DE112006001679T5

DE112006001679T5 - Polymeres Material und polymere lichtemittierende Vorrichtung

Info

Publication number: DE112006001679T5
Application number: DE112006001679T
Authority: DE
Inventors: Tomoya Tsukuba Nakatani; Takeshi Tsukuba Yamada
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-06-22
Filing date: 2006-06-21
Publication date: 2008-05-15
Also published as: GB0801069D0; CN101198633A; TW200710122A; US20100084965A1; WO2006137436A1; KR20080020635A; GB2442656A; GB2442656B

Abstract

Lichtemittierende oder ladungstransportierende Polymerverbindung mit einem zweiwertigen heterocyclischen Rest, einem zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, einem Rest der folgenden Formel (1), oder einem zweiwertigen aromatischen Aminrest als eine sich wiederholende Einheit in einer Hauptkette, und einer funktionellen Seitenkette, die mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, ausgewählt aus einer Lochinjizierungs/Transportgruppe, einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und einer lichtemittierenden Gruppe, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Gruppe direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom der sich wiederholenden Einheit gebunden oder an die sich wiederholende Einheit über -R_J-X- (wobei R_J ein Alkylenrest ist, der substituiert sein kann; X eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, S=O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰, BR¹¹, PR¹² oder P(=O)R¹³ darstellt) an X gebunden ist. [Formel 1]

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polymerverbindung und eine polymere lichtemittierende Vorrichtung unter deren Verwendung.
Stand der Technik
Ein hochpolymeres lichtemittierendes Material und Ladungstransportmaterial sind in einem Lösungsmittel löslich und können mit einem Beschichtungsverfahren eine organische Schicht in einer lichtemittierenden Vorrichtung ergeben. Daher wurden verschiedene Arten von Materialien untersucht. Zum Beispiel ist eine Polymerverbindung mit der folgenden Struktur bekannt, in der zwei Benzolringe (siehe z.B. Nicht-Patentdokument 1 und Patentdokument 1) mit einem Cyclopentadienring kondensiert sind. [Formel 1]
Als anderes Beispiel eine Polymerverbindung mit einem funktionellen Substituenten, wie einer Lochinjizierungs-/Transportgruppe, einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe oder einer lichtemittierenden Gruppe in einer konjugierten Hauptkette und Seitenkette (siehe z.B. Patentdokumenten 2 und 3 und Nicht-Patentdokumenten 2 und 3).

Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung WO99/54385 Druckschrift,
Patentdokument 2: JP-A-2004-277568
Patentdokument 3: WO2001-62822
Nicht-Patentdokument 1: Advanced Materials, Band 9, Nr. 10 (1997), S. 798
Nicht-Patentdokument 2: Advanced Materials, 2002, 14(11), 809-811
Nicht-Patentdokument 3: J. Polymer Science, Teil A; 2005, 43(3), 859-869

Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Wenn eine Polymerverbindung als ein lichtemittierendes Material für eine lichtemittierende Vorrichtung verwendet wird, muss die Polymerverbindung gute Injizierung und Transportierbarkeit von positiver Ladung (Löchern) und negativer Ladung (Elektronen) aufweisen und muss hohen Wirkungsgrad der Lichtemission aufweisen, um gute Lichtemissionseigenschaften zu erhalten. Jedoch kann nicht gesagt werden, dass herkömmliche Polymerverbindungen, die vorstehend aufgeführt sind, ausreichende Eigenschaften aufweisen. Unter den Umständen war erwünscht, eine Polymerverbindung mit hoher Ladungsinjizierbarkeit/Transportierbarkeit und hohem Wirkungsgrad der Lichtemission zu entwickeln.
Maßnahmen zum Lösen des Problems
Die vorliegende Erfindung stellt daher eine lichtemittierende oder ladungstransportierende Polymerverbindung mit einem zweiwertigen heterocyclischen Rest, einem zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, einem Rest der folgenden Formel (1), oder einem zweiwertigen aromatischen Aminrest als eine sich wiederholende Einheit in einer Hauptkette, und einer funktionellen Seitenkette, die mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, ausgewählt aus einer Lochinjizierungs/Transportgruppe, einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und einer lichtemittierenden Gruppe, bereit,
dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Gruppe direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom der sich wiederholenden Einheit gebunden oder an die sich wiederholende Einheit über -R_J-X- (wobei R_J ein Alkylenrest ist, der substituiert sein kann; X eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, S=O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰, BR¹¹, PR¹² oder P(=O)R¹³ darstellt) an X gebunden ist. [Formel 2]
wobei Ring A und Ring B jeweils unabhängig einen aromatischen Kohlenwasserstoffring darstellen, der einen Substituenten aufweisen kann; wobei der aromatische Kohlenwasserstoffrest von Ring A und der von Ring B sich gegenseitig in der Ringstruktur unterscheiden; zwei anhängende Bindungen jeweils am Ring A und/oder Ring B vorhanden sind; Rw und Rx jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten darstellen; und Rw und Rx gegenseitig verbunden sein können, wobei ein Ring gebildet wird.
Die erfindungsgemäße Polymerverbindung weist Wirkungen, wie hohe Ladungsinjizierbarkeit und Transportierbarkeit und hohen Wirkungsgrad der Lichtemission, auf. Wenn eine Seitenkette eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe aufweist, nimmt die Energie des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO) zu, mit dem Ergebnis, dass die Lochinjizierbarkeit und Lochtransportierbarkeit sich verbessern, wobei der Wirkungsgrad der Lichtemission erhöht wird. Wenn eine Seitenkette eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe aufweist, nimmt die Energie des niedrigsten nicht besetzten Orbitals (LUMO) ab, mit dem Ergebnis, dass die Elektroneninjizierbarkeit und Elektronentransportierbarkeit sich verbessern, wobei der Wirkungsgrad der Lichtemission erhöht wird. Wenn eine Seitenkette eine lichtemittierende Gruppe aufweist, wird erwartet, dass der Wirkungsgrad der Lichtemission erhöht wird oder Licht mit einer Wellenlänge emittiert wird, die zu der der Hauptkette verschieden ist.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Elektronentransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe aufweist, kann eine neue Funktion hinzugefügt werden, ohne dass die Elektronentransportierbarkeit der Hauptkette gehemmt wird, und die Transportierbarkeit von Elektronen und Löchern kann mit dem Ergebnis gesteuert werden, dass eine funktionelle Verbesserung erwartet werden kann.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Elektronentransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine lichtemittierende Gruppe aufweist, kann Licht mit einer Wellenlänge emittiert werden, die zu der der Hauptkette verschieden ist. Außerdem kann, wenn eine lichtemittierende Gruppe mit hohem Wirkungsgrad verwendet wird, der Wirkungsgrad der Lichtemission ebenfalls verbessert werden.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Elektronentransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe aufweist, kann die Elektronentransportierbarkeit der Hauptkette verbessert werden.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Lochtransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe aufweist, kann eine neue Funktion hinzugefügt werden, ohne dass die Lochtransportierbarkeit der Hauptkette gehemmt wird, und die Transportierbarkeit von Elektronen und Löchern kann mit dem Ergebnis gesteuert werden, das eine funktionelle Verbesserung erwartet werden kann.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Lochtransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine lichtemittierende Gruppe aufweist, kann Licht mit unterschiedlicher Wellenänge zu dem der Hauptkette emittiert werden. Außerdem kann, wenn eine lichtemittierende Gruppe mit hohem Wirkungsgrad verwendet wird, der Wirkungsgrad der Lichtemission ebenfalls verbessert werden.
Bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette Lochtransportierbarkeit aufweist und Seitenkette eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe aufweist, kann die Lochtransportierbarkeit der Hauptkette verbessert werden.
Außerdem kann bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette zum Emittieren von Licht fähig ist und Seitenkette eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe oder ein Elektroneninjizierungs-/Transportmaterial aufweist, die Transportierbarkeit von Elektronen und Löchern mit dem Ergebnis gesteuert werden, dass eine Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission erwartet werden kann. Außerdem kann bei einer Polymerverbindung, deren Hauptkette zum Emittieren von Licht fähig ist und Seitenkette eine lichtemittierende Gruppe aufweist, die ganze Farbe der Polymerverbindung durch Steuern der Emissionsfarben der Hauptkette und Seitenkette gesteuert werden.
Ähnlich kann durch Trennen der Funktion der Hauptkette von der der Seitenkette eine Funktion hinzugefügt werden, ohne dass die Funktion der Hauptkette gehemmt wird, mit dem Ergebnis, dass eine funktionelle Verbesserung erwartet werden kann.
Demgemäß kann eine Polymer LED, die eine erfindungsgemäße Polymerverbindung enthält, als gekrümmte und planare Lichtquellen für Hintergrundbeleuchtung oder Beleuchtung von Flüssigkristalldisplays verwendet werden und in Vorrichtungen, wie einer Displayvorrichtung vom Segmenttyp und einem Flachschirmdisplay vom Punktmatrixtyp verwendet werden.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Polymerverbindung weist einen zweiwertigen heterocyclischen Rest, einen zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, oder einen Rest der folgenden Formel (1) oder einen zweiwertigen aromatischen Aminrest in der Hauptkette auf.
Der zweiwertige heterocyclische Rest bezieht sich auf den verbleibenden atomaren Rest, der durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einer heterocyclischen Verbindung erhalten wird, und der zweiwertige heterocyclische Rest kann einen Substituenten aufweisen.
Die heterocyclische Verbindung bezieht sich auf eine organische Verbindung mit Ringstruktur, die nicht notwendigerweise aus Kohlenstoffatomen allein aufgebaut sein kann und ein Heteroatom, wie Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Bor oder Arsen einschließen kann. Von den zweiwertigen heterocyclischen Resten ist ein aromatischer heterocyclischer Rest bevorzugt.
Beispiele des Substituenten können einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe, Cyanogruppe und Nitrogruppe einschließen.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen heterocyclischen Rests, ausschließlich der eines Substituenten, beträgt im Allgemeinen etwa 3 bis 60. Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen heterocyclischen Rests, einschließlich der des Substituenten, beträgt im Allgemeinen etwa 3 bis 100.
Der Alkylrest kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und kann einen Substituenten aufweisen. Die Zahl der Kohlenstoffatome beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis 20. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, t-Butyl-, Pentyl-, Hexyl-, Cyclohexyl-, Heptyl-, Octyl-, 2-Ethylhexyl-, Nonyl-, Decyl-, 3,7-Dimethyloctyl-, Lauryl-, Trifluormethyl-, Pentafluorethyl-, Perfluorbutyl-, Perfluorhexyl- und Perfluoroctylgruppe ein.
Der Alkoxyrest kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und kann einen Substituenten aufweisen. Die Zahl der Kohlenstoffatome beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis 20. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Methoxy-, Ethoxy-, Propyloxy-, Isopropyloxy-, Butoxy-, Isobutoxy-, t-Butoxy-, Pentyloxy-, Hexyloxy-, Cyclohexyloxy-, Heptyloxy-, Octyloxy-, 2-Ethylhexyloxy-, Nonyloxy-, Decyloxy-, 3,7-Dimethyloctyloxy-, Lauryloxy-, Trifluormethoxy-, Pentafluorethoxy-, Perfluorbutoxy-, Perfluorhexyl-, Perfluoroctyl-, Methoxymethyloxy- und 2-Methoxyethyloxygruppe ein.
Der Alkylthiorest kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und kann einen Substituenten aufweisen. Die Zahl der Kohlenstoffatome beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis 20. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Methylthio-, Ethylthio-, Propylthio-, Isopropylthio-, Butylthio-, Isobutylthio-, t-Butylthio-, Pentylthio-, Hexylthio-, Cyclohexylthio-, Heptylthio-, Octylthio-, 2-Ethylhexylthio-, Nonylthio-, Decylthio-, 3,7-Dimethyloctylthio-, Laurylthio- und Trifluormethylthiogruppe ein.
Der Arylrest ist der verbleibende atomare Rest, der durch Abspalten eines einzelnen Wasserstoffatoms von einem aromatischen Kohlenwasserstoff erhalten wird, und schließt einen Arylrest mit einem kondensierten Ring und einen Arylrest mit zwei oder mehreren unabhängigen Benzolringen oder kondensierten Ringen ein, die direkt daran gebunden sind oder über einen Rest, wie eine Vinylengruppe, gebunden sind. Der Arylrest weist im Allgemeinen etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 7 bis 48 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Phenyl-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl- (C₁-C₁₂ stellt dar, dass die Zahl der Kohlenstoffatome 1 bis 12 beträgt, und nachstehend wird die gleiche Definition ebenfalls angewandt), C₁-C₁₂-Alkylphenyl-, 1-Naphthyl-, 2-Naphthyl-, 1-Anthracenyl-, 2-Anthracenyl-, 9-Anthracenyl- und Pentafluorphenylgruppe ein, und ein C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl- und C₁-C₁₂-Alkylphenylrest sind bevorzugt. Bestimmte Beispiele des C₁-C₁₂-Alkoxy schließen Methoxy, Ethoxy, Propyloxy, i-Propyloxy, Butoxy, i-Butoxy, t-Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Cyclohexyloxy, Heptyloxy, Octyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, 3,7-Dimethyloctyloxy und Lauryloxy ein. Bestimmte Beispiele des C₁-C₁₂-Alkylphenylrests schließen eine Methylphenyl-, Ethylphenyl-, Dimethylphenyl-, Propylphenyl, Mesityl-, Methylethylphenyl-, i-Propylphenyl-, Butylphenyl-, i-Butylphenyl-, t-Butylphenyl-, Pentylphenyl-, Isoamylphenyl-, Hexylphenyl-, Heptylphenyl-, Octylphenyl-, Nonylphenyl-, Decylphenyl- und Dodecylphenylgruppe ein.
Der Aryloxyrest weist im Allgemeinen etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 7 bis 48 auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Phenoxy-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenoxy-, C₁-C₁₂-Alkylphenoxy-, 1-Naphthyloxy-, 2-Naphthyloxy- und Pentafluorphenyloxygruppe ein, und ein C₁-C₁₂-Alkoxyphenoxyrest und C₁-C₁₂-Alkylphenoxyrest sind bevorzugt.
Bestimmte Beispiele des C₁-C₁₂-Alkoxy schließen Methoxy, Ethoxy, Propyloxy, Isopropyloxy, Butoxy, Isobutoxy, t-Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Cyclohexyloxy, Heptyloxy, Octyloxy, 2-Ethylhexyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, 3,7-Dimethyloctyloxy und Lauryloxy ein.
Bestimmte Beispiele des C₁-C₁₂-Alkylphenoxyrests schließen eine Methylphenoxy-, Ethylphenoxy-, Dimethylphenoxy-, Propylphenoxy-, 1,3,5-Trimethylphenoxy-, Methylethylphenoxy-, Isopropylphenoxy-, Butylphenoxy-, Isobutylphenoxy-, t-Butylphenoxy-, Pentylphenoxy-, Isoamylphenoxy-, Hexylphenoxy-, Heptylphenoxy-, Octylphenoxy-, Nonylphenoxy-, Decylphenoxy- und Dodecylphenoxygruppe ein.
Der Arylthiorest kann einen Substituenten am aromatischen Ring aufweisen und weist im Allgemeinen etwa 3 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Phenylthio-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenylthio-, C₁-C₁₂-Alkylphenylthio-, 1-Naphthylthio-, 2-Naphthylthio-, Pentafluorphenylthio-, Pyridylthio-, Pyridazinylthio-, Pyrimidylthio-, Pyrazylthio- und Triazylthiogruppe ein.
Der Arylalkylrest kann einen Substituenten aufweisen und weist im Allgemeinen etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Phenyl-C₁-C₁₂-alkyl-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkyl-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkyl-, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkyl- und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylrest ein.
Der Arylalkoxyrest kann einen Substituenten aufweisen und weist im Allgemeinen etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Phenyl-C₁-C₁₂-alkoxy-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkoxy-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkoxy-, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkoxy- und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkoxyrest ein.
Der Arylalkylthiorest kann einen Substituenten aufweisen und weist im Allgemeinen etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Phenyl-C₁-C₁₂-alkylthio-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylthio-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylthio-, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylthio- und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylthiorest ein.
Der Arylalkenylrest weist im Allgemeinen etwa 8 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Phenyl-C₂-C₁₂-alkenyl-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₂-C₁₂-alkenyl-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₂-C₁₂-alkenyl-, 1-Naphthyl-C₂-C₁₂-alkenyl- und 2-Naphthyl-C₂-C₁₂-alkenylrest ein; und ein C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₂-C₁₂-alkenyl- und C₂-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkenylrest sind bevorzugt.
Der Arylalkinylrest weist im Allgemeinen etwa 8 bis 60 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Phenyl-C₂-C₁₂-alkinyl-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₂-C₁₂-alkinyl-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₂-C₁₂-alkinyl-, 1-Naphthyl-C₂-C₁₂-alkinyl- und 2-Naphthyl-C₂-C₁₂-alkinylrest ein; und ein C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₂-C₁₂-alkenyl- und C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₂-C₁₂-alkinylrest sind bevorzugt.
Die substituierte Aminogruppe kann Aminogruppen einschließen, die mit einem einzelnen Rest oder zwei Resten substituiert sind, ausgewählt aus einem Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest und einem einwertigen heterocyclischen Rest. Der Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest oder ein einwertiger heterocyclischer Rest können einen Substituenten aufweisen. Die Zahl der Kohlenstoffatome der substituierten Aminogruppe, ausschließlich der des Substituenten, beträgt im Allgemeinen etwa 1 bis 60 und vorzugsweise 2 bis 48.
Bestimmte Beispiele schließen einen Methylamino-, Dimethylamino-, Ethylamino-, Diethylamino-, Propylamino-, Dipropylamino-, Isopropylamino-, Diisopropylamino-, Butylamino-, Isobutylamino-, t-Butylamino-, Pentylamino-, Hexylamino-, Cyclohexylamino-, Heptylamino-, Octylamino-, 2-Ethylhexylamino-, Nonylamino-, Decylamino-, 3,7-Dimethyloctylamino-, Laurylamino-, Cyclopentylamino-, Dicyclopentylamino-, Cyclohexylamino-, Dicyclohexylamino-, Pyrrolidyl-, Piperidyl-, Ditrifluormethylamino-, Phenylamino-, Diphenylamino-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenylamino-, Di(C₁-C₁₂-alkoxyphenyl)amino-, Di(C₁-C₁₂-alkylphenyl)amino-, 1-Naphthylamino-, 2-Naphthylamino-, Pentafluorphenylamino-, Pyridylamino-, Pyridazinylamino-, Pyrimidylamino-, Pyrazylamino-, Triazylamino-, Phenyl-C₁-C₁₂-alkylamino-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylamino-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylamino-, Di(C₁-C₁₂-alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkyl)amino-, Di(C₁-C₁₂-alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkyl)amino-, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylamino- und 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylaminorest ein.
Die substituierte Silylgruppe kann Silylgruppen, substituiert mit 1, 2 oder 3 Resten, ausgewählt aus einem Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest und einem einwertigen heterocyclischen Rest, einschließen. Die substituierte Silylgruppe weist im Allgemeinen etwa 1 bis 60 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 3 bis 48 Kohlenstoffatome auf. Der Alkyl-, Aryl-, Aryloxyrest oder ein einwertiger heterocyclischer Rest können einen Substituenten aufweisen. Anzumerken ist, dass der Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest einen Substituenten aufweisen können.
Bestimmte Beispiele davon schließen eine Trimethylsilyl-, Triethylsilyl-, Tripropylsilyl-, Triisopropylsilyl-, Dimethylisopropylsilyl-, Diethylisopropylsilyl-, t-Butylsilyldimethylsilyl-, Pentyldimethylsilyl-, Hexyldimethylsilyl-, Heptyldimethylsilyl-, Octyldimethylsilyl-, 2-Ethylhexyldimethylsilyl-, Nonyldimethylsilyl-, Decyldimethylsilyl-, 3,7-Dimethyloctyldimethylsilyl-, Lauryldimethylsilyl-, Phenyl-C₁-C₁₂-alkylsilyl-, C₁-C₁₂-Alkoxyphenyl-C₁-C₁₂-alkylsilyl-, C₁-C₁₂-Alkylphenyl-C₁-C₁₂-alkylsilyl-, 1-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylsilyl-, 2-Naphthyl-C₁-C₁₂-alkylsilyl-, Phenyl-C₁-C₁₂-alkyldimethylsilyl-, Triphenylsilyl-, Tri-p-xylylsilyl-, Tribenzylsilyl-, Diphenylmethylsilyl-, t-Butyldiphenylsilyl- und Dimethylphenylsilylgruppe ein.
Beispiele des Halogenatoms schließen ein Floratom, Chloratom, Bromatom und Iodatom ein.
Der Acylrest weist im Allgemeinen etwa 2 bis 20 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Acetyl-, Propionyl-, Butyryl-, Isobutyryl-, Pivaloyl-, Benzoyl-, Trifluoracetyl- und Pentafluorbenzoylgruppe ein.
Der Acyloxyrest weist im Allgemeinen etwa 2 bis 20 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Acetoxy-, Propionyloxy-, Butyryloxy-, Isobutyryloxy-, Pivaloyloxy-, Benzoyloxy-, Trifluoracetyloxy- und Pentafluorbenzoyloxygruppe ein.
Der Iminrest weist etwa 2 bis 20 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen Reste der folgenden Formeln ein. [Formel 3]
Die Amidgruppe weist etwa 2 bis 20 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 18 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Formamid-, Acetamid-, Propioamid-, Butyramid-, Benzamid-, Trifluoracetamid-, Pentafluorbenzamid-, Diformamid-, Diacetamid-, Dipropioamid-, Dibutyramid-, Dibenzamid-, Ditrifluoracetamid- und Dipentafluorbenzamidgruppe ein.
Der Säureimidrest kann ein Rest sein, der durch Abspalten eines Wasserstoffatoms erhalten wird, das an das Stickstoffatom von dem Säureimid gebunden ist, und weist etwa 4 bis 20 Kohlenstoffatome auf. Bestimmte Beispiele davon schließen die nachstehend aufgeführten Reste ein. [Formel 4]
Der einwertige heterocyclische Rest bezieht sich auf einen atomaren Rest, der durch Abspalten eines einzelnen Wasserstoffatoms von einer heterocyclischen Verbindung erhalten wird, und weist im Allgemeinen etwa 4 bis 60 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 4 bis 20 Kohlenstoffatome auf. Anzumerken ist, dass die Zahl der Kohlenstoffatome des heterocyclischen Rings nicht die Zahl der Kohlenstoffatome eines Substituenten einschließt. Die heterocyclische Verbindung bezieht sich hier auf eine organische Verbindung mit einer Ringstruktur, die nicht notwendigerweise aus Kohlenstoffatomen allein aufgebaut ist und kann ein Heteroatom, wie Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor oder Bor, einschließen. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Thienyl-, C₁-C₁₂-Alkylthienyl-, Pyrrolyl-, Furyl-, Pyridyl-, C₁-C₁₂-Alkylpyridyl-, Piperidyl-, Chinolyl- und Isochinolylgruppe ein; und eine Thienyl-, C₁-C₁₂-Alkylthienyl-, Pyridyl- und C₁-C₁₂-Alkylpyridylgruppe sind bevorzugt.
Die substituierte Carboxylgruppe ist eine Carboxylgruppe, die mit einem Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest oder einwertigen heterocyclischen Rest substituiert ist und im Allgemeinen etwa 2 bis 60 Kohlenstoffatome und vorzugsweise 2 bis 48 Kohlenstoffatome aufweist. Bestimmte Beispiele davon schließen eine Methoxycarbonyl-, Ethoxycarbonyl-, Propoxycarbonyl-, Isopropoxycarbonyl-, Butoxycarbonyl-, Isobutoxycarbonyl-, t-Butoxycarbonyl-, Pentyloxycarbonyl-, Hexyloxycarbonyl-, Cyclohexyloxycarbonyl-, Heptyloxycarbonyl-, Octyloxycarbonyl-, 2-Ethylhexyloxycarbonyl-, Nonyloxycarbonyl-, Decyloxycarbonyl-, 3,7-Dimethyloctyloxycarbonyl-, Dodecyloxycarbonyl-, Trifluormethoxycarbonyl-, Pentafluorethoxycarbonyl-, Perfluorbutoxycarbonyl-, Perfluorhexyloxycarbonyl-, Perfluoroctyloxycarbonyl-, Phenoxycarbonyl-, Naphthoxycarbonyl- und Pyridyloxycarbonylgruppe ein. Anzumerken ist, dass der Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest oder einwertige heterocyclische Rest einen Substituenten aufweisen kann. Anzumerken ist, dass die Zahl der Kohlenstoffatome der substituierten Carboxylgruppe nicht die Zahl der Kohlenstoffatome eines Substituenten einschließt.
Beispiele des zweiwertigen heterocylischen Rests schließen
heterocyclische Reste eines zweiwertigen 6-gliedrigen monocyclischen Rings (die folgenden Formeln (1-1) bis (1-6)),
heterocyclische Reste eines zweiwertigen 5-gliedrigen monocyclischen Rings (die folgenden Formeln (1-7) bis (1-11)),
heterocyclische Reste, jeweils gebildet durch Kondensieren eines einzelnen 6-gliedrigen Rings und eines einzelnen 5-gliedrigen Rings, (die folgenden Formeln (1-12) bis (1-26)),
heterocyclische Reste, jeweils gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen (die folgenden Formeln (1-27) bis (1-33)),
heterocyclische Reste, jeweils gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen und einem einzelnen 5-gliedrigen Ring, (die folgenden Formeln (1-34) bis (1-38) und
heterocyclische Reste, jeweils gebildet durch Kondensieren von drei 6-gliedrigen Ringen, (die folgenden Formeln (1-39) bis (1-51) ein. [Formel 5]
[Formel 6]
[Formel 7]
[Formel 8]
[Formel 9]
[Formel 10]
[Formel 11]
In den Formeln (1-1) bis (1-51) stellen X₁ bis X₈₆ jeweils unabhängig ein Stickstoffatom, Boratom, -Si(R¹)=, -P=, -P(R²)(R³)= und -P(=O)= dar.
In den Formeln (1-1) bis (1-51) stellen Y₁ bis Y₂₉ jeweils unabhängig ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, Selenatom, Telluratom, -N(R⁴)-, -B(R⁵)-, -Si(R⁶)(R⁷)-, -P(R⁸)- und -P(=O)(R⁹)- dar.
R¹ bis R⁹ können ein Wasserstoffatom, Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest sein.
Beispiele des Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests und einwertigen heterocyclischen Rests sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission schließen bevorzugte Beispiele des zweiwertigen heterocyclischen Rests ein
einen heterocyclischen Rest eines zweiwertigen 6-gliedrigen monocyclischen Rings,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren eines einzelnen 6-gliedrigen Rings und eines einzelnen 5-gliedrigen Rings,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen und einem einzelnen 5-gliedrigen Ring, und
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von drei 6-gliedrigen Ringen; stärker bevorzugte Beispiele davon schließen ein
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren eines einzelnen 6-gliedrigen Rings und eines einzelnen 5-gliedrigen Rings,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen und
einem einzelnen 5-gliedrigen Ring, und
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von drei 6-gliedrigen Ringen; und weiter bevorzugte Beispiele davon schließen ein
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen,
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen und
einem einzelnen 5-gliedrigen Ring, und
einen heterocyclischen Rest, gebildet durch Kondensieren von drei 6-gliedrigen Ringen.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten mit einem zweiwertigen 6-gliedrigen monocyclischen Ring heterocyclische Reste der Formeln (1-1) bis (1-5) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-1) bis (1-3) und (1-5) sind stärker bevorzugt und heterocyclische Reste der Formeln (1-1) bis (1-3) sind weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten mit zweiwertigen 5-gliedrigen monocyclischen Ringen heterocyclische Reste der Formeln (1-7) bis (1-10) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-7) und (1-8) sind stärker bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten, die durch Kondensieren eines einzelnen 6-gliedrigen Rings und eines einzelnen 5-gliedrigen Rings erhalten werden, heterocyclische Reste der Formeln (1-12) bis (1-16), (1-20), (1-21), (1-24) und (1-25) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-12), (1-16), (1-20), (1-21), (1-24) und (1-25) sind stärker bevorzugt und heterocyclische Reste der Formeln (1-12), (1-16), (1-20) und (1-24) sind weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten, die durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ringen erhalten werden, heterocyclische Reste der Formeln (1-27) bis (1-32) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-27), (1-28), (1-30) und (1-31) sind stärker bevorzugt und heterocyclische Reste der Formeln (1-28) und (1-30) sind weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten, die durch Kondensieren von zwei 6-gliedrigen Ring und einem einzelnen 5-gliedrigen Ring erhalten werden, heterocyclische Reste der Formeln (1-34) bis (1-36) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-34) und (1-35) sind stärker bevorzugt und ein heterocyclischer Rest der Formel (1-34) ist weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den heterocyclischen Resten, die durch Kondensieren von drei 6-gliedrigen Ringen erhalten werden, heterocyclische Reste der Formeln (1-39) bis (1-41), (1-44), (1-45) und (1-48) bis (1-50) bevorzugt, heterocyclische Reste der Formeln (1-39) bis (1-41), (1-44), (1-45), (1-48) und (1-49) sind stärker bevorzugt und heterocyclische Reste der Formeln (1-39), (1-41), (1-44), (1-45) und (1-48) sind weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf die leichte Synthese sind X₁ bis X₈₆ vorzugsweise ein Stickstoffatom, Boratom und -Si(R¹)=; stärker bevorzugt ein Stickstoffatom und -Si(R¹)=; und weiter bevorzugt ein Stickstoffatom.
Im Hinblick auf die leichte Synthese sind Y₁ bis Y₂₉ vorzugsweise ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, -N(R⁴)-, -B(R⁵)-, -Si(R⁶)(R⁷)- und -P(R⁸)-; stärker bevorzugt ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, -N(R⁴)-, -B(R⁵)- und -Si(R⁶)(R⁷); und weiter bevorzugt ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, -N(R⁴)- und -Si(R⁶)(R⁷)-.
Der zweiwertige kondensierte polycyclische Kohlenwasserstoffrest, der keine 5-gliedrigen Ringe enthält, bezieht sich auf den verbleibenden atomaren Rest, erhalten durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einem kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoff, und kann einen Substituenten aufweisen.
Beispiele des Substituenten sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrests, der keine 5-gliedrigen Ringe enthält, außer die eines Substituenten, beträgt im Allgemeinen etwa 10 bis 50.
Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrests, der keine 5-gliedrigen Ringe enthält, einschließlich der eines Substituenten beträgt im Allgemeinen etwa 10 bis 150.
Beispiele des zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrests, der keine 5-gliedrigen Ringe enthält, schließen ein
zweiwertige Reste (die folgenden Formeln (2-1) bis (2-4)), bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die linear ortho-kondensiert sind,
zweiwertige Reste (die folgenden Formeln (2-5) bis (2-11)), bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die ortho-kondensierte außer linear ortho-kondensierten einschließen,
zweiwertige Reste (die folgenden Formeln (2-12) bis (2-17)), bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die ortho- und peri-kondensierte einschließen, und
zweiwertige Reste (die folgenden Formeln (2-18) bis (2-21)), einschließlich 4-gliedriger, 7-gliedriger und 8-gliedriger Ringe. [Formel 12]
[Formel 13]
[Formel 14]
[Formel 15]
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind
ein zweiwertiger Rest, bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die linear ortho-kondensiert sind,
ein zweiwertiger Rest, bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die ortho-kondensierte außer linear ortho-kondensierten einschließen, und
ein zweiwertiger Rest, bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, einschließlich ortho- und perikondensierter, bevorzugt; und
ein zweiwertiger Rest, bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die linear ortho-kondensiert sind, und
ein zweiwertiger Rest, bestehend aus 6-gliedrigen Ringen allein, die ortho- und perikondensierte einschließen, stärker bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den zweiwertigen Resten, die aus dem 6-gliedrigen Ring allein bestehen, der linear ortho-kondensiert ist, die Reste der vorstehenden Formeln (2-1) bis (2-3) bevorzugt; die Reste der vorstehenden Formeln (2-1) und (2-2) sind stärker bevorzugt; und der Rest der vorstehenden Formel (2-1) ist weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemssion sind von den zweiwertigen Resten, die aus 6-gliedrigen Ringen allein, einschließlich ortho-kondensierten, außer linear orthokondensierten, bestehen, die Reste der vorstehenden Formeln (2-5) bis (2-8) bevorzugt; die Reste der vorstehenden Formeln (2-5) und (2-6) sind stärker bevorzugt; und der Rest der vorstehenden Formel (2-5) ist weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den zweiwertigen Resten, die aus 6-gliedrigen Ringen allein, einschließlich ortho- und peri-kondensierter, bestehen, die Reste der vorstehenden Formeln (2-13) bis (2-15) bevorzugt; und die Reste der vorstehenden Formeln (2-13) und (2-14) sind stärker bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission sind von den zweiwertigen Resten, die 4-gliedrige, 7-gliedrige und 8-gliedrige Ringe einschließen, die Reste der vorstehenden Formeln (2-18) bis (2-20) bevorzugt; und die Reste der vorstehenden Formeln (2-18) und (2-20) sind stärker bevorzugt.
In der Formel (1) stellen der Ring A und Ring B jeweils unabhängig einen aromatischen Kohlenwasserstoffring dar, der einen Substituenten aufweisen kann, jedoch unterscheiden sich die aromatischen Kohlenwasserstoffringe von Ring A und Ring B gegenseitig in der Ringstruktur.
Als aromatischer Kohlenwasserstoffring ist ein einzelner Benzolring oder ein kondensierter Ring aus mehreren Benzolringen bevorzugt. Beispiele davon schließen aromatische Kohlenwasserstoffringe, wie einen Benzolring, Naphthalinring, Anthracenring, Tetracenring, Pentacenring, Pyrenring und Phenanthrenring, ein. Bevorzugte Beispiele schließen einen Benzolring, Naphthalinring, Anthracenring und Phenanthrenring ein.
Beispiele der Kombination von Ring A und Ring B schließen vorzugsweise Kombinationen eines Benzolrings/Naphthalinrings, eines Benzolrings/Anthracenrings, eines Benzolrings/Phenanthrenrings, eines Naphthalinrings/Anthracenrings, eines Naphthalinrings/Phenanthrenrings und eines Anthracenrings/Phenanthrenrings und stärker bevorzugt Kombinationen eines Benzolrings/Naphthalinrings ein.
Anzumerken ist, dass die „aromatischen Kohlenwasserstoffringe von Ring A und Ring B unterscheiden sich gegenseitig in der Ringstruktur" folgendes bedeutet.
In der planaren Ansicht des folgenden Teils der Struktur der Formel (1) [Formel 16]
sind die aromatischen Kohlenwasserstoffringe und Ring A und Ring B in Bezug auf die Symmetrieachse (durch eine gepunktete Linie in der vorstehenden Formel angegeben), die den Scheitel des 5-gliedrigen Rings, der sich in der Mitte der Formel befindet, und den Mittelpunkt der gegenüber zum Scheitel liegenden Seite verbindet, asymmetrisch.
Zum Beispiel, wenn Ring A und Ring B Naphthalinringe sind, [Formel 17]
unterscheiden sich die Strukturen von Ring A und Ring B in der Ringstruktur.
In einem anderen Fall, wenn Ring A und Ring B auch Naphthalinringe sind, [Formel 18]
sind die Strukturen von Ring A und Ring B in der Ringstruktur gleich.
Wenn der aromatische Kohlenwasserstoffring einen Substituenten aufweist, ist bevorzugt, einen Substituenten aus einem Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, einer Aminogruppe, substituierten Aminogruppe, Silylgruppe, substituierten Silylgruppe, einem Halogenatom, Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, einer Amid-, Säureimidgruppe, einem einwertigen heterocyclischen Rest, einer Carboxylgruppe, substituierten Carboxylgruppe, Cyanogruppe und Nitrogruppe auszuwählen.
Beispiele des Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests, der substituierten Aminogruppe, substituierten Silylgruppe, des Halogenatoms, des Acyl-, Acyloxy-, Iminrests, der Amid-, Säureimidgruppe, des einwertigen heterocyclischen Rests, der Carboxylgruppe und substituierten Carboxylgruppe sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
In der Formel (1) stellen Rw und Rx jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten dar und stellen vorzugsweise ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine substituierte Aminogruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe oder Cyanogruppe dar. Rw und Rx können gegenseitig verbunden sein, wobei ein Ring gebildet wird.
Die Definitionen und bestimmten Beispiele des Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests, der Aminogruppe, substituierten Aminogruppe, Silylgruppe, substituierten Silylgruppe, des Halogenatoms, des Acyl-, Acyloxy-, Iminrests, der Amid-, Säureimidgruppe, des einwertigen heterocyclischen Rests, der Carboxylgruppe und substituierten Carboxylgruppe sind die gleichen wie die eines vorstehend aufgeführten Substituenten.
Wenn Rw und Rx gegenseitig verbunden sind, wobei ein Ring gebildet wird, schließen Beispiele des Rings einen C₄-C₁₀-Cycloalkylring, C₄-C₁₀-Cycloalkenylring und einen aromatischen C₆-C₁₀-Kohlenwasserstoffring und heterocyclischen C₄-C₁₀-Ring ein.
Beispiele des Cycloalkylrings schließen Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cycloheptan, Cyclooctan, Cyclononan und Cyclodecan ein.
Beispiele des Cycloalkenylrings schließen einen mit nicht weniger als zwei Doppelbindungen ein. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Cyclohexenring, Cyclohexadienring und Cyclooctatrienring ein.
Beispiele des heterocyclischen Rings schließen einen Tetrahydrofuranring, Tetrahydrothiophenring, Tetrahydroindolring, Tetrahydrochinolinring, Hexahydropyridinring und Tetrahydroisochinolinring ein.
Bestimmte Beispiele der sich wiederholenden Einheit der Formel (1) schließen die in den folgenden Formeln 1A-1 bis 1A-64, 1B-1 bis 1B-64 und 1C-1 bis 1C-64 gezeigten Strukturen und die folgenden Strukturen mit einem Substituenten, wie einem Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, einer Aminogruppe, substituierten Aminogruppe, Silylgruppe, substituierten Silylgruppe, einem Halogenatom, Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, einer Amid-, Säureimidgruppe, einem einwertigen heterocyclischen Rest, einer Carboxylgruppe, substituierten Carboxylgruppe, Cyanogruppe und/oder Nitrogruppe, ein.
Anzumerken ist, dass in den folgenden Formeln eine anhängende Bindung des aromatischen Kohlenwasserstoffrings gegebenenfalls ausgerichtet werden kann, und Rw und Rx die gleiche Bedeutung wie vorstehend aufweisen. [Formel 19]
[Formel 20]
[Formel 21]
[Formel 22]
[Formel 23]
[Formel 24]
[Formel 25]
[Formel 26]
[Formel 27]
[Formel 28]
[Formel 29]
[Formel 30]
[Formel 31]
[Formel 32]
[Formel 33]
[Formel 34]
[Formel 35]
[Formel 36]
[Formel 37]
[Formel 38]
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission weisen die in der Formel (1) aufgeführten sich wiederholenden Einheiten vorzugsweise die in den vorstehenden Formeln (1A-1) bis (1A-13) aufgeführten Strukturen; stärker bevorzugt die in (1A-1) bis (1A-6) aufgeführten Strukturen; und weiter bevorzugt die in (1A-1) bis (1A-3) aufgeführten Strukturen auf.
Die zweiwertige aromatische Amingruppe bezieht sich auf den verbleibenden atomaren Rest, erhalten durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einem aromatischen Amin. Die Zahl der Kohlenstoffatome davon beträgt im Allgemeinen etwa 5 bis 100 und vorzugsweise 15 bis 60. Die Zahl der Kohlenstoffatome des aromatischen Amins enthält nicht die eines Substituenten.
Beispiele der zweiwertigen aromatischen Amingruppe schließen Reste der folgenden Formeln (4) ein. [Formel 39]
wobei Ar₁, Ar₂, Ar₃ und Ar₄ jeweils unabhängig einen Arylenrest oder einen zweiwertigen heterocyclischen Rest darstellen; Ar₅, Ar₆ und Ar₇ jeweils unabhängig einen Arylrest oder einen einwertigen heterocyclischen Rest darstellen; Ar₁, Ar₂, Ar₃, Ar₄ und Ar₅ können einen Substituenten aufweisen; und k und 1 stellen jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 oder mehr dar.
Der hier verwendete Arylenrest bezieht sich auf einen atomaren Rest, erhalten durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einem aromatischen Kohlenwasserstoff und schließt einen Arylenrest mit einem kondensierten Ring und einen Arylrest mit zwei oder mehr unabhängigen Benzolringen oder kondensierten Ringen ein, die direkt daran gebunden oder über einen Rest, wie Vinylen, gebunden sind. Der Arylenrest kann einen Substituenten aufweisen.
Die Art des Substituenten ist nicht besonders beschränkt. Im Hinblick auf Löslichkeit, fluoreszierende Eigenschaften, leichte Synthese und Eigenschaften der erhaltenen Vorrichtung schließen bevorzugte Beispiele des Substituenten einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxyl-, substituierte Carboxyl-, Cyano- und Nitrogruppe ein.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des Arylenrests außer eines Substituenten beträgt im Allgemeinen etwa 6 bis 60 und vorzugsweise 6 bis 20. Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des Arylenrests einschließlich der eines Substituenten beträgt im Allgemeinen etwa 6 bis 100.
Beispiele des Arylenrests schließen eine Phenylengruppe (zum Beispiel die folgenden Formeln 1 bis 3), Naphthalindiylgruppe (die folgenden Formeln 4 bis 13), Anthracendiylgruppe (die folgenden Formeln 14 bis 19), Biphenyldiylgruppe (die folgenden Formeln 20 bis 25), Fluorendiylgruppe (die folgenden Formeln 36 bis 38), Terphenyldiylgruppe (die folgenden Formeln 26 bis 28), einen Rest einer kondensierten Ringverbindung (die folgenden Formeln 29 bis 35) und Indenonaphthalindiyl (die folgenden Formeln G bis N) ein. [Formel 40]
[Formel 41]
[Formel 42]
[Formel 43]
[Formel 44]
[Formel 45]
Der zweiwertige heterocyclische Rest bezieht sich auf den verbleibenden atomaren Rest, erhalten durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einer heterocyclischen Verbindung, und kann einen Substituenten aufweisen.
Die heterocyclische Verbindung bezieht sich auf eine organische Verbindung mit einer Ringstruktur, die nicht notwendigerweise aus Kohlenstoffatomen allein aufgebaut sein muss und ein Heteroatom, wie Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff, Phosphor, Bor oder Arsen, einschließen kann. Von den zweiwertigen heterocyclischen Resten ist ein aromatischer heterocyclischer Rest bevorzugt. Die Art des Substituenten ist nicht besonders beschränkt; jedoch schließen im Hinblick auf Löslichkeit, fluoreszierende Eigenschaften, leichte Synthese und Eigenschaften der erhaltenen Vorrichtung bevorzugte Beispiele des Substituenten einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxyl-, substituierte Carboxyl-, Cyano- und Nitrogruppe ein.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen heterocyclischen Rests außer der eines Substituenten beträgt im Allgemeinen etwa 3 bis 60. Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome des zweiwertigen heterocyclischen Rests, einschließlich der eines Substituenten, beträgt im Allgemeinen etwa 3 bis 100.
Beispiele des zweiwertigen heterocyclischen Rests schließen ein
zweiwertige Pyridindiylgruppen (die folgenden Formeln 39 bis 44)
Diazaphenylengruppen (die folgenden Formeln 45 bis 48),
Chinolindiylgruppen (die folgenden Formeln 49 bis 63),
Chinoxalindiylgruppen (die folgenden Formeln 64 bis 68),
Acridindiylgruppen (die folgenden Formeln 69 bis 72),
Bipyridyldiylgruppen (die folgenden Formeln 73 bis 75) und Phenanthrolindiylgruppen (die folgenden Formeln 76 bis 78), die Stickstoff als ein Heteroatom enthalten;
Reste, die eine Fluorenstruktur aufweisen und Sauerstoff, Silicium, Stickstoff oder Selen usw. als ein Heteroatom enthalten (die folgenden Formeln 79 bis 93);
5-gliedrige heterocyclische Reste, die Sauerstoff, Silicium, Stickstoff, Schwefel, Selen, Bor oder Phosphor usw. als ein Heteroatom enthalten (die folgenden Formeln 94 bis 98, O bis Z und AA bis AC);
5-gliedrige kondensierte heterocyclische Reste, die Sauerstoff, Silicium, Stickstoff, Schwefel oder Selen usw. als ein Heteroatom enthalten (die folgenden Formeln 99 bis 110);
Dimere oder Oligomere, gebildet aus 5-gliedrigen heterocyclischen Resten, die Sauerstoff, Silicium, Stickstoff, Schwefel oder Selen usw. als ein Heteroatom enthalten und in der α-Stellung des Heteroatoms der folgenden Formeln 111 und 112 verbunden sind);
5-gliedrige heterocyclische Reste, die Sauerstoff, Silicium, Stickstoff, Schwefel oder Selen usw. als ein Heteroatom enthalten und an eine Phenylgruppe in der α-Stellung des Heteroatoms gebunden sind (die folgenden Formeln 113 bis 119);
5-gliedrige kondensierte heterocyclische Reste, die Sauerstoff, Silicium, Stickstoff, Schwefel oder Selen usw. als ein Heteroatom enthalten und mit einer Phenyl-, Furyl-, Thienylgruppe substituiert sind (die folgenden Formeln 120 bis 125); und
6-gliedrige heterocyclische Reste (die folgenden Formeln AD bis AG), die Sauerstoff und Stickstoff als Heteroatome enthalten. [Formel 46]
[Formel 47]
[Formel 48]
[Formel 49]
[Formel 50]
[Formel 51]
[Formel 52]
[Formel 53]
[Formel 54]
[Formel 55]
[Formel 56]
[Formel 57]
[Formel 58]
Der Rest R der Formeln 39 bis 98, O bis Z und AA bis AG weist die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Der Arylrest und der einwertige heterocyclische Rest weisen die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Wenn Ar₁, Ar₂, Ar₃, Ar₄ und Ar₅ einen Substituenten aufweisen, schließen Beispiele des Substituenten einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe, Cyanogruppe und Nitrogruppe ein.
Beispiele des Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, der substituierten Aminogruppe, substituierten Silylgruppe, des Halogenatoms, des Acyl-, Acyloxy-, Iminrests, der Amid-, Säureimidgruppe, des einwertigen heterocyclischen Rests, der Carboxylgruppe und substituierten Carboxylgruppen sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
Im Hinblick auf die leichte Synthese stellen Ar₁, Ar₂, Ar₃, und Ar₄ der Formel (4) vorzugsweise jeweils unabhängig einen Arylenrest; stärker bevorzugt einen zweiwertigen Rest der vorstehenden 1 bis 12; weiter bevorzugt einen Rest der vorstehenden 1, 2, 4, 7 und 12 und am stärksten bevorzugt einen Rest des vorstehenden 1 dar.
Im Hinblick auf die leichte Synthese sind Ar₅, Ar₆ und Ar₇ der Formel (4) vorzugsweise jeweils unabhängig ein Arylrest; stärker bevorzugt eine Phenylgruppe, die einen Substituenten aufweisen kann, und weiter bevorzugt eine Phenylgruppe mit einem Alkylrest als Substituenten.
Beispiele des Substituenten schließen hier einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe, Cyanogruppe und Nitrogruppe ein.
Beispiele des Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Acyloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests, der substituierten Aminogruppe, substituierten Silylgruppe, des Halogenatoms, des Acyl-, Acyloxy-, Iminrests, der Amid-, Säureimidgruppe, des einwertigen heterocyclischen Rests, der Carboxylgruppe und substituierten Carboxylgruppe sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission stellen k und l der Formel (4) vorzugsweise jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 2 (beide einschließlich); stärker bevorzugt eine ganze Zahl von 0 bis 1 (beide einschließlich); und weiter bevorzugt eine ganze Zahl von 0 bis 1 (beide einschließlich) und 0 ≤ k + 1 ≤ 1 dar.
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung weist eine funktionelle Seitenkette auf, die mindestens eine funktionelle Gruppe, ausgewählt aus einer Lochinjizierungs-/Transportgruppe, einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und einer lichtemittierenden Gruppe, enthält.
Als Lochinjizierungs-/Transportgruppe kann eine aus einem einwertigen Rest mit Lochinjizierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, oder ein einwertiger Rest mit Lochtransportierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, aufgeführt werden.
Die Lochinjizierbarkeit hängt im Allgemeinen von dem Energiewert des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO) einer Polymerverbindung ab. Je kleiner der absolute Wert der HOMO-Energie ist, desto besser ist die Lochinjizierbarkeit.
Als einwertiger Rest mit Lochinjizierbarkeit, die besser als die der Hauptkete ist, kann ein einwertiger Rest mit einem geringeren absoluten Wert der HOMO-Energie als die der Hauptkette aufgeführt werden.
Die HOMO-Energie wird durch Messen des Oxidationspotentials einer Polymerverbindung unter Verwendung von cyclischer Voltametrie (CV) und Berechnen der Energie, basierend auf dem Wert des Oxidationspotentials, erhalten. Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung nimmt das Oxidationspotential einen negativen Wert an. Je niedriger das Oxidationspotential ist (je größer der absolute Wert des Oxidationspotentials ist), desto kleiner ist der absolute Wert der HOMO-Energie. So wird die Lochinjizierbarkeit verbessert.
Die Transportierbarkeit von Löchern hängt im Allgemeinen von der Beweglichkeit der Löcher einer Polymerverbindung ab. Je höher die Beweglichkeit der Löcher ist, desto besser ist die Lochinjizierbarkeit.
Als einwertiger Rest mit Lochtransportierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, kann ein einwertiger Rest mit höherer Beweglichkeit von Löchern als die der Hauptkette aufgeführt werden.
Die Messung der Beweglichkeit der Löcher ist nicht besonders beschränkt; jedoch kann die Beweglichkeit von Löchern einer Polymerverbindung mit einem Flugzeit („Time-of-Flight", TOF) Verfahren gemessen werden.
Als Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe kann ein einwertiger Rest mit Elektroneninjizierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, oder ein einwertiger Rest mit Elektronentransportierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, aufgeführt werden.
Die Elektroneninjizierbarkeit hängt im Allgemeinen vom Energiewert des niedrigsten nicht besetzten Molekülorbitals (LUMO) einer Polymerverbindung ab. Je größer der absolute Wert des LUMO Energiewerts ist, desto besser ist die Elektroneninjizierbarkeit.
Als einwertiger Rest mit Elektroneninjizierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, kann ein einwertiger Rest mit einem größeren Absolutwert der LUMO Energie als der der Hauptkette aufgeführt werden.
Die LUMO Energie wird durch Messen des Reduktionspotentials einer Polymerverbindung unter Verwendung von cyclischer Voltametrie (CV) und Berechnen der Energie, basierend auf dem Wert des Reduktionspotentials, erhalten. Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung nimmt das Reduktionspotential einen negativen Wert an. Je höher das Reduktionspotential ist (je kleiner der absolute Wert des Reduktionspotentials ist), desto größer ist der absolute Wert der LUMO-Energie. So wird die Elektroneninjizierbarkeit verbessert.
Die Elektronentransportierbarkeit hängt im Allgemeinen von der Beweglichkeit von Elektronen einer Polymerverbindung ab. Je höher die Beweglichkeit von Elektronen ist, desto besser ist die Elektroneninjizierbarkeit.
Als einwertiger Rest mit Elektroneninjizierbarkeit, die besser als die der Hauptkette ist, kann ein einwertiger Rest mit höherer Beweglichkeit von Elektronen als die der Hauptkette aufgeführt werden.
Die Messung der Elektronenbeweglichkeit ist nicht besonders beschränkt; jedoch kann die Beweglichkeit von Elektronen einer Polymerverbindung mit einem Flugzeit („Time-of-Flight", TOF) Verfahren gemessen werden.
Die lichtemittierende Gruppe ist ein einwertiger Rest, der eine Farbe mit unterschiedlicher Wellenlänge zu der der Hauptkette emittiert. Zum Beispiel kann im Allgemeinen ein einwertiger Rest mit größerer HOMO-Energie (ein kleinerer Absolutwert der HOMO-Energie) als der der Hauptkette und mit geringerer LUMO Energie (ein größerer Absolutwert der LUMO Energie) als der der Hauptkette aufgeführt werden.
Die Messungen der HOMO und LUMO Energie sind die gleichen wie vorstehend.
Beispiele der Lochinjizierungs-/Transportgruppe können
ein einwertiges aromatisches Amin, das zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält,
ein einwertiges Carbazolderivat, das zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält,
einen einwertigen Metallkomplex, der zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält,
einen einwertigen Rest, der mindestens ein Stickstoffatom und mindestens ein Heteroatom enthält, das zu dem (den) Stickstoffatom(en) verschieden ist,
einen einwertigen Rest, der ein Heteroatom, außer einem Stickstoffatom, enthält, und
einen einwertigen Rest, der ein einzelnes Stickstoffatom allein als ein Heteroatom enthält, einschließen.
Beispiele des einwertigen aromatischen Amins, das zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält, schließen jene der folgenden Formeln (H-1) bis (H-14) ein;
Beispiele des einwertigen Carbazolderivats, das zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält, schließen jene der folgenden Formeln (H-15) bis (H-19) ein;
Beispiele des einwertigen Metallkomplexes, der zwei oder mehrere Stickstoffatome enthält, schließen jene der folgenden Formeln (H-20) bis (H-22) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der mindestens ein Stickstoffatom und mindestens ein Heteroatom enthält, das zu dem (den) Stickstoffatom(en) verschieden ist, schließen jene der folgenden Formeln (H-23) bis (H-25) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der ein Heteroatom, außer einem Stickstoffatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (H-26) bis (H-29) ein; und
Beispiele des einwertigen Rests, der ein einzelnes Stickstoffatom allein als ein Heteroatom enthält, schließen die Reste, erhalten durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von denen der folgenden Formeln (H-30) bis (H-31) ein. [Formel 59-1]
[Formel 59-2]
[Formel 60]
[Formel 62] [Formel 61]
[Formel 63]
[Formel 64]
In den Formeln (H-1) bis (H-31) ist R vorzugsweise ausgewählt aus einem Wasserstoffatom, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, einer Aminogruppe, substituierten Aminogruppe, Silylgruppe, substituierten Silylgruppe, einem Halogenatom, Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, einer Amid-, Säureimidgruppe, einem einwertigen heterocyclischen Rest, der Carboxylgruppe, substituierten Carboxylgruppe, Cyanogruppe und Nitrogruppe.
Beispiele des Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests, der substituierten Aminogruppe, substituierten Silylgruppe, des Halogenatoms, Acyl-, Acyloxy-, Iminrests, der Amid-, Säureimidgruppe, des einwertigen heterocyclischen Rests, der Carboxylgruppe und substituierten Carboxylgruppe sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
In den Formeln (H-26) und (H-30) ist R' vorzugsweise aus einem Wasserstoffatom, Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest und einem einwertigen heterocyclischen Rest ausgewählt.
Beispiele des Alkyl-, Aryl-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrests und des einwertigen heterocyclischen Rests sind die gleichen wie die als Beispiele eines Substituenten im Vorstehenden aufgeführten.
Als Lochinjizierungs-/Transportgruppe können ein Oligomer und ein Polymer verwendet werden.
Bestimmte Beispiele davon können den Rest, erhalten durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von einer Verbindung einschließen, in der nicht weniger als zwei Verbindungen, die in der Art gleich oder verschieden sein können, durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an R verbunden sind, wie in den vorstehenden Formeln (H-1) bis (H-31) gezeigt.
Beispiele der Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe schließen
einen einwertigen Al- oder Zn-Komplex, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom enthält;
einen einwertigen Komplex eines Metalls, außer Al und Zn, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom und ein Element, ausgewählt aus Elementen der zweiten bis vierten Periode des Periodensystems, enthält;
einen einwertigen Rest, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom und mindestens ein Stickstoffatom enthält;
einen einwertigen Rest, der mindestens ein Schwefelatom allein als Heteroatom enthält;
einen einwertigen Rest, der zwei oder mehrere Stickstoffatome allein als Heteroatom enthält; und
einen einwertigen Rest, der ein einzelnes Stickstoffatom allein als ein Heteroatom enthält, ein.
Beispiele des einwertigen Al- oder Zn-Komplexes, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom enthält, schließen die der folgenden Formeln (E-1) bis (E-10) ein;
Beispiele des einwertigen Komplexes eines Metalls, außer Al und Zn, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom und ein Element, ausgewählt aus Elementen der zweiten bis vierten Periode des Periodensystems, enthält, schließen die der folgenden Formeln (E-11) bis (E-16) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom und mindestens ein Stickstoffatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-17) bis (E-27), ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der mindestens ein Schwefelatom allein als ein Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-28) bis (E-31) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der zwei oder mehrere Stickstoffatome allein als ein Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-31) bis (E-40) ein; und
Beispiele des einwertigen Rests, der ein einzelnes Stickstoffatom allein als ein Heteroatom enthält, schließen den Rest, erhalten durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den folgenden Formeln (E-41) bis (E-44), ein. [Formel 65]
[Formel 66]
[Formel 67]
[Formel 68]
[Formel 69]
[Formel 70]
In den Formeln (E-1) bis (E-44) kann R, wie in Bezug auf die Formeln (H-1) bis (H-29) aufgeführt, definiert werden.
Als Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe kann ein Oligomer und ein Polymer verwendet werden.
Bestimmte Beispiele davon können den Rest, erhalten durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von einer Verbindung, in der nicht weniger als zwei Verbindungen, die in der Art gleich oder verschieden sein können, durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an R verbunden sind, wie in den vorstehenden Formeln (E-1) bis (E-44) gezeigt, einschließen.
Beispiele des einwertigen Al- oder Zn-Komplexes, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-1) bis (E-10) ein;
Beispiele des einwertigen Komplexes eines Metalls, außer Al und Zn, der mindestens ein Heteroatom, außer einem Stickstoffatom, und ein Element, ausgewählt aus Elementen der zweiten bis vierten Periode des Periodensystems, enthält, schließen die der folgenden Formeln (E-11) bis (E-16) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom und mindestens ein Stickstoffatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-17) bis (E-27) ein;
Beispiele des einwertigen Rests, der mindestens ein Schwefelatom allein als Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-28) bis (E-31) ein; und
Beispiele des einwertigen Rests, der zwei oder mehr Stickstoffatome allein als ein Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (E-32) bis (E-40) ein.
Beispiele der lichtemittierenden Gruppe schließen
einen einwertigen kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffrest,
einen einwertigen Rest mit zwei oder mehr kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffresten, die darin verbunden sind,
einen einwertigen heterocyclischen Rest, der mindestens ein Stickstoffatom und/oder Sauerstoffatom allein als Heteroatom enthält, und
einen einwertigen heterocyclischen Rest ein, der mindestens ein Schwefelatom als Heteroatom enthält.
Beispiele des einwertigen kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffrests schließen jene der folgenden Formeln (L-1) bis (L-5) ein;
Beispiele des einwertigen Rests mit zwei oder mehr kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffresten, die darin verbunden sind, schließen jene der folgenden Formeln (L-6) bis (L-8) und (L-23) bis (L-26) ein;
Beispiele des einwertigen heterocyclischen Rests, der mindestens ein Stickstoffatom und/oder Sauerstoffatm allein als ein Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (L-9) bis (L-15) ein; und
Beispiele des einwertigen heterocyclischen Rests, der mindestens ein Schwefelatom als ein Heteroatom enthält, schließen jene der folgenden Formeln (L-16) bis (L-22) ein. [Formel 71]
[Formel 72]
[Formel 73]
[Formel 74]
[Formel 75]
In den Formeln (L-1) bis (L-26) kann R, wie in Bezug auf die Formeln (H-1) bis (H-31) erwähnt, definiert werden.
In den Formeln (L-9), (L-10), (L-19) und (L-20) kann R', wie in Bezug auf die Formel (H-26) und (H-30) erwähnt, definiert werden.
Als lichtemittierende Gruppe kann ein Oligomer und ein Polymer verwendet werden.
Bestimmte Beispiele davon können den Rest, der durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von einer Verbindung erhalten wird, in der nicht weniger als zwei Verbindungen, die in der Art gleich oder verschieden sein können, durch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an R gebunden sind, wie in den vorstehenden Formeln (L-1) bis (E-26) gezeigt.
Die funktionelle Seitenkette kann einzeln vorhanden sein, oder zwei oder mehrere unterschiedliche funktionelle Seitenketten können vorhanden sein.
Im Hinblick auf die Verbesserung der Lochtransportierbarkeit ist die funktionelle Seitenkette vorzugsweise eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe; stärker bevorzugt
ein einwertiges aromatisches Amin, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält,
ein einwertiges Carbazolderivat, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält,
ein einwertiger Metallkomplex, der zwei oder mehr Stickstoffatome enthält, oder
ein einwertiger Rest, der mindestens ein Stickstoffatom und mindestens ein anderes Heteroatom als das (die) Stickstoffatom(e) enthält;
weiter bevorzugt
ein einwertiges aromatisches Amin, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält,
ein einwertiges Carbazolderivat, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält, oder
ein einwertiger Metallkomplex, der zwei oder mehr Stickstoffatome enthält; und am stärksten bevorzugt
ein einwertiges aromatisches Amin, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält, oder
ein einwertiges Carbazolderivat, das zwei oder mehr Stickstoffatome enthält.
Im Hinblick auf die Verbesserung der Lochinjizierbarkeit/Transportierbarkeit ist die funktionelle Seitenkette vorzugsweise ein einwertiger Rest der folgenden Formel (H-A). [Formel 76]
In der Formel (H-A) stellen Ar₁₀₁ und Ar₁₀₂ jeweils unabhängig einen Arylenrest und einen zweiwertigen heterocyclischen Rest oder einen zweiwertigen Rest mit Metallkomplexstruktur dar; Ar₁₀₃, Ar₁₀₄ und Ar₁₀₅ stellen jeweils unabhängig einen Arylrest und einen einwertigen heterocyclischen Rest dar; Ar₁₀₂ und Ar₁₀₃ und Ar₁₀₄ und Ar₁₀₅ können gegenseitig verbunden sein, wobei ein Ring gebildet wird.
Der Arylenrest, zweiwertige heterocyclische Rest, Arylrest und einwertige heterocyclische Rest weisen die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Der zweiwertige Rest mit Metallkomplexstruktur bezieht sich auf einen zweiwertigen Rest, erhalten durch Abspalten von zwei Wasserstoffatomen von einem organischen Liganden eines Metallkomplexes mit dem organischen Liganden.
Die Zahl der Kohlenstoffatome des organischen Liganden beträgt im Allgemeinen etwa 4 bis 60. Beispiele davon schließen 8-Chinolinol und ein Derivat davon, Benzochinolinol und ein Derivat davon, 2-Phenylpyridin und ein Derivat davon, 2-Phenylbenzthiazol und ein Derivat davon, 2-Phenylbenzoxazol und ein Derivat davon und Porphyrin und ein Derivat davon ein.
Beispiele des Kernmetalls des Komplexes schließen Aluminium, Zink, Beryllium, Iridium, Platin, Gold, Europium und Terbium ein.
Beispiele des Metallkomplexes mit einem organischen Liganden schließen Metallkomplexe ein, die als fluoreszierendes Material mit niedrigem Molekulargewicht und phosphoreszierendes Material und Triplettlicht emittierende Komplexe bekannt sind.
Bestimmte Beispiele des zweiwertigen Rests mit Metallkomplexstruktur schließen jene der folgenden Formeln 126 bis 132 ein. [Formel 77]
In den vorstehenden Formeln 126 bis 132 weist R die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Im Hinblick auf die Synthese ist Ar₁₀₂ vorzugsweise ein Arylenrest und weiter bevorzugt ein Rest, der durch eine der Formeln 1 bis 19 dargestellt wird.
Im Hinblick auf die Synthese sind Ar₁₀₃, Ar₁₀₄ und Ar₁₀₅ vorzugsweise jeweils unabhängig ein Arylrest und weiter bevorzugt eine Phenyl-, 1-Naphthyl-, 2-Naphthyl-, 1-Anthracenyl-, 2-Anthracenyl- oder 9-Anthracenylgruppe.
Im Hinblick auf die Synthese ist Ar₁₀₁ vorzugsweise ein Arylenrest.
Wenn Ar₁₀₂ und Ar₁₀₃ und Ar₁₀₄ und Ar₁₀₅ jeweils einen Ring bilden, wird der Ring vorzugsweise über -JJ- (-JJ- stellt eine direkte Bindung, -O-, -S- und -CH₂- dar) gebildet.
Im Hinblick auf die Verbesserung der Elektronentransportierbarkeit ist eine funktionelle Seitenkette vorzugsweise eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe; stärker bevorzugt
ein einwertiger Al- oder Zn-Komplex, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom enthält;
ein einwertiger Komplex außer Al- und Zn-Komplexe, der mindestens ein Heteroatom, außer einem Stickstoffatom, und ein Element, ausgewählt aus Elementen der zweiten bis vierten Periode des Periodensystems, enthält;
ein einwertiger Rest, der mindestens ein Schwefelatom allein als ein Heteroatom enthält; oder
ein einwertiger Rest, der zwei oder mehrere Stickstoffatome allein als ein Heteroatom enthält; und
weiter bevorzugt
ein einwertiger Al- oder Zn-Komplex, der mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom enthält;
ein einwertiger Rest, der mindestens ein Schwefelatom allein als ein Heteroatom enthält; oder ein einwertiger Rest, der zwei oder mehrere Stickstoffatome allein als ein Heteroatom enthält.
Außerdem ist im Hinblick auf die Verbesserung der Elektronentransportierbarkeit eine funktionelle Seitenkette vorzugsweise ein einwertiger Rest, der durch eine der folgenden Formeln (E-A) bis (E-C) dargestellt wird. [Formel 78]
In den Formeln (E-A) bis (E-C) stellen Ar₁₀₇ bis Ar₁₁₁ jeweils unabhängig einen Arylenrest, einen zweiwertigen heterocyclischen Rest oder einen zweiwertigen Rest mit Metallkomplexstruktur dar; Ar₁₀₆, Ar₁₀₈, Ar₁₀₉ und Ar₁₁₀ sind jeweils unabhängig ein Arylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest; Q₁ ist ein Sauerstoffatom, Schwefelatom oder -N(R₁₀₁)-; Q₂, Q₃, Q₄, Q₅ und Q₆ stellen ein Stickstoffatom oder -C(R₁₀₂)- dar; und R₁₀₁ und R₁₀₂ sind die gleichen Reste wie die im Fall von R definierten.
Der Arylenrest, zweiwertige heterocyclische Rest, zweiwertige Rest mit Metallkomplexstruktur, Arylrest und einwertige heterocyclische Rest sind die gleichen wie vorstehend definiert.
Im Hinblick auf die Verbesserung von Elektroneninjizierbarkeit/Transportierbarkeit ist Ar₁₀₆ der vorstehenden Formel (E-A) vorzugsweise ein einwertiger heterocyclischer Rest.
Im Hinblick auf die Synthese ist Ar₁₀₇ der vorstehenden Formel (E-B) vorzugsweise ein zweiwertiger heterocyclischer Rest und einer der Reste der Formeln 39 bis 72 und 111 bis 125.
Außerdem ist im Hinblick auf die Synthese Ar₁₀₈ der vorstehenden Formel (E-B) vorzugsweise ein einwertiger heterocyclischer Rest.
Außerdem sind im Hinblick auf die Synthese Ar₁₀₉ und Ar₁₁₀ der vorstehenden Formel (E-C) vorzugsweise jeweils unabhängig ein Arylrest und weiter bevorzugt eine Phenyl-, 1-Naphthyl-, 2-Naphthyl-, 1-Anthracenyl-, 2-Anthracenyl- oder 9-Anthracenylgruppe.
Außerdem ist im Hinblick auf die Synthese Ar₁₁₁ vorzugsweise ein Arylenrest und weiter bevorzugt einer der Reste der Formeln 1 bis 19.
Im Hinblick auf die Verbesserung von Elektroneninjizierbarkeit/Transportierbarkeit sind von den Formeln (E-A) bis (E-C) die Formeln (E-A) und (E-B) bevorzugt und ist die Formel (E-B) weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission ist eine funktionelle Seitenkette vorzugsweise eine lichtemittierende Gruppe; s
tärker bevorzugt
ein einwertiger kondensierter polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoffrest,
ein einwertiger Rest mit zwei oder mehr kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffresten, die darin verbunden sind, oder
ein einwertiger heterocyclischer Rest, der mindestens ein Stickstoffatom und/oder Sauerstoffatom allein als Heteroatom enthält; und
weiter bevorzugt
ein einwertiger Rest mit zwei oder mehr kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffresten, die darin verbunden sind, oder
ein einwertiger heterocyclischer Rest, der mindestens ein Stickstoffatom und/oder Sauerstoffatom allein als Heteroatom enthält.
Im Hinblick auf die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission ist eine funktionelle Seitenkette vorzugsweise ein einwertiger Rest, der eine durch (L-A) oder (L-B) dargestellte Teilstruktur enthält. [Formel 79]
In der Formel (L-A) oder (L-B) stellen Q₇ und Q₈ ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, -C(R₁₀₃R₁₀₄)-, -Si(R₁₀₅R₁₀₆)-, -N(R₁₀₇)-, -C(=O)- oder -S(=O)- dar; Q₉, Q₁₀, Q₁₁ und Q₁₂ stellen ein Stickstoffatom oder -C(R₁₀₈)- dar; und R₁₀₃ bis R₁₀₈ stellen die gleichen Reste wie die im Fall von R definierten dar.
Im Hinblick auf die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission, stellen Q₇ und Q₈ ein Sauerstoffatom, -C(R₁₀₃R₁₀₄)-, -N(R₁₀₇)- und -C(=O)-; und weiter bevorzugt ein Sauerstoffatom, -N(R₁₀₇)- und -C(=O)- dar.
Im Hinblick auf die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission sind Q₉, Q₁₀, Q₁₁ und Q₁₂ vorzugsweise -C(R₁₀₈)-.
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine in einer funktionellen Seitenkette enthaltene funktionelle Gruppe direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom einer sich wiederholenden Einheit gebunden ist oder an eine sich wiederholende Einheit über -R_J-X- gebunden ist.
Die „funktionelle Gruppe ist direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom einer sich wiederholenden Einheit gebunden" bedeutet, dass die funktionelle Gruppe der funktionellen Seitenkette direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom gebunden ist, das in der sich wiederholenden Einheit enthalten ist.
Beispiele des gesättigten Kohlenstoffatoms einer sich wiederholenden Einheit, an die eine funktionelle Gruppe direkt gebunden ist, schließen jene ein, die sich in der mit * in den nachstehenden Formeln markierten Stellung befinden. [Formel 80]
R_J von -(R_J-X)- stellt einen Alkylenrest dar, der substituiert sein kann. X stellt eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, S=O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰, BR¹¹, PR¹² oder P(=O)R¹³; stärker bevorzugt eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰ oder BR¹¹; weiter bevorzugt eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, SiR⁸R⁹ oder NR¹⁰ und am stärksten bevorzugt eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom und Schwefelatom dar.
Der Alkylenrest, der substituiert sein kann, weist im Allgemeinen etwa 1 bis 12 Kohlenstoffatome auf. Beispiele des Substituenten schließen einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe und Cyanogruppe ein.
Bevorzugte Beispiele des Alkylenrests schließen -C₃H₆-, -C₄H₈-, -C₅H₁₀-, -C₆H₁₂-, -C₈H₁₆- und -C₁₀H₂₀- ein.
Die Reste R⁸ bis R¹³ sind hier die gleichen wie die bei R¹ bis R⁷ definierten.
Wenn die sich wiederholende Einheit ein zweiwertiger heterocyclischer Rest ist, ist im Hinblick auf die Synthese X vorzugsweise ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom und weiter bevorzugt ein Sauerstoffatom.
Wenn die sich wiederholende Einheit ein zweiwertiger kondensierter polycyclischer Kohlenwasserstoffrest, dessen sich wiederholende Einheit keinen 5-gliedrigen Ring enthält, oder ein zweiwertiger Rest der vorstehenden Formel (1) ist, ist im Hinblick auf die Synthese X vorzugsweise eine direkte Bindung.
Wenn die sich wiederholende Einheit ein zweiwertiges aromatisches Amin ist, ist im Hinblick auf die Synthese X vorzugsweise ein Sauerstoffatom oder ein Schwefelatom und weiter bevorzugt ein Sauerstoffatom.
Im Hinblick auf die Synthese sind vorzugsweise zwei funktionelle Seitenketten vorhanden.
Eine der wünschenswerten Eigenschaften einer Polymerverbindung für eine Polymer-LED ist Lochinjizierbarkeit. Die Lochinjizierbarkeit hängt im Allgemeinen vom Energiewert des höchsten besetzten Molekülorbitals (HOMO) einer Polymerverbindung ab. Je kleiner der absolute Wert der HOMO-Energie ist, desto besser ist die Lochinjizierbarkeit. In einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung beträgt im Hinblick auf Lochinjizierbarkeit der absolute Wert der HOMO-Energie vorzugsweise 5,6 eV oder weniger; weiter bevorzugt 5,5 eV oder weniger; und am stärksten bevorzugt 5,4 eV oder weniger.
Die HOMO-Energie wird durch Messen des Oxidationspotentials einer Polymerverbindung unter Verwendung von cyclischer Voltametrie (CV) und Berechnen der Energie, basierend auf dem Wert des Oxidationspotentials, erhalten. Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung nimmt das Oxidationspotential einen negativen Wert an. Je niedriger das Oxidationspotential ist (je größer der absolute Wert des Oxidationspotentials ist), desto kleiner ist der absolute Wert der HOMO-Energie. So wird die Lochinjizierbarkeit verbessert. Wenn die HOMO-Energie basierend auf dem Wert des Oxidationspotentials berechnet wird, wird, da das Berechnungsverfahren abhängig von der Art der Elektrode und des Lösungsmittels, die bei der CV verwendet werden, variiert, eine Berechnung durch Korrektur des Fehlers zwischen den Elektroden und Lösungsmitteln unter Bezugnahme auf das elektrochemische Handbuch, 5. Ausgabe (2000, veröffentlicht von Maruzen Co., Ltd.) vorgenommen.
Eine der erwünschten Eigenschaften einer Polymerverbindung für eine Polymer-LED ist Elektroneninjizierbarkeit. Die Elektroneninjizierbarkeit hängt im Allgemeinen von dem Energiewert des niedrigsten nicht besetzten Molekülorbitals (LUMO) einer Polymerverbindung ab. Je größer der absolute Wert des LUMO-Energiewerts ist, desto besser ist die Elektroneninjizierbarkeit. Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung beträgt im Hinblick auf die Elektroneninjizierbarkeit der absolute Wert der LUMO-Energie vorzugsweise 2,2 eV oder mehr; weiter bevorzugt 2,4 eV oder mehr; und am stärksten bevorzugt 2,5 eV oder mehr.
Ähnlich zu der Berechnung der HOMO-Energie wird die LUMO-Energie durch Messen des Reduktionspotentials einer Polymerverbindung unter Verwendung von cyclischer Voltametrie (CV) und Berechnen der Energie, basierend auf dem Wert des Reduktionspotentials, erhalten. Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung nimmt das Reduktionspotential einen negativen Wert an. Je höher das Reduktionspotential ist (je kleiner der absolute Wert des Reduktionspotentials ist), desto größer ist der absolute Wert der LUMO-Energie. So wird die Elektroneninjizierbarkeit verbessert. Wenn die LUMO-Energie basierend auf dem Wert des Reduktionspotentials berechnet wird, wird, da das Berechnungsverfahren abhängig von der Art der Elektrode und des Lösungsmittels, die bei der CV verwendet werden, variiert, eine Berechnung durch Korrektur des Fehlers zwischen den Elektroden und Lösungsmitteln unter Bezugnahme auf das elektrochemische Handbuch, 5. Ausgabe (2000, veröffentlicht von Maruzen Co., Ltd.) vorgenommen.
Bei einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung beträgt im Hinblick auf die Lebensdauer einer Vorrichtung das Zahlenmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, vorzugsweise 10³ bis 10⁸; stärker bevorzugt 10³ bis 10⁷; und am stärksten bevorzugt 10⁴ bis 10⁷.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts, die hier verwendet werden, wurden umgerechnet auf Polystyrol gemäß Größenausschlußchromatographie (SEC) (LC-10Avp, hergestellt von Shimadzu Corporation) erhalten. Das zu messende Polymer wurde in Tetrahydrofuran gelöst, so dass eine Konzentration von etwa 0,5 Gew.-% erhalten wurde. 50 μl der erhaltenen Lösung wurden in GPC gegossen. Tetrahydrofuran wurde als mobile Phase des GPC verwendet und mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,6 ml/min zugeführt. Die Säule wurde durch serielles Verbinden von zwei Säulen TSKgel SuperHM-H (hergestellt von Tosoh Corporation) direkt mit einer einzelnen Säule TSKgel Super H2000 (hergestellt von Tosoh Corporation) hergestellt. Als Detektor wurde ein Differential-Brechungsindex-Detektor (RID-10A, hergestellt von Shimadzu Corporation) verwendet.
Bevorzugte Beispiele der in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Polymerverbindung werden hier beschrieben.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese
sind, wenn die sich wiederholende Einheit der Hauptkette ein zweiwertiger heterocyclischer Rest ist, die folgenden Formeln (5-1) bis (5-17) bevorzugt;
sind, wenn die sich wiederholende Einheit der Hauptkette ein zweiwertiger kondensierter polycyclischer Kohlenwasserstoffrest ist, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, die folgenden Formeln (5-18) bis (5-35) bevorzugt;
sind, wenn die sich wiederholende Einheit der Hauptkette der Rest der vorstehenden Formel (3) ist, die folgenden Formeln (5-36) bis (5-55) bevorzugt; und
sind, wenn die sich wiederholende Einheit der Hauptkette eine zweiwertige aromatische Amingruppe ist, die folgenden Formeln (5-56) bis (5-60) bevorzugt.
Die Polymere der Formeln (5-1) bis (5-60) können einen Substituenten aufweisen.
Beispiele des Substituenten können die gleichen wie vorstehend sein. [Formel 81-1]
[Formel 81-2]
[Formel 82-1]
[Formel 82-2]
[Formel 83-1]
[Formel 83-2]
[Formel 84]
In den Formeln weisen X₈₇ bis X₁₀₁ die gleiche Bedeutung wie im Fall von X₁ bis X₈₆ auf; Y₃₀ bis Y₃₆ weisen die gleiche Bedeutung wie im Fall von Y₁ bis Y₂₉ auf; -J- stellt -R_J-X- dar; Fun stellt eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe und/oder Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und/oder eine lichtemittierende Gruppe dar; und R_W1 bis R_W4 und R_X1 bis R_X4 weisen die gleiche Bedeutung wie im Fall von R_W bis R_X auf.
R_J und X weisen die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Die Lochinjizierungs-/Transportgruppe und/oder Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und/oder lichtemittiernde Gruppe weisen die vorstehend angegebene Bedeutung auf.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den Formeln (5-1) bis (5-60) X₈₇ bis X₁₀₁ vorzugsweise ein Stickstoffatom, Boratom und -Si(R¹)=; stärker bevorzugt ein Stickstoffatom und -Si(R¹)=; und weiter bevorzugt ein Stickstoffatom.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den Formeln (5-1) bis (5-60) Y₃₀ bis Y₃₆ vorzugsweise ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, -N(R⁴)-, -B(R⁵)-, -Si(R⁶)(R⁷)- und -P(R⁸)-; stärker bevorzugt ein Sauerstoffatom, Schwefelatom und -N(R⁴)-, -B(R⁵)- und -Si(R⁶)(R⁷)-; und weiter bevorzugt ein Sauerstoffatom, Schwefelatom und -N(R⁴)- und -Si(R⁶)(R⁷).
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den vorstehenden Formeln (5-1) bis (5-60), wenn der Alkylenrest, der in der Stellung J substituiert sein kann, einen Substituenten aufweist, ein Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest bevorzugt; ein Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxyrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest sind stärker bevorzugt; ein Alkyl-, Alkoxy-, Arylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest sind weiter bevorzugt; und ein Alkyl-, Alkoxy- und Arylrest sind am stärksten bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind, wenn das Kohlenstoffatom des Alkylenrests, der substituiert sein kann und an die Hauptkette gebunden ist, substituiert ist, -O-, -S-, -CO-, -, -SiR⁸R⁹-, -NR¹⁰- und -BR¹¹- bevorzugt; und -O-, -S-, -SiR⁸R⁹ und -NR¹⁰- sind bevorzugt; -O-, -S- und -NR¹⁰- sind bevorzugt; und -O- und -NR¹⁰- sind am stärksten bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den vorstehenden Formeln (5-1) bis (5-60), wenn Fun eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe ist,
die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (H-1) bis (H-31) erhalten werden, bevorzugt;
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (H-1) bis (H-3), (H-5) und (H-15) bis (H-17) erhalten werden, stärker bevorzugt; und
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (H-1), (H-2), (H-15) und (H-16) erhalten werden, weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den vorstehenden Formeln (5-1) bis (5-60), wenn Fun eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe ist,
die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (E-1) bis (E-44) erhalten werden, bevorzugt,
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (E-1) bis (E-10), (E-28) bis (E-31) und (E-41) bis (E-44) erhalten werden, stärker bevorzugt;
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (E-1), (E-2), (E-4) bis (E-6), (E-28), (E-31), (E-41) und (E-42) erhalten werden, weiter bevorzugt; und
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (E-1), (E-2), (E-28), (E-31), (E-41) und (E-42) erhalten werden, am stärksten bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind in den vorstehenden Formeln (5-1) bis (5-60), wenn Fun eine lichtemittierende Gruppe ist,
die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (L-1) bis (L-26) erhalten werden, bevorzugt;
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (L-6) bis (L-8) und (L-9) bis (L-16) erhalten werden, stärker bevorzugt;
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (L-6), (L-7) und (L-9) bis (L-14) erhalten werden, weiter bevorzugt; und
sind die Reste, die durch Abspalten eines einzelnen R oder eines Wasserstoffatoms an R von den Formeln (L-6), (L-7) und (L-9) bis (L-14) erhalten werden, am stärksten bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese ist in den vorstehenden Formeln (H-1) bis (H-31), (E-1) bis (E-44) und (L-1) bis (L-26) R vorzugsweise ein Wasserstoffatom, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest; stärker bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxyrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest; weiter bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-, Alkoxy-, Arylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest; und am stärksten bevorzugt ein Wasserstoffatom, Alkyl-, Alkoxy- und Arylrest.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind von den vorstehenden Formeln (5-1) bis (5-17), in denen die sich wiederholende Einheit der Hauptkette ein zweiwertiger heterocyclischer Rest ist, die Formeln (5-1) bis (5-4), (5-7) bis (5,9) und (5-10) bis (5-13) bevorzugt; sind die Formeln (5-1), (5-2), (5-7) bis (5-9) und (5-10) bis (5-13) stärker bevorzugt; und sind die Formeln (5-7), (5-8), (5-11) und (5-13) weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind von den vorstehenden Formeln (5-18) bis (5-35), der ein zweiwertiger kondensierter polycyclischer Kohlenwasserstoffrest ist, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, die Formeln (5-18) bis (5-21), (5-24) bis (5-31), (5-32) und (5-33) bevorzugt; sind die Formeln (5-18), (5-19), (5-24) bis (5-31), (5-32) und (5-33) stärker bevorzugt; und sind die Formeln (5-25), (5-26), (5-29) und (5-30) weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind von den Formeln (5-36) bis (5-55), die Reste der vorstehenden Formel (3) sind,
die Formeln (5-36), (5-38) bis (5-40), (5-42) bis (5-44), (5-46) bis (5-48), (5-50) bis (5-52) und (5-54) bevorzugt; und
sind die Formeln (5-36), (5-40), (5-44) bis (5-48) und (5-52) weiter bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind von den Formeln (5-56) bis (5-60), die eine zweiwertige aromatische Amingruppe sind, die Formeln (5-56) bis (5-58) am stärksten bevorzugt.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission, die Haltbarkeit einer Vorrichtung und leichte Synthese sind, wenn die Reste der Formeln (5-1) bis (5-60) einen Substituenten aufweisen,
ein Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest bevorzugt;
ein Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxyrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest stärker bevorzugt; und
sind ein Alkyl-, Alkoxy-, Arylrest und ein einwertiger heterocyclischer Rest; und am stärksten bevorzugt ein Alkyl-, Alkoxy- und Arylrest sind weiter bevorzugt.
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung ist vorzugsweise ein Copolymer, das die vorstehend genannte sich wiederholende Einheit und eine oder mehrere andere Arten von sich wiederholenden Einheiten im Hinblick auf die Änderung der Wellenlänge der Lichtemission, die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission und Verbesserung der Wärmebeständigkeit enthält. Beispiele der „anderen Arten von sich wiederholenden Einheiten" schließen vorzugsweise jene der folgenden Formel (8) ein. -Ar₈- (8)wobei Ar₈ jeweils unabhängig einen Arylenrest, zweiwertigen heterocyclischen Rest oder zweiwertigen Rest mit Metallkomplexstruktur darstellt.
Der Arylenrest, zweiwertige heterocyclische Rest oder zweiwertige Rest eines Metallkomplexes stellen die gleichen Reste wie vorstehend dar.
Von den sich wiederholenden Einheiten der vorstehenden Formel (8) sind jene der folgenden Formeln (9), (10), (11) oder (12) bevorzugt. [Formel 85]
wobei R_a einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe oder Cyanogruppe darstellt; a eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellt; und, wenn mehrere R_a vorhanden sind, sie gleich oder verschieden sein können. [Formel 86]
wobei R_b und R_c jeweils unabhängig einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe oder Cyanogruppe darstellen;
b und c jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 3 darstellen; und,
wenn mehrere R_b und R_c vorhanden sind, sie gleich oder verschieden sein können. [Formel 87]
wobei R_d einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe oder Cyanogruppe darstellt;
d eine ganze Zahl von 0 bis 2 darstellt;
Ar₉ und Ar₁₀ jeweils unabhängig einen Arylenrest, einen zweiwertigen heterocyclischen Rest oder einen zweiwertigen Rest mit einem Metallkomplex darstellen;
m und n jeweils unabhängig 0 oder 1 darstellen;
Z₁ O, S, SO, SO₂, Se oder Te ist; und,
wenn mehrere R_d vorhanden sind, sie gleich oder verschieden sein können. [Formel 88]
wobei R_e und R_f jeweils unabhängig einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, ein Halogenatom, einen Acyl-, Acyloxy-, Iminrest, eine Amid-, Säureimidgruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest, eine Carboxylgruppe, substituierte Carboxylgruppe oder Cyanogruppe darstellen;
e und f jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 bis 4 darstellen;
Z₂ O, S, SO, SO₂, Se, Te, N-R¹⁴ oder SiR¹⁵R¹⁶ ist;
Z₃ und Z₄ jeweils unabhängig N oder C-R¹⁷ darstellen;
R¹⁴, R¹⁵, R¹⁶ und R¹⁷ jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, einen Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest oder einen einwertigen heterocyclischen Rest darstellen; und,
wenn mehrere R_c, R_f und R¹⁷ vorhanden sind, sie gleich oder verschieden sein können.
Beispiele des 5-gliedrigen Rings in der Mitte der sich wiederholenden Einheit der Formel (12) schließen Thiadiazol, Oxadiazol, Triazol, Thiophen, Furan und Silol ein.
Von den sich wiederholenden Einheiten der vorstehenden Formel (8) sind die sich wiederholenden Einheiten der vorstehenden Formel (13) auch im Hinblick auf die Änderung der Wellenlänge der Lichtemission, die Verbesserung des Wirkungsgrads der Lichtemission und Verbesserung der Wärmebeständigkeit bevorzugt. [Formel 89]
wobei Ar₁₁, Ar₁₂, X₁₃ und Ar₁₄ jeweils unabhängig einen Arylenrest oder einen zweiwertigen heterocyclischen Rest darstellen; Ar₁₅, Ar₁₆ und Ar₁₇ jeweils unabhängig einen Arylrest oder einen einwertigen heterocyclischen Rest darstellen; Ar₁₁, A₁₂, X₁₃, Ar₁₄ und Ar₁₅ einen Substituenten aufweisen können; und o und p jeweils unabhängig eine ganze Zahl von 0 oder 1 darstellen und 0 ≤ o + p ≤ 1.
Bestimmte Beispiele der sich wiederholenden Einheit der vorstehenden Formel (13) schließen jene der folgenden Formeln 133 bis 140 ein. [Formel 90]
[Formel 91]
[Formel 92]
In den vorstehenden Formeln weist R die gleiche Bedeutung wie bei den vorstehenden Formeln 1 bis 132 auf. Um die Löslichkeit einer Polymerverbindung in einem Lösungsmittel zu erhöhen, weist die Polymerverbindung vorzugsweise mindestens ein anderes Atom als ein Wasserstoffatom auf und die Symmetrie in der Form einer sich wiederholenden Einheit, die einen Substituenten einschließt, ist vorzugsweise gering.
In den vorstehenden Formeln ist, wenn R ein Substituent ist, der Alkyl einschließt, zum Erhöhen der Löslichkeit einer Polymerverbindung in einem Lösungsmittel mindestens ein cyclisches oder verzweigtes Alkyl vorzugsweise enthalten.
Außerdem können in den vorstehenden Formeln, wenn R teilweise einen Arylrest und einen heterocyclischen Rest enthält, diese Reste einen oder mehrere Substituenten aufweisen.
In der sich wiederholenden Einheit der vorstehenden Formel (13) ist bevorzugt, dass Ar₁₁, Ar₁₂, Ar₁₃ und Ar₁₄ jeweils unabhängig einen Arylenrest darstellen; Ar₁₅, Ar₁₆ und Ar₁₇ jeweils unabhängig einen Arylrest darstellen.
Unter ihnen stellen Ar₁₅, Ar₁₆ und Ar₁₇ vorzugsweise jeweils unabhängig einen Arylrest mit 3 oder mehr Substituenten; stärker bevorzugt eine Phenylgruppe mit 3 oder mehr Substituenten, eine Naphthylgruppe mit 3 oder mehr Substituenten oder eine Anthranylgruppe mit 3 oder mehr Substituenten; und weiter bevorzugt eine Phenylgruppe mit 3 oder mehr Substituenten dar.
Unter ihnen ist bevorzugt, dass Ar₁₅, Ar₁₆ und Ar₁₇ jeweils unabhängig die folgende Formel (13-1) darstellen und die Beziehung: o + p = 1 erfüllen. [Formel 93]
wobei R¹⁴, R¹⁵ und R¹⁶ jeweils unabhängig einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkylthio-, Aryl-, Aryloxy-, Arylthio-, Arylalkyl-, Arylalkoxy-, Arylalkylthio-, Arylalkenyl-, Arylalkinylrest, eine Aminogruppe, substituierte Aminogruppe, Silylgruppe, substituierte Silylgruppe, Silyloxygruppe, substituierte Silyloxygruppe, einen einwertigen heterocyclischen Rest oder ein Halogenatom darstellen.
Stärker bevorzugt stellen in der Formel (13-1) R¹⁴ und R¹⁵ jeweils unabhängig einen Alkylrest mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen oder einen Alkylthiorest mit 3 oder weniger Kohlenstoffatomen dar; und R₁₂ ist ein Alkylrest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, ein Alkoxyrest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen oder ein Alkylthiorest mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen.
Im Hinblick auf den Wirkungsgrad der Lichtemission ist die sich wiederholende Einheit der vorstehenden Formel (8) vorzugsweise ein kondensierter Ring und stärker bevorzugt ein zweiwertiger Rest, der durch eine der vorstehenden Formeln 30 bis 38, G bis N, 49 bis 93, O bis Z und AA bis AC dargestellt wird.
Unter ihnen sind im Hinblick auf die Synthese zweiwertige Reste der vorstehenden Formeln 30 bis 32, 36, G, J, K, M, 49 bis 68, 79 bis 93 bevorzugt; und zweiwertige Reste der vorstehenden Formeln 30, 31, 36, G, K, M, 54, 65, 67, 79, 82, 83, 87 und 93 sind stärker bevorzugt; und zweiwertige Reste der vorstehenden Formeln 36, G, K, 79, 82, 83, 87 und 93 sind weiter bevorzugt.
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung kann ein statistisches, Block- oder Pfropfcopolymer, ein Polymer mit einer Zwischenstruktur zwischen ihnen, zum Beispiel ein statistisches Copolymer analog zu einem Blockcopolymer, sein. Im Hinblick auf den Erhalt eines lichtemittierenden Polymers mit hoher Quantenausbeute der Fluoreszenz und Phosphoreszenz ist ein statistisches Copolymer analog zu einem Blockcopolymer, ein Blockpolymer oder Pfropfcopolymer gegenüber einem vollständig statistischen Copolymer stärker bevorzugt. Nicht nur Copolymere mit einer verzweigten Kette und drei oder mehr terminalen Enden, sondern auch ein Dendrimer sind eingeschlossen.
In einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung können, wenn eine polymerisierbare Gruppe als endständige Gruppe davon verbleibt, die Lichtemissionseigenschaft und Lebensdauer der unter Verwendung des Polymers erhaltenen Vorrichtung abnehmen. Daher kann die endständige Gruppe durch eine stabile Gruppe geschützt werden. Die stabile Gruppe mit einer konjugierten Bindung, die sich in die Konjugationsstruktur der Hauptkette fortsetzt, ist bevorzugt, zum Beispiel kann eine Struktur, die an einen Arylrest oder einen heterocyclischen Rest über eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung gebunden ist, aufgeführt werden. Bestimmte Beispiele davon schließen die in der Formel 10 von JP-A-09-45478 gezeigten Substituenten ein.
Beispiele eines guten Lösungsmittels für eine erfindungsgemäße Polymerverbindung schließen Chloroform, Dichlormethan, Dichlorethan, Tetrahydrofuran, Toluol, Xylol, Mesitylen, Tetralin, Decalin und n-Butylbenzol ein. Die Konzentration einer Polymerverbindung variiert abhängig von der Struktur und dem Molekulargewicht der Polymerverbindung; jedoch kann die Polymerverbindung in diesen Lösungsmitteln in einer Konzentration von 0,1 Gew.-% oder mehr gelöst werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung erklärt.
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung kann unter Verwendung einer durch V₁-Q-V₂ dargestellten Verbindung als eine der Ausgangssubstanzen und Unterziehen der Ausgangssubstanzen einer Kondensationspolymerisation hergestellt werden.
Q weist eine funktionelle Seitenkette mit einer funktionellen Gruppe auf, einschließlich einer Lochinjizierungs-/Transportgruppe und/oder einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und/oder einer lichtemittierenden Gruppe. Die funktionelle Gruppe, die direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom einer sich wiederholenden Einheit oder an die sich wiederholende Einheit über -R_J-X- gebunden ist (R_J und X weisen die vorstehend angegebene Bedeutung auf), stellt einen zweiwertigen heterocyclischen Rest, einen zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, einen Rest der vorstehenden Formel (3) oder eine zweiwertige aromatische Amingruppe dar.
V₁ und V₂ stellen jeweils unabhängig einen in die Kondensationspolymerisation einbezogenen Substituenten dar.
Außerdem kann, wenn eine erfindungsgemäße Polymerverbindung eine sich wiederholende Einheit außer -Q- aufweist, eine Kondensationspolymerisation in der Gegenwart einer Verbindung durchgeführt werden, die als eine sich wiederholende Einheit außer -Q- dient und Substituenten aufweist, die in die Kondensationspolymerisation einbezogen sind.
Als Verbindung mit zwei Substituenten, die in die Kondensationspolymerisation einbezogen sind und als sich wiederholende Einheit außer der durch -Q- dargestellten sich wiederholenden Einheit dienen, kann zum Beispiel eine durch V₃-Ar₈-V₄ dargestellte Verbindung aufgeführt werden (wobei Ar₈ die vorstehend angegebene Bedeutung aufweist, V₃ und V₄ jeweils unabhängig einen in die Kondensationspolymerisation einbezogenen Sustituenten darstellen).
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung kann durch Unterziehen einer durch V₃-Ar₈-V₄ dargestellten Verbindung zusätzlich zu einer durch V₁-Q-V₂ dargestellten Verbindung einer Kondensationspolymerisation hergestellt werden.
Als eine Verbindung, die als eine sich wiederholende Einheit außer der durch die vorstehende Formel (8) dargestellten sich wiederholenden Einheit dient und zwei Substituenten aufweist, die der vorstehenden Formel (13) entsprechen und in die Kondensationspolymerisation einbezogen sind, kann eine Verbindung der folgenden Formel (14) aufgeführt werden. [Formel 94]
wobei die Definitionen und bevorzugten Beispiele von Ar₁₁, Ar₁₂, Ar₁₃, Ar₁₄, Ar₁₅, Ar₁₆, Ar₁₇, o und p die vorstehend angegebene Bedeutung haben; und V₅ und V₆ jeweils unabhängig einen Substituenten darstellen, der in die Kondensationspolymerisation einbezogen ist.
In einem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schließen Beispiele des Substituenten, der in eine Kondensationspolymerisation einbezogen ist, ein Halogenatom, einen Alkylsulfonat-, Arylsulfonat-, Arylalkylsulfonatrest, eine Borsäureester-, Sulfoniummethyl-, Phosphoniummethyl-, Phosphonatmethyl-, monohalogenierte Methylgruppe, -B(OH), eine Formyl-, Cyano- und Vinylgruppe ein.
Beispiele des Halogenatoms schließen hier ein Fluoratom, Chloratom, Bromatom und Iodatom ein.
Beispiele des Alkylsulfonatrests schließen eine Methansulfonat-, Ethansulfonat- und Trifluormethansulfonatgruppe ein. Beispiele des Arylsulfonatrests schließen eine Benzolsulfonat- und p-Toluolsulfonatgruppe ein. Beispiele des Arylsulfonatrests schließen eine Benzylsulfonatgruppe ein.
Beispiele der Borsäureestergruppe schließen Gruppen der folgenden Formeln ein. [Formel 95]
wobei Me eine Methylgruppe darstellt und Et eine Ethylgruppe darstellt.
Beispiele der Sulfoniummethylgruppe schließen Gruppen der folgenden Formeln ein. -CH₂S⁺Me₂X^–, -CH₂S⁺Ph₂X^– wobei X ein Halogenatom darstellt und Ph eine Phenylgruppe darstellt.
Beispiele der Phosphoniummethylgruppe schließen Gruppen der folgenden Formel ein. -CH₂P⁺Ph₂X^–, wobei X ein Halogenatom darstellt.
Beispiele der Phosphonatmethylgruppe schließen Gruppen der folgenden Formel ein. -CH₂PO(OR')₂, wobei X ein Halogenatom darstellt, R' einen Alkyl-, Aryl- oder Arylalkylrest darstellt.
Beispiele der monohalogenierten Methylgruppe schließen eine Methylfluoridgruppe, Methylchloridgruppe, Methylbromidgruppe und Methyliodidgruppe ein.
Ein bevorzugter Substituent als Substituent, der in die Kondensationspolymerisation einbezogen ist, variiert abhängig von der Art der Polymerisationsreaktion. Zum Beispiel kann in einer Reaktion, wie der Yamamoto-Kopplungsreaktion unter Verwendung eines Nickel(0)-Komplexes ein Halogenatom, Alkylsulfonatrest, Arylsulfonatrest oder Arylalkylsulfonatrest aufgeführt werden. In einer Reaktion, wie der Suzuki-Kopplungsreaktion unter Verwendung eines Nickelkatalysators oder Palladiumkatalysators kann ein Alkylsulfonatrest, Halogenatom, eine Borsäureestergruppe oder -B(OH)₂ aufgeführt werden.
Insbesondere kann ein Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer Verbindung, die mehrere in die Kondensationspolymerisation einbezogene Substituenten aufweist und als Monomer dient, falls erforderlich gelöst in einem organischen Lösungsmittel in Gegenwart von Alkali oder einem geeigneten Katalysator bei einer Temperatur vom Schmelzpunkt bis zum Siedepunkt (beide einschließlich) des organischen Lösungsmittels, zum Beispiel gemäß einem bekannten Verfahren durchgeführt werden, das in Veröffentlichtungen beschrieben ist, wie „Organic Reactions", Band 14, S. 270–490, John Wiley & Sons, Inc., (1965); „Organic Syntheses", Collective Volume VI, S. 407–411, John Wiley & Sons, Inc., (1988); Chem. Rev., Band 95, S. 2457 (1995); J. Organomet. Chem., Band 576, S. 147 (1999); und Makromol. Chem., Macromol. Symp., Band 12, S. 229 (1987).
Eine erfindungsgemäße Polymerverbindung kann unter Verwendung einer bekannten Kondensationsreaktion gemäß den in die Kondensationsreaktion einbezogenen Substituenten hergestellt werden.
Zum Beispiel kann ein Verfahren der Polymerisation der entsprechenden Monomere mit der Suzuki-Kopplungsreaktion, ein Polvmerisationsverfahren mit der Grignard-Reaktion, ein Polymerisationsverfahren unter Verwendung eines Ni(0)-Komplexes, ein Polymerisationsverfahren unter Verwendung eines Oxidationsmittels, wie FeCl₃, ein elektrochemisches Oxidationspolymerisationsverfahren und eine Polymerisation mit einem Verfahren der Zersetzung eines Polymerzwischenprodukts mit einer geeigneten Abgangsgruppe aufgeführt werden.
Unter ihnen sind ein Polymerisationsverfahren mit der Suzuki-Kopplungsreaktion, ein Polymerisationsverfahren mit der Grignard-Reaktion, ein Polymerisationsverfahren unter Verwendung eines Ni(0)-Komplexes bevorzugt, da eine Struktursteuerung leicht vorgenommen werden kann.
Von den Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren aufgeführt werden, in dem Substituenten (Y₁, Y₂, Y₃, Y₄, Y₅ und Y₆), die in die Kondensationspolymerisation einbezogen sind, jeweils unabhängig aus einem Halogenatom, Alkylsulfonatrest, Arylsulfonatrest und Arylalkylsulfonatrest ausgewählt sind und einer Kondensation und Polymerisation in der Gegenwart eines Ni(0)-Komplexes unterzogen werden.
Beispiele der Ausgangssubstanz schließen eine dihalogenierte Verbindung, Bis(alkylsulfonat)verbindung, Bis(arylsulfonat)verbindung, Bis(arylalkylsulfonat)verbindung oder Halogen-Alkylsulfonatverbindung, Halogen-Arylsulfonatverbindung, Halogen-Arylalkylsulfonatverbindung, Alkylsulfonat-Arylsulfonatverbindung, Alkylsulfonat-Arylalkylsulfonatverbindung und Alkylsulfonat-Arylalkylsulfonatverbindung ein.
In diesem Fall kann ein Verfahren zu Herstellung einer Polymerverbindung, die in der Sequenz gesteuert ist, unter Verwendung einer Halogen-Alkylsulfonatverbindung, Halogen-Arylsulfonatverbindung, Halogen-Arylalkylsulfonatverbindung, Arylalkylsulfonat-Arylsulfonatverbindung, Alkylsulfonat-Arylalkylsulfonatverbindung oder Arylsulfonat-Arylalkylsulfonat-Verbindung als Ausgangssubstanz aufgeführt werden.
Von den Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung wird vorzugsweise ein Verfahren aufgeführt, wobei in die Kondensationspolymerisation einbezogene Substituenten (Y₁, Y₂, Y₃, Y₄, Y₅ und Y₆) jeweils unabhängig aus einem Halogenatom, Alkylsulfonatrest, Arylsulfonatrest, Arylalkylsulfonatrest, einer Borsäuregruppe und Borsäureestergruppe ausgewählt sind und einer Kondensation und Polymerisation in Gegenwart eines Ni-Katalysators oder eines Palladiumkatalysators so unterzogen werden, dass das Verhältnis der gesamten Molzahl (J) der Halogenatome, Alkylsulfonat-, Arylsulfonat- und Arylalkylsulfonatreste, die in allen Ausgangssubstanzen enthalten sind, bezogen auf die gesamte Molzahl (K) der Borsäure (-B(OH)₂)-Gruppe und Borsäureestergruppe im Wesentlichen 1 beträgt (K/J liegt im Allgemeinen im Bereich von 0,7 bis 1,2).
Beispiele der bestimmten Kombination von Ausgangssubstanzen schließen Kombinationen einer dihalogenierten Verbindung, Bis(alkylsulfonat)verbindung, Bis(arylsulfonat)verbindung oder Bis(arylalkylsulfonat)verbindung und einer Diborsäureverbindung oder Diborsäureesterverbindung ein.
Außerdem kann eine Halogen-Borsäureverbindung, Halogen-Borsäureesterverbindung, Alkylsulfonat-Borsäureverbindung, Alkylsulfonat-Borsäureesterverbindung, Arylsulfonat-Borsäureverbindung, Arylsulfonat-Borsäureesterverbindung, Arylalkylsulfonat-Borsäureverbindung, Arylalkylsulfonat-Borsäureverbindung und Arylalkylsulfonat-Borsäureesterverbindung aufgeführt werden.
In diesem Fall kann ein Verfahren zur Herstellung einer Polymerverbindung, die in der Sequenz gesteuert ist, unter Verwendung einer Halogen-Borsäureverbindung, Halogen-Borsäureesterverbindung, Alkylsulfonat-Borsäureverbindung, Alkylsulfonat-Borsäureesterverbindung, Arylsulfonat-Borsäureverbindung, Arylsulfonat-Borsäureesterverbindung, Arylalkylsulfonat-Borsäureverbindung, Arylalkylsulfonat-Borsäureverbindung oder Arylalkylsulfonat-Borsäureesterverbindung als Ausgangssubstanzen aufgeführt werden.
Das organische Lösungsmittel variiert hier abhängig von den Verbindungen und der Umsetzung, die zu verwenden sind. Im Allgemeinen wird zum Unterdrücken einer Nebenreaktion eine Deoxidationsbehandlung im ausreichenden Maß auf das zu verwendende Lösungsmittel angewandt und die Umsetzung wird vorzugsweise unter einer inerten Atmosphäre durchgeführt. Ebenfalls wird ähnlich eine Entwässerungsbehandlung vorzugsweise verwendet. Jedoch wird diese nicht verwendet, wenn eine Umsetzung in einer binären Phase von Wasser und einem Lösungsmittel durchgeführt wird, wie bei einer Suzuki Kopplungsreaktion.
Beispiele des Lösungsmittel schließen ein
gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Cyclohexan;
ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylol;
halogenierte gesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Dichlormethan, Chlorbutan, Brombutan, Chlorpentan, Brompentan, Chlorhexan, Bromhexan, Chlorcyclohexan und Bromcyclohexan;
halogenierte ungesättigte Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Dichlorbenzol und Trichlorbenzol;
Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Butanol und t-Butylalkohol;
Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure und Propionsäure;
Ether, wie Dimethylether, Diethylether, Methyl-t-butylether, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran und Dioxan;
Amine, wie Trimethylamin, Triethylamin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin und Pyridin; und
Amide, wie N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Diethylacetamid und N-Methylmorpholinoxid. Sie können einzeln oder in einem Gemisch verwendet werden. Von ihnen sind Ether bevorzugt und Tetrahydrofuran und Diethylether sind weiter bevorzugt.
Um eine Umsetzung durchzuführen, können Alkali und ein geeigneter Katalysator geeigneterweise zugegeben werden. Sie können abhängig von der zu verwendenden Umsetzung gewählt werden. Die Alkalie oder der Katalysator werden vorzugsweise ausreichend in einem zu verwendenden Lösungsmittel gelöst. Als Verfahren zum Vermischen von Alkali oder Katalysator kann ein Verfahren der Zugabe von Alkali oder Katalysator zu einer Reaktionslösung unter leichtem Rühren der Reaktionslösung unter einer inerten Atmosphäre, wie Argon und Stickstoff, und ein Verfahren der vorsichtigen Zugabe, umgekehrt, einer Reaktionslösung zu einer Lösung von Alkali oder Katalysator aufgeführt werden.
Wenn eine erfindungsgemäße Polymerverbindung in zum Beispiel einer Polymer-LED verwendet wird, ist bevorzugt, da die Reinheit der Polymerverbindung Wirkung auf die Leistung einer Vorrichtung, wie Lichtemissionseigenschaft, aufweist, ein Monomer vor Unterziehen einer Polymerisation mit einem Verfahren, wie Destillation, Sublimationsreinigung oder Umkristallisation, zu reinigen und danach einer Polymerisation zu unterziehen. Außerdem wird nach der Polymerisation eine Reinigungsbehandlung, wie Ausfällungsreinigung oder Fraktionierung durch Chromatographie, vorzugsweise durchgeführt.
Als Nächstes wird die Anwendung einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung erklärt.
Die erfindungsgemäße Polymerverbindung emittiert im Allgemeinen Fluoreszenz oder Phosphoreszenz in einem festen Zustand und kann als polymeres lichtemittierendes Material (Lichtemissionmaterial mit hohem Molekulargewicht) verwendet werden.
Die Polymerverbindung weist ausgezeichnete Ladungstransportierbarkeit auf und wird geeigneterweise als ein polymeres LED-Material und als ein Ladungstransportmaterial verwendet. Die Polymer-LED unter Verwendung des polymeren lichtemittierenden Materials ist eine Polymer-LED mit hoher Leistung, die bei niedriger Spannung mit hohem Wirkungsgrad betrieben werden kann. Daher kann die Polymer-LED als gekrümmte und planare Lichtquellen für Hintergrundbeleuchtung oder Beleuchtung von Flüssigkristalldisplays verwendet und in Vorrichtungen, wie einer Displayvorrichtung vom Segmenttyp und ein Flachschirmdisplay vom Punktmatrixtyp, verwendet werden.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Polymerverbindung als ein Laserfarbstoff, ein Material für eine organische Solarbatterie, einen organischen Halbleiter für einen organischen Transistor und ein Material für einen elektrisch leitenden dünnen Film, wie einen elektrisch leitenden dünnen Film oder organischen dünnen Halbleiterfilm, verwendet werden.
Außerdem kann die erfindungsgemäße Polymerverbindung als ein Material für einen lichtemittierenden dünnen Film verwendet werden, der Fluoreszenz oder Phosphoreszenz emittiert.
Als Nächstes wird die Polymer-LED gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt.
Die Polymer-LED der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine organische Schicht aufweist, die sich zwischen den Elektroden, bestehend aus einer Anode und einer Kathode, befindet und eine erfindungsgemäße Polymerverbindung enthält.
Die organische Schicht kann jede einer lichtemittierenden Schicht, Lochtransportschicht, Lochinjizierungsschicht, Elektronentransportschicht, Elektroneninjizierungsschicht und Zwischenschicht sein; jedoch ist die organische Schicht vorzugsweise eine lichtemittierende Schicht.
Die lichtemittierende Schicht bezieht sich hier auf eine Schicht mit der Funktion, Licht zu emittieren. Die Lochtransportschicht bezieht sich auf eine Schicht mit der Funktion des Transports von Löchern. Die Elektronentransportschicht bezieht sich auf eine Schicht mit der Funktion des Transports von Elektronen. Ferner bezieht sich die Zwischenschicht auf eine Schicht, die sich zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Kathode und benachbart zur lichtemittierenden Schicht befindet, und die Rolle des Abtrennens der lichtemittierenden Schicht von der Kathode oder lichtemittierenden Schicht von der Lochinjizierungsschicht oder der Lochtransportschicht spielt. Anzumerken ist, dass die Elektronentransportschicht und die Lochtransportschicht zusammenfassend als Ladungstransportschicht bezeichnet werden. Außerdem werden die Elektroneninjizierungsschicht und Lochinjizierungsschicht zusammenfassend als Ladungsinjizierungsschicht bezeichnet. Die lichtemittierende Schicht, Lochtransportschicht, Lochinjizierungsschicht, Elektronentransportschicht und Elektroneninjizierungsschicht, die jeweils unabhängig aus zwei oder mehr Schichten bestehen, können verwendet werden.
Wenn eine organische Schicht als eine lichtemittierende Schicht dient, kann die lichtemittierende Schicht, die aus der organischen Schicht besteht, ferner ein lochtransportierendes Material, ein elektronentransportierendes Material oder ein lichtemittierendes Material enthalten. Das lichtemittierende Material bezieht sich hier auf ein Material, das Fluoreszenz und/oder Phosphoreszenz emittiert.
Wenn eine erfindungsgemäße Polymerverbindung mit einem lochtransportierenden Material gemischt wird, beträgt das Mischverhältnis des lochtransportierenden Materials, bezogen auf das Gesamtgemisch, 1 Gew.-% bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%.
Wenn ein erfindungsgemäßes Polymermaterial mit einem elektronentransportierenden Material gemischt wird, beträgt das Mischverhältnis des elektronentransportierenden Materials, bezogen auf das Gesamtgemisch, 1 Gew.-% bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%.
Wenn eine erfindungsgemäße Polymerverbindung mit einem lichtemittierenden Material gemischt wird, beträgt das Mischverhältnis des lichtemittierenden Materials, bezogen auf das Gesamtgemisch, 1 Gew.-% bis 80 Gew.-% und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 60 Gew.-%.
Wenn eine erfindungsgemäße Polymerverbindung mit einem lichtemittierenden Material, lochtransportierenden Material und/oder elektronentransportierenden Material gezischt wird, beträgt das Mischverhältnis des lichtemittierenden Materials, bezogen auf das Gesamtgemisch 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%; und das Verhältnis des lochtransportierenden Materials und elektronentransportierenden Materials beträgt 1 Gew.-% bis 50 Gew.-% und vorzugsweise 5 Gew.-% bis 40 Gew.-%. Daher beträgt der Gehalt der erfindungsgemäßen Polymerverbindung 98 Gew.-% bis 1 Gew.-% und vorzugsweise 90 Gew.-% bis 20 Gew.-%.
Als lochtransportierendes Material, elektronentransportierendes Material und lichtemittierendes Material kann eine bekannte Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht, ein Triplettlicht emittierender Komplex oder eine Polymerverbindung verwendet werden; jedoch wird eine Polymerverbindung vorzugsweise verwendet.
Als polymeres lochtransportierendes Material, elektronentransportierendes Material und lichtemittierendes Material können ein Polyfluoren und ein Derivat und Copolymer davon; ein Polyarylen und ein Derivat und Copolymer davon; ein Polyarylenvinylen und ein Derivat und Copolymer davon; und ein Copolymer eines aromatischen Amins und ein Derivat davon aufgeführt werden, die zum Beispiel in WO99/13692 , WO99/48160 , GB234304A , WO00/53656 , WO01/19834 , WO00/55927 , GB2348316 , WO00/46321 , WO00/06665 , WO99/54943 , WO99/54385 , US5777070 , WO98/06773 , WO97/05184 , WO00/35987 , WO00/53655 , WO01/34722 , WO99/24526 , WO00/22027 , WO00/22026 , WO98/27136 , US573636 , WO98/21262 , US5741921 , WO97/09394 , WO96/29356 , WO96/10617 , EPO707020 , WO95/07955 , JP-A-2001-181618 , JP-A-2001-123156 , JP-A-2001-3045 , JP-A-2000-351967 , JP-A-2000-303066 , JP-A-2000-299189 , JP-A-2000-252065 , JP-A-2000-136379 , JP-A-2000-104057 , JP-A-2000-80167 , JP-A-10-324870 , JP-A-10-114891 , JP-A-9-111233 und JP-A-9-45478 offenbart sind.
Als fluoreszierendes Material einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht kann ein Naphthalinderivat, Anthracen oder ein Derivat davon; Perylen oder ein Derivat davon; ein Farbstoff, wie ein Farbstoff auf Polymethinbasis, Xanthenbasis, Coumarinbasis oder Cyaninbasis, ein Metallkomplex von 8-Hydroxychinolin oder ein Derivat davon; aromatisches Amin; Tetraphenylcyclopentadien oder ein Derivat davon; oder Tetraphenylbutadien oder ein Derivat davon verwendet werden.
Insbesondere können bekannte Verbindungen, die zum Beispiel in JP-A-57-51781 und 59-194393 beschrieben sind, verwendet werden.
Beispiele des Triplettlicht emittierenden Komplexes schließen Ir(ppy)₃, Btp₂Ir(acac), die Iridium als ein Kernmetall enthalten, PtOEP, der Platin als ein Kernmetall enthält, und Eu(TTA)₃phen ein, der Europium als ein Kernmetall enthält. [Formel 96]
[Formel 97]
[Formel 98]
[Formel 99]
Bestimmte Beispiele des Triplettlicht emittierenden Komplexes sind zum Beispiel in Nature, (1998), 395, 151; Appl. Phys. Lett.(1999),75(1), 4; Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105 (Organische lichtemittierende Materialien und Vorrichtungen IV), 119; J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304; Appl Phys. Lett., (1997), 71 (18), 2596; Syn. Met., (1998), 94(1), 103; Syn. Met., (1999), 99 (2), 1361; Adv. Mater., (1999), 11(10), 852; und Jpn. J. Appl. Phys., 34, 1883 (1995) beschrieben.
Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält mindestens eine Art von Material, ausgewählt aus einem lochtransportierenden Material, elektronentransportierenden Material und lichtemittierenden Material, und eine erfindungsgemäße Polymerverbindung und wird als lichtemittierendes Material oder Ladungstransportmaterial verwendet.
Das Verhältnis des Gehalts mindestens einer Art von Material, ausgewählt aus einem lochtransportierenden Material, elektronentransportierenden Material und lichtemittierenden Material, wie vorstehend aufgeführt, bezogen auf die erfindungsgemäße Polymerverbindung, kann abhängig von der Anwendung festgelegt werden; jedoch ist, wenn die Zusammensetzung als ein lichtemittierendes Material verwendet wird, das Verhältnis des Gehalts vorzugsweise das gleiche wie bei der lichtemittierenden Schicht.
Ein Gemisch von zwei oder mehr erfindungsgemäßen Polymerverbindungen kann als Zusammensetzung verwendet werden. Um die Eigenschaft (Leistung) einer Polymer-LED zu verbessern, enthält die Zusammensetzung vorzugsweise zwei oder mehrere Arten von Polymeren, ausgewählt aus
einer Polymerverbindung, die eine Lochinjizierungs-/Transportgruppe in einer Seitenkette enthält,
einer Polymerverbindung, die eine Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe in einer Seitenkette enthält, und
einer Polymerverbindung, die eine lichtemittierende Gruppe in einer Seitenkette enthält.
In einer lichtemittierenden Schicht, die die erfindungsgemäße Polymer-LED aufweist, unterscheidet sich der optimale Wert der Filmdicke abhängig von dem zu verwendenden Material und kann so gewählt werden, dass ein geeigneter Wert der Betriebsspannung und Wert des Wirkungsgrads der Lichtemission erhalten werden. Die Filmdicke beträgt zum Beispiel 1 nm bis 1 μm, vorzugsweise 2 nm bis 500 nm und weiter bevorzugt 5 nm bis 200 nm.
Beispiele eines Verfahrens zum Bilden der lichtemittierenden Schicht schließen ein Verfahren zum Bilden eines Films aus einer Lösung ein. Beispiele des Verfahrens zum Bilden eines Films aus einer Lösung schließen Beschichtungsverfahren, wie Schleuderbeschichtungsverfahren, Gießverfahren, Mikrogravurbeschichtungsverfahren, Gravurbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Drahtrakelbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Siebdruckverfahren, flexografisches Druckverfahren, Offsetdruckverfahren und Tintenstrahldruckverfahren, ein. Im Hinblick auf die leichte Musterbildung und ein Mehrfarbdrucken sind Druckverfahren, wie ein Siebdruckverfahren, flexografisches Druckverfahren, Offsetdruckverfahren und Tintenstrahldruckverfahren, bevorzugt.
Als Tintenzusammensetzung, die in den Druckverfahren zu verwenden ist, kann jede Zusammensetzung verwendet werden, sofern mindestens eine Art von erfindungsgemäßer Polymerverbindung enthalten ist. Die Zusammensetzung kann ein lochtransportierndes Material, elektronentransportierendes Material, lichtemittierendes Material, Lösungsmittel enthalten, und Zusätze, wie ein Stabilisator, können enthalten sein, die zu einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung verschieden sind.
Der Anteil der erfindungsgemäßen Polymerverbindung in der Tintenzusammensetzung beträgt im Allgemeinen 20 Gew.-% bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ausschließlich eines Lösungsmittels, und vorzugsweise 40 Gew.-% bis 100 Gew.-%.
Außerdem beträgt, wenn ein Lösungsmittel in einer Tintenzusammensetzung enthalten ist, der Anteil des Lösungsmittels im Allgemeinen 1 Gew.-% bis 99,9 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise 60 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% und stärker bevorzugt 80 Gew.-% bis 99,0 Gew.-%.
Die Viskosität der Tintenzusammensetzung variiert abhängig vom Druckverfahren. Wenn die Tintenzusammensetzung durch eine Ausstoßvorrichtung beim Tintenstrahldruckverfahren geht, liegt die Viskosität vorzugsweise im Bereich von 1 bis 20 mPa·s bei 25°C, um ein Verstopfen und Biegen zum Zeitpunkt des Ausstoßens zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Lösung kann Zusätze zum Einstellen der Viskosität und/oder Oberflächenspannung enthalten, die zu der erfindungsgemäßen Polymerverbindung verschieden sind. Beispiele der Zusätze schließen eine Polymerverbindung (Verdickungsmittel) mit hohem Molekulargewicht und ein schlechtes Lösungsmittel zum Erhöhen der Viskosität ein, eine Polymerverbindung mit niedrigem Molekulargewicht zum Verringern der Viskosität und ein grenzflächenaktives Mittel zum Verringern der Oberflächenspannung können in einer geeigneten Kombination verwendet werden.
Als Polymerverbindung mit hohem Molekulargewicht kann jedes Polymer verwendet werden, sofern es im gleichen Lösungsmittel wie das einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung löslich ist und sofern es nicht die Lichtemission und den Ladungstransport hemmt. Zum Beispiel können Polystyrol und Polymethylmethacrylat mit hohem Molekulargewicht oder eine Polymerverbindung mit größerem Molekulargewicht der erfindungsgemäßen Polymerverbindungen verwendet werden. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts beträgt vorzugsweise 0,5 Millionen oder mehr und stärker bevorzugt 1 Million oder mehr.
Ein schlechtes Lösungsmittel kann als Verdicker verwendet werden. Insbesondere kann die Viskosität durch Zugabe einer kleinen Menge eines schlechten Lösungsmittels für die feste Substanz der Lösung erhöht werden. Wenn ein schlechtes Lösungsmittel für diesen Zweck zugegeben wird, kann jede Art und Zugabemenge des Lösungsmittels verwendet werden, sofern die feste Substanz der Lösung nicht ausfällt. In Erwägung der Stabilität während der Lagerung beträgt die Menge des schlechten Lösungsmittels vorzugsweise 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmenge des Lösungsmittels, und weiter bevorzugt 30 Gew.-% oder weniger.
Eine erfindungsgemäße Lösung kann ein Antioxidationsmittel enthalten, das zu einer erfindungsgemäßen Polymerverbindung verschieden ist, um die Lagerstabilität zu verbessern. Als Antioxidationsmittel kann jedes Antioxidationsmittel verwendet werden, sofern es im gleichen Lösungsmittel für eine Polymerverbindung gemäß der vorliegenden Erfindung löslich ist und nicht die Lichtemission oder den Ladungstransport hemmt. Zum Beispiel können ein Antioxidationsmittel auf Phenolbasis und ein Antioxidationsmittel auf Phosphorbasis aufgeführt werden.
Wenn eine Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung als eine Tintenzusammensetzung verwendet wird, kann das zu verwendende Lösungsmittel nicht besonders beschränkt sein; jedoch wird vorzugsweise ein Lösungsmittel aufgeführt, das zum Lösen oder homogenen Dispergieren der Bestandteile der Tintenzusammensetzung außer des Lösungsmittels fähig ist. Beispiele des Lösungsmittels schließen ein
Lösungsmittel auf Chlorbasis, wie Chloroform, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, Chlorbenzol und o-Dichlorbenzol;
Lösungsmittel auf Etherbasis, wie Tetrahydrofuran, Dioxan und Anisol;
Lösungsmittel auf Basis eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Toluol und Xylol;
Lösungsmittel auf Basis eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Nonan und n-Decan;
Lösungsmittel auf Ketonbasis, wie Aceton, Methylethylketon, Cyclohexanon, Benzophenon und Acetophenon;
Esterlösungsmittel, wie Ethylacetat, Butylacetat, Ethylcellosolveacetat, Methylbenzoat und Phenylacetat;
mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Dimethoxyethan, Propylenglycol, Diethoxymethan, Triethylenglycolmonoethylether, Glycerin und 1,2-Hexandiol und Derivate von diesen;
Lösungsmittel auf Alkoholbasis, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol und Cyclohexanol;
Lösungsmittel auf Sulfoxidbasis, wie Dimethylsulfoxid; und
Lösungsmittel auf Amidbasis, wie N-Methyl-2-pyrrolidon und N,N-Dimethylformamid.
Diese Lösungsmittel können einzeln oder in einer Kombination von diesen verwendet werden.
Unter ihnen wird im Hinblick auf die Löslichkeit, Homogenität während der Zeit der Filmbildung und Viskositätseigenschaft einer Polymerverbindung und dgl., vorzugsweise das Lösungsmittel auf Basis eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, Lösungsmittel auf Basis eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, Lösungsmittel auf Esterbasis und Lösungsmittel auf Ketonbasis verwendet; und stärker bevorzugt Toluol, Xylol, Ethylbenzol, Diethylbenzol, Trimethylbenzol, n-Propylbenzol, Isopropylbenzol, n-Butylbenzol, Isobutylbenzol, s-Butylbenzol, Anisol, Ethoxybenzol, 1-Methylnaphthalin, Cyclohexan, Cyclohexanon, Cyclohexyl benzol, Bicyclohexyl, Cyclohexenyl-Cyclohexanon, n-Heptylcyclohexan, n-Hexylcyclohexan, 2-Propylcyclohexanon, 2-Heptanon, 3-Heptanon, 4-Heptanon, 2-Octanon, 2-Nonanon, 2-Decanon, Dicyclohexylketon, Acetophenon und Benzophenon.
Bezüglich der Zahl der Arten von Lösungsmitteln der Lösung sind im Hinblick auf die Filmbildbarkeit, Eigenschaften der Vorrichtung usw. zwei oder mehrere Arten von Lösungsmitteln bevorzugt, 2 bis 3 Arten von Lösungsmitteln sind stärker bevorzugt und 2 Arten von Lösungsmitteln sind weiter bevorzugt.
Bezüglich der Zahl der Arten von Lösungsmitteln der Lösung sind im Hinblick auf die Filmbildbarkeit, Eigenschaften der Vorrichtung usw. zwei oder mehrere Arten von Lösungsmitteln bevorzugt, 2 bis 3 Arten von Lösungsmitteln sind stärker bevorzugt und 2 Arten von Lösungsmitteln sind weiter bevorzugt.
Wenn 2 Arten von Lösungsmitteln in der Lösung enthalten sind, kann eines davon bei 25°C im festen Zustand vorhanden sein. Im Hinblick auf die Filmbildbarkeit weist eines der Lösungsmittel vorzugsweise einen Siedepunkt von 180°C oder mehr und stärker bevorzugt 200°C oder mehr auf. Im Hinblick auf die Viskosität lösen beide Arten von Lösungsmittel vorzugsweise 1 Gew.-% oder mehr des aromatischen Polymers bei 60°C und eine der zwei Arten von Lösungsmittel kann 1 Gew.-% oder mehr des aromatischen Polymers bei 25°C lösen.
Wenn 2 Arten von Lösungsmittel in der Lösung enthalten sind, ist im Hinblick auf die Viskosität und Filmbildbarkeit das Lösungsmittel mit dem höchsten Siedepunkt in einer Menge von 40 bis 90 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösungsmittel in der Lösung, stärker bevorzugt 50 bis 90 Gew.-% und weiter bevorzugt 65 bis 85 Gew.-% enthalten.
Die Zahl der Arten der erfindungsgemäßen Polymerverbindung, die in einer Lösung enthalten sind, kann eine oder zwei oder mehr betragen. Eine andere Polymerverbindung als eine erfindungsgemäße Polymerverbindung kann enthalten sein, sofern sie die Eigenschaften der Vorrichtung usw. nicht beeinträchtigt.
Die erfindungsgemäße Lösung kann Wasser und ein Metall und ein Salz davon im Bereich von 1 bis 1000 ppm enthalten. Beispiele des Metalls schließen Lithium, Natrium, Calcium, Kalium, Eisen, Kupfer, Nickel, Aluminium, Zink, Chrom, Mangan, Cobalt, Platin und Iridium ein. Zusätzlich können Silicium, Phosphor, Fluor, Chlor und Brom im Bereich von 1 bis 1000 ppm enthalten sein.
Ein dünner Film kann unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Lösung gemäß einem Schleuderbeschichtungsverfahren, Gießverfahren, Mikrogravurbeschichtungsverfahren, Gravurbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Drahtrakelbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Siebdruckverfahren, flexografischen Druckverfahren, Offsetdruckverfahren, Tintenstrahldruckverfahren oder dgl. hergestellt werden. Unter ihnen wird die Lösung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet, wenn ein Film mit einem Siebdruckverfahren, flexografischen Druckverfahren, Offsetdruckverfahren oder Tintenstrahldruckverfahren und stärker bevorzugt mit einem Tintenstrahldruckverfahren gebildet wird.
Beispiele des dünnen Films, der unter Verwendung einer Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung herzustellen ist, schließen einen lichtemittierenden dünnen Film, elektrisch leitenden dünnen Film und organischen dünnen Halbleiterfilm ein.
Der elektrisch leitende dünne Film der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Oberflächenwiderstand von 1 kΩ/☐ oder weniger auf. Die elektrische Leitfähigkeit des dünnen Films kann durch Dotieren mit einer Lewis-Säure, einer ionischen Verbindung und dgl. verbessert werden. Der Oberflächenwiderstand beträgt stärker bevorzugt 100 kΩ/☐ oder weniger und weiter bevorzugt 10 kΩ/☐.
In dem organischen dünnen Halbleiterfilm der vorliegenden Erfindung ist der größere Wert von Elektronenbeweglichkeit und Lochbeweglichkeit vorzugsweise nicht kleiner als 10^–5 cm²/V/s, stärker bevorzugt nicht kleiner als 10^–3 cm²/V/s und weiter bevorzugt nicht kleiner als 10^–1 cm²/V/s.
Ein organischer Transistor kann durch Bilden eines organischen dünnen Halbleiterfilms auf einem Si-Substrat mit einem isolierenden Film, gebildet aus z.B. SiO₂, und einer darin gebildeten Gateelektrode und Bilden einer Quellenelektrode und einer Stromentnahmeelektrode aus Au oder dgl. gebildet werden.
Außerdem schließen Beispiele einer erfindungsgemäßen Polymer-LED ein
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Elektronentransportschicht zwischen
einer Kathode und einer lichtemittierenden Schicht;
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Lochtransportschicht zwischen einer Anode und einer lichtemittierenden Schicht; und
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Elektronentransportschicht zwischen
einer Kathode und einer lichtemittierenden Schicht und einer Lochtransportschicht zwischen der Anode und der lichtemittierenden Schicht.
Außerdem schließen Beispiele einer erfindungsgemäßen Polymer-LED ein
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Elektronentransportschicht zwischen
einer Kathode und einer lichtemittierenden Schicht;
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Lochtransportschicht zwischen einer Anode und einer lichtemittierenden Schicht; und
eine Polymer-LED, gebildet durch Bereitstellen einer Elektronentransportschicht zwischen
einer Kathode und einer lichtemittierenden Schicht und einer Lochtransportschicht zwischen der Anode und der lichtemittierenden Schicht.
Zum Beispiel werden die folgenden Strukturen a) bis d) insbesondere aufgeführt.

a) Anode/lichtemittierende Schicht/Kathode
b) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
c) Anode/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
d) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode

Außerdem kann in jeder der Strukturen eine Zwischenschicht zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Anode benachbart zu der lichtemittierenden Schicht bereitgestellt sein.
Zur genaueren Beschreibung

a') Anode/Zwischenschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
b') Anode/Lochtransportschicht/Zwischenschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
c') Anode/Zwischenschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
d') Anode/Lochtransportschicht/Zwischenschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode

Wenn eine erfindungsgemäße Polymer-LED eine Lochtransportschicht aufweist, schließen Beispiele des zu verwendenden lochtransportierenden Materials Polyvinylcarbazol oder ein Derivat davon; Polysilan oder ein Derivat davon; Polysiloxanderivat mit einem aromatischen Amin in einer Seitenkette oder der Hauptkette; Pyrazolinderivat; Arylaminderivat; Stilbenderivat; Triphenyldiaminderivat; Polyanilin oder ein Derivat davon; Polythiophen oder ein Derivat davon; Polypyrrol oder ein Derivat davon; Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon; und Poly(2,5-thienylenvinylen) oder ein Derivat davon ein.
Bestimmte Beispiele des lochtransportierenden Materials schließen die in JP-A-63-70257 , JP-A-63-175860 , JP-A-2-135359 , JP-A-2-135361 , JP-A-2-209988 , JP-A-3-37992 und JP-A-3-152184 beschriebenen ein.
Unter ihnen können als lochtransportierendes Material zur Verwendung in der Lochtransportschicht vorzugsweise polymere lochtransportierende Materialien, wie Polyvinylcarbazol oder ein Derivat davon, Polysilan oder ein Derivat davon, ein Polysiloxanderivat mit einem Rest einer aromatischen Aminverbindung in einer Seitenkette oder der Hauptkette, Polyanilin oder ein Derivat davon, Polythiophen oder ein Derivat davon, Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon und Poly(2,5-thienylenvinylen) oder ein Derivat davon; und stärker bevorzugt Polyvinylcarbazol oder ein Derivat davon, Polysilan oder ein Derivat davon, ein Polysiloxanderivat mit einem aromatischen Amin in einer Seitenkette oder der Hauptkette, aufgeführt werden.
Beispiele des lochtransportierenden Materials einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht schließen ein Pyrazolinderivat, Arylaminderivat, Stilbenderivat und Triphenyldiamin derivat ein. Das lochtransportierende Material einer Verbindung mit niedrigem Molekulargewicht wird vorzugsweise durch Dispergieren in einem Polymerbindemittel verwendet.
Als zu mischendes Polymerbindemittel ist bevorzugt, eines zu verwenden, das die Ladungsübertragung nicht in extremen Maße hemmt. Außerdem wird geeigneterweise eines verwendet, das keine starke Absorption von sichtbarem Licht aufweist. Beispiele des Polymerbindemittels schließen Poly(N-vinylcarbazol), Polyanilin oder ein Derivat davon, Polythiophen oder ein Derivat davon, Poly(p-phenylenvinylen) oder ein Derivat davon, Poly(2,5-thienylenvinylen) oder ein Derivat davon, Polycarbonat, Polyacrylat, Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polysiloxan ein.
Poly(N-vinylcarbazol) oder ein Derivat davon kann aus einem Vinylmonomer durch kationische Polymerisation oder Radikalpolymerisation erhalten werden.
Beispiele des Polysilans oder eines Derivats davon schließen Verbindungen ein, die in Chem. Rev. Band 89, S. 1359 (1989) und der veröffentlichten Beschreibung des britischen Patents GB2300196 beschrieben sind. Als ein Syntheseverfahren davon kann das in diesen Druckschriften beschriebene Verfahren verwendet werden. Insbesondere kann das Kipping-Verfahren geeigneterweise verwendet werden.
Bei Polysiloxan oder einem Derivat davon wird, da eine Polysiloxangerüststruktur keine Lochtransportierbarkeit aufweist, eines mit der vorstehend genannten Struktur eines lochtransportierenden Materials mit niedrigem Molekulargewicht in einer Seitenkette oder der Hauptkette geeigneterweise verwendet. Insbesondere kann eines mit einem lochtransportierenden aromatischen Amin in einer Seitenkette oder der Hauptkette aufgeführt werden.
Ein Verfahren zum Bilden eines Films der Lochübertragungsschicht ist nicht besonders beschränkt. Bei einem lochtransportierenden Material mit niedrigem Molekulargewicht kann ein Verfahren zum Bilden eines Films aus einer gemischten Lösung mit einem Polymerbindemittel aufgeführt werden. Bei einem lochtransportierenden Material mit hohem Molekulargewicht kann ein Verfahren zum Bilden eines Films aus einer Lösung aufgeführt werden.
Als Lösungsmittel zur Verwendung bei der Filmbildung aus einer Lösung ist eines bevorzugt, das ein lochtransportierendes Material lösen oder homogen dispergieren kann.
Beispiele des Lösungsmittels schließen ein
Lösungsmittel auf Chlorbasis, wie Chloroform, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, Chlorbenzol und o-Dichlorbenzol;
Lösungsmittel auf Etherbasis, wie Tetrahydrofuran und Dioxan;
Lösungsmittel auf Basis eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Toluol und Xylol;
Lösungsmittel auf Basis eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Nonan und n-Decan;
Lösungsmittel auf Ketonbasis, wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon;
Esterlösungsmittel, wie Ethylacetat, Butylacetat und Ethylcellosolveacetat;
mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Dimethoxyethan, Propylenglycol, Diethoxymethan, Triethylenglycolmonoethylether, Glycerin und 1,2-Hexandiol und Derivate von diesen;
Lösungsmittel auf Alkoholbasis, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol und Cyclohexanol;
Lösungsmittel auf Sulfoxidbasis, wie Dimethylsulfoxid; und
Lösungsmittel auf Amidbasis, wie N-Methyl-2-pyrrolidon und N,N-Dimethylformamid.
Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele des Filmbildungsverfahrens aus einer Lösung schließen ein Schleuderbeschichtungsverfahren, Gießverfahren, Mikrogravurbeschichtungsverfahren, Gravurbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Drahtrakelbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Siebdruckverfahren, flexografisches Druckverfahren, Offsetdruckverfahren und Tintenstrahldruckverfahren ein.
Bezüglich der Filmdicke einer Lochtransportschicht variiert ihr optimaler Wert abhängig von dem zu verwendenden Material. Die Filmdicke kann so gewählt werden, dass die Betriebsspannung und der Wirkungsgrad der Lichtemission geeignete Werte annehmen. Jedoch ist mindestens erforderlich, eine ausreichende Filmdicke zu haben, die keine Nadellöcher bewirkt. Ein extrem dicker Film ist nicht bevorzugt, da die Betriebsspannung der Vorrichtung zunimmt. Demgemäß beträgt die Filmdicke der Lochtransportschicht zum Beispiel 1 nm bis 1 μm, vorzugsweise 2 nm bis 500 nm und weiter bevorzugt 5 nm bis 200 nm.
Wenn eine erfindungsgemäße Polymer-LED eine Elektronentransportschicht aufweist, kann als zu verwendendes elektronentransportierendes Material ein bekanntes Material verwendet werden. Beispiele davon schließen ein
einen Metallkomplex eines Oxadiazolderivats;
Anthrachinodimethanderivat,
Benzochinon oder ein Derivat davon,
Naphthochinon oder ein Derivat davon,
Anthrachinon oder ein Derivat davon,
Tetracyanoanthrachinodimethan oder ein Derivat davon,
Fluorenonderivat,
Diphenyldicyanoethylen oder ein Derivat davon;
Diphenochinonderivat oder
8-Hydroxychinolin oder ein Derivat davon;
Polychinolin oder ein Derivat davon;
Polychinoxalin oder ein Derivat davon; und
Polyfluoren oder ein Derivat davon.
Bestimmte Beispiele schließen die in JP-A-63-70257 , JP-A-63-175860 , JP-A-2-135359 , JP-A-2-135361 , JP-A-2-209988 , JP-A-3-37992 und JP-A-3-152184 beschriebenen ein.
Von ihnen kann ein Metallkomplex eines Oxadiazolderivats,
Benzochinon oder ein Derivat davon,
Anthrachinon oder ein Derivat davon oder
8-Hydroxychinolin oder ein Derivat davon;
Polychinolin oder ein Derivat davon;
Polychinoxalin oder ein Derivat davon; und
Polyfluoren oder ein Derivat davon und weiter bevorzugt
2-(4-Biphenyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol, Benzochinon, Anthrachinon, Tris(8-chinolyl)aluminium und Polychinolin aufgeführt werden.
Ein Filmbildungsverfahren für eine Elektronentransportschicht ist nicht besonders beschränkt. Beispiele eines Filmbildungsverfahrens unter Verwendung eines elektronentransportierenden Materials mit niedrigem Molekulargewicht schließen ein Vakuumabscheidungsverfahren zur Bildung eines Films aus einem Pulver und ein Verfahren zum Bilden eines Films aus einer Lösung oder dem geschmolzenen Zustand ein. Beispiele eines Filmbildungsverfahrens unter Verwendung eines elektronentransportierenden Materials mit hohem Molekulargewicht schließen ein Verfahren des Bildens eines Films aus einer Lösung oder dem geschmolzenen Zustand ein. Bei dem Verfahren des Bildens eines Films aus einer Lösung oder dem geschmolzenen Zustand kann ein vorstehend genanntes Polymerbindemittel damit zusammen verwendet werden.
Als Lösungsmittel, das bei der Bildung eines Films aus einer Lösung zu verwenden ist, ist eines bevorzugt, das zum Lösen oder homogenen Dispergieren eines elektronentransportierenden Materials und/oder eines Polymerbindemittels fähig ist. Beispiele des Lösungsmittels schließen ein
Lösungsmittel auf Chlorbasis, wie Chloroform, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, Chlorbenzol und o-Dichlorbenzol;
Lösungsmittel auf Etherbasis, wie Tetrahydrofuran und Dioxan;
Lösungsmittel auf Basis eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Toluol und Xylol;
Lösungsmittel auf Basis eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Nonan und n-Decan;
Lösungsmittel auf Ketonbasis, wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon;
Esterlösungsmittel, wie Ethylacetat, Butylacetat und Ethylcellosolveacetat;
mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Dimethoxyethan, Propylenglycol, Diethoxymethan, Triethylenglycolmonoethylether, Glycerin und 1,2-Hexandiol und Derivate von diesen;
Lösungsmittel auf Alkoholbasis, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol und Cyclohexanol;
Lösungsmittel auf Sulfoxidbasis, wie Dimethylsulfoxid; und
Lösungsmittel auf Amidbasis, wie N-Methyl-2-pyrrolidon und N,N-Dimethylformamid.
Diese Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als Verfahren zur Filmbildung aus einer Lösung oder einem geschmolzenen Zustand können Beschichtungsverfahren, wie ein Schleuderbeschichtungsverfahren, Gießverfahren, Mikrogravurbeschichtungsverfahren, Gravurbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Drahtrakelbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Siebdruckverfahren, flexografisches Druckverfahren, Offsetdruckverfahren und Tintenstrahldruckverfahren, verwendet werden.
Bezüglich der Filmdicke einer Elektronentransportschicht variiert ihr optimaler Wert abhängig von dem zu verwendenden Material. Die Filmdicke kann so gewählt werden, dass die Betriebsspannung und der Wirkungsgrad der Lichtemission geeignete Werte annehmen. Jedoch ist mindestens erforderlich, eine ausreichende Filmdicke zu haben, die keine Nadellöcher bewirkt. Ein extrem dicker Film ist nicht bevorzugt, da die Betriebsspannung der Vorrichtung zunimmt. Demgemäß beträgt die Filmdicke der Elektronentransportschicht zum Beispiel 1 nm bis 1 μm, vorzugsweise 2 nm bis 500 nm und weiter bevorzugt 5 nm bis 200 nm.
Von den benachbart zu einer Elektrode bereitgestellten Ladungstransportschichten wird eine mit der Funktion der Verbesserung des Wirkungsgrads der Ladungsinjizierung aus der Elektrode und der Verringerung der Betriebsspannung der Vorrichtung im Allgemeinen insbesondere eine Ladungsinjizierungsschicht (Lochinjizierungsschicht, Elektroneninjizierungsschicht) in einigen Fällen genannt.
Um die Hafteigenschaften an eine Elektrode zu verbessern und die Ladungsinjizierung aus der Elektrode zu verbessern, kann eine Ladungsinjizierungsschicht oder eine Isolationsschicht mit 2 nm oder weniger Dicke benachbart zu der Elektrode bereitgestellt werden. In einer anderen Ausführungsform kann zur Verbesserung der Hafteigenschaften an der Grenzfläche oder zum Verhindern von Verunreinigung eine dünne Pufferschicht in die Grenzfläche zwischen einer Ladungstransportschicht und einer lichtemittierenden Schicht eingefügt werden.
Die Reihenfolge, Zahl und Dicke der zu stapelnden Schichten können geeignet in Erwägung des Wirkungsgrads der Lichtemission und der Lebensdauer einer Vorrichtung festgelegt werden.
In der vorliegenden Erfindung können als eine Polymer-LED mit einer darin bereitgestellten Ladungsinjizierungsschicht (Elektroneninjizierungsschicht, Lochinjizierungsschicht) eine Polymer-LED mit einer Ladungsinjizierungsschicht, benachbart zu einer Kathode, und eine Polymer-LED mit einer Ladungsinjizierungsschicht, benachbart zu einer Anode, aufgeführt werden.
Zum Beispiel können die folgenden Strukturen e) bis p) insbesondere aufgeführt werden.

e) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
f) Anode/lichtemittierende Schicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
g) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/lichtemittierende Schicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
h) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
i) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
j) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
k) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
l) Anode/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
m) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
n) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
o) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode
p) Anode/Ladungsinjizierungsschicht/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsinjizierungsschicht/Kathode

Außerdem kann in jeder der Strukturen eine Zwischenschicht zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Anode, benachbart zur lichtemittierenden Schicht, bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Zwischenschicht als eine Lochinjizierungsschicht und/oder Lochtransportschicht dienen.
Bestimmte Beispiele der Ladungsinjizierungsschicht schließen ein
eine Schicht, die ein elektrisch leitendes Polymer enthält;
eine Schicht, die zwischen einer Anode und einer Lochtransportschicht gebildet wird und einen Wert des Ionisationspotentials zwischen dem eines Anodenmaterials und eines lochtransportierenden Materials, das in der Lochtransportschicht enthalten ist, aufweist; und
eine Schicht, die zwischen einer Kathode und einer Elektronentransportschicht bereitgestellt ist und einen Wert der Elektronenaffinität zwischen dem eines Anodenmaterials und einem elektronentransportierenden Material, das in der Elektronentransportschicht enthalten ist, aufweist.
Wenn die Ladungsinjizierungsschicht eine Schicht ist, die ein elektrisch leitendes Polymer enthält, beträgt die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitenden Polymers vorzugsweise 10^–5 S/cm bis 10³ (beide einschließlich), stärker bevorzugt 10^–5 S/cm bis 10² (beide einschließlich) und weiter bevorzugt 10^–5 S/cm bis 10¹ (beide einschließlich), um den Austrittsstrom zwischen lichtemittierenden Pixel zu verringern.
Wenn die Ladungsinjizierungsschicht eine Schicht ist, die ein elektrisch leitendes Polymer enthält, beträgt die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitenden Polymers vorzugsweise 10^–5 S/cm bis 10³ S/cm (beide einschließlich), stärker bevorzugt 10^–5 S/cm bis 10² S/cm (beide einschließlich) und weiter bevorzugt 10^–5 S/cm bis 10¹ S/cm (beide einschließlich), um den Austrittsstrom zwischen den lichtemittierenden Pixel zu verringern.
Um die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitenden Polymers auf 10^–5 S/cm bis 10³ (beide einschließlich) einzustellen, wird im Allgemeinen eine geeignete Menge an Ionen in das elektrisch leitende Polymer dotiert.
Die Art der Ionen sind Anionen, wenn sie in eine Lochinjizierungsschicht dotiert werden, und sind Kationen, wenn sie in eine Elektroneninjizierungsschicht dotiert werden. Beispiele der Anionen schließen ein Polystyrolsulfonsäureion, Alkylbenzolsulfonsäureion und Kampfersulfonsäureion ein. Beispiele der Kationen schließen ein Lithiumion, Natriumion, Kaliumion und Tetrabutylammoniumion ein.
Die Filmdicke einer Ladungsinjizierungsschicht beträgt 1 nm bis 100 nm und vorzugsweise 2 nm bis 50 nm.
Das in einer Ladungsinjizierungsschicht zu verwendende Material kann in Verbindung mit dem in einer Schicht benachbart zu einer Elektrode zu verwendenden Material geeignet gewählt werden. Beispiele davon schließen ein
Polyanilin oder ein Derivat davon;
Polythiophen oder ein Derivat davon;
Polypyrrol oder ein Derivat davon;
Polyphenylenvinylen oder ein Derivat davon;
Polythienylenvinylen oder ein Derivat davon;
Polychinolin oder ein Derivat davon;
Polychinoxalin oder ein Derivat davon;
ein elektrisch leitendes Polymer, wie ein Polymer, das eine aromatische Aminstruktur in der Hauptkette oder einer Seitenkette enthält;
Metallphthalocyanin (wie Kupferphthalocycanin); und
Kohlenstoff.
Die isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger weist die Funktion auf, die Ladungsinjizierung zu erleichtern. Beispiele des Materials der isolierenden Schicht schließen ein Metallfluorid, Metalloxid und organisches isolierendes Material ein. Beispiele einer Polymer-LED mit einer isolierenden Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger schließen ein
eine Polymer-LED mit einer isolierenden Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger benachbart zu einer Kathode und
eine Polymer-LED mit einer isolierenden Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger benachbart zu einer Anode.
Zum Beispiel können die folgenden Strukturen q) bis ab) insbesondere aufgeführt werden.

q) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/lichtemittierende Schicht/Kathode
r) Anode/lichtemittierende Schicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
s) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/lichtemittierende Schicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
t) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Kathode
u) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
v) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
w) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
x) Anode/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
y) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
z) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
aa) Anode/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode
ab) Anode/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/lichtemittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende Schicht mit einer Filmdicke von 2 nm oder weniger/Kathode

Außerdem kann bei jeder der Strukturen eine Zwischenschicht zwischen der lichtemittierenden Schicht und der Anode, benachbart zur lichtemittierenden Schicht, bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Zwischenschicht als Lochinjizierungsschicht und/oder Lochtransportschicht dienen.
Wenn eine Zwischenschicht bei den vorstehend genannten Strukturen a) bis ab) angewandt wird, wird die Zwischenschicht vorzugsweise zwischen einer Anode und einer lichtemittierenden Schicht bereitgestellt und aus einem Material gebildet, das ein mittleres Ionisationspotential zwischen der Anode, Lochinjizierungsschicht oder einer Lochtransportschicht und einer Polymerverbindung aufweist, die die lichtemittierende Schicht bildet.
Beispiele des Materials für die Zwischenschicht schließen ein
ein Polyvinylcarbazol oder ein Derivat davon; und
ein Polymer mit einem aromatischen Amin in einer Seitenkette oder der Hauptkette, wie ein Polyarylenderivat, Arylaminderivat oder Triphenyldiaminderivat.
Das Verfahren zum Bilden eines Films einer Zwischenschicht ist nicht beschränkt; jedoch, wenn ein Polymermaterial verwendet wird, kann ein Verfahren zum Bilden eines Films aus einer Lösung aufgeführt werden.
Als Lösungsmittel, das zur Filmbildung aus einer Lösung zu verwenden ist, ein Lösungsmittel, das zum Lösen oder homogenen Dispergieren eines lochtransportierenden Materials fähig ist. Beispiele des Lösungsmittels schließen ein
Lösungsmittel auf Chlorbasis, wie Chloroform, Dichlormethan, 1,2-Dichlorethan, 1,1,2-Trichlorethan, Chlorbenzol und o-Dichlorbenzol;
Lösungsmittel auf Etherbasis, wie Tetrahydrofuran und Dioxan;
Lösungsmittel auf Basis eines aromatischen Kohlenwasserstoffs, wie Toluol und Xylol;
Lösungsmittel auf Basis eines aliphatischen Kohlenwasserstoffs, wie Cyclohexan, Methylcyclohexan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan, n-Nonan und n-Decan;
Lösungsmittel auf Ketonbasis, wie Aceton, Methylethylketon und Cyclohexanon;
Esterlösungsmittel, wie Ethylacetat, Butylacetat und Ethylcellosolveacetat;
mehrwertige Alkohole, wie Ethylenglycol, Ethylenglycolmonobutylether, Ethylenglycolmonoethylether, Ethylenglycolmonomethylether, Dimethoxyethan, Propylenglycol, Diethoxymethan, Triethylenglycolmonoethylether, Glycerin und 1,2-Hexandiol und Derivate von diesen;
Lösungsmittel auf Alkoholbasis, wie Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol und Cyclohexanol;
Lösungsmittel auf Sulfoxidbasis, wie Dimethylsulfoxid; und
Lösungsmittel auf Amidbasis, wie N-Methyl-2-pyrrolidon und N,N-Dimethylformamid.
Diese organischen Lösungsmittel können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Beispiele des Verfahrens zum Bilden eines Films aus einer Lösung schließen Beschichtungsverfahren, wie ein Schleuderbeschichtungsverfahren, Gießverfahren, Mikrogravurbeschichtungsverfahren, Gravurbeschichtungsverfahren, Rakelbeschichtungsverfahren, Walzenbeschichtungsverfahren, Drahtrakelbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprübeschichtungsverfahren, Siebdruckverfahren, flexografisches Druckverfahren, Offsetdruckverfahren und Tintenstrahldruckverfahren, ein.
Die Filmdicke einer Zwischenschicht variiert im optimalen Wert abhängig von dem zu verwendenden Material und kann so gewählt werden, dass ein geeigneter Wert der Betriebsspannung und Wirkungsgrad der Lichtemission erhalten werden. Die Filmdicke beträgt zum Beispiel 1 nm bis 1 μm, vorzugsweise 2 nm bis 500 nm und weiter bevorzugt 5 nm bis 200 nm.
Wenn die Zwischenschicht benachbart zu einer lichtemittierenden Schicht bereitgestellt wird, insbesondere wenn beide Schichten mit einem Beschichtungsverfahren gebildet werden, werden die Materialien für die zwei Schichten manchmal miteinander gemischt und beeinflussen die Eigenschaften einer Vorrichtung negativ.
Wenn die Zwischenschicht mit einem Beschichtungsverfahren bereitgestellt wird und danach die lichtemittierende Schicht mit einem Beschichtungsverfahren gebildet wird, kann als Verfahren zum Verringern der Verunreinigung der Materialien für die zwei Schichten ein Verfahren aufgefürt werden, wobei die Zwischenschicht mit einem Beschichtungsverfahren gebildet wird und danach die Zwischenschicht erwärmt wird, um sie im organischen Lösungsmittel, das zum Bilden der lichtemittierenden Schicht zu verwenden ist, unlöslich zu machen, und dann wird die lichtemittierende Schicht gebildet. Das Erwärmen wird im Allgemeinen auf eine Temperatur von etwa 150°C bis 300°C und im Allgemeinen für etwa 1 Minute bis 1 Stunde durchgeführt. In diesem Fall können die Bestandteile, die in dem Lösungsmittel nicht unlöslich sind, durch Spülen der Zwischenschicht mit dem Lösungsmittel, das zum Bilden der lichtemittierenden Schicht zu verwenden ist, nach Erwärmen und vor Bilden der lichtemittierenden Schicht entfernt werden. Wenn die Behandlung zum Unlöslichmachen durch Erwärmen in ausreichendem Maße durchgeführt wird, ist ein Spülen mit dem Lösungsmittel nicht erforderlich. Um eine Behandlung zum Unlöslichmachen in ausreichendem Maße durch Erwärmen durchzuführen, wird eine Polymerverbindung, die mindestens eine polymerisierbare Gruppe in einem Molekül enthält, vorzugsweise in der Zwischenschicht verwendet. Zusätzlich beträgt die Zahl der polymerisierbaren Gruppen vorzugsweise 5 %, bezogen auf die Zahl der sich wiederholenden Einheiten in einem Molekül.
Als ein Substrat, auf dem eine erfindungsgemäße Polymer-LED gebildet wird, kann jedes Substrat verwendet werden, sofern es nicht beeinflußt werden kann, wenn eine Elektrode gebildet wird und dann eine Schicht eines organischen Materials gebildet wird. Beispiele des Substrats schließen Substrate, gebildet aus Glas, Kunststoff, Polymerfolie und Silicium, ein. Wenn ein trübes Substrat verwendet wird, ist die gegenüberliegende Elektrode vorzugsweise transparent oder halbtransparent.
Im Allgemeinen ist in einer erfindungsgemäßen Polymer-LED mindestens eine der Anode oder Kathode transparent oder halbtransparent. Die Anode ist vorzugsweise transparent oder halbtransparent.
Als Material für die Anode kann zum Beispiel ein leitender Metalloxidfilm und halbtransparenter dünner Metallfilm verwendet werden. Bestimmte Beispiele davon schließen einen Film (NESA), gebildet aus elektrisch leitendem Glas, hergestellt aus zum Beispiel Indiumoxid, Zinkoxid, Zinnoxid; und Verbundstoffe von diesen, wie Indiumzinnoxid (ITO), Indium/Zink/Oxid, Gold, Platin, Silber und Kupfer, ein; und ITO, Indium/Zink/Oxid und Zinnoxid sind bevorzugt. Beispiele des Verfahrens zum Bilden schließen ein Vakuumabscheidungsverfahren, Sputterverfahren, Ionenplattierungsverfahren und Plattierungsverfahren ein. Außerdem kann als Anode ein organischer elektrisch leitender Film, wie Polyanilin oder ein Derivat davon oder Polythiophen oder ein Derivat davon, verwendet werden.
Die Filmdicke einer Anode kann unter Erwägen der Lichtdurchlässigkeit und elektrischen Leitfähigkeit geeignet festgelegt werden und beträgt zum Beispiel 10 nm bis 10 μm, vorzugsweise 20 nm bis 1 μm und weiter bevorzugt 50 nm bis 500 nm.
Um die Injizierung von Ladung zu erleichtern, kann eine Schicht mit einer mittleren Dicke von 2 nm und gebildet aus einem Phthalocyaninderivat, elektrisch leitenden Polymer oder Kohlenstoff oder gebildet aus einem Metalloxid, Metallfluorid oder einem organischen isolierenden Material auf der Anode bereitgestellt werden.
Als Material für die Kathode, die in einer erfindungsgemäßen Polymer-LED zu verwenden ist, ist eines mit kleiner Arbeitsfunktion bevorzugt. Beispiele des zu verwendenden Materials schließen
Metalle, wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium, Cesium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Aluminium, Scandium, Vanadium, Zink, Yttrium, Indium, Cer, Samarium, Europium, Terbium und Ytterbium;
Legierungen, gebildet aus mindestens zwei davon;
Legierungen, gebildet aus mindestens einem davon und einem, ausgewählt aus Gold, Silber, Platin, Kupfer, Mangan, Titan, Cobalt, Nickel, Wolfram und Zinn;
Graphit; und eine Graphiteinlagerungsverbindung ein.
Beispiele der Legierung schließen
Magnesium-Silber-Legierung, Magnesium-Indium-Legierung, Magnesium-Aluminium-Legierung, Indium-Silber-Legierung, Lithium-Aluminium-Legierung, Lithium-Magnesium-Legierung, Lithium-Indium-Legierung und Calcium-Aluminium-Legierung ein. Die Kathode kann eine gestapelte Struktur aufweisen, die aus zwei oder mehreren Schichten besteht.
Die Filmdicke einer Kathode kann in Erwägung der elektrischen Leitfähigkeit und Haltbarkeit geeignet festgelegt werden und beträgt zum Beispiel 10 nm bis 10 μm, vorzugsweise 20 nm bis 1 μm und weiter bevorzugt 50 nm bis 500 nm.
Beispiele des Verfahrens zum Bilden einer Kathode schließen ein Vakuumabscheidungsverfahren, Sputterverfahren, Laminatverfahren, wobei ein dünner Metallfilm durch Thermokompressionsbinden gebildet wird, ein. Außerdem kann eine Schicht, gebildet aus einem elektrisch leitenden Polymer, oder eine Schicht, gebildet aus z.B. einem Metalloxid, Metallfluorid oder organischen isolierenden Material und mit einer mittleren Filmdicke von 2 nm oder weniger zwischen der Kathode und einer organischen Schicht bereitgestellt werden. In einer anderen Ausführungsform kann, nachdem die Kathode gebildet ist, eine Schutzschicht zum Schützen der Polymer-LED aufgebracht werden. Um die Polymer-LED stabil für einen langen Zeitraum zu verwenden, kann die Vorrichtung extern vorzugsweise mit einer Schutzschicht und/oder einer Schutzabdeckung geschützt werden.
Als Schutzschicht kann z.B. eine Polymerverbindung, Metalloxid, Metallfluorid und Metallborat verwendet werden. Außerdem wird als Schutzabdeckung z.B. eine Glasplatte und Kunststoffplatte verwendet, wobei auf deren Oberfläche eine Behandlung zur Verringerung der Wasserdurchlässigkeit durchgeführt wird. Ein Verfahren des engen Anklebens der Abdeckung an das Substrat einer Vorrichtung mit einem thermoplastischen Harz oder einem photohärtenden Harz, wobei sie abgedichtet wird, wird vorzugsweise verwendet. Es ist einfach, eine Schädigung der Vorrichtung zu verhindern, indem man unter Verwendung eines Abstandsstücks einen Abstand hält. Wenn ein Inertgas, wie Stickstoff oder Argon in den Abstand eingebracht wird, ist es möglich, die Oxidation der Kathode zu verhindern. Außerdem ist es, wenn ein Trocknungsmittel, wie Bariumoxid, in den Abstand eingebracht wird, möglich, eine Schädigung der Vorrichtung durch einen im Herstellungsschritt absorbierten Feuchtigkeitsgehalt zu unterdrücken. Mindestens eines der Verfahren wird vorzugsweise verwendet.
Eine erfindungsgemäße Polymer-LED kann als eine planare Lichtquelle oder eine Hintergrundbeleuchtung einer Displayvorrichtung vom Segmenttyp, einer Punktmatrix-Displayvorrichtung und eine Flüssigkristalldisplayvorrichtung verwendet werden.
Um planare Lichtemission unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Polymer-LED zu erhalten, werden eine planare Anode und eine planare Kathode so gelegt, dass sie miteinander überlappen. Um eine Lichtemission mit Muster zu erhalten, gibt es
ein Verfahren, wobei eine Maske mit einem Fenster mit Muster auf der Oberfläche der planaren lichtemittierenden Vorrichtung bereitgestellt ist;
ein Verfahren, wobei eine Schicht eines organischen Materials in einem nicht lichtemittierenden Teil extrem dick gebildet wird, die im Wesentlichen kein Licht aus dem Teil emittiert; und
ein Verfahren, wobei eine oder beide von Anode und Kathode so gebildet werden, dass sie ein Muster aufweisen.
Ein Muster wird gemäß einem der Verfahren gebildet und mehrere Elektroden werden so angeordnet, dass sie sich unabhängig An/Aus schalten. Auf diese Weise ist es möglich, eine Displayvorrichtung vom Segmenttyp zu erhalten, die zum Anzeigen von numerischen Werten, Buchstaben und einfachen Symbolen fähig ist. Außerdem können zum Erhalt einer Punktmatrixvorrichtung sowohl eine Anode als auch eine Kathode in Streifenform gebildet und so angeordnet werden, dass sie sich senkrecht kreuzen. Ein Sektor-Farbdisplay und ein Mehrfarbdisplay können mit einem Verfahren des getrennten Aufbringens mehrerer Arten von polymeren Leuchtstoffen, die unterschiedliche Emissionsfarbe aufweisen, oder mit einem Verfahren unter Verwendung eines Farbfilters oder eines Filters zum Umwandeln der Fluoreszenz erreicht werden. Eine Punktmatrixvorrichtung kann passiv betrieben werden und kann aktiv in Kombination mit zum Beispiel TFT betrieben werden. Diese Displayvorrichtungen können als Displayvorrichtungen eines Computers, Fernsehers, einer tragbaren in der Hand gehaltenen Einheit, eines Mobiltelefons, einer Kraftfahrzeugnavigation und eines Suchers einer Videokamera usw. verwendet werden.
Außerdem ist die planare lichtemittierende Vorrichtung eine spontane lichtemittierende Dünnschichtvorrichtung und wird geeigneterweise als eine planare Lichtquelle für eine Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristall-Displayvorrichtung oder eine planare Lichtquelle zur Beleuchtung verwendet. Außerdem kann, wenn ein biegsames Substrat verwendet wird, die planare lichtemittierende Vorrichtung auch als Lichtquelle mit gekrümmter Oberfläche oder Displayvorrichtung verwendet werden.
Jetzt wird die vorliegende Erfindung insbesondere in Bezug auf die nachstehenden Beispiele erklärt, die nicht als Einschränkung der Erfindung aufzufassen sind.
Das Zahlenmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, wurde mit SEC erhalten.

Säule: TOSOH, TSKgel Super HM-H (2 Säulen) + TSKgel Super H 2000 (4,6 mm i.d. × 15 cm),
Detektor: RI (SHIMADZU RID-10A), Tetrahydrofuran (THF) wurde als mobile Phase verwendet.

(Synthesebeispiel 1)
Synthese von Verbindung M-1
[Formel 100]
In einem 300 ml Vierhalskolben wurden N-Phenyl-1,4-phenylendiamin (5,53 g, 30 mmol), 4-Brom-n-butylbenzol (25,57 g, 120 mmol), Pd₂(dba)₃ (820 mg, 0,9 mmol), t-BuONa (8,65 g, 90 mmol) und Toluol (120 ml) unter einer Argonatmosphäre gemischt. Zu der Reaktionslösung wurde (t-Bu)₃P (360 mg, 1,8 mmol) gegeben und 3 Stunden auf 100°C erwärmt. Nach Abkühlen wurden 200 ml Toluol zugegeben. Die Reaktionslösung wurde mit wässriger NaCl-Lösung (100 ml × 3) und anschließend mit Wasser (200 ml) gewaschen. Nachdem die organische Schicht über Natriumsulfat getrocknet worden war, wurde sie konzentriert. Die erhaltene Flüssigkeit wurde durch Kieselgelsäulenchromotographie (Toluol : Hexan = 1:3) gereinigt und danach durch Kieselgelsäulenchromatographie (Hexan → Toluol : Hexan = 1:3) gereinigt, wobei 10,2 g der Verbindung M-1 erhalten wurden.
¹H-NMR: δ 0,97 (9H, t), 1,37 (6H, m), 1,58 (6H, m), 2,55 (6H, t), 6,85-7,07 (18H, m), 7,17 (2H, t).
(Synthesebeispiel 2)
Synthese von Verbindung M-2
[Formel 101]
In einem 100 ml Vierhalskolben wurden Verbindung M-1 (1,45 g, 2,5 mmol), NBS (0,49 g, 0,27 mmol) und DMF (20 ml) unter einer Argonatmosphäre gemischt. Die Reaktionslösung wurde 4 Stunden bei 0°C gerührt. Nach vollständiger Umsetzung wurden 100 ml Hexan zugegeben. Das Reaktionsgemisch wurde mit wässriger KCl-Lösung (100 ml × 2) und anschließend mit Wasser (100 ml × 2) gewaschen. Nachdem die organische Schicht über Natriumsulfat getrocknet worden war, wurde sie konzentriert. Die erhaltene Flüssigkeit wurde durch Kieselgelsäulenchromatographie (Toluol : Hexan = 1:6) zweimal gereinigt, wobei 960 mg der Verbindung M-2 erhalten wurden.
LC-MS (APCI-Verfahren): m/z 660,2 ([M+H]⁺)
(Synthesebeispiel 3)
Synthese von Verbindung M-3
[Formel 102]
In einem 300 ml Dreihalskolben wurden 8-Bromocten (1,91 g, 10 mmol) und THF (10 ml) unter einer Argonatmosphäre gemischt. Dazu wurde 9-BBN/0,5 M-THF Lösung (20 ml, 10 mmol) bei Raumtemperatur für 20 Minuten getropft und bei Raumtemperatur 12 Stunden gerührt.
Zu der Reaktionslösung wurden Verbindung M-2 (2,64 g, 4,0 mmol), PdCl₂(dppf) (160 mg, 0,20 mmol), THF (10 ml) und eine wässrige 3 M NaOH-Lösung (7 ml) gegeben. Die erhaltene Reaktionslösung wurde 4,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach vollständiger Umsetzung wurde die Reaktionslösung abgekühlt. Zu der Reaktionslösung wurde Hexan (20 ml) gegeben. Unter Kühlen der Reaktionslösung mit Wasser wurde eine Wasserstoffperoxidlösung (2 ml) für 10 Minuten zugetropft und bei Raumtemperatur 3 Stunden gerührt. Die erhaltene organische Schicht wurde mit Wasser (200 ml × 3) gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, konzentriert und durch Kieselgelsäulenchromatographie (Toluol : Hexan = 1:10 → Toluol : Hexan = 1:3) gereinigt, wobei 1,81 g der Verbindung M-3 erhalten wurden.
LC-MS (APCI-Verfahren): m/z 772,3 ([M+H]⁺)
(Synthesebeispiel 4)
Synthese von Verbindung M-5
[Formel 103]
Verbindung M-3 (2,1 Äquivalente), Verbindung M-4 (1 Äquivalent), Kaliumcarbonat (10 Äquivalente), 18-Krone-6 Ether (0,5 Äquivalente) und Toluol (als Lösungsmittel) werden unter einer Argonatmosphäre gemischt und refluxiert, wobei man die Reaktion ablaufen läßt. Nach vollständiger Umsetzung wird die organische Schicht mit Wasser gewaschen und durch Kieselgelsäulenchromatographie gereinigt, wobei Verbindung M-5 erhalten wird.
Anzumerken ist, dass Verbindung M-4 mit einem Verfahren gemäß EP1344788 erhalten werden kann.
(Synthesebeispiel 5)
Synthese von Verbindung M-6
[Formel 104]
In einem 300 ml Dreihalskolben wurden 8-Bromocten (12,61 g, 66 mmol) und THF (40 ml) unter einer Argonatmosphäre gemischt. Dazu wurde 9-BBN/0,5 M-THF Lösung (132 ml, 66 mmol) bei Raumtemperatur für 50 Minuten getropft und bei Raumtemperatur 16 Stunden gerührt.
Zu der Reaktionslösung wurden eine Verbindung, 9-Bromanthracen (7,71 g, 30 mmol), PdCl₂(dppf) (1,22 g, 1,5 mmol), THF (60 ml) und eine wässrige 3 M NaOH Lösung (40 ml) gegeben und 6,5 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach vollständiger Umsetzung wurde die Reaktionslösung abgekühlt und Hexan (70 ml) wurde zur Reaktionslösung gegeben. Unter Kühlen der Reaktionslösung mit Wasser wurde eine Wasserstoffperoxidlösung (10 ml) während 30 Minuten zugetropft und bei Raumtemperatur 4 Stunden gerührt. Die erhaltene organische Schicht wurde mit Wasser (200 ml × 3) gewaschen, über Natriumsulfat getrocknet, konzentriert und durch Kieselgelsäulenchromatographie zweimal (Hexan → Toluol = 1:2) gereinigt, wobei 3,4 g der Verbindung M-6 erhalten wurden.
LC-MS (APCI-Verfahren): m/z 370,1 ([M+H]⁺)
¹H-NMR: δ 1,42 (8H, m), 1,86 (4H, m), 3,41 (2H, t), 3,60 (2H, t), 7,46 (4H, m), 7,99 (2H, d), 8,26 (2H, d), 8,33 (1H, s).
(Synthesebeispiel 6)
Synthese von Verbindung M-7
[Formel 105]
In einem 200 ml Dreihalskolben wurden Verbindung M-4 (0,358 g, 1,0 mmol), Verbindung M-6 (0,757 g, 2,1 mmol), Kaliumcarbonat (0,7 g), 18-Krone-6 Ether (0,3 g), Toluol (40 ml) und ionenausgetauschtes Wasser (20 ml) unter einer Argonatmosphäre gemischt und 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach vollständiger Umsetzung wurde die Wasserschicht entfernt. Die erhaltene Lösung wurde mit Wasser (50 ml × 4) gewaschen. Die organische Schicht wurde über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und mit einer Flashsäule (Kieselgel/Toluol) gereinigt. Die erhaltene Lösung wurde auf 5 ml konzentriert. Zu dem erhaltenen Öl wurden 50 ml Methanol gegeben, und die erhaltene feste Substanz wurde filtriert und getrocknet, wobei 708 mg der Verbindung M-7 erhalten wurden.
LC-MS (APCI-Verfahren): m/z 933 ([M+H]⁺)
¹H-NMR: δ 1,42-1,60 (16H, m), 1,84-1,90 (8H, m), 3,60 (4H, t), 4,09 (4H, t), 7,20 (2H, s), 7,44-7,52 (8H, m), 7,74 (2H, s), 8,12 (4H, d), 8,26 (4H, d), 8,32 (2H, s).
(Beispiel 1)
Synthese von Polymerverbindung P-1
[Formel 106]
Verbindung M-5 und 2,2'-Bipyridyl werden unter einer inerten Atmosphäre in entwässertem Tetrahydrofuran gelöst, das zuvor mit Argon gespült worden war. Anschließend wird Bis(1,5-cyclooctadien)nickel(0) {Ni(COD)₂} zur Reaktionslösung gegeben. Nachdem die Temperatur der Reaktionslösung auf 60°C erhöht worden war, wurde die Umsetzung 3 Stunden durchgeführt. Die Reaktionslösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt und zu einem Lösungsgemisch von 25 % Ammoniakwasser (1 ml)/Methanol/ionenausgetauschtem Wasser getropft und eine Stunde gerührt. Die ausgefällte Substanz wird filtriert, unter vermindertem Druck getrocknet und anschließend in Toluol gelöst. Dazu wird Radiolite gegeben und gerührt. Nachdem die unlösliche Substanz abfiltriert worden war, wird das Filtrat durch eine Aluminiumoxidsäule gereinigt. Anschließend wird 4 % Ammoniakwasser zugegeben und gerührt, und dann wird die Wasserschicht entfernt. Weiter wird zu der organischen Schicht ionenausgetauschtes Wasser gegeben und gerührt, und dann wird die Wasserschicht entfernt. Danach wird die organische Schicht unter vermindertem Druck konzentriert und zu Methanol gegeben und gerührt. Die ausgefällte Substanz wird filtriert und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei die Polymerverbindung P-1 synthetisiert wird.
(Beispiel 2)
Synthese von Polymerverbindung P-2
[Formel 107]
Verbindung M-7 (0,204 g), 2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzofuran (0,140 g) und 2,2'-Bipyridyl (0,172 g) wurden unter einer inerten Atmosphäre in entwässertem Tetrahydrofuran (15 ml) gelöst, das zuvor mit Argon gespült worden war. Anschließend wurde Bis(1,5-cyclooctadien)nickel(0) {Ni(COD)₂} (0,303 g) zur Reaktionslösung gegeben. Nachdem die Temperatur der Reaktionslösung auf 60°C erhöht worden war, wurde die Umsetzung 3 Stunden durchgeführt. Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und zu einem Lösungsgemisch von 25 % Ammoniakwasser (5 ml)/Methanol (24 ml)/ionenausgetauschtem Wasser (24 ml) getropft und eine Stunde gerührt. Die ausgefällte Substanz wurde filtriert, unter vermindertem Druck getrocknet und anschließend in Toluol (15 ml) gelöst. Dazu wurde Radiolite (0,1 g) gegeben und 30 Minuten gerührt. Nachdem die unlösliche Substanz abfiltriert worden war, wurde das Filtrat durch eine Aluminiumoxidsäule gereinigt. Anschließend wurde 4 %iges Ammoniakwasser (20 ml) zugegeben und 2 Stunden gerührt, und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Ferner wurde zu der organischen Schicht ionenausgetauschtes Wasser (etwa 20 ml) gegeben und eine Stunde gerührt, und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Danach wurde die organische Schicht zu 80 ml Methanol gegeben und 0,5 Stunden gerührt. Die ausgefällte Substanz wurde filtriert und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,144 g der Polymerverbindung P-2 erhalten wurden. Anzumerken ist, dass das Zahlenmittel des Molekulargewichts und Gewichtsmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, Mn = 5,4 × 10⁴ bzw. Mw = 1,5 × 10⁵ betrugen.
2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzofuran wurde gemäß dem in JP-A-2004-059899 beschriebenen Verfahren synthetisiert.
(Beispiel 3)
Synthese von Polymerverbindung P-3
[Formel 108]
Verbindung M-7 (0,269 g), 2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzothiophen (0,045 g) und 2,2'-Bipyridyl (0,172 g) wurde unter einer inerten Atmosphäre in entwässertem Tetrahydrofuran (15 ml) gelöst, das zuvor mit Argon durchgeblasen worden war. Anschließend wurde Bis(1,5-cyclooctadien)nickel(0) {Ni(COD)₂) (0,303 g) zur Reaktionslösung gegeben. Nachdem die Temperatur der Reaktionslösung auf 60°C erhöht worden war, wurde die Umsetzung 3 Stunden durchgeführt.
Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und zu einem Lösungsgemisch von 25 % Ammoniakwasser (5 ml)/Methanol (24 ml)/ionenausgetauschtem Wasser (24 ml) getropft und eine Stunde gerührt. Die ausgefällte Substanz wurde filtriert, unter vermindertem Druck getrocknet und anschließend in Toluol (15 ml) gelöst. Dazu wurde Radiolite (0,1 g) gegeben und 30 Minuten gerührt. Nachdem die unlösliche Substanz filtriert worden war, wurde das Filtrat durch eine Aluminiumoxidsäule gereinigt. Anschließend wurde 4 %iges Ammoniakwasser (20 ml) zugegeben und 2 Stunden gerührt, und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Ferner wurde zu der organischen Schicht ionenausgetauschtes Wasser (etwa 20 ml) gegeben und eine Stunde gerührt, und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Danach wurde die organische Schicht zu 80 ml Methanol gegeben und 0,5 Stunden gerührt. Die ausgefällte Substanz wurde filtriert und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,078 g der Polymerverbindung P-3 erhalten wurden.
Anzumerken ist, dass das Zahlenmittel des Molekulargewichts und Gewichtsmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, Mn = 1,0 × 10⁵ bzw. Mw = 5,1 × 10⁵ betrugen.
2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzothiophen wurde gemäß dem in JP-A-2004-002703 beschriebenen Verfahren synthetisiert.
(Beispiel 4)
Synthese von Polymerverbindung P-4
[Formel 109]
Verbindung M-7 (0,225 g), Verbindung M-8 (0,441 g), 2,7-Bis(1,3,2-dioxaboran-2-yl)-9,9-dioctylfluoren (0,640 g) und Bis(triphenylphosphin)palladiumdichlorid (0,9 mg), Aliquat 336 (0,2 g, hergestellt von Aldrich), Toluol (9 ml) und eine wässrige 2 M Na₂CO₃ Lösung (3 ml) wurden unter einer inerten Atmosphäre gemischt und 3 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Nach vollständiger Umsetzung wurde ein Lösungsgemisch von Phenylborsäure (20 mg) und THF (2 ml) zugegeben und weiter 4 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Anschließend wurde eine wässrige Lösung von Natriumdiethyldithiacarbamat zugegeben und bei 85°C 4 Stunden gerührt. Nach Abkühlen wurde die Reaktionslösung mit Wasser (30 ml) dreimal, einer 3 %igen wässrigen Essigsäurelösung (30 ml) viermal und Wasser (30 ml) dreimal gewaschen und durch eine Aluminiumoxidsäule und eine Kieselgelsäule gereinigt. Die erhaltene Toluollösung wurde zu Methanol (250 ml) getropft und eine Stunde gerührt. Danach wurde die erhaltene feste Substanz filtriert und getrocknet. Die Ausbeute der erhaltenen Polymerverbindung P-4 betrug 240 mg.
Anzumerken ist, dass das Zahlenmittel des Molekulargewichts und Gewichtsmittel des Molekulargewichts der Polymerverbindung P-10, umgerechnet auf Polystyrol, 9,4 × 10⁴ bzw. 2,5 × 10⁵ betrug. [Formel 110]
(Synthesebeispiel 7)
Synthese von Polymerverbindung P-5
Die Polymerverbindung P-5 wurde gemäß einem in EP1344788 beschriebenen Verfahren synthetisiert (das Zahlenmittel des Molekulargewichts und das Gewichtsmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, betrugen Mn = 1,1 × 10⁵ und Mw = 2,7 × 105). Polymerverbindung (P-5) [Formel 111]
(Beispiel 8)
Synthese von Polymerverbindung P-6
[Formel 112]
2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzofuran (0,045 g), 2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzothiophen (0,045 g) und 2,2'-Bipyridyl (0,172 g) wurden unter einer inerten Atmosphäre in entwässertem Tetrahydrofuran (15 ml) gelöst, das zuvor mit Argon gespült worden war. Anschließend wurde Bis(1,5-cyclooctadien)nickel(0) {Ni(COD)₂} (0,303 g) zugegeben und gerührt. Nachdem die Temperatur der erhaltenen Lösung auf 60°C erhöht worden war, wurde die Umsetzung 3 Stunden durchgeführt.
Die Reaktionslösung wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und zu einem Lösungsgemisch von 25 % Ammoniakwasser (5 ml)/Methanol (24 ml)/ionenausgetauschtem Wasser (24 ml) getropft und eine Stunde gerührt. Die ausgefüllte Substanz wurde filtriert, unter vermindertem Druck getrocknet und anschließend in Toluol (15 ml) gelöst. Dazu wurde Radiolite (0,1 g) gegeben und 30 Minuten gerührt. Nachdem die unlösliche Substanz filtriert worden war, wurde das Filtrat durch eine Aluminiumoxidsäule gereinigt. Anschließend wurde 4 %iges Ammoniakwasser (20 ml) zugegeben und 2 Stunden gerührt und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Ferner wurde zu der organischen Schicht ionenausgetauschtes Wasser (etwa 20 ml) gegeben und eine Stunde gerührt, und dann wurde die Wasserschicht entfernt. Danach wurde die organische Schicht zu 80 ml Methanol gegeben und 0,5 Stunden gerührt. Die ausgefällte Substanz wurde filtriert und unter vermindertem Druck getrocknet, wobei 0,078 g der Polymerverbindung P-6 erhalten wurden.
Anzumerken ist, dass das Zahlenmittel des Molekulargewichts und Gewichtsmittel des Molekulargewichts, umgerechnet auf Polystyrol, Mn = 1,0 × 10⁵ bzw. Mw = 5,1 × 10⁵ betrugen.
2,7-Dibrom-3,6-dioctyloxydibenzothiophen wurde gemäß dem in JP-A-2004-002703 beschriebenen Verfahren synthetisiert.
Die HOMO und LUMO Energiewerte wurden durch cyclische Voltametrie (ALS 600, hergestellt von P.A.S) bestimmt und in einem Acetonitrillösungsmittel gemessen, das 0,1 Gew.-% Tetrabutylammoniumtetrafluorborat enthielt. Eine Polymerverbindung wurde in Chloroform so gelöst, dass eine Konzentration von etwa 0,2 Gew.-% erhalten wurde. Auf den Arbeitspol wurde 1 ml der Chloroformlösung der Polymerverbindung aufgetragen und das Lösungsmittel verdampft, wobei ein dünner Film der Polymerverbindung gebildet wurde. Die Messung wurde unter Verwendung einer Silber/Silberion-Elektrode als Referenzelektrode und einer grasartigen Kohlenstoffelektrode als Arbeitselektrode und einer Platinelektrode als Gegenelektrode in einem mit Stickstoff gespülten Handschuhkasten durchgeführt. Die Sweepanteile der Potentiale von allen wurden bei 50 mV/s gemessen.
<Messung des Oxidationspotientials>
(Beispiel 5)
Das Oxidationspotential der Polymerverbindung P-1 kann mit dem vorstehenden Verfahren gemessen werden, wobei die HOMO-Energie erhalten wird. Es wird erwartet, dass der absolute Wert der HOMO-Energie der Polymerverbindung P-1 geringer als der einer Polymerverbindung ohne Seitenkettenrest ist.
(Beispiel 6)
<Messung des Oxidationspotientials>
Das Oxidationspotential der Polymerverbindung P-2 wurde mit dem vorstehenden Verfahren gemessen. Basierend auf dem erhaltenen Oxidationspotential wurde die HOMO Energie berechnet.
(Vergleichsbeispiel 1)
<Messung des Oxidationspotentials>
Das Oxidationspotential der Polymerverbindung P-3 wurde mit dem vorstehenden Verfahren gemessen. Basierend auf dem erhaltenen Oxidationspotential wurde die HOMO Energie berechnet. Tabelle 1

Beispiel 6 Vergleichsbeispiel 1

Polymerverbindung P-2 P-5

Oxidationspotential (mV) 889 1227

Absoluter Wert des HOMO-Niveaus (eV) 5,8 5,9
(Beispiel 7)
<Messung des Oxidationspotentials>
Das Oxidationspotential der Polymerverbindung P-3 wurde mit dem vorstehenden Verfahren gemessen. Basierend auf dem erhaltenen Oxidationspotential wurde die HOMO Energie berechnet.
(Vergleichsbeispiel 2)
<Messung des Oxidationspotentials>
Das Oxidationspotential der Polymerverbindung P-6 wurde mit dem vorstehenden Verfahren gemessen. Basierend auf dem erhaltenen Oxidationspotential wurde die HOMO Energie berechnet. Tabelle 2

Beispiel 7 Vergleichsbeispiel 2

Polymerverbindung P-3 P-6

Oxidationspotential (mV) 742 1103

Absoluter Wert des HOMO-Niveaus (eV) 5,7 5,8
(Beispiel 8)
Herstellung der Lösung
Die vorstehend erhaltene Polymerverbindung P-1 wird in Toluol gelöst, um eine Toluollösung mit einer Polymerkonzentration von 1,2 Gew.-% herzustellen.
Herstellung der EL-Vorrichtung
Auf einem Glasssubstrat, auf dem ein ITO-Film mit 150 mm Dicke mit einem Sputterverfahren gebildet ist, wird ein dünner Film mit 70 nm Dicke durch Schleuderbeschichten unter Verwendung einer Lösung, erhalten durch Filtrieren einer Suspensionslösung von Poly(3,4)ethylendioxythiophen/Polystyrolsulfonsäure (BaytronP AI4083, hergestellt von Bayer) durch ein 0,2 μm Membranfilter, gebildet und auf einer Heizplatte bei 200°C für 10 Minuten getrocknet. Anschließend wird unter Verwendung der vorstehend erhaltenen Toluollösung ein Schleuderbeschichten bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 Upm durchgeführt, wobei ein Film erhalten wird. Außerdem wird der Film unter vermindertem Druck bei 80°C für eine Stunde getrocknet und Lithiumfluorid wird bis zu einer Dicke von etwa 4 nm abgeschieden. Calcium wird bis zu einer Dicke von etwa 5 nm als eine Kathode abgeschieden und dann wird Aluminium bis zu einer Dicke von etwa 72 nm abgeschieden. Auf diese Weise kann eine EL Vorrichtung hergestellt werden. Anzumerken ist, dass das Abscheiden eines Metalls begonnen wird, nachdem der Grad des Vakuums 1 × 10^–4 Pa oder weniger erreicht hat.
Eigenschaft der EL Vorrichtung
Wenn Spannung an die erhaltene Vorrichtung angelegt wird, kann eine EL Lichtemission aus der Vorrichtung beobachtet werden.
(Beispiel 9)
Herstellung der Lösung
Die vorstehend erhaltene Polymerverbindung P-2 wurde in Xylol gelöst, um eine Xylollösung mit einer Polymerkonzentration von 1,2 Gew.-% herzustellen.
Herstellung der EL-Vorrichtung
Auf einem Glasssubstrat, auf dem ein ITO-Film mit 150 mm Dicke mit einem Sputterverfahren gebildet wurde, wurde ein dünner Film mit 70 nm Dicke durch Schleuderbeschichten unter Verwendung einer Lösung, erhalten durch Filtrieren einer Suspensionslösung von Poly(3,4)ethylendioxythiophen/Polystyrolsulfonsäure (BaytronP AI4083, hergestellt von Bayer) durch ein 0,2 μm Membranfilter, gebildet und auf einer Heizplatte bei 200°C für 10 Minuten getrocknet. Anschließend wurde unter Verwendung der vorstehend erhaltenen Xylollösung ein Schleuderbeschichten bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 1000 Upm durchgeführt, wobei ein Film gebildet wurde. Die Dicke des gebildeten Films betrug etwa 73 nm. Der Film wurde unter vermindertem Druck bei 80°C für eine Stunde getrocknet und Barium wurde bis zu einer Dicke von etwa 5 nm als eine Kathode abgeschieden und anschließend wurde Aluminium bis zu einer Dicke von etwa 80 nm abgeschieden. Auf diese Weise wurde eine EL Vorrichtung hergestellt. Anzumerken ist, dass das Abscheiden eines Metalls begonnen wurde, nachdem der Grad des Vakuums 1 × 10^–4 Pa oder weniger erreicht hatte.
Eigenschaft der EL Vorrichtung
Wenn Spannung an die erhaltene Vorrichtung angelegt wurde, wurde eine EL Lichtemission mit einem Peak bei 440 nm aus der Vorrichtung erhalten. Der maximale Wirkungsgrad der Lichtemission der Vorrichtung betrug 0,15 cd/A.
(Beispiel 10)
Herstellung der Lösung
Die vorstehend erhaltene Polymerverbindung P-3 wurde in Xylol gelöst, um eine Xylollösung mit einer Polymerkonzentration von 1,2 Gew.-% herzustellen.
Herstellung der EL-Vorrichtung
Eine EL Vorrichtung wurde im Wesentlichen wie in Beispiel 9 hergestellt, außer dass die vorstehend erhaltene Xylollösung verwendet wurde. Die Rotationszahl zu diesem Zeitpunkt betrug 1500 Upm und die Dicke des erhaltenen Polymerfilms betrug 77 nm.
Eigenschaft der EL Vorrichtung
Wenn Spannung an die erhaltene Vorrichtung angelegt wurde, wurde EL Lichtemission mit einem Peak bei 435 nm aus der Vorrichtung erhalten. Der maximale Wirkungsgrad der Lichtemission der Vorrichtung betrug 0,16 cd/A.
(Beispiel 11)
Herstellung der Lösung
Die vorstehend erhaltene Polymerverbindung P-4 wurde in Xylol gelöst, um eine Xylollösung mit einer Polymerkonzentration von 1,2 Gew.-% herzustellen.
Herstellung der EL-Vorrichtung
Eine EL Vorrichtung wurde im Wesentlichen wie in Beispiel 9 hergestellt, außer dass die vorstehend erhaltene Xylollösung verwendet wurde. Die Rotationszahl während des Schleuderbeschichtens zu diesem Zeitpunkt betrug 1000 Upm und die Dicke des erhaltenen Films betrug 76 nm.
Eigenschaft der EL Vorrichtung
Wenn Spannung an die erhaltene Vorrichtung angelegt wurde, wurde EL Lichtemission mit einem Peak bei 440 nm aus der Vorrichtung erhalten.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Polymer-LED, die eine erfindungsgemäße Polymerverbindung enthält, kann als gekrümmte oder planare Lichtquelle für eine Hintergrundbeleuchtung eines Flüssigkristalldisplays oder Beleuchtung und in einer Displayvorrichtung vom Segmenttyp und einem Flachschirmdisplay vom Punktmatrixtyp verwendet werden.
Zusammenfassung
Offenbart wird eine lumineszierende oder ladungstransportierende Polymerverbindung mit einem zweiwertigen heterocyclischen Rest, einem zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring einschließt, einem Rest der nachstehenden Formel (1), oder einem zweiwertigen aromatischen Aminrest als eine sich wiederholende Einheit in einer Hauptkette, und einer funktionellen Seitenkette, die mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, ausgewählt aus Lochinjizierungs-/Transportgruppen, Elektroneninjizierungs-/Transportgruppen und lichtemittierenden Gruppen. Diese Polymerverbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Gruppe direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom in der sich wiederholenden Einheit gebunden oder an die sich wiederholende Einheit über X in einem Rest -R_J-X- (wobei R_J ein Alkylenrest ist, der substituiert sein kann; X eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, S=O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰, BR¹¹, PR¹² oder P(=O)R¹³ darstellt) gebunden ist. (In der Formel stellen Ring A und Ring B unabhängig einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffring dar und der aromatische Kohlenwasserstoffring in Ring A und der aromatische Kohlenwasserstoffring in Ring B weisen unterschiedliche Ringstruktur zueinander auf; zwei anhängende Bindungen sind jeweils am Ring A und/oder Ring B vorhanden; Rw und Rx stellen jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten dar; und Rw und Rx können verbunden sein, wobei ein Ring gebildet wird.)

Claims

Lichtemittierende oder ladungstransportierende Polymerverbindung mit einem zweiwertigen heterocyclischen Rest, einem zweiwertigen kondensierten polycyclischen Kohlenwasserstoffrest, der keinen 5-gliedrigen Ring enthält, einem Rest der folgenden Formel (1), oder einem zweiwertigen aromatischen Aminrest als eine sich wiederholende Einheit in einer Hauptkette, und einer funktionellen Seitenkette, die mindestens eine funktionelle Gruppe enthält, ausgewählt aus einer Lochinjizierungs/Transportgruppe, einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe und einer lichtemittierenden Gruppe, dadurch gekennzeichnet, dass die funktionelle Gruppe direkt an ein gesättigtes Kohlenstoffatom der sich wiederholenden Einheit gebunden oder an die sich wiederholende Einheit über -R_J-X- (wobei R_J ein Alkylenrest ist, der substituiert sein kann; X eine direkte Bindung, ein Sauerstoffatom, Schwefelatom, C=O, C(=O)-O, S=O, SiR⁸R⁹, NR¹⁰, BR¹¹, PR¹² oder P(=O)R¹³ darstellt) an X gebunden ist. [Formel 1]
wobei Ring A und Ring B jeweils unabhängig einen aromatischen Kohlenwasserstoffring darstellen, der einen Substituenten aufweisen kann; wobei der aromatische Kohlenwasserstoffring von Ring A und der von Ring B sich gegenseitig in der Ringstruktur unterscheiden; zwei Bindungen jeweils am Ring A und/oder Ring B vorhanden sind; Rw und Rx jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder einen Substituenten darstellen; und Rw und Rx gegenseitig verbunden sein können, wobei ein Ring gebildet wird.
Polymerverbindung nach Anspruch 1 mit einer Lochinjizierungs-/Transportgruppe als funktionelle Seitenkette.
Polymerverbindung nach Anspruch 1, wobei die Lochinjizierungs-/Transportgruppe mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom oder mindestens zwei Stickstoffatome enthält.
Polymerverbindung nach Anspruch 3, wobei die Lochinjizierungs-/Transportgruppe mindestens zwei Stickstoffatome enthält.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe als funktionelle Seitenkette.
Polymerverbindung nach Anspruch 5, wobei die Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe mindestens ein anderes Heteroatom als ein Stickstoffatom oder mindestens zwei Stickstoffatome enthält.
Polymerverbindung nach Anspruch 6, wobei die Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe mindestens zwei Stickstoffatome enthält.
Polymerverbindung nach Anspruch 6, wobei das Heteroatom, das zu einem Stickstoffatom verschieden ist, das in der Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe enthalten ist, ein Schwefelatom ist.
Polymerverbindung nach Anspruch 5, wobei die Elektroneninjizierungs-/Transportgruppe einen Metallkomplex enthält, der ein Element, ausgewählt aus der ersten bis dritten Periode des Periodensystems, enthält.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, umfassend eine lichtemittierende Gruppe als die funktionelle Seitenkette.
Polymerverbindung nach Anspruch 10, wobei die lichtemittierende Gruppe einen heterocyclischen Ring oder kondensierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoff enthält.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Zahlenmittel des Molekulargewichts 10³ bis 10⁸, umgerechnet auf Polystyrol, beträgt.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei ein absoluter HOMO-Energiewert der Polymerverbindung 5,6 eV oder weniger beträgt.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein absoluter LUMO-Energiewert der Polymerverbindung 2,2 eV oder mehr beträgt.
Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die sich wiederholende Einheit ein zweiwertiger heterocyclischer Rest ist und die funktionelle Seitenkette an die sich wiederholende Einheit über -R_J-O- (R_J weist die vorstehend angegebene Bedeutung auf) an O gebunden ist.
Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Art von Material, ausgewählt aus einem Lochtransportmaterial, einem Elektronentransportmaterial und einem lichtemittierenden Material, und mindestens eine Art von Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Arten von Polymerverbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
Lösung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 und 17 umfasst.
Lösung nach einem der Ansprüche 18 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei Arten von organischen Lösungsmitteln umfasst.
Lösung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die Viskosität davon 1 bis 20 mPa·s bei 25°C beträgt.
Lichtemittierender dünner Film, umfassend eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Lichtemittierender dünner Film nach Anspruch 22, wobei die Quantenausbeute der Lichtemission davon 50 % oder mehr beträgt.
Elektrisch leitender dünner Film, umfassend eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Organischer dünner Halbleiterfilm, umfassend eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
Organischer Transistor, umfassend den organischen dünnen Halbleiterfilm nach Anspruch 25.
Verfahren zum Bilden eines dünnen Films nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tintenstrahlverfahren verwendet wird.
Polymere lichtemittierende Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine organische Schicht aufweist, die eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eine Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 und 17 zwischen Elektroden umfasst, die aus einer Anode und einer Kathode bestehen.
Polymere lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei die organische Schicht eine lichtemittierende Schicht ist.
Polymere lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 28, wobei die lichtemittierende Schicht ferner ein Lochtransportmaterial, ein Elektronentransportmaterial oder ein lichtemittierendes Material enthält.
Polymere lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 28, umfassend eine lichtemittierende Schicht und eine Ladungstransportschicht zwischen Elektroden, die aus einer Anode und einer Kathode bestehen, wobei die Ladungstransportschicht eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eine Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 und 17 enthält.
Polymere lichtemittierende Vorrichtung nach Anspruch 28, umfassend eine lichtemittierende Schicht und eine Ladungstransportschicht zwischen Elektroden, die aus einer Anode und einer Kathode bestehen, und eine Ladungsinjizierungsschicht zwischen der Ladungstransportschicht und den Elektroden, wobei die Ladungsinjizierungsschicht eine Polymerverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder eine Polymerzusammensetzung nach einem der Ansprüche 16 und 17 enthält.
Planare Lichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine polymere lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32 umfasst.
Segmentdisplayvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine polymere lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32 umfasst.
Punktmatrixdisplayvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine polymere lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32 umfasst.
Flüssigkristalldisplayvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine polymere lichtemittierende Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 32 als Hintergrundbeleuchtung umfasst.