만족하지 못할 것이라는 사실이다.
발명자들은 비편재화된 단일 결합과 이중 결합이 교대로 존재하는 컨주게이트 사슬(conjugated chain)이 있는 컨주게이트 중합체에 대해 특히 중요하다는 사실을 관찰했다. 유기 화학의 이론에 따르면, 이중 결합은 중첩하는 p-오비탈 때문에 존재한다. 이러한 결과는 이중 결합이 평면에 존재하고, 유연성이 크게 감소한다는 사실이다. 중합 액체의 동역학으로부터 나온 모델인 사행(蛇行) 모델(reptation model)에 따르면, 중합 액체의 확산은 주로 일 차원 방식으로 사슬 방향에서 일어난다. 컨주게이트 사슬의 유연성이 더 약하고 "아마도" 더 조밀하게 채워진 중합체 사슬 때문에, 컨주게이트 사슬의 확산은 컨주게이트되지 않은 사슬의 확산보다 약하다. 이러한 원인 때문에, 폴리비닐카바졸(polyvinylcarbazole)과 같은 다른 중합체와, EP-A-892028에 알려져 있는 선구물질 중합체의 희석 용액이 서로 다르게 작용한다는 사실은 놀라운 일이 아니다. 사실상, 선구물질 중합체 0.75 중량% (통상적인 농도임)인 EP-A-892028로부터 알려져 있는 조성물은 잉크젯 프린팅을 통해서는 프린트가 되지 않거나 거의 되지 않는 것으로 밝혀졌다.
본 발명에 따른 중합체는 PPV인 것이 바람직하다. 이러한 예는,
1,4-페닐렌, 2,6-나프탈렌디일(naphthalenediyl), 1,4-나프탈렌디일, 1,4--안트라센디일(anthracenediyl), 2,6-안트라센디일, 9,10-안트라센디일, 2,5-티에닐렌(thienylene), 2,5-퓨란디일(furanediyl), 2,5-피롤디일(pyrrolediyl), 1,3,4-옥사디아졸-2,5-디일(1,3,4-oxadiazole-2,5-diyl), 1,3,4-티아디아졸-2,5-디일(1,3,4-thiadiazole-2,5-diyl), 2,5-벤조[c]-퓨란디일, 2,5-벤조[c]-피롤디일, 2,5-벤조[c]티에닐렌, 티에노[3,2-b]티오펜-2,5-디일, 피롤[3,2-b]피롤-2,5-디일, 파이렌-2,7-디일, 4,5,9,10-테트라하이드로파이렌-2,7-디일, 4,4'-바이페닐렌, 페난트렌-2,7-디일, 9,10-디하이드로페난트렌-2,7-디일, 디벤조퓨란-2,7-디일, 디벤조티오펜-2,7-디일, 카바졸-2,7-디일로부터 선택된 방향족 기를 Ar-기로 포함하는 것이 바람직한데, 이러한 예 중 질소를 함유하는 기는질소 원자가 C1-C22-알킬 또는 C2-C10-아릴기로 치환될 수 있는 반면, 상기 모든 기에서 방향족 고리의 수소 원자는 C1-C22직쇄형 또는 측쇄형 알킬기, C4-C14-아릴기, C1-C22직쇄형 또는 측쇄형 알콕시 및 알킬티오기와 같은 전자 공여기(electron-donating group), 및 할로겐 원자, 또는 시아노(cyano), 나이트로, 및 에스테르기와 같은 전자 유인기(electron-attracting group)로 치환될 수 있고, C1-C14-아릴기 자체는 전자 공여 또는 전자 유인기로 치환될 수 있다.
보다 우선적으로, -Ar 기는 아릴-1,4-페닐렌 기로, 여기서 아릴기는 치환되거나 치환될 수 없는 페닐, 나프틸, 또는 바이페닐일(biphenylyl) 기이다. 특히, -Ar 기는 화학식(1)과 화학식(2)의 공중합체와 같은 공중합체로 존재하는데, OC10는 3,7-디메틸옥틸옥시를 나타내고, OC4는 2-메틸프로폭시를 나타내며, r은 0 이상, 1 이하로, 약 0.5인 것이 바람직하다.
(2)
(I)
대안적으로, 중합체는 예를 들어 폴리티에닐렌-비닐렌(polythienylene-vinylene)일 수 있는데, 이 중합체는 박막 트랜지스터에서 유기 반도체로 사용된다. 이러한 중합체 및 이와 유사한 중합체는 이들의 방향족 기 -Ar-로 선택된 화학식(IV) 단위를 포함하고,
(IV)
여기서, X는 O, S, NR6을 포함하는 기로부터 선택된다.
R3와 R'3은 가능한 한 서로 동일할 수 있고, 수소, 염소, 브롬, 불소 및 요오드 원자와, C1-C4-알킬기, 카보나이트릴(carbonitryl)기, 트리할로메틸기, 하이드록시기, 나이트로기, 아미노기, 카르복시기, 설폭시기, 설폰산염기 및 탄산염기와, 치환 및 치환되지 않은 페닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기, 알콕시기, 및 티오알콕시기를 포함하는 기로부터 선택되고,
R6은 수소 원자와, C1-C20-알킬기, C1-C20-아릴기, C1-C20-알킬아릴기, 및 C1-C20-아릴알킬기를 포함하는 기로부터 선택된다.
수 평균 분자량이 300 kg/몰 미만인 본 발명에 따른 중합체는 특히 화학식(II)의 중합체로부터 화학식(I)의 중합체를 제조함으로써 얻을 수 있고, 여기서 Z는 F, Cl, Br, I으로부터 선택된 할로겐이고, 그 후 제조 중합체와 용매를 포함하는 조성물에 대한 초음파 후처리를 한다.
(II)
이러한 후처리는 평균 분자량의 감소를 초래하는 것으로 밝혀졌다. 발명자는 이러한 가정에 얽매이기를 원치 않으면서, 후처리시 집합체(aggregate)가 파괴되고/파괴되거나 사슬간의 교차결합이 제거되지는 않을지 의구심을 갖는다. 초음파 후처리는 수 평균 분자량의 감소를 가져올 뿐만 아니라, 분자량의 분포를 더 좁게 한다. 중합체를 포함하는 조성물은 후처리 후 안정하게 되는 것으로 밝혀진다. 또한, 초음파 후처리는, 특히 PPV로 이루어진 중합체 층이 사용된 전자 장치를 작동하는데 해로운 영향을 미치지 않는다. 후처리는 10 내지 20분간 지속되고, 0 내지 30℃에서 수행되는 것이 바람직하다. Z는 Cl인 것이 바람직하다.
출원인의 이전에 공개되지 않은 유럽 특허 명세서 제 00201911.5호에 설명된 것과 같은 서로 다른 합성 경로를 통해, 본 발명에 따른 중합체를 대안적으로 제조할 수 있다.
이 중합체는 기판 위에 하나의 층으로 제공될 수 있도록 하기 위해서, 용매를 또한 포함하는 조성물로 제조된다. 본 발명에 따른 조성물은 상당히 증가된 연신 점도를 견디지 못하는 것으로 밝혀졌다. 이러한 조성물은 프린트 중에는 뉴턴액체(Newtonian liquid)로 작용한다. 또한, 이 조성물은 글리세린과 디에틸렌글리콜의 습윤제(wetting agent)와 같은 일반적인 보조 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 용매 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 조성물은 잉크젯프린터의 저장소에서 사용할 수 있게 되는 것이 유리하다.
조성물은 0.5 내지 2.0 중량%의 중합체를 포함하고, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 75 kg/몰 내지 300 kg/몰이고, 중량 평균 분자량은 150 kg/몰 내지 500 kg/몰인 것이 바람직하다. 실험에 의하면, 이러한 조성물은 우수한 프린트 품질에 대한 적합한 이유를 갖는 것으로 밝혀졌다. 중합체가 PPV인 경우, 프린트된 층은 전자발광 장치에서 전자발광층으로 사용하는데 적합한 것으로 밝혀진다. 또한 우선적으로, 이 조성물은 1.0 내지 1.5 중량%의 중합체를 포함하고, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 75 kg/몰 내지 225 kg/몰이고, 중량 평균 분자량은 150 kg/몰 내지 450 kg/몰인 것이 바람직하다. 이러한 조성물의 프린트 품질은 우수하다. 이와 함께 제조된 전자발광 장치는 요건 설정에 따른 발광을 제공한다.
전자 장치를 제공하는 목적은 청구항 9항에 기재된 장치를 통해 이루어진다. 이러한 장치는 특히, 중합체의 수 평균 분자량이 300 kg/몰 미만인 것을 특징으로 한다. 이와 같이 비교적 낮은 분자량 때문에, 잉크젯 프린팅을 통해 중합체 층을 제공할 수 있다. 이 층은 이러한 방식으로 원하는 패턴으로 제공될 수 있다. 또한, 기판 위에 여러 개의 패턴을 겹쳐서 제공할 수 있다. 하나 이상의 컬러가 있는 전자발광 장치는 이러한 방식을 통해 제조할 수 있다. 예를 들어, 제 1 패턴은 황색 광을 방출하는 PPV를 포함하고, 제 2 패턴은 녹색 광을 방출하는 PPV를 포함하며,제 3 패턴은 적색 광을 방출하는 PPV를 포함한다. 이러한 PPV는 이 자체가 알려져 있다. 또한, 제 1 패턴은 PPV를 포함하는 반면, 제 2 패턴은 다중 불소(polyfluorine)와 같이 서로 다른 전자발광재료를 포함한다. 이러한 다중불소도 이 자체가 알려져 있다.
본 발명에 따른 중합체, 조성물, 방법 및 전자 장치의 이러한 양상 및 이와 다른 양상은 도면, 표 및 도면에 대한 설명을 참조하여 아래에서 보다 상세하게 설명될 것이다.
표 1은 본 발명에 따른 조성물의 프린트 특성을 목록으로 표시한다.
(실시예)
실시예 1
-OC10은 3,7-다이메틸옥틸옥시를 나타내고, r은 0.5인 화학식(I)의 중합체는 WO 99/21936에서 알려져 있는 방법과 유사한 방법을 통해 제조된다. 이러한 중합체는 이후 NRS-PPV로도 지칭될 것이다.
(I)
NRS-PPV의 수 평균 분자량(Mn)은 약 9×105g/몰이고, 중량 평균 분자량(Mw)은 약 2×106g/몰이다. 이것은 톨루엔을 용매로 1.2 중량% 용액으로 사용된다. 이것은 프린트가 되지 않는 것으로 밝혀졌다. 이 용액을 담은 용기는 실온에서 후처리를 하기 위해 Bransonic B32라는 명칭으로 상업적으로 이용할 수 있는 초음파 장치에 놓여진다. 4시간 동안 후처리가 수행된다. 이러한 처리는 분자량 측정을 위해 매시간 마다 중단된다. 두 시간 후, Mn은 3.9×105g/몰이고, Mw는 8.9×105g/몰이다. 이 용액은 다소 프린트가 될 수 있는 것으로 밝혀진다. 네 시간 후, Mn은 2.3×103g/몰이 되고, Mw는 6.0×103g/몰이 된다. 이 용액은 적절하게 프린트가 될 수 있는 것으로 밝혀진다. 이러한 처리는 처리 시간과 함께 표 1에서 "소프트 US"로 표시된다.
실시예 2
아니솔(anisole)을 용매로 한 NRS-PPV의 미처리 용액을 함유한 용기는 얼음배쓰에 놓여졌다. 표 1에서 25번인 이 용액의 Mn값은 4.5×105g/몰이고, Mw값은 5.3×105g/몰이었다. 이 용액은 우선 몇 시간 동안 소프트 US 처리를 거쳤다. 다음으로, 초음파 처리를 위해 용기에 로드 시스템(rod system)이 가해졌다. 이러한 로드 시스템은 Branson Sonifier 450이다. 이 용액은 280W의 전력에서 13시간 동안 초음파 처리를 거쳤다. 이러한 처리는 맥동 방식(pulsatory manner)으로 수행되고, 초음파 진동은 60%의 시간 동안 생성되었다. 다음으로, 수 평균 분자량과 중량 평균 분자량이 측정되었다. 그 결과는, Mn= 170×103g/몰, Mw= 110×103g/몰로, 이 용액은 프린트가 잘 되었다. 이러한 처리를 표 1에서 시간 단위의 처리 기간과 함께, "하쉬(harsh) US"라 표시했다.
실시예 3
잉크젯 프린터의 잉크통은, 약 1 중량%의 PPV가 존재하는 실시예 1에 따라 처리된 PPV 조성물로 채워졌다. 이 잉크통은, 노즐 직경이 50㎛인 단일 노즐 압전 잉크젯 헤드 (Microdop GmbH 사에 의해 공급)가 장착된 잉크젯 프린터에 놓여졌다.
인듐 주석 산화물(ITO) 층으로 덮이고 라인과 공동(cavity)의 릴리프 패턴을 추가 구비한 유리 기판에 잉크젯 프린터를 통해 프린트가 수행되었다. 상기 릴리프 패턴은 Hoechst 사의 AZ 4562 포토레지스트와 같은 포토레지스트의 도포, 노출, 및 현상을 통해 형성되었다. 기판과, 잉크젯 헤드의 노즐과의 거리는 1.0mm로 설정되었고, 반면에 잉크젯 헤드는 릴리프 패턴의 라인과 평행하게 이동하여 라인 사이에서 채워질 요처(凹處)의 중심 위에 위치했다. 잉크젯 헤드에 의해 증착된 액체층의 초기 평균 높이 (hini)는 f.V/U.B로, f는 잉크 방울의 진동수이고, V는 잉크방울의 부피이며, U는 잉크젯 헤드에 대한 기판의 통과 속도이고, B는 라인 사이 요처의 폭이다. NRS-PPV 용액을 프린트하는 제 1 예에서, f = 300 Hz, V = 220 pl, U = 0.03 m/s, B = 260㎛로 정해졌고, 이로 인해 hini값은 8.5㎛이 되었다. 이어서, 이 조성물이 프린트가 될 수 있는지 시험되었다.
결과는 표 1에 제시되어 있다. 안정한 방울을 형성하지 않는 수단은 프린트가 불가능했다. 프린터 헤드는 실(thread), 예를 들어, 가는 섬유와 같이 늘어나는 방울을 형성했다. 이러한 가는 섬유는 바람직하지 않은 작은 부수체 방울로 끊어지고, 이에 따라 방울의 랜딩 위치(landing position)를 크게 방해할 수 있다. Mn/Mw의 비가 증가함에 따라, 가는 섬유의 길이가 늘어난다. 어떠한 경우에는 큰 Mw의 영향이 매우 크기 때문에, 프린트 헤드에서 방울이 전혀 나오지 않았다.
초음파 처리 후 조성물의 프린트 품질과, 실시예 1과 2에서 논의된 바와 같이 초음파 처리의 유형을 나타내고 시간 단위로 정의된 소프트 US와 하쉬 US (반면에 분자량 Mw와 Mn은 g/몰 단위로 제시됨).
번호 용매 농도(g/l) 점도40s-1 점도500s-1 소프트US(h) 하쉬US(h) Mw/103 Mn/103 프린트품질
1 테트라린 8.81 11.6 11.0 21 10 170 90 우수
2 펜톨 9.92 7.5 7.1 22 20 190 110 우수
3 4-메틸-아니솔 9.24 10.9 8.5 14.5 12 250 130 우수
4 아니솔 7.56 8.4 6.8 23 0 370 150 우수
5 아니솔 11.47 12.4 9.3 29 7.5 265 150 우수
6 아니솔 8.86 8.5 7.7 7 13 310 170 우수
7 4-메틸아니솔/o-자일렌 3:1 8.40 8.7 8.2 16 12 350 170 우수
8 아니솔 8.80 11.3 9.6 32 0 400 180 우수
9 o-자일렌 7.93 9.5 8.3 22 13 390 180 우수
10 아니솔/o-자일렌1:1 11.7 13 12.5 23 24.5 380 190 우수
11 아니솔/o-자일렌1:1 8.1 8.8 8.6 9.5 12 400 190 우수
12 o-자이렌 7.81 9.4 9.6 16.5 20 400 200 우수
13 아니솔/o-자일렌 8.89 9.3 9.3 15 10 450 210 우수
14 o-자일렌/아니솔 8.98 11.9 11.4 13.5 30 440 215 우수
15 톨루엔 7.81 8.7 8.1 21 0 490 220 적절함
16 톨루엔 5.99 6.5 6.1 4 0 600 230 적절함
17 o-자일렌 9.00 17.3 16.3 52 0 520 240 보통
18 아니솔/o-자일렌3:1 8.29 13.3 12.0 20 0 500 250 프린트 불가
19 아니솔/o-자일렌1:1 8.89 23.4 19.1 9.5 0 690 290 프린트 불가
20 톨루엔 6.72 14.7 4 0 880 310 프린트 불가
21 톨루엔 6.75 18.1 3 0 980 320 프린트 불가
22 톨루엔 5.99 7.60 7.12 2 0 890 390 보통
23 톨루엔 6.85 16.1 2 0 840 400 프린트 불가
24 톨루엔 6.52 25.2 1 0 1100 420 프린트 불가
25 아니솔 4.3 11.0 11.7 0 0 530 450 프린트 불가
실시예 4
상기 실험 중에서, 11, 13 및 19 번이 반복되고, 64개의 노즐이 있는 다중노즐 방식의 세라믹 프린트 헤드가 프린트에 사용되었고, 각각의 노즐의 직경은 50㎛이다. 이 결과는 변함이 없는 것으로 밝혀졌다.
실시예 5
도 1은 전자 장치(10)의 제 1 실시예를 개략적으로 단면으로 도시한다. 이 장치(10)는 기판(11)과, 제 1 전극층(12)과, 제 1 릴리프 구조(13)와, 홀 주입층(hole injection layer)(14)과, 전자발광층(15)과, 제 2 전극층(16)을 포함한다. 기판(11)은 두께가 1.1mm인 소다 석회 유리를 포함한다. ITO의 제 1 전극층(12)은 종래의 방식대로, 폭이 280㎛인 라인과 폭이 30㎛인 개구부의 패턴인 기판(11)에 제공된다. 따라서, 제 1 전극층은 행 전극(row electrode)의 형태로 제조된다. 이러한 행 전극은 전자발광 요소(1)의 양극(anode)으로 작용한다.
기판은 이어서 스핀 코팅(spin coating)(1000 rpm)을 통해 음성 포토레지스트 AZ5218-e (AZ Hoechst 사)의 층으로 덮인다. 이 포토레지스트는 매스크를 통해 하나의 패턴으로 조사(照射)된다. 포토레지스트는 각각 20㎛와 290㎛인 라인과 개구부의 패턴을 갖는데, 이러한 패턴은 인접한 (40㎛의 간격) 행 전극과 직각을 이룬다. 230 mJ/cm2의 조사량이 노출에 사용된다. 다음으로, 10분 동안 110℃에서 포토레지스트가 경화되고, 매스크 없이 400 mJ/cm2의 조사량에 노출되며, 이 결과 포토레지스트는, 45°의 음각(negative angle)을 얻는데 충분한 시간 동안, 1:1의 AZ 현상액: DI 물 현상액을 사용해서 현상되었다. 다음으로 100℃에서 15분 동안 후 처리함으로써 전체 조립체가 제조된다. 이 결과는 라인과 개구부의 릴리프 구조(13)로, 라인의 폭은 30㎛이고, 개구부의 폭은 280㎛이다. 이 경우, 개구부는제 1 전극 위에 위치한다. 각각의 라인은 뒤집어진 사다리꼴 모양으로, 상부의 길이는 30㎛이고, 하부의 길이는 20㎛이다. 릴리프 구조(13)의 높이는 5.0㎛이다.
고체 함량이 3%이고 물이 용매인 폴리-3,4-에틸렌다이옥시티오펜(PEDOT)과 폴리스타이렌설폰산의 용액이, 2000 rpm에서 스핀 코팅을 통해 릴리프 패턴에 제공된다. 이를 통해, 평균 두께가 8.3㎛인 습식층이 제조된다. 스핀 코팅 중, 130℃에서 3분 동안 습식층이 건조된다. 이를 통해, 두께가 250nm이고 표면 저항이 100 MΩ/스퀘어인 PEDOT의 패턴 홀 주입층(14)이 제조된다.
이어서, 초음파 처리된 0.6 중량%의 NRS-PPV 용액이 실시예 3에 기술된 바와 같이 잉크젯 프린팅을 통해 제공된다. 잉크젯 프린팅 공정을 통해 전자발광층(15)이 형성된다.
다음으로, 제 2 전극층(16)과 동시에, 3nm 두께의 Ba 층과 200nm 두께의 Al 층이 전자발광층(15)에 증착된다. 이러한 증착 동안, 릴리프 구조(13)는 셰도우 매스크(shadow mask)로 작용한다. 제 2 전극층(16)은 복수의 열 전극(column electrode)(음극)을 형성한다.
이와 같이 제조된 전자발광 장치(10)는 에폭시 접착제를 통해 밀폐된 덮개(envelop) 안에 채워진다. 워터 게터(water getter)로 작용할 수 있도록, 일정량의 BaO가 덮개에 존재한다.
실시예 6
실시예 5가 반복되고, 화학식(1)을 갖는 초음파 처리된 NRS/PPV 용액이 제 1공동, 제 3 공동 및 제 5 공동(cavity)에 프린트된다. 이어서, 화학식(2)를 갖는 초음파 처리된 PPV 용액은 제 2 공동, 제 4 공동 및 제 6 공동에 프린트된다. 이 경우의 공동은 60×60㎛의 치수를 갖는다. 이 결과는 두 가지 컬러의 장치로, 제 1 공동, 제 3 공동, 제 4 공동은 작동 중 황색광 (λ=590nm)을 방출하고, 제 2 공동, 제 4 공동, 제 6 공동은 작동 중 녹색광 (λ=550nm)을 방출한다. 세 가지 컬러 이상의 대안적인 실시예의 프린팅도 이러한 원리를 기준으로 가능하다. 또한, PPV 뿐만 아니라, 다중불소와 같은 전자발광 중합체도 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 화학식(I)에 의해 정의된 바와 같은 구조 단위를 갖는 중합체를 제조하고, 이 중합체의 조성물을 잉크젯 프린팅을 통해 기판(substrate)에 제공하는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 다음 화학식(I),
    (I)
    에 따른 구조 단위가 있는 중합체에 있어서,
    Ar은 탄소 원자가 4개 내지 20개인 방향족 고리 시스템으로, 선택적으로는 비측쇄형인 C1-C20-알킬, C3-C20-알콕시, C1-C20-알킬설페이트, 측쇄형인 C3-C20-알킬, 페닐, 또는 벤질기로부터 선택된 하나의 기(group)가 하나 또는 여러 개 치환되어있고, 선택적으로는 산소, 황, 질소를 포함하는 기로부터 선택된 최대 4개의 원자를 방향족 고리 시스템에 포함할 수 있으며,
    R2와 R"2는 수소 원자 및 C1-C20-알킬과 C4-C20-아릴기를 포함하는 기로부터 선택되고, 이러한 기는 선택적으로 치환체를 포함할 수 있는, 중합체로서,
    상기 중합체의 수 평균 분자량은 300 kg/몰 미만이고, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 500 kg/몰 미만인 것을 특징으로 하는, 중합체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수 평균 분자량은 75 kg/몰 내지 225 kg/몰이고, 상기 중량 평균 분자량은 150 kg/몰 내지 450 kg/몰인 것을 특징으로 하는, 중합체.
  3. 제 1항에 있어서, 화학식(I)의 -Ar-은,
    을 나타내고,
    여기서, R5, R'5, R"5, 및 R"'5는 수소, 염소, 브롬, 불소 및 요오드 원자와, C1-C4-알킬기, 카보나이트릴(carbonitryl)기, 트리할로메틸기, 하이드록시기, 나이트로기, 아미노기, 카르복시기, 설폭시기, 설폰산염기 및 탄산염기와, 선택적으로 치환된 페닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기, 알콕시기, 및 티오알콕시기를 포함하는 기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 중합체.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 중합체는,
    (II)
    Z는 F, Cl, Br, 및 I로부터 선택된 할로겐인, 화학식(II)에 따른 구조 단위를 갖는 중합체로부터 화학식(I)에 따른 구조 단위를 갖는 중합체를 제조하는 단계와, 이어서,
    상기 제조된 중합체와 용매를 포함하는 조성물의 초음파 후처리를 통해
    제조될 수 있는 것을 특징으로 하는, 중합체.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 기재된 용매와 중합체를 포함하는 조성물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 중합체는 0.5 내지 2.0 중량%의 농도로 존재하고, 상기 중합체의 수 평균 분자량은 75 kg/몰을 초과하고, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 150 kg/몰을 초과하는 것을 특징으로 하는, 조성물.
  7. 화학식(I)로 정의된 중합체를 제조하는 방법으로서,
    상기 중합체의 조성물은 잉크젯 프린팅을 통해 기판에 제공될 수 있고,
    상기 방법은,
    수 평균 분자량이 300 kg/몰을 초과하는 중합체를 제조하는 단계와,
    상기 수 평균 분자량이 300 kg/몰 미만으로 감소하는 초음파 후처리 단계를
    포함하는, 중합체 제조 방법.
  8. 화학식(I)에 따른 구조 단위를 포함하는 중합체 층을 기판 위에 잉크젯 프린트하기 위한, 제 5항 또는 제 6항에 기재된 조성물의 용도.
  9. 화학식(I)의 구조 단위를 갖는 중합체 포함 패턴층을 기판에 구비한 전자 장치로서,
    (I)
    Ar은 탄소 원자가 4개 내지 20개인 방향족 고리 시스템으로, 선택적으로는 비측쇄형인 C1-C20-알킬, C3-C20-알콕시, C1-C20-알킬설페이트, 측쇄형인 C3-C20-알킬, 페닐, 또는 벤질기로부터 선택된 하나의 기(group)가 하나 또는 여러 개 치환되어있고, 선택적으로는 산소, 황, 질소를 포함하는 기로부터 선택된 최대 4개의 원자를 방향족 고리 시스템에 포함할 수 있으며,
    R2와 R"2는 수소 원자 및 C1-C20-알킬과 C4-C20-아릴기를 포함하는 기로부터 선택되고, 이러한 기는 선택적으로 치환체를 포함할 수 있는, 중합체로서,
    상기 중합체의 수 평균 분자량은 300 kg/몰 미만이고, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 500 kg/몰 미만인 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
  10. 제 9항에 있어서, -Ar-은,
    을 나타내고,
    여기서, R5, R'5, R"5, 및 R"'5는 수소, 염소, 브롬, 불소 및 요오드 원자와, C1-C4-알킬기, 카보나이트릴(carbonitryl)기, 트리할로메틸기, 하이드록시기, 나이트로기, 아미노기, 카르복시기, 설폭시기, 설폰산염기 및 탄산염기와, 선택적으로 치환된 페닐기, 알킬아릴기 및 아릴알킬기, 알콕시기, 및 티오알콕시기를 포함하는 기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 제 2 패턴층은 제 1 패턴층과 함께 상기 기판에 존재하고, 상기 제 2 층은 상기 제 1층과는 다른 전자발광 재료를 포함하며, 잉크젯 프린팅을 통해 제공되고,
    상기 장치는 제 1 전자발광 요소와 제 2 전자발광 요소를 포함하고, 상기 제 1 요소는 상기 제 1 패턴층을 포함하고, 작동 중 제 1 파장의 광을 방출하며, 상기 제 2 요소는 상기 제 2 패턴층을 포함하고, 작동 중 제 2 파장의 광을 방출하는 것을 특징으로 하는, 전자 장치.
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