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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine polymere fluoreszierende
Substanz und konkreter auf deren Verwendung in einer Licht emittierenden
Polymer-Vorrichtung.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Eine
organische Elektrolumineszenzvorrichtung ist eine Vorrichtung, in
der hauptsächlich
eine organische Verbindung eines niedrigeren Molekulargewichts als
ein Licht emittierendes Material verwendet wird, und über viele
Versuche bezüglich
der Strukturen der Vorrichtung, der fluoreszierenden organischen
Farbstoffe und der organischen Ladungstransportmaterialien ist berichtet
worden, da die Elektrolumineszenzvorrichtung im Vergleich zu herkömmlichen
anorganischen Elektrolumineszenzvorrichtungen die Eigenschaften
besitzt, mit einer niedrigeren Spannung angetrieben zu werden, eine
höhere
Luminanz zu besitzen und leicht eine Lichtemission in vielen Farben
geben zu können
[Jpn. J. Appl. Phys., 27, S. L269 (1988); J. Appl. Phys., 65, S.
3610 (1989)).
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Neben
organischen Elektrolumineszenzvorrichtungen, in denen hauptsächlich eine
organische Verbindung eines niedrigeren Molekulargewichts verwendet
wird, gibt es eine Licht emittierende Polymer-Vorrichtung (hierunter
gelegentlich als Polymer-LED [polymer light-emitting device] bezeichnet),
in der ein Licht emittierendes Material verwendet wird, das ein
höheres
Molekulargewicht besitzt (hierunter gelegentlich als polymere fluoreszierende
Substanz bezeichnet). In WO 9013148, JP-A-3-244630, Appl. Phys.
Lett., 58, S. 1982 (1991) und dergleichen werden Polymer-LED offenbart,
in denen als eine polymere fluoreszierende Substanz Poly(p-phenylenvinylen)
(hierunter als PPV bezeichnet) oder ein Abkömmling davon in einer Licht
emittierenden Schicht verwendet wird.
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Polymere
fluoreszierende Substanzen und deren Abkömmlinge haben den Vorteil,
dass sie in einem Lösungsmittel
aufgelöst
werden und eine Licht emittierende Schicht mit einem nassen Filmbildungsverfahren bilden
können.
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Als
die in diesen Polymer-LED verwendeten, polymeren fluoreszierenden
Substanzen werden zusätzlich
zu dem oben erwähnten
Poly(p-phenylenvinylen) und seinen Abkömmlingen auch Polyfluoren (Jpn.
J. Appl. Phys., 30, S. L1941 (1991)), Poly-p-phenylenabkömmlinge
(Adv. Mater., 4, S. 36 (1992)) und dergleichen beschrieben.
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Bezüglich der
Polyfluorenabkömmlinge
werden in J. Mater. Sci. Mater. Ele., 11, S. 111 (2000), Copolymere,
die sich aus sich wiederholenden Einheiten von Fluoren und aus sich
wiederholenden Einheiten von Stilben, Phenylen, 1,4-Naphthalin,
aromatischen Aminen und dergleichen zusammensetzen, in denen das
Vinylen eine Cyanogruppe als Substituenten hat, sowie Polymer-LED,
in denen diese Copolymere verwendet werden, beschrieben.
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Ein
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine polymere fluoreszierende
Substanz, die eine Arylenvinylenstruktur und eine Fluorenstruktur
enthält
und starke Fluoreszenz zeigt, sowie eine Polymer-LED hoher Leistung
zur Verfügung
zu stellen, in der diese polymere fluoreszierende Substanz verwendet
wird und die mit hohem Wirkungsgrad und einer niedrigeren Spannung
betrieben werden kann.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
gegenwärtigen
Erfinder haben im Hinblick auf solche Bedingungen intensive Studien
durchgeführt und
im Ergebnis gefunden, dass eine polymere fluoreszierende Substanz,
die Fluoreszenz im festen Zustand zeigt, einen auf Polystyrol bezogenen
Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 103 bis
108 besitzt und ein oder mehrere durch die
folgende Formel (1) dargestellte Segmente sowie eine oder mehrere
durch die folgende Formel (2) dargestellte, sich wiederholende Einheiten
enthält,
eine starke Fluoreszenz aufweist, und dass unter Verwendung der
oben erwähnten
polymeren fluoreszierenden Substanz eine Polymer-LED hoher Leistung
erhalten wird, die mit hohem Wirkungsgrad und einer niedrigeren
Spannung betrieben werden kann, was zur Vollendung der Erfindung
geführt
hat.
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Gemäss der vorliegenden
Erfindung werden nämlich
zur Verfügung
gestellt: 1) Eine polymere fluoreszierende Substanz, die Fluoreszenz
im festen Zustand zeigt, einen auf Polystyrol bezogenen Zahlenmittelwert des
Molekulargewichts von 10
3 bis 10
8 besitzt und ein oder mehrere durch die
folgende Formel (1) dargestellte Segmente sowie eine oder mehrere
durch die folgende Formel (2) dargestellte, sich wiederholende Einheiten enthält:
[worin Ar
1 und
Ar
2 unabhängig voneinander je eine Arylengruppe
oder eine zweiwertige Gruppe einer heterocyclischen Verbindung darstellen.
R
2 und R
3 stellen
unabhängig
voneinander je eine Gruppe dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus einem Wasserstoffatom, Alkylgruppen, Arylgruppen, Gruppen
heterocyclischer Verbindungen und einer Cyanogruppe besteht. R
1 und R
4 stellen
unabhängig
voneinander je eine Gruppe dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsilylgruppen, Alkylaminogruppen,
Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylsilylgruppen, Arylaminogruppen,
Arylalkylgruppen, Arylalkoxygruppen, Arylalkylsilylgruppen, Arylalkylaminogruppen,
Arylalkenylgruppen, Arylalkinylgruppen, einwertigen Gruppen heterocyclischer
Verbindungen und einer Cyanogruppe besteht. Symbole a und c stellen
unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar, während b
eine ganze Zahl von 1 oder darüber
darstellt. Wenn b = 1, dann sind a und c nicht gleichzeitig 0. Wenn
b = 2, dann ist zumindest eine der Gruppen R
2 und
R
3 eine andere Gruppe als ein Wasserstoffatom
und eine Cyanogruppe. Wenn b ≥ 3,
dann sind a und c nicht gleichzeitig 0, sofern sowohl R
2 als
auch R
3 ein Wasserstoffatom ist. Wenn a ≥ 2, dann können mehrere R
1 gleich oder verschieden sein. Wenn c ≥ 2, dann können mehrere
R
4 gleich oder verschieden sein. R
1 bis R
4 können miteinander
zu einem Ring verbunden sein. Des Weiteren können, wenn R
1 bis
R
4 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
eine oder mehrere der Methylgruppe, Methylengruppe und Methingruppe,
aus denen diese Alkylkette besteht, mit einer ein Heteroatom enthaltenden
Gruppe substituiert sein],
[worin R
5 und
R
6 unabhängig
voneinander je eine Gruppe darstellen, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus einem Wasserstoffatom, Alkylgruppen, Arylgruppen und einwertigen
Gruppen heterocyclischer Verbindungen besteht. R
7 und
R
8 stellen unabhängig voneinander je eine Gruppe
dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsilylgruppen,
Alkylaminogruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylsilylgruppen,
Arylaminogruppen, Arylalkylgruppen, Arylalkoxygruppen, Arylalkylsilylgruppen,
Arylalkylaminogruppen, einwertigen Gruppen heterocyclischer Verbindungen
und einer Cyanogruppe besteht. Symbole k und 1 stellen unabhängig voneinander
je eine ganze Zahl von 0 bis 3 dar. Wenn k ≥ 2, dann können mehrere R
7 gleich
oder verschieden sein. Wenn 1 ≥ 2,
dann können
mehrere R
8 gleich oder verschieden sein.
Zwei oder mehr der Gruppen R
5 bis R
8 können
miteinander zu einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn
R
5 bis R
8 eine Gruppe
sind, die eine Alkylkette enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein.]
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch 2) eine Licht emittierende Polymer-Vorrichtung
zur Verfügung, die
zwischen einem Paar von Elektroden, das aus einer Anode und einer
Kathode besteht, von denen zumindest eine durchsichtig oder halbdurchsichtig
ist, zumindest eine Licht emittierende Schicht umfasst, die eine polymere
fluoreszierende Substanz gemäss
(1) enthält.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine flache Lichtquelle, eine Segmentanzeige
sowie eine Punktmatrixanzeige zur Verfügung, die alle unter Verwendung
der Licht emittierenden Polymer-Vorrichtung erhalten werden. Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Flüssigkristallanzeige zur Verfügung, die
erhalten wird, indem die Licht emittierende Polymer-Vorrichtung
als Hintergrundbeleuchtung verwendet wird.
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EINGEHENDE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
polymere fluoreszierende Verbindung der vorliegenden Erfindung ist
eine polymere fluoreszierende Verbindung, die Fluoreszenz im festen
Zustand aufweist und einen auf Polystyrol bezogenen Zahlenmittelwert
des Molekulargewichts von 103 bis 108 besitzt, wobei die polymere fluoreszierende
Substanz ein oder mehrere durch Formel (1) dargestellte Segmente
sowie eine oder mehrere durch Formel (2) dargestellte, sich wiederholende
Einheiten enthält.
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Wenn
ein durch Formel (1) dargestelltes Segment eine sich wiederholende
Einheit umfasst, die durch Formel (3) oder Formel (5) dargestellt
ist, wird bevorzugt, dass die Gesamtmenge der durch Formel (2) und Formel
(3) oder Formel (5) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten
50 Mol-% oder mehr ist, und zwar auf der Basis der Gesamt menge aller
sich wiederholenden Einheiten, und dass die Gesamtmenge der durch
Formel (3) oder Formel (5) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten
0,1 Mol-% oder mehr, aber 5 0 Mol-% oder weniger ist, und zwar auf
der Basis der Gesamtmenge aller durch Formel (2) und Formel (3)
oder Formel (5) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten.
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Die
durch Formel (1) dargestellte, sich wiederholende Einheit ist ein
Segment, das eine Gruppe eines Arylenvinylenabkömmlings umfasst, die einen
Substituenten enthält,
und es gibt beispielhafte Segmente der oben erwähnten Formeln (3) oder (5)
sowie Segmente, die durch Verbindung von zwei oder mehr von ihnen gebildet
werden. Konkreter gibt es beispielhafte Stilbengruppen, die einen
Substituenten besitzen und durch Formel (4) dargestellt werden,
Distilbengruppen, die einen Substituenten besitzen und durch Formel
(6) dargestellt werden, und dergleichen.
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Die
durch Formel (2) dargestellte, sich wiederholende Einheit ist eine
Fluorengruppe, die wahlweise einen Substituenten besitzt.
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R2 und R3 in Formel
(1) stellen unabhängig
voneinander je eine Gruppe dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus einem Wasserstoffatom, Alkylgruppen, Arylgruppen, einwertigen
Gruppen heterocyclischer Verbindungen und einer Cyanogruppe besteht.
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Diejenigen,
in denen R2 und R3 einen
anderen Substituenten als ein Wasserstoffatom oder eine Cyanogruppe
darstellen, sind hierunter beschrieben.
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Die
Alkylgruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und hat gewöhnlich etwa
1 bis 20 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, i-Propylgruppe,
Butylgruppe, i-Butylgruppe, t-Butylgruppe, Pentylgruppe, Isoamylgruppe,
Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe,
Nonylgruppe, Decylgruppe, 3,7-Dimethyloctylgruppe, Laurylgruppe
und dergleichen, bevorzugt werden eine Pentylgruppe, Isoamylgruppe,
Hexylgruppe, Octylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe, Decylgruppe und 3,7-DimethyloctylgruPPe.
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Die
Arylgruppe hat gewöhnlich
etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter anderem
eine Phenylgruppe, C1- bis C12-Alkoxyphenylgruppen,
C1- bis
C12-Alkylphenylgruppen, 1-Naphthylgruppe,
2-Naphthylgruppe und dergleichen, und bevorzugt werden C1- bis C12-Alkoxyphenylgruppen
und C1- bis C12-Alkylphenylgruppen.
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Die
einwertige Gruppe einer heterocyclischen Verbindung hat gewöhnlich etwa
4 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Thienylgruppe, C1- bis C12-Alkylthienylgruppen, Pyrrolylgruppe, Furylgruppe,
Pyridylgruppe, C1- bis C12-Alkylpyridylgruppen
und dergleichen, bevorzugt werden eine Thienylgruppe, C1-
bis C12-Alkylthienylgruppen,
Pyridylgruppe und C1- bis C12-Alkylpyridylgruppen.
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R2 und R3 in Formel
(1) können
in einer cis- oder trans-Beziehung stehen.
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Ar1 und Ar2 in der
durch Formel (1) dargestellten, sich wiederholenden Einheit stellen
unabhängig
voneinander je eine Arylengruppe oder eine zweiwertige heterocyclische
Gruppe dar.
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Die
Arylengruppe ist eine Gruppe von Atomen, die erhalten wird, indem
von einem aromatischen Kohlenwasserstoff zwei Wasserstoffatome entfernt
werden. Der aromatische Kohlenwasserstoff, auf den hier Bezug genommen
wird, ist ein Kohlenwasserstoff, der als Grundkörper einer aromatischen Verbindung
dient und einen Benzolring enthält,
dazu gehören
auch diejenigen, die einen kondensierten Ring, einen herabhängenden Benzolring
oder einen direkt oder über
eine Gruppe wie Vinylen und dergleichen verbundenen kondensierten Ring
enthalten.
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Die
Arylengruppe besitzt gewöhnlich
6 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter anderem
eine Phenylengruppe, Biphenylengruppe, Terphenylengruppe, Napthalindiylgruppe,
Anthracendiylgruppe und dergleichen. Die Kohlenstoffatome eines
Substituenten werden nicht zu den Kohlenstoffatomen der Arylengruppe
gezählt.
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Zweiwertige
Gruppe einer heterocyclischen Verbindung bedeutet eine Restgruppe
von Atomen, die erhalten wird, indem zwei Wasserstoffatome von einer
heterocyclischen Verbindung entfernt werden. Die Zahl der Kohlenstoffatome
beträgt
gewöhnlich
zwischen 4 und 60, als Beispiele werden eine Furandiylgruppe, Thienylengruppe,
Fluorendiylgruppe, Pyridindiylgruppe, Chinolindiylgruppe, Chinoxalindiylgruppe
und dergleichen angeführt.
Die Kohlenstoffatome eines Substituenten werden nicht zu den Kohlenstoffatomen
der zweiwertigen Gruppe der heterocyclischen Verbindung gezählt.
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Hier
schliessen die Beispiele der heterocyclischen Verbindung diejenigen
organischen Verbindungen von cyclischer Struktur ein, in denen die
den Ring aufbauenden Elemente nicht nur aus Kohlenstoffatomen bestehen,
sondern auch aus einem Heteroatom wie Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff,
Phosphor, Bor und dergleichen.
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In
der Formel stellen a und c unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar, während b eine
ganze Zahl von 1 oder darüber
darstellt. Wenn b = 1, dann sind a und c nicht gleichzeitig 0. Wenn
b = 2, dann ist zumindest eine der Gruppen R2 und
R3 eine andere Gruppe als ein Wasserstoffatom
und eine Cyanogruppe. Wenn b ≥ 3,
dann sind a und c nicht gleichzeitig 0, sofern sowohl R2 als
auch R3 ein Wasserstoffatom ist. Wenn a ≥ 2, dann können mehrere
R1 gleich oder verschieden sein. Wenn c ≥ 2, dann können mehrere
R4 g leich oder verschieden sein. R1 bis
R4 können
miteinander zu einem Ring verbunden sein. Des Weiteren können, wenn
R1 bis R4 eine Gruppe
sind, die eine Alkylkette enthält,
eine oder mehrere der Methylgruppe, Methylengruppe und Methingruppe,
aus denen diese Alkylkette besteht, mit einer e in Heteroatom enthaltenden Gruppe
substituiert sein.
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Die
durch Formel (2) dargestellte, sich wiederholende Einheit ist eine
Fluorengruppe, die wahlweise einen Substituenten besitzt.
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In
Formel (2) stellen R5 und R6 unabhängig voneinander
je eine Gruppe dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Wasserstoffatom,
Alkylgruppen, Arylgruppen und einwertigen Gruppen heterocyclischer
Verbindungen besteht. Wenn R5 und R6 einen anderen Substituenten als ein Wasserstoffatom
darstellen, dann sind Beispiele dafür die gleichen wie für R1 angeführt.
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In
der durch Formel (2) dargestellten, sich wiederholenden Einheit
stellen k und 1 unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 3 dar. Wenn k ≥ 2, dann können mehrere
R7 gleich oder verschieden sein. Wenn 1 ≥ 2, dann können mehrere
R8 gleich oder verschieden s ein. Zwei oder
mehrere von R5 bis R8 können miteinander
zu einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn R5 bis
R8 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein.
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R1 und R4 in Formel
(1) und R7 und R8 in
den durch Formel (2) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten
stellen unabhängig
voneinander je eine Gruppe dar, die aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Alkylthiogruppen, Alkylsilylgruppen,
Alkylaminogruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylsilylgruppen,
Arylaminogruppen, Arylalkylgruppen, Arylalkoxygruppen, Arylalkylsilylgruppen,
Arylalkylaminogruppen, Arylalkenylgruppen, Arylalkinylgruppen, einwertigen
Gruppen heterocyclischer Verbindungen und einer Cyanogruppe besteht.
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Diejenigen,
in denen R7 und R8 einen
anderen Substituenten als eine Cyanogruppe darstellen, sind hierunter
beschrieben.
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Die
Alkylgruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und hat gewöhnlich etwa
1 bis 20 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methylgruppe, Ethylgruppe, Propylgruppe, i-Propylgruppe,
Butylgruppe, i-Butylgruppe, t-Butylgruppe, Pentylgruppe, Isoamylgruppe,
Hexylgruppe, Cyclohexylgruppe, Heptylgruppe, Octylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe,
Nonylgruppe, Decylgruppe, 3,7-Dimethyloctylgruppe, Laurylgruppe
und dergleichen, bevorzugt werden eine Pentylgruppe, Isoamylgruppe,
Hexylgruppe, Octylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe, Decylgruppe und 3,7-DimethyloctylgruPPe.
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Die
Alkoxygruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und hat gewöhnlich etwa
1 bis 20 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methoxygruppe, Ethoxygruppe, Propyloxygruppe, i-Propyloxygruppe,
Butoxygruppe, i-Butoxygruppe, t-Butoxygruppe, Pentyloxygruppe, Isoamyloxygruppe, Hexyloxygruppe,
Cyclohexyloxygruppe, Heptyloxygruppe, Octyloxygruppe, 2-Ethylhexyloxygruppe,
Nonyloxygruppe, Decyloxygruppe, 3,7-Dimethyloctyloxygruppe, Lauryloxygruppe
und dergleichen, bevorzugt werden eine Pentyloxygruppe, Isoamyloxygruppe,
Hexyloxygruppe, Octyloxygruppe, 2-Ethylhexyloxygruppe, Decyloxygruppe
und 3,7-Dimethyloctyloxygruppe.
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Die
Alkylthiogruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und hat
gewöhnlich
etwa 1 bis 20 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methylthiogruppe, Ethylthiogruppe, Propylthiogruppe,
i-Propylthiogruppe, Butylthiogruppe, i-Butylthiogruppe, t-Butylthiogruppe,
Pentylthiogruppe, Isoamylthiogruppe, Hexylthiogruppe, Cyclohexylthiogruppe,
Heptylthiogruppe, Octylthiogruppe, 2-Ethylhexylthiogruppe, Nonylthiogruppe,
Decylthiogruppe, 3,7-Dimethyloctylthiogruppe, Laurylthiogruppe und
dergleichen, bevorzugt werden eine Pentylthiogruppe, Isoamylthiogruppe,
Hexylthiogruppe, Octylthiogruppe, 2-Ethylhexylthiogruppe, Decylthiogruppe
und 3,7-Dimethyloctylthiogruppe.
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Die
Alkylsilylgruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein und hat
gewöhnlich
etwa 1 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methylsilylgruppe, Ethylsilylgruppe, Propylsilylgruppe,
i-Propylsilylgruppe, Butylsilylgruppe, i-Butylsilylgruppe, t-Butylsilylgruppe,
Pentylsilylgruppe, Isoamylsilylgruppe, Hexylsilylgruppe, Cyclohexylsilylgruppe,
Heptylsilylgruppe, Octylsilylgruppe, 2-Ethylhexylsilylgruppe, Nonylsilylgruppe,
Decylsilylgruppe, 3,7-Dimethyloctylsilylgruppe, Laurylsilylgruppe,
Trimethylsilylgruppe, Ethyldimethylsilylgruppe, Propyldimethylsilyl gruppe,
i-Propyldimethylsilylgruppe, Butyldimethylsilylgruppe, t-Butyldimethylsilylgruppe,
Pentyldimethylsilylgruppe, Isoamyldimethylsilylgruppe, Hexyldimethylsilylgruppe, Heptyldimethylsilylgruppe,
Octyldimethylsilylgruppe, 2-Ethylhexyl-dimethylsilylgruppe, Nonyldimethylsilylgruppe,
Decyldimethylsilylgruppe, 3,7-Dimethyloctyldimethylsilylgruppe,
Lauryldimethylsilylgruppe und dergleichen, bevorzugt werden eine
Pentylsilylgruppe, Isoamylsilylgruppe, Hexylsilylgruppe, Octylsilylgruppe, 2-Ethylhexylsilylgruppe,
Decylsilylgruppe 3,7-Dimethyloctylsilylgruppe, Pentyldimethylsilylgruppe,
Isoamyldimethylsilylgruppe, Hexyldimethylsilylgruppe, Octyldimethylsilylgruppe,
2-Ethylhexyl-dimethylsilylgruppe,
Decyldimethylsilylgruppe und 3,7-Dimethyloctyldimethylsilylgruppe.
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Die
Alkylaminogruppe kann linear, verzweigt oder cyclisch sein, kann
eine Monoalkylgruppe oder eine Dialkylaminogruppe sein und hat gewöhnlich etwa
1 bis 40 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Methylaminogruppe, Dimethylaminogruppe, Ethylaminogruppe,
Diethylaminogruppe, Propylaminogruppe, i-Propylaminogruppe, Butylaminogruppe,
i-Butylaminogruppe, t-Butylaminogruppe, Pentylaminogruppe, Isoamylaminogruppe,
Hexylaminogruppe, Cyclohexylaminogruppe, Heptylaminogruppe, Octylaminogruppe,
2-Ethylhexylaminogruppe, Nonylaminogruppe, Decylaminogruppe, 3,7-Dimethyloctylaminogruppe,
Laurylaminogruppe und dergleichen, bevorzugt werden eine Pentylaminogruppe,
Isoamylaminogruppe, Hexylaminogruppe, Octylaminogruppe, 2-Ethylhexylaminogruppe,
Decylaminogruppe und 3,7-Dimethyloctylaminogruppe.
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Die
Arylgruppe hat gewöhnlich
etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter anderem
eine Phenylgruppe, C1- bis C12-Alkoxyphenylgruppen
(C1- bis
C12 zeigt 1 bis 12 Kohlenstoffatome an, das
gilt auch im Folgenden), C1- bis C12-Alkylphenylgruppen,
1-Naphthylgruppe, 2-Naphthylgruppe und dergleichen, bevorzugt werden
C1- bis C12-Alkoxyphenylgruppen
und C1- bis C12-Alkylphenylgruppen.
Die Arylgruppe ist eine Gruppe von Atomen, die erhalten wird, indem
ein Wasserstoffatom von einem aromatischen Kohlenwasserstoff entfernt
wird.
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Die
Aryloxygruppe hat gewöhnlich
etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter anderem
eine Phenoxygruppe, C1- bis C12-Alkoxyphenoxygruppen,
C1- bis C12-Alkylphenoxygruppen,
1-Naphthyloxygruppe, 2-Naphthyloxygruppe und der gleichen, bevorzugt
werden C1- bis C12-Alkoxyphenoxygruppen und
C1- bis C12-Alkylphenoxygruppen.
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Die
Arylsilylgruppe hat gewöhnlich
etwa sechs bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Phenylsilylgruppe, C1- bis
C12-Alkoxyphenylsilylgruppen, C1-
bis C12-Alkylphenylsilylgruppen, 1-Naphthylsilylgruppe,
2-Naphthylsilylgruppe, Dimethylphenylsilylgruppe und dergleichen,
bevorzugt werden C1- bis C12-Alkoxyphenylsilylgruppen
und C1- bis C12-Alkylphenylsilylgruppen.
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Die
Arylaminogruppe hat gewöhnlich
etwa 6 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Phenylaminogruppe, Diphenylaminogruppe, C1- bis C12-Alkoxyphenylaminogruppen, Di(C1- bis C12-alkoxyphenyl)aminogruppen,
Di(C1- bis
C12-alkylphenyl)aminogruppen, 1-Naphthylaminogruppe,
2-Naphthylaminogruppe und dergleichen, bevorzugt werden C1- bis C12-Alkylphenylaminogruppen
und Di(C1- bis C12-alkylphenyl)aminogruppen.
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Die
Arylalkylgruppe hat gewöhnlich
etwa sieben bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem Phenyl-(C1- bis C12-alkyl)gruppen,
C1- bis C12-Alkoxyphenyl-(C1- bis C12-alkyl)gruppen,
C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12--alkyl)gruppen,
1-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)gruppen,
2-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)gruppen
und dergleichen, bevorzugt werden C1- bis
C12-Alkoxyphenyl-(C1-
bis C12-alkyl)gruppen und C1-
bis C12-Alkylphenyl-(C1-
bis C12-alkyl)gruppen.
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Die
Arylalkoxygruppe hat gewöhnlich
etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem Phenyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen,
C1- bis C12-Alkoxyphenyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen,
C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen,
1-Naphthyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen,
2-Naphthyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen
und dergleichen, bevorzugt werden C1- bis
C12-Alkoxyphenyl-(C1-
bis C12-alkoxy)gruppen und
C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12-alkoxy)gruppen.
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Die
Arylalkylsilylgruppe hat gewöhnlich
etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem Phenyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen,
C1- bis C12-Alkoxyphenyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen, C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen,
1-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen,
2-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen,
Phenyl-(C1- bis C12-alkyl)dimethylsilylgruppen
und dergleichen, bevorzugt werden C1- bis
C12-Alkoxyphenyl-(C1-
bis C12-alkyl)silylgruppen und C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12-alkyl)silylgruppen.
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Die
Arylalkylaminogruppe hat gewöhnlich
etwa 7 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem Phenyl-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
C1- bis C12-Alkoxyphenyl-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
Di(C1- bis C12-alkoxyphenyl)-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
Di(C1- bis C12-alkylphenyl)-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
1-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen,
2-Naphthyl-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen
und dergleichen, bevorzugt werden C1- bis C12-Alkylphenyl-(C1-
bis C12-alkyl)aminogruppen und Di(C1- bis C12-alkylphenyl)-(C1- bis C12-alkyl)aminogruppen.
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Die
einwertige Gruppe einer heterocyclischen Verbindung hat gewöhnlich etwa
4 bis 60 Kohlenstoffatome, konkrete Beispiele dafür sind unter
anderem eine Thienylgruppe, C1- bis C12-Alkylthienylgruppen, Pyrrolylgruppe, Furylgruppe,
Pyridylgruppe, C1- bis C12-Alkylpyridylgruppen
und dergleichen, bevorzugt werden eine Thienylgruppe, C1-
bis C12--Alkylthienylgruppen,
Pyridylgruppe und C1- bis C12-Alkylpyridylgruppen.
Einwertige Gruppe einer heterocyclischen Verbindung bedeutet eine
Restgruppe von Atomen, die erhalten wird, indem ein Wasserstoffatom
von einer heterocyclischen Verbindung entfernt wird.
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Wenn
b = 1 in Formel (1), dann wird eine durch die folgende Formel (3)
dargestellte, sich wiederholende Einheit gebildet.
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In
der durch Formel (3) dargestellten, sich wiederholenden Einheit
stellen Ar3 und Ar4 die
gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für Ar1 angeführt. R9 und R12 in Formel
(3) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für R1 angeführt.
R10 und R11 in Formel
(3) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für R2 angeführt. Symbole
m und n stellen nicht gleichzeitig 0 dar. Gruppen R10 und
R11 in Formel (3) können in der cis- oder trans-Beziehung stehen.
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Konkret
werden durch die folgende Formel (4) dargestellte Stilbengruppen
als Beispiele angeführt.
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R13 und R16 in Formel
(4) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für R1 angeführt.
R14 und R15 in Formel
(4) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für R2 angeführt.
Unabhängig
voneinander stellen i und j je eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar,
aber stellen nicht gleichzeitig 0 dar. Gruppen R14 und
R15 in Formel (4) können in der cis- oder trans-Beziehung
stehen.
-
Wenn
b = 2 in Formel (1), dann wird eine durch die folgende Formel (5)
dargestellte, sich wiederholende Einheit gebildet.
-
-
In
der durch Formel (5) dargestellten, sich wiederholenden Einheit
stellen Ar5, Ar6 und
Ar7 die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel
für Ar1 angeführt.
R17, R18, R19 und R20 in Formel
(5) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für Ar2 angeführt.
Eine oder mehr als eine der Gruppen R17,
R18, R19 und R20 stellen eine andere Gruppe als ein Wasserstoffatom
und eine Cyanogruppe dar. Zwei oder mehr von den Gruppen R17 und R20 können miteinander
zu einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn R17 und
R20 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein. Gruppen R17 und R18 in
Formel (5) können
in der cis- oder
trans-Beziehung stehen, und Gruppen R19 und
R20 können
ebenfalls in der cis- oder trans-Beziehung stehen.
-
Konkret
werden durch die folgende Formel (6) dargestellte Distilbengruppen
mit einem Substituenten an einer Vinylengruppe als Beispiele angeführt.
-
-
In
d er durch Formel (6) dargestellten, s ich wiederholenden Einheit
stellt Ar8 die gleiche Gruppe dar, wie als
Beispiel für
Ar1 angeführt. R21,
R22, R25 und R26 in Formel (6) stellen die gleiche Gruppe
dar, wie als Beispiel für
R1 angeführt.
R23 und R24 in Formel
(6) stellen die gleiche Gruppe dar, wie als Beispiel für R2 angeführt.
Symbole o und r stellen unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar, während p
und q unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellen. Wenn o ≥ 2, dann können mehrere
R21 gleich oder verschieden sein. Wenn p ≥ 2, dann können mehrere
R32 gleich oder verschieden sein. Wenn q ≥ 2, dann können mehrere
R25 gleich oder verschieden sein. Wenn r ≥ 2, dann können mehrere
R26 gleich oder verschieden sein. Zwei oder
mehr der Gruppen R21 bis R26 können zu
einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn R21 bis
R26 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein.
-
R
23 in Formel (6) und eine durch die folgende
Formel dargestellte Gruppe:
können in der cis- oder trans-Beziehung
stehen, während
R
24 und eine durch die folgende Formel dargestellte Gruppe:
ebenfalls in der cis- oder
trans-Beziehung stehen können.
-
In
der durch Formel (2) dargestellten, sich wiederholenden Einheit
stellen k und l unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 3 dar. Wenn k ≥ 2, dann können mehrere
R7 gleich oder verschieden sein. Wenn 1 ≥ 2, dann können mehrere
R8 gleich oder verschieden sein. Zwei oder
mehr von den Gruppen R5 bis R8 können zu
einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn R5 bis
R8 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein.
-
In
der durch Formel (3) dargestellten, sich wiederholenden Einheit
stellen i und l unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 4 dar, während j
und k unabhängig
voneinander je eine ganze Zahl von 0 bis 5 darstellen. Wenn i ≥ 2, dann können mehrere R9 gleich oder verschieden sein. Wenn j ≥ 2, dann können mehrere
R12 gleich oder verschieden sein. Wenn k ≥ 2, dann können mehrere
R13 gleich oder verschieden sein. Wenn 1 ≥ 2, dann können mehrere
R16 gleich oder verschieden sein. Zwei oder
mehr der Gruppen R9 bis R14 können zu
einem Ring verbunden sein. Des Weiteren kann, wenn R9 bis
R14 eine Gruppe sind, die eine Alkylkette
enthält,
diese Alkylkette durch eine ein Heteroatom enthaltende Gruppe unterbrochen
sein.
-
Beispiele
für das
Heteroatom sind hier ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom, ein Stickstoffatom
und dergleichen.
-
Beispiele
für die
ein Heteroatom enthaltende Gruppe sind die folgenden Gruppen.
-
-
Hier
werden als Beispiele für
R' ein Wasserstoffatom,
Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Arylgruppen mit 6 bis
60 Kohlenstoffatomen und einwertige Gruppen heterocyclischer Verbindungen
mit 4 bis 60 Kohlenstoffatomen angeführt.
-
Die
eine Alkylkette enthaltenden Substituenten können linear, verzweigt oder
cyclisch oder eine Kombination davon sein, und Beispiele für nichtlineare
sind eine Isoamylgruppe, 2-Ethylhexylgruppe, 3,7-Dimethyloctylgruppe,
Cyclohexylgruppe, 4-(C1- bis C12-alkyl)cyclohexylgruppen
usw. Um die Löslichkeit
der polymeren fluoreszierenden Verbindung in einem Lösungsmittel
zu erhöhen,
wird bevorzugt, dass einer oder mehrere der Substituenten in Formel
(1) eine cyclische oder verzweigte Alkylkette enthalten.
-
Um
ein Material von starker Fluoreszenz zu gewinnen, wird bevorzugt,
in der Gestalt der einen Substituenten enthaltenden, sich wiederholenden
Einheit wenig Symmetrie zu haben.
-
Des
Weiteren können
die Arylgruppe und/oder die Gruppe der heterocyclischen Verbindung
einen oder mehrere weitere Substituenten besitzen, wenn R1 und R2 als einen
Teil ihrer Struktur eine Arylgruppe und/oder eine Gruppe einer heterocyclischen
Verbindung enthalten.
-
Des
Weiteren kann die Endgruppe einer polymeren fluoreszierenden Substanz
auch durch eine stabile Gruppe geschützt werden, da sich, wenn die
fluoreszierende Substanz zu einer Vorrichtung entwickelt wird, die
Lichtemission und Lebensdauer verschlechtern können, wenn eine polymerisierbare
Gruppe erhalten bleibt. Jene Gruppen, die eine konjugierte Bindung
besitzen, die eine konjugierte Struktur der Hauptkette fortsetzt,
werden bevorzugt, und Beispiele sind Strukturen, die über eine
Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung an eine Arylgruppe oder an eine
Gruppe einer heterocyclischen Verbindung gebunden werden. Konkrete
Beispiele sind Substituenten der chemischen Formel 10 in JP-A Nr.
9-45478 und dergleichen.
-
Verfahren
zur Synthese der polymeren fluoreszierenden Substanz sind unter
anderen ein Verfahren, bei dem die Polymerisation gemäss einer
Suzuki-Kupplungsreaktion mit dem entsprechenden Monomer erfolgt,
ein Verfahren, bei dem die Polymerisation gemäss einer Grignard-Reaktion
erfolgt, ein Verfahren, bei dem die Polymerisation unter Verwendung
eines Nickel(0)-Katalysators erfolgt, ein Verfahren, bei dem die
Polymerisation unter Verwendung eines Oxidationsmittels wie FeCl3 und dergleichen erfolgt, ein Verfahren,
bei dem die oxidative Polymerisation elektrochemisch erfolgt, sowie
ein Verfahren vermittels Zersetzung eines Zwischenpolymers mit einer
geeigneten Abgangsgruppe. Unter diesen werden hinsichtlich einer
leichten Reaktionssteuerung das Polymerisationsverfahren mit einer
Suzuki-Kupplungsreaktion, das Polymerisationsverfahren mit einer
Grignard-Reaktion und das Polymerisationsverfahren unter Verwendung
eines Nickel(0)-Katalysators bevorzugt.
-
Die
polymere fluoreszierende Substanz kann eine andere, sich wiederholende
Einheit als die durch Formeln (1) oder (2) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in einer Menge enthalten, die die Fluoreszenz- und Ladungstransporteigenschaften
nicht beeinträchtigt.
Die durch Formeln (1) oder (2) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten sowie andere, sich wiederholende Einheiten können über eine
nichtkonjugierende Einheit verbunden sein, oder ein solcher nichtkonjugierender
Teil kann in der sich wiederholenden Einheit selbst enthalten sein.
Beispiele für
Bindungsstrukturen sind die unten veranschaulichten, die als Kombinationen
der unten veranschaulichten mit einer Vinylengruppe erhaltenen,
die als Kombinationen von zwei oder mehr der unten veranschaulichten
erhaltenen und dergleichen. Hier stellt R eine Gruppe dar, die aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus einem Wasserstoffatom, Alkylgruppen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
Aryl gruppen mit 6 bis 60 Kohlenstoffatomen und Gruppen heterocyclischer
Verbindungen mit 4 bis 60 Kohlenstoffatomen besteht, während Ar
eine Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 60 Kohlenstoffatomen darstellt.
-
-
Diese
polymere fluoreszierende Substanz kann auch eins tatistisches Copolymer,
ein Block- oder Pfropfcopolymer oder ein Polymer sein, das eine
dazwischenliegende Struktur aufweist, zum Beispiel ein statistisches
Copolymer mit blockbildenden Eigenschaften. Unter dem Gesichtspunkt,
eine polymere fluoreszierende Substanz zu erhalten, die eine hohe
Fluoreszenz-Quantenausbeute besitzt, werden statistische Copolymere
mit blockbildenden Eigenschaften sowie Block- oder Pfropfcopolymere
stärker
bevorzugt als völlig
statistische Copolymere. Des Weiteren können Copolymere eine verzweigte
Hauptkette und mehr als drei Kettenenden besitzen.
-
Weiter
werden als die polymere fluoreszierende Substanz zweckmässigerweise
jene benutzt, die in einem festen Zustand Fluoreszenz emittieren,
da das Material die Lichtemission aus einer Dünnschicht nutzt.
-
Beispiele
guter Lösungsmittel
für die
polymere fluoreszierende Substanz sind Chloroform, Methylenchlorid,
Dichlorethan, Tetrahydrofuran, Toluol, Xylol, Mesitylen, Tetralin,
Decalin, n-Butylbenzol und dergleichen. Die polymere fluoreszierende
Substanz kann in diesen Lösungsmitteln
gewöhnlich
in einer Menge von 0,1 Gewichtsprozent oder darüber aufgelöst werden, obwohl diese Menge
je nach der Struktur und dem Molekulargewicht der polymeren fluoreszierenden
Substanz unterschiedlich ist.
-
Die
polymere fluoreszierende Substanz hat einen auf Polystyrol bezogenen
Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 5 × 104 bis
1 × 108, und ihr Polymerisationsgrad ändert sich
auch in Abhängigkeit
von den sich wiederholenden Strukturen und ihren Proportionen. Unter
dem Gesichtspunkt der schichtbildenden Eigenschaften liegt allgemein
die Gesamtzahl sich wiederholender Strukturen bevorzugt zwischen
20 und 10 000, stärker
bevorzugt zwischen 30 und 10 000 und besonders bevorzugt zwischen
50 und 5000.
-
Wenn
diese polymeren fluoreszierenden Substanzen als ein Licht emittierendes
Material einer Polymer-LED verwendet werden, wird die Lichtemission
von ihrer Reinheit beeinflusst, daher wird bevorzugt, dass ein Monomer
vor der Polymerisation durch Verfahren wie Destillation, Reinigung
durch Sublimation, Umkristallisieren und dergleichen gereinigt wird,
und weiter wird bevorzugt, eine reinigende Behandlung wie Reinigung
durch Umfallen, chromatographische Trennung und dergleichen nach
der Synthese auszuführen.
-
Die
polymere fluoreszierende Substanz der vorliegenden Erfindung kann
nicht nur als ein Licht emittierendes Material verwendet werden,
sondern auch als ein organisches Halbleitermaterial, ein optisches
Material oder durch Dotierung als ein leitendes Material.
-
Als
Nächstes
wird die Polymer-LED der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die Polymer-LED der vorliegenden Erfindung ist eine Polymer-LED
mit zumindest einer Licht emittierenden Schicht zwischen einem Paar
von Elektroden, das aus einer Anode und einer Kathode besteht, von
denen zumindest eine durchsichtig oder halbdurchsichtig ist, wobei
die Licht emittierende Schicht die polymere fluoreszierende Substanz
der vorliegenden Erfindung enthält.
-
Als
Polymer-LED der vorliegenden Erfindung werden Polymer-LED mit einer
Elektronentransportschicht zwischen einer Kathode und einer Licht
emittierenden Schicht, Polymer-LED mit einer Lochtransportschicht
zwischen einer Anode und einer Licht emittierenden Schicht, Polymer-LED
mit einer Elektronentransportschicht zwischen einer Kathode und
einer Licht emittierenden Schicht sowie einer Lochtransportschicht zwischen
einer Anode und der Licht emittierenden Schicht angeführt.
-
Konkrete
Beispiele sind die folgenden Strukturen a) bis d).
- a) Anode/Licht emittierende Schicht/Kathode
- b) Anode/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Kathode
- c) Anode/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
- d) Anode/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode (worin
/ wie auch im Folgenden die Grenzflächen der Schichten bezeichnet).
-
Hier
ist die Licht emittierende Schicht eine Schicht, deren Funktion
darin besteht, Licht zu emittieren, die Lochtransportschicht ist
eine Schicht, deren Funktion darin besteht, ein Loch zu transportieren,
und die Elektronentransportschicht ist eine Schicht, deren Funktion
darin besteht, ein Elektron zu transportieren. Hierin werden die
Elektronentransportschicht und die Lochtransportschicht generisch
eine Ladungstransportschicht genannt.
-
Die
Licht emittierende Schicht, die Lochtransportschicht und die Elektronentransportschicht
können auch
unabhängig
voneinander in je zwei oder mehr Schichten verwendet werden.
-
Von
den Ladungstransportschichten, die an eine Elektrode angrenzen,
werden diejenigen, deren Funktion darin besteht, die Wirksamkeit
der Ladungsträgerinjektion
von der Elektrode zu verbessern, und deren Wirkung darin besteht,
die Treiberspannung einer Vorrichtung zu verringern, im Allgemeinen
manchmal spezifisch als eine Ladungsträger injizierende Schicht (Löcher injizierende
Schicht, Elektronen injizierende Schicht) bezeichnet.
-
Für verstärkte Haftung
an einer Elektrode und verbesserte Ladungsträgerinjektion von einer Elektrode können die
oben beschriebene, Ladungsträger
injizierende Schicht oder eine isolierende Schicht in einer Dicke von
2 nm oder weniger auch an eine Elektrode angrenzend vorgesehen werden,
und für
verstärkte
Haftung an der Grenzfläche,
Verhinderung von Vermischung und dergleichen kann des Weiteren auch
eine dünne
Pufferschicht an der Grenzfläche
zwischen einer Ladungstransportschicht und der Licht emittierenden
Schicht eingefügt
werden.
-
Die
Reihenfolge und Anzahl von übereinanderliegenden
Schichten sowie die Dicke jeder Schicht können zweckmässig festgelegt werden, wenn
die Lichtausbeute und die Lebensdauer der Vorrichtung in Betracht gezogen
werden.
-
In
der vorliegenden Erfindung werden als Polymer-LED mit einer Ladungsträger injizierenden
Schicht (Elektronen injizierenden Schicht, Löcher injizierenden Schicht)
eine Polymer-LED mit einer Ladungsträger injizierenden Schicht,
die an eine Kathode angrenzt, sowie eine Polymer-LED mit einer Ladungsträger injizierenden
Schicht, die an eine Anode angrenzt, angeführt.
-
Konkret
werden die folgenden Strukturen e) bis p) als Beispiele aufgeführt:
- e) Anode/Ladungsträger injizierende Schicht/Licht
emittierende Schicht/Kathode
- f) Anode/Licht emittierende Schicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- g) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Licht emittierende Schicht/Ladungsträger injizierende Schicht/Kathode
- h) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Kathode
- i) Anode/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- j) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- k) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
- l;) Anode/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- m) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- n) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
- o) Anode/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsträger injizierende
Schicht/Kathode
- p) Anode/Ladungsträger
injizierende Schicht/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Ladungsträger injizierende
Schicht /Kathode.
-
Konkrete
Beispiele für
die Ladungsträger
injizierende Schicht sind Schichten, die ein leitendes Polymer enthalten,
Schichten, die zwischen einer Anode und einer Lochtransportschicht
angeordnet sind und ein Material mit einem Ionisationspotential
zwischen dem Ionisationspotential des Anodenmaterials und dem Ionisationspotential
des Lochtransportmaterials besitzen, das in der Lochtransportschicht
vorliegt, Schichten, die zwischen einer Kathode und einer Elektronentransportschicht
angeordnet sind und ein Material mit einer Elektronenaffinität zwischen
der Elektronenaffinität
des Kathodenmaterials und der Elektronenaffinität des Elektronentransportmaterials
besitzen, das in der Elektronentransportschicht vorliegt, und dergleichen.
-
Wenn
die oben beschriebene, Ladungsträger
injizierende Schicht eine Schicht ist, die ein leitendes Polymer
enthält,
liegt die elektrische Leitfähigkeit
des leitenden Polymers bevorzugt zwischen 10-5 S/cm
oder darüber
und 103 S/cm oder darunter, und um den Streustrom
zwischen Licht emittierenden Pixeln zu verringern, liegt sie stärker bevorzugt
zwischen 10-5 S/cm oder darüber und
102 S/cm oder darunter, noch stärker bevorzugt
zwischen 10-5 S/cm oder darüber und
101 S/cm oder darunter.
-
Gewöhnlich wird
das leitende Polymer mit einer geeigneten Menge von Ionen dotiert,
um eine elektrische Leitfähigkeit
des leitenden Polymers zwischen 10-5 S/cm
oder darüber
und 103 S/cm oder darunter zu schaffen.
-
Was
die Art von Ionen für
die Dotierung anlangt, werden Anionen in einer Löcher injizierenden Schicht und
Kationen in einer Elektronen injizierenden Schicht verwendet. Beispiele
für Anionen
sind ein Polystyrolsulfonation, ein Alkylbenzolsulfonation, ein
Camphersulfonation und dergleichen; Beispiele für Kationen sind ein Lithiumion,
ein Natriumion, ein Kaliumion, ein Tetrabutylammoniumion und dergleichen.
-
Die
Dicke der Ladungsträger
injizierenden Schicht beträgt
zum Beispiel zwischen 1 nm und 100 nm, bevorzugt zwischen 2 nm und
50 nm.
-
Die
in der Ladungsträger
injizierenden Schicht verwendeten Materialien können unter Beachtung der Beziehung
zu den Materialien der Elektrode und der angrenzenden Schichten
zweckmässig
ausgewählt
werden und sind beispielsweise leitende Polymere wie Polyanilin
und dessen Abkömmlinge,
Polythiophen und dessen Abkömmlinge,
Polypyrrol und dessen Abkömmlinge,
Poly(phenylenvinylen) und dessen Abkömmlinge, Poly(thienylenvinylen)
und dessen Abkömmlinge,
Polychinolin und dessen Abkömmlinge,
Polychinoxalin und dessen Abkömmlinge,
Polymere, die aromatische Aminstrukturen in der Hauptkette oder
in der Seitenkette enthalten, und dergleichen, sowie Metallphthalocyanin
(Kupferphthalocyanin und dergleichen) und Kohlenstoff und dergleichen.
-
Die
isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger hat die
Funktion, Ladungsträgerinjektion zu
erleichtern. Als Materialien für
diese isolierende Schicht werden Metallfluorid, Metalloxid, isolierende
organische Materialien und dergleichen angeführt. Als Polymer-LED mit einer
isolierenden Schicht von 2 nm oder weniger werden Polymer-LED aufgeführt, die
eine isolierende Schicht von 2 nm oder weniger an eine Kathode angrenzend
aufweisen, sowie Polymer-LED, die eine isolierende Schicht von 2
nm oder weniger an eine Anode angrenzend aufweisen.
-
Konkret
werden die folgenden Strukturen q) bis ab) als Beispiele angeführt:
- q) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke
von 2 nm oder weniger/Licht emittierende Schicht/Kathode
- r) Anode/Licht emittierende Schichtisolierende Schicht mit einer
Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode
- s) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Licht
emittierende Schichtisolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm
oder weniger/Kathode
- t) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/Licht
emittierende Schicht/Kathode
- u) Anode/Lochtransportschich/Licht emittierende Schichtisolierende
Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode
- v) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Lochtransportschicht/Licht
emittierende Schichtisolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm
oder weniger/Kathode
- w) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Licht
emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
- x) Anode/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende
Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode
- y) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Licht
emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende Schicht
mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode
- z) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/LochtransportschichtLicht
emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/Kathode
- aa) Anode/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschichtisolierende
Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode
- ab) Anode/isolierende Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder
weniger/Lochtransportschicht/Licht emittierende Schicht/Elektronentransportschicht/isolierende
Schicht mit einer Dicke von 2 nm oder weniger/Kathode.
-
Bei
der Herstellung einer Polymer-LED muss, wenn eine solche, in einem
organischen Lösungsmittel lösliche polymere
fluoreszierende Substanz verwendet wird, um eine Schicht aus der
Lösung
zu bilden, lediglich das Lösungsmittel
nach der Beschichtung mit dieser Lösung durch Trocknen entfernt
werden, und selbst bei einer Vermischung eines Ladungstransportmaterials
und eines Licht emittierenden Materials kann das gleiche Verfahren
verwendet werden, was einen sehr grossen Vorteil bei der Fertigung
bewirkt. Als Verfahren zur Bildung einer Schicht aus einer Lösung können Beschichtungsverfahren
wie Aufschleudern, Giessen, Mikrogravurbeschichtung, Gravurbeschichtung,
Stabbeschichtung, Rollcoating, Drahtstabbeschichtung, Tauchbeschichtung,
Sprühbeschichtung,
Siebdruck, Flexodruck, Offsetdruck, Inkjet-Druck und dergleichen
verwendet werden.
-
Was
die Dicke der Licht emittierenden Schicht anlangt, so unterscheiden
sich die optimalen Werte in Abhängigkeit
vom verwendeten Material und können
zweckmässig
so gewählt
werden, dass die Treiberspannung und die Lichtausbeute optimale
Werte annehmen; diese Dicke beträgt
zum Beispiel zwischen 1 nm und 1 μm,
bevorzugt zwischen 2 nm und 500 nm und stärker bevorzugt zwischen 5 nm
und 200 nm.
-
In
der Polymer-LED der vorliegenden Erfindung können auch andere Licht emittierende
Materialien als die oben erwähnten
polymeren fluoreszierenden Substanzen zu einer Licht emittierenden
Schicht zugemischt werden. Des Weiteren kann in der Polymer-LED
gemäss
vorliegender Erfindung eine Licht emittierende Schicht, die andere
Licht emittierende Materialien als die oben beschriebene polymere
fluoreszierende Substanz enthält,
auch mit einer Licht emittierenden Schicht laminiert werden, die
die oben beschriebene polymere fluoreszierende Substanz enthält.
-
Bekannte
Materialien können
als das Licht emittierende Material verwendet werden. Als eine niedermolekulare
Verbindung können
zum Beispiel Naphthalinabkömmlinge,
Anthracen oder dessen Abkömmlinge, Perylen
oder dessen Abkömmlinge;
Farbstoffe wie Polymethinfarbstoffe, Xanthenfarbstoffe, Cumarinfarbstoffe und
Cyaninfarbstoffe; Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin oder dessen
Abkömmlingen,
aromatische Amine, Tetraphenylcyclopentan oder dessen Abkömmlinge,
Tetraphenylbutadien oder dessen Abkömmlinge und dergleichen verwendet
werden.
-
Konkret
können
zum Beispiel bekannte Verbindungen wie die in den JP-A Nr. 57-51781, Nr. 59–195393
beschriebenen und dergleichen verwendet werden.
-
Wenn
die Polymer-LED der vorliegenden Erfindung eine Lochtransportschicht
hat, so können
beispielsweise als Lochtransportmaterialien Polyvinylcarbazol oder
dessen Abkömmlinge,
Polysilan oder dessen Abkömmlinge,
Polysiloxan-Abkömmlinge
mit einem aromatischen Amin in der Seitenkette oder in der Hauptkette,
Pyrazolinabkömmlinge,
Arylaminabkömmlinge,
Stilbenabkömmlinge,
Triphenyldiaminabkömmlinge,
Polyanilin oder dessen Abkömmlinge,
Polythiophen oder dessen Abkömmlinge,
Polypyrrol oder dessen Abkömmlinge,
Poly(p-phenylenvinylen) oder dessen Abkömmlinge, Poly(2,5-thienylenvinylen)
oder dessen Abkömmlinge
und dergleichen verwendet werden.
-
Konkrete
Beispiele des Lochtransportmaterials sind unter anderem die in den
JP–A Nr.
63–70257, 63–175860,
2–135359,
2–135361,
2–209988,
3–37992
und 3–152184
beschriebenen.
-
Unter
diesen werden als die in der Lochtransportschicht verwendeten Lochtransportmaterialien
die polymeren Lochtransportmaterialien wie Polyvinylcarbazol oder
dessen Abkömmlinge,
Polysilan oder dessen Abkömmlinge,
Polysiloxanabkömmlinge
mit einer Gruppe einer aromatischen Aminverbindung in der Seitenkette oder
in d er Hauptkette, Polyanilin oder dessen Abkömmlinge, Polythiophen oder
dessen Abkömmlinge,
Poly(p-phenylenvinylen) oder dessen Abkömmlinge, Poly(2,5-thienylenvinylen)
oder dessen Abkömmlinge
und dergleichen bevorzugt, und stärker bevorzugt werden Polyvinylcarbazol
oder dessen Abkömmlinge,
Polysilan oder dessen Abkömmlinge
und Polysiloxan-Abkömmlinge
mit einer Gruppe einer aromatischen Aminverbindung in der Seitenkette
oder in der Hauptkette. Im Falle eines niedermolekularen Lochtransportmaterials
wird dieses bei seiner Verwendung bevorzugt in einem polymeren Bindemittel
dispergiert.
-
Polyvinylcarbazol
oder dessen Abkömmlinge
werden zum Beispiel durch kationische Polymerisation oder Radikalpolymerisation
aus einem Vinylmonomer gewonnen. Beispiele für Polysilan oder dessen Abkömmlinge
sind die in Chem. Rev., 89, 1359 (1989) und in der veröffentlichten
Beschreibung d er GB 2 300 196 beschriebenen Verbindungen und dergleichen.
Darin beschriebene Verfahren können
zu ihrer Synthese verwendet werden, und ein Kipping-Verfahren kann
besonders zweckmässig
verwendet werden.
-
Als
Polysiloxan oder dessen Abkömmlinge
werden die mit der Struktur des oben beschriebenen Lochtransportmaterials
mit niedrigerem Molekulargewicht in der Seitenkette oder in der
Hauptkette [verwendet], da die Siloxangerüststruktur schlechte Lochtransporteigenschaften
besitzt. Insbesondere werden als Beispiel jene mit einem aro matischen
Amin in der Seitenkette oder in der Hauptkette angeführt, die
Lochtransporteigenschaften haben.
-
Das
Verfahren zur Ausbildung einer Lochtransportschicht ist nicht beschränkt, und
im Falle einer niedermolekularen Lochtransportschicht wird als Beispiel
ein Verfahren angeführt,
bei dem die Schicht aus einer gemischten Lösung mit einem polymeren Bindemittel
gebildet wird. Für
den Fall eines polymeren Lochtransportmaterials wird als Beispiel
ein Verfahren angeführt,
bei dem die Schicht aus einer Lösung
gebildet wird.
-
Das
für die
Schichtbildung aus einer Lösung
verwendete Lösungsmittel
ist nicht besonders beschränkt,
so lange ein Lochtransportmaterial darin aufgelöst werden kann. Beispiele für Lösungsmittel
sind chlorierte Lösungsmittel
wie Chloroform, Methylenchlorid, Dichlorethan und dergleichen, Etherlösungsmittel wie
Tetrahydrofuran und dergleichen, aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel
wie Toluol, Xylol und dergleichen, Ketonlösungsmittel wie Aceton, Methylethylketon
und dergleichen sowie Esterlösungsmittel
wie Ethylacetat, Butylacetat, Ethyl-Cellosolve-Acetat und dergleichen.
-
Als
Verfahren zur Bildung einer Schicht aus einer Lösung können Beschichtungsverfahren
wie Aufschleudern, Giessen, Mikrogravurbeschichtung, Gravurbeschichtung,
Stabbeschichtung, Rollcoating, Drahtstabbeschichtung, Tauchbeschichtung,
Sprühbeschichtung,
Siebdruck, Flexodruck, Offsetdruck, Inkjet-Druck und dergleichen
aus einer Lösung
verwendet werden.
-
Als
zugemischtes polymeres Bindemittel wird zweckmässig eines benutzt, das den
Ladungstransport nicht extrem stört
und das keine starke Absorption von sichtbarem Licht aufweist. Beispiele
für solche
polymeren Bindemittel sind Polycarbonat, Polyacrylat, Polymethylacrylat,
Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polysiloxan
und dergleichen.
-
Was
die Dicke der Lochtransportschicht anlangt, so unterscheiden sich
die optimalen Werte in Abhängigkeit
vom verwendeten Material und können
zweckmässig
so gewählt
werden, dass die Treiberspannung und die Lichtausbeute optimale
Werte annehmen, und zumindest ist eine Dicke erforderlich, bei der
keine Poren entstehen, während
eine zu grosse Dicke nicht bevorzugt wird, weil die Treiberspannung
der Vorrichtung ansteigt. Daher beträgt die Dicke der Lochtransportschicht
zum Beispiel zwischen 1 nm und 1 μm,
bevorzugt zwischen 2 nm und 500 nm und stärker bevorzugt zwischen 5 nm
und 200 nm.
-
Wenn
die Polymer-LED der vorliegenden Erfindung eine Elektronentransportschicht
hat, so können bekannte
Verbindungen als die Elektronentransportmaterialien verwendet werden,
beispielsweise Oxadiazolabkömmlinge,
Anthrachinondimethan oder dessen Abkömmlinge, Benzochinon oder dessen
Abkömmlinge, Naphthochinon
oder dessen Abkömmlinge,
Anthrachinon oder dessen Abkömmlinge,
Tetracyanoanthrachinondimethan oder dessen Abkömmlinge, Fluorenonabkömmlinge,
Diphenyldicyanoethylen oder dessen Abkömmlinge, Diphenochinonabkömmlinge
oder Metallkomplexe von 8-Hydroxychinolin
oder dessen Abkömmlingen,
Polychinolin und dessen Abkömmlinge,
Polychinoxalin und dessen Abkömmlinge,
Polyfluoren oder dessen Abkömmlinge
und dergleichen.
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Konkrete
Beispiele sind die in den JP-A Nr. 63-70257, 63-175860, 2-135359,
2-135361, 2-209988, 3-37992
und 3-152184 beschriebenen.
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Unter
diesen werden Oxadiazolabkömmlinge,
Benzochinon oder dessen Abkömmlinge,
Anthrachinon oder dessen Abkömmlinge
oder Metallkomplexe von 8-Hydrochinolin oder dessen Abkömmlingen,
Polychinolin und dessen Abkömmlinge,
Polychinoxalin und dessen Abkömmlinge,
Polyfluoren oder dessen Abkömmlinge
bevorzugt, und 2-(4-Biphenyl)-5-(4-t-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazol,
Benzochinon, Anthrachinon, Tris(8-chinolinol)aluminium und Polychinolin
werden stärker
bevorzugt.
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Das
Verfahren für
die Ausbildung der Elektronentransportschicht ist nicht besonders
beschränkt,
und im Falle eines niedermolekularen Elektronentransportmaterials
werden ein Verfahren der Dampfphasenabscheidung aus einem Pulver
oder Beschichtungsverfahren aus einer Lösung bzw. aus dem geschmolzenen Zustand
als Beispiele angeführt,
während
im Falle eines polymeren Elektronentransportmaterials Beschichtungsverfahren
aus einer Lösung
bzw. aus dem geschmolzenen Zustand als Beispiele angeführt werden.
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Das
für die
Schichtbildung aus einer Lösung
zu verwendende Lösungsmittel
ist nicht besonders beschränkt,
so lange Elektronentransportmaterialien und/oder polymere Bindemittel
darin aufgelöst
werden können.
Beispiele für
Lösungsmittel
sind chlorierte Lösungsmittel
wie Chloroform, Methylenchlorid, Dichlorethan und dergleichen, Etherlösungsmittel
wie Tetrahydrofuran und dergleichen, aromatische Kohlenwasserstofflösungsmittel
wie Toluol, Xylol und dergleichen, Ketonlösungsmittel wie Aceton, Methyl ethylketon
und dergleichen sowie Esterlösungsmittel
wie Ethylacetat, Butylacetat, Ethyl-Cellosolve-Acetat und dergleichen.
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Als
Verfahren zur Bildung einer Schicht aus einer Lösung oder einem geschmolzenen
Zustand können Beschichtungsverfahren
wie Aufschleudern, Giessen, Mikrogravurbeschichtung, Gravurbeschichtung,
Stabbeschichtung, Rollcoating, Drahtstabbeschichtung, Tauchbeschichtung,
Sprühbeschichtung,
Siebdruck, Flexodruck, Offsetdruck, Inkjet-Druck und dergleichen
verwendet werden.
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Das
zugemischte polymere Bindemittel ist bevorzugt eines, das den Ladungstransport
nicht extrem stört
und das keine starke Absorption von sichtbarem Licht aufweist. Beispiele
für solche
polymeren Bindemittel sind Poly(N-vinylcarbazol), Polyanilin oder
dessen Abkömmlinge,
Polythiophen oder dessen Abkömmlinge, Poly(p-phenylenvinylen)
oder dessen Abkömmlinge,
Poly(2,5-thienylenvinylen) oder dessen Abkömmlinge, Polycarbonat, Polyacrylat,
Polymethylacrylat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyvinylchlorid,
Polysiloxan und dergleichen.
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Was
die Dicke der Elektronentransportschicht anlangt, so unterscheiden
sich die optimalen Werte in Abhängigkeit
vom verwendeten Material und können
zweckmässig
so gewählt
werden, dass die Treiberspannung und die Lichtausbeute optimale
Werte annehmen, und zumindest ist eine Dicke erforderlich, bei der
keine Poren entstehen, während
eine zu grosse Dicke nicht bevorzugt wird, weil die Treiberspannung
der Vorrichtung ansteigt. Daher beträgt die Dicke der Elektronentransportschicht
zum Beispiel zwischen 1 nm und 1 μm, bevorzugt
zwischen 2 nm und 500 nm und stärker
bevorzugt zwischen 5 nm und 200 nm.
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Das
Substrat zur Bildung der Polymer-LED der vorliegenden Erfindung
kann bevorzugt eines sein, das sich bei der Bildung einer Elektrode
und von Schichten des organischen Materials nicht verändert, und
Glas, Kunststoffe, Polymerfolie, Siliciumsubstrate und dergleichen
werden als Beispiele angeführt.
Im Falle eines undurchsichtigen Substrats wird bevorzugt, dass die
Gegenelektrode durchsichtig oder halbdurchsichtig ist.
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In
der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass die Anode durchsichtig
oder halbdurchsichtig ist, und als Material dieser Anode werden
elektronisch leitende Metalloxidschichten, halbdurchsichtige metallische Dünnschichten
und dergleichen verwendet. Konkret werden Indiumoxid, Zinkoxid,
Zinnoxid und Schichten (NESA und dergleichen) verwendet, die unter
Benutzung eines elektronisch leitenden Glases aus Indiumzinnoxid (ITO:
indium tin oxide), Indiumzinkoxid und dergleichen, welche Metalloxidkomplexe
sind, hergestellt werden, und Gold, Platinum, Silber, Kupfer und
dergleichen werden benutzt, unter diesen werden ITO, Indiumzinkoxid
und Zinnoxid bevorzugt. Als Herstellungsverfahren werden Aufdampfen
im Vakuum, Sputtering, Ionenplattierung, Plattierung und dergleichen
verwendet. Als Anode können
auch durchsichtige organische leitende Schichten wie Polyanilin
oder dessen Abkömmlinge,
Polythiophen oder dessen Abkömmlinge
und dergleichen verwendet werden.
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Die
Dicke der Anode kann zweckmässig
gewählt
werden, indem Lichtdurchgang und elektrische Leitfähigkeit
betrachtet werden, und [beträgt]
zum Beispiel zwischen 10 nm und 10 μm, bevorzugt zwischen 20 nm und
1 μm, stärker bevorzugt
zwischen 50 nm und 500 nm.
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Des
Weiteren kann für
leichte Ladungsträgerinjektion
auf der Anode eine Schicht zur Verfügung gestellt werden, die einen
Phthalocyaninabkömmling,
leitende Polymere, Kohlenstoff und dergleichen umfasst, oder eine
Schicht, die eine durchschnittliche Schichtdicke von 2 nm oder weniger
besitzt und ein Metalloxid, Metallfluorid, ein isolierendes organisches
Material und dergleichen umfasst.
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Als
Material einer in der Polymer-LED der vorliegenden Erfindung verwendeten
Kathode wird eines mit geringerer Austrittsarbeit bevorzugt. Zum
Beispiel werden Metalle wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium,
Caesium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium, Barium, Aluminium,
Scandium, Vanadium, Zinc, Yttrium, Indium, Cer, Samarium, Europium,
Terbium, Ytterbium und dergleichen oder Legierungen mit zwei oder
mehr von diesen Metallen oder Legierungen mit einem oder mehreren
von ihnen mit einem oder mehreren der Metalle Gold, Silber, Platin,
Kupfer, Mangan, Titan, Cobalt, Nickel, Wolfram und Zinn, Grafit
oder Grafiteinlagerungsverbindungen und dergleichen verwendet. Beispiele
von Legierungen sind unter anderem eine Magnesium-Silber-Legierung, eine Magnesium-Indium-Legierung,
eine Magnesium-Aluminium-Legierung, eine Indium-Silber-Legierung,
eine Lithium-Aluminium-Legierung, eine Lithium-Magnesium-Legierung,
eine Lithium-Indium-Legierung, eine Calcium-Aluminium-Legierung
und dergleichen. Die Kathode kann als eine laminierte Struktur aus
zwei oder mehr Schichten gebildet werden.
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Die
Schichtdicke der Kathode kann zweckmässig gewählt werden, indem elektrische
Leitfähigkeit
und Haltbarkeit betrachtet werden, und beträgt zum Beispiel zwischen 10
nm und 10 μm,
bevorzugt zwischen 20 nm und 1 μm
und stärker
bevorzugt zwischen 50 nm und 500 nm.
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Als
Verfahren zur Herstellung einer Kathode werden Aufdampfen im Vakuum,
Sputtering, ein Laminierverfahren, bei dem eine metallische Dünnschicht
m fit Hitze und Druck aufgebracht wird, und dergleichen verwendet.
Des Weiteren kann zwischen einer Kathode und einer organischen Schicht
noch eine Schicht vorgesehen werden, die ein leitendes Polymer umfasst,
oder eine Schicht mit einer durchschnittlichen Schichtdicke von
2 nm oder weniger, die ein Metalloxid, Metallfluorid, isolierendes
organisches Material und dergleichen umfasst, und nach Herstellung
der Kathode kann ferner noch eine Schutzschicht vorgesehen werden,
die die Polymer-LED schützt.
Um die Polymer-LED über
eine lange Zeitdauer hinweg stabil benutzen zu können, wird bevorzugt, eine
Schutzschicht und/oder eine Schutzabdeckung zum Schutz der Vorrichtung
zur Verfügung
zu stellen, um von aussen kommende Beschädigungen zu verhindern.
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Als
Schutzschicht können
eine polymere Verbindung, Metalloxid, Metallfluorid, Metallborat
und dergleichen verwendet werden. Als Schutzabdeckung können eine
Glasplatte, eine Kunststoffplatte, deren Oberfläche einer Behandlung zur Verringerung
der Wasserpermeation unterworfen worden ist, und dergleichen verwendet
werden, und zweckmässigerweise
wird ein Verfahren verwendet, bei dem die Abdeckung mit einem hitzehärtbaren
Harz oder einem lichthärtbaren
Harz dicht auf ein Substrat der Vorrichtung aufgeklebt wird. Wenn
Abstand durch einen Abstandshalter bewahrt wird, kann eine Beschädigung der
Vorrichtung leicht verhindert werden. Wenn ein Inertgas wie Stickstoff
und Argon in diesen Raum eingeschlossen wird, kann Oxidation der
Kathode verhindert werden, und bei Einbringen eines Trockenmittels
wie Bariumoxid und dergleichen in den oben beschriebenen Raum kann
eine Beschädigung
d er Vorrichtung durch Feuchtigkeit, die beim Herstellungsprozess
anhaftete, leicht unterdrückt
werden. Von diesen Mitteln werden bevorzugt irgendeines oder mehrere
eingesetzt.
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Um
unter Verwendung der Polymer-LED der vorliegenden Erfindung Lichtemission
in ebener Gestalt zu erreichen, können eine Anode und eine Kathode
von ebener Gestalt zweckmässig
so angeordnet werden, dass sie aneinander laminiert werden. Um des
Weiteren Lichtemission in der Gestalt von Mustern zu erreichen, gibt
es ein Verfahren, bei dem eine Maske mit einem Fenster in Gestalt
des Musters auf die oben beschriebene ebene, Licht emittierende
Vorrichtung aufgesetzt wird, sowie ein Verfahren, bei dem eine organische
Schicht in dem kein Licht emittierenden Teil gebildet wird, um eine äusserst
grosse Dicke zu erreichen, bei der im Wesentlichen keine Lichtemission
erfolgt, sowie ein Verfahren, bei dem entweder eine Anode oder eine
Kathode oder aber beide im Muster gestaltet sind. Durch Ausbildung
eines Musters mit irgendeinem dieser Verfahren und Anordnung einiger
Elektroden für
eine unabhängige
Ein-Aus-Schaltung kann eine Anzeigevorrichtung vom Segmenttyp gewonnen
werden, die Ziffern, Buchstaben, einfache Zeichen und dergleichen
anzeigen kann. Zur Bildung einer Punktmatrixvorrichtung kann es
ferner von Vorteil sein, Anoden und Kathoden in Gestalt von Streifen
auszubilden und so anzuordnen, dass sie sich im rechten Winkel kreuzen.
Durch ein Verfahren, bei dem mehrere Arten von polymeren fluoreszierenden
Substanzen, die Licht verschiedener Farben emittieren, separat angeordnet
werden, oder durch ein Verfahren, bei dem ein Farbfilter oder e
in Lumineszenzkonversionsfilter verwendet wird, können flächige Farbanzeigen
und Vielfarbenanzeigen gewonnen werden. Eine Punktmatrixanzeige
kann passiv oder durch Kombination mit TFT und dergleichen auch
aktiv adressiert werden. Diese Anzeigevorrichtungen können als
Bildschirme für
Computer, Fernseher, tragbare Terminals, Mobiltelefone, Kfz-Navigation,
Bildsucher von Videokameras und dergleichen verwendet werden.
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Des
Weiteren ist die oben beschriebene, Licht emittierende Vorrichtung
in ebener Form eine flache selbstleuchtende Vorrichtung und kann
zweckmässig
als eine flache Lichtquelle für
Hintergrundbeleuchtung einer Flüssigkristallanzeige
oder als eine flache Lichtquelle für Beleuchtung verwendet werden.
Wenn ferner eine biegsame Platte verwendet wird, kann sie auch als
eine gekrümmte
Lichtquelle oder Anzeige verwendet werden.
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BEISPIELE
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung im
Einzelnen weiter, aber begrenzen nicht ihren Rahmen.
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Was
den Zahlenmittelwert des Molekulargewichts betrifft, wurde hier
ein auf Polystyrol bezogener Zahlenmittelwert des Molekulargewichts
mit Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) und Chloroform als Lösungsmittel
gewonnen.
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Beispiel 1
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr.1>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 9,9-Dioctylfluoren-2,7-bis(ethylenboronat) (317 mg, 0,598
mmol), 2,7-Dibrom-9,9-dioctylfluoren (250 mg, 0,456 mmol), 4,4'-Dibrom-2,2',5,5'tetrakis(2,7-dimethyloctyloxy)stilben (110
mg, 0,14 mmol) und Aliquat® 336 (Tricaprylmethylammoniumchlorid,
hergestellt von Aldrich, 220 mg, 0,547 mmol) in Toluol (10 ml) aufgelöst, und
10 ml einer wässrigen
Lösung
von Kaliumcarbonat (295 mg, 2,14 mmol) wurden hinzugefügt. Weiter
wurde Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (20 mg, 0,018 mmol) hinzugefügt, und
die Mischung wurde während
20 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die Lösung getrennt,
und die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen.
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Diese
organische Schicht wurde in Methanol eingetropft, der abgesetzte
Niederschlag wurde abfiltriert. Der Niederschlag wurde durch Silicagel-Chromatographie
(Toluol) gereinigt, um Poly(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl-co-2,2'5,5'-tetrakis(3,7-dimethyloctyloxy)stilben-4,4'-diyl) (polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 1) zu erhalten. Die Ausbeute war 350
mg. Das Verhältnis
der durch die Formeln (7) und (8) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 1 betrug
in Abhängigkeit
vom Monomeren-Eintragsverhältnis
9 : 1.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 1 hatte einen auf Polystyrol
bezogenen Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von 1,3 × 104. Die polymere fluoreszierende Substanz
Nr. 1 konnte in Lösungsmitteln wie
Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Eine
Lösung
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 1 in Chloroform (0,4
Gew.%) wurde auf Quarz aufgeschleudert, um eine dünne Schicht
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 1 zu bilden. Das ultraviolette
und sichtbare Absorptionsspektrum sowie das Fluoreszenzspektrum
dieser Dünnschicht
wurden unter Verwendung eines Ultraviolett/Sichtbaren Absorptions-Spektrophotometers
(UV3500, hergestellt von Hitachi Ltd.) bzw. eines Fluoreszenz-Spektrophotometers
(850, hergestellt von Hitachi Ltd.) gemessen. Zur Berechnung der
Fluoreszenzstärke
wurde ein bei 350 nm angeregtes Fluoreszenzspektrum verwendet. Die
gegen die Wellenzahl auf der Abszisse aufgetragene Fläche der
Fluoreszenzspektra wurde durch die Absorption bei 350 nm geteilt,
um einen Relativwert der Fluoreszenzstärke zu erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 1 hat einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 470 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
2,2.
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<Herstellung und Bewertung der Vorrichtung>
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Auf
einem Glassubstrat, auf dem eine ITO-Schicht in einer Dicke von
150 nm durch ein Sputterverfahren hergestellt worden war, wurde
durch Aufschleudern unter Verwendung einer Lösung (Baytron, hergestellt von
Bayer) von Poly(ethylendioxythiophen)/Polystyrolsulfonsäure eine
Schicht von 50 nm gebildet, und diese Schicht wurde während 10
min bei 120 °C
auf einer Heizplatte getrocknet. Dann wurde durch Aufschleudern eine
Schicht mit einer Dicke von etwa 70 nm unter Verwendung einer Lösung der
polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 1 in Toluol (1,5 Gew.%)
gebildet. Des Weiteren wurde dieser Film während einer Stunde bei 80 °C unter vermindertem
Druck getrocknet, dann wurde Lithiumfluorid (0,4 nm) als eine kathodische
Pufferschicht durch Aufdampfen abgeschieden, Calcium (25 nm) wurde
durch Aufdampfen abgeschieden, und Aluminium (40 nm) wurde als eine
Kathode durch Aufdampfen abgeschieden, um eine Polymer-LED herzustellen. Bei
jedem Aufdampfen war die Güte
des Vakuums 1 bis 8 × 10–6 Torr.
An die sich ergebende Vorrichtung wurde Spannung angelegt, um EL-Lichtemission
von der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 1 zu erhalten. Die Stärke der
EL-Lichtemission war ungefähr
proportional zur Stromdichte.
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Beispiel 2
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Poly(9,9-dioctylfluoren-2,7-diyl-co-2,2' 5,5'-tetrakis(3,7-dimethyloctyloxy)stilben-4,4'-diyl (die polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 2) wurde in der gleichen Weise wie
im Beispiel 1 gewonnen, ausser dass das 2,7-Dibrom-9,9-dioctylfluoren
und das 4,4'-Dibrom-2,2',5,5'-tetrakis(2,7-dimethyloctyloxy)stilben
in einem Molverhältnis
von 2 : 3 eingesetzt wurden. Die polymere fluoreszierende Substanz
Nr. 2 enthielt die durch die Formeln (7) und (8) dargestellten,
sich wiederholenden Einheiten copolymerisiert in einem Molverhältnis von
7 : 3.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 2 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 2 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 470 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
1,9.
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Beispiel 3
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<Synthese von 4,4'-Bis(2-(4-Bromphenyl)-2-phenylethenyl)biphenyl>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 4-Brombenzophenon (0,783 g, 3 mmol) und 4,4'-Bis(diethylmethylphosphonat)biphenyl
(0,559 g, 1,23 mmol) in Tetrahydrofuran (10 g) gegeben und darin
aufgelöst.
Bei Zimmertemperatur wurde eine Lösung von t-Butoxykalium (0,414
g, 3,69 mmol) in Tetrahydrofuran (3,28 g) während 5 Minuten tropfenweise
zugegeben. Die Mischung wurde während
3,5 Stunden unter diesen Bedingungen gerührt. Die Reaktionsmischung
wurde in Wasser (100 ml) gegeben, und die Mischung wurde mit 5-% Schwefelsäure neutralisiert.
Nach der Neutralisation wurde Toluol (250 ml) hinzugefügt, um eine
organische Schicht abzutrennen. Die organische Schicht wurde mit
Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet.
Das Lösungsmittel
wurde unter vermindertem Druck abdestilliert, und das anfallende
rohe Produkt wurde durch Silicagel-Chromatographie gereinigt, um
die gesuchte Substanz zugewinnen. Die angefallene Menge war 0,34
g, die Ausbeute betrug 41 %.
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 3>
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In
einer i netten Atmosphäre
wurden 2,7-Dibrom-9,9-dioctylfluoren ( 560 mg, 1,0 mmol) und 4,4'-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)biphenyl
(76 mg, 0,11 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) aufgelöst, Magnesium
(55 mg, 2,3 mmol), Nickelchlorid (NiCl2)
(10 mg, 0,079 mmol) und Bipyridyl (12 mg, 0,079 mmol) wurden zugefügt, und
die Mischung wurde während
5 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die Reaktionslösung
tropfenweise in Methanol (100 ml) gegeben, und der abgesetzte Niederschlag
wurde abfiltriert. Der anfallende Niederschlag wurde in Toluol aufgelöst, mit
verdünnter
Chlorwasserstoffsäure
gewaschen, dann mit Wasser gewaschen, bis der pH der Waschlösung einen
Wert von 7 erreicht hatte, dann wurde die organische Schicht unter
vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wurde in 20 ml Toluol
aufgelöst und
aus 100 ml Methanol wieder ausgefällt, um die polymere fluoreszierende
Substanz Nr. 3 zu ergeben. Die angefallene Menge betrug 238 mg.
Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 enthielt die durch die
folgenden Formeln (7) und (9) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis der
Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 9 : 1.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 hatte auf Polystyrol bezogene
Durchschnittswerte des Molekulargewichts von Mw = 26 400 und Mn
= 8800. Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 konnte in Lösungsmitteln
wie Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 3 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 476 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
4,2.
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<Herstellung und Bewertung der Vorrichtung>
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Die
Polymer-LED wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt,
ausser dass anstatt der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr.
1 die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 verwendet wurde. An die
sich ergebende Vorrichtung wurde Spannung angelegt, um EL-Lichtemission
von der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 3 zu erhalten. Die
Stärke
der EL-Lichtemission war ungefähr
proportional zur Stromdichte.
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Beispiel 4
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 4>
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 4 wurde in der gleichen Weise
wie in Beispiel 3 erhalten, ausser dass 1,4-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl-2-(2-ethylhexyloxy)-5-methoxybenzol
anstelle von 4,4'-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)biphenyl
eingesetzt wurde. Die angefallene Menge betrug 201 mg. Die polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 4 enthielt die durch die folgenden
Formeln (7) und (10) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten
in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis
der Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 9 : 1.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 4 hatte auf Polystyrol bezogene
Durchschnittswerte des Molekulargewichts von Mw = 25 600 und Mn
= 8400. Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 3 konnte in Lösungsmitteln
wie Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 4 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 4 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 504 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
2,9.
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<Herstellung und Bewertung der Vorrichtung>
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Die
Polymer-LED wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt,
ausser dass anstatt der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr.
1 die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 4 verwendet wurde. An die
sich ergebende Vorrichtung wurde Spannung angelegt, um EL-Lichtemission
von der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 4 zu erhalten. Die
Stärke
der EL-Lichtemission war ungefähr
proportional zur Stromdichte.
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Beispiel 5
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 2,7-Dibrom-9,9-dioctylfluoren ( 560 mg, 1,0 mmol) und 2,5-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)-2-octyldimethylsilylbenzol
(83 mg, 0,11 mmol) in Tetrahydrofuran (10 ml) aufgelöst, Magnesium
(53 mg, 2,2 mmol), Nickelchlorid (NiCl2)
(10 mg, 0,077 mmol) und Bipyridyl (12 mg, 0,077 mmol) wurden zugefügt, und
die Mischung wurde während
5 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die Reaktionslösung
tropfenweise in Methanol (100 ml) gegeben, und der abgesetzte Niederschlag
wurde abfiltriert. Der anfallende Niederschlag wurde in Toluol aufgelöst, mit
verdünnter
Chlorwasserstoffsäure
gewaschen, dann mit Wasser gewaschen und unter vermindertem Druck
getrocknet, um die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 5 zu ergeben.
Die angefallene Menge betrug 200 mg. Die polymere fluoreszierende
Substanz Nr. 5 enthielt die durch die folgenden Formeln (7) und
(11) dargestellten, sich wiederholenden Einheiten in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis
der Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 9 : 1.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 5 hatte auf Polystyrol bezogene
Durchschnittswerte d es Molekulargewichts von Mw = 13600 und Mn
= 5 900. Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 5 konnte in Lösungsmitteln
wie Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 5 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 5 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 486 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
3,5.
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<Herstellung und Bewertung der Vorrichtung>
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Die
Polymer-LED wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt,
ausser dass anstatt der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr.
1 die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 5 verwendet wurde. An die
sich ergebende Vorrichtung wurde Spannung angelegt, um EL-Lichtemission
von der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 5 zu erhalten. Die
Stärke
der EL-Lichtemission war ungefähr
proportional zur Stromdichte.
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Beispiel 6
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 6>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 9,9-Dioctylfluoren-2,7-bis(ethylenboronat) (314 mg, 0,59
mmol), 9,10-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)anthracen (390
mg, 0,56 mmol) und Aliquat® 336 (hergestellt von Aldrich,
220 mg, 0,55 mmol) in Toluol (10 ml) aufgelöst, und 10 ml einer wässrigen
Lösung
von Kaliumcarbonat (290 mg, 2,1 mmol) wurden hinzugefügt. Weiter
wurde Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (21 mg, 0,018 mmol) hinzugefügt, und
die Mischung wurde während
20 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die organische Schicht tropfenweise in Methanol gegeben, und
der abgesetzte Niederschlag wurde abfiltriert. Dieser wurde in Toluol
(100 ml) aufgelöst
und mit 3-% wässriger
Oxalsäure,
dann mit Wasser gewaschen, und die organische Schicht wurde unter
vermindertem Druck abdestilliert. Der Rückstand wurde in Toluol (20 ml)
aufgelöst
und tropfenweise in Methanol gegeben; der abgesetzte Niederschlag
wurde abfiltriert, um die polymere fluoreszierende Substanz Nr.
6 zu ergeben. Die angefallene Menge betrug 280 mg. Die polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 6 enthielt, abwechselnd gebunden, die
durch die folgenden Formeln (7) und (12) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis
der Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 1 : 1.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 6 hatte auf Polystyrol bezogene
Durchschnittswerte des Molekulargewichts von Mw = 22 000 und Mn
= 8800. Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 6 konnte in Lösungsmitteln
wie Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 6 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 6 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 548 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
0,41.
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Beispiel 7
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 7>
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 7 wurde in der gleichen Weise
wie in Beispiel 4 erhalten, ausser dass 1,4-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl-2-methyl-5-(3,7-dimethyloctyl)benzol
anstelle von 9,10-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)anthracen
eingesetzt wurde. Die angefallene M enge betrug 2 20 m g. Die polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 7 enthielt, abwechselnd gebunden, die
durch die folgenden Formeln (7) und (13) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis
der Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 1 : 1.
-
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 7 hatte auf Polystyrol bezogene
Durchschnittswerte des Molekulargewichts von Mw = 26 100 und Mn
= 10 700. Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 7 konnte in Lösungsmitteln
wie Toluol, Chloroform und dergleichen aufgelöst werden.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 7 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 7 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 496 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
2,2.
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Beispiel 8
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 8>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 9,9-Dioctylfluoren-2,7-bis(ethylenboronat) (305 mg, 0,57
mmol), 1.4-Bis(2-(4-bromphenyl)-2-phenylethenyl)-2-(4-(3,7-dimethyloctyloxy)phenyl)benzol
(451 mg, 0,547 mmol) und Aliquat® 336
(hergestellt von Aldrich, 220 mg, 0,547 mmol) in Toluol (10 ml)
aufgelöst,
und 10 ml einer wässrigen
Lösung
von Kaliumcarbonat (226 mg, 1,64 mmol) wurden hinzugefügt. Weiter
wurde Tetrakis(triphenylphosphin)palladium (1,3 m g, 0 ,001 m mol)
hinzugefügt,
und die Mischung wurde während
10 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die organische Schicht tropfenweise in Methanol gegeben, und
der abgesetzte Niederschlag wurde abfiltriert, um die polymere fluoreszierende
Substanz Nr. 8 zu ergeben. Die angefallene Menge betrug 280 mg.
Die polymere fluoreszierende Substanz Nr. 8 enthielt, abwechselnd
gebunden, die durch die folgenden Formeln (7) und (14) dargestellten,
sich wiederholenden Einheiten in Abhängigkeit vom Eintragsverhältnis der
Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 1:1.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 8 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 8 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 473 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
2,2.
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Vergleichsbeispiel 1
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<Synthese von 1,4-Bis(2-(4-Bromphenyl)ethenyl)-4'-(3,7-dimethyloctyloxy)biphenyl>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 4-Brombenzaldehyd (2,18 g, 11,8 mmol), 2,5'-Bis(diethylmethylphosphonat)-4'-(3,7-dimethyloctyloxy)biphenyl
(3,0 g, 5,0 mmol) und t-Butoxykalium
(2,0 g, 1,76 mmol) in Tetrahydrofuran (30 g) gegeben und darin aufgelöst, und
die Lösung
wurde während
drei Stunden gerührt.
Das Lösungsmittel
wurde abdestilliert, der Rückstand
wurde in Toluol (200 ml) aufgelöst,
und wässrige
Chlorwasserstoffsäure
(200 ml) wurde hinzugefügt.
Nach Trennung der Flüssigkeiten
wurde die wässrige
Schicht mit Toluol (100 ml) extrahiert. Die organische Schicht wurde
damit vereint, zweimal mit Wasser [gewaschen], dann durch Celite® (hergestellt
von Aldrich) filtriert. Die organische Schicht wurde über Molekularsieben
getrocknet, dann wurde das Lösungsmittel
abdestilliert. Das angefallene rohe Produkt wurde durch Silicagel-Säulenchromatographie
(Hexan/Toluol) gereinigt, um die gesuchte Substanz zu erhalten.
Die angefallene Menge war 1,36 g, die Ausbeute betrug 41 %.
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<Synthese der polymeren fluoreszierenden
Substanz Nr. 8>
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In
einer inerten Atmosphäre
wurden 9,9-Dioctylfluoren-2,7-bis(ethylenboronat) (185 mg, 0,35
mmol), 1.4-Bis(2-(4-bromphenyl)ethenyl-4'-(3,7-dimethyloctylexy)bipheny1 (223
mg, 0,33 mmol) und Aliquat® 336 (hergestellt von
Aldrich, 17 mg, 0,042 mmol) in Toluol (2,7 g) aufgelöst, und
8 ml einer wässrigen
Lösung
von Kaliumcarbonat (1.13 g, 8,1 mmol) wurden hinzugefügt. Weiter
wurde Tetrakis(triphenylphosphin)palladium ( 2 m g, 0 ,0017 m mol)
h inzugefügt,
und die Mischung wurde während
10 Stunden unter Rückfluss
erhitzt. Nach Abkühlen
wurde die organische Schicht tropfenweise in MethanoUWasser (1 :
1) gegeben. Das Überstehende wurde
verworfen, Methanol wurde zum Rückstand
gegeben und aufgeschlämmt.
Der Niederschlag wurde abfiltriert, um die polymere fluoreszierende
Substanz Nr. 9 zu ergeben. Die angefallene Menge war 290 mg. Die polymere
fluoreszierende Substanz Nr. 9 enthielt, abwechselnd gebunden, die
durch die folgenden Formeln (7) und (15) dargestellten, sich wiederholenden
Einheiten in Abhängigkeit
vom Eintragsverhältnis
der Monomeren in einem Molverhältnis
von etwa 1:1.
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<Bewertung der Fluoreszenzeigenschaften>
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Der
Relativwert der Fluoreszenzstärke
der polymeren fluoreszierenden Substanz Nr. 9 wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 1 erhalten.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz Nr. 9 hatte einen Fluoreszenzpeak
bei einer Wellenlänge
von 468 nm und ergab einen Relativwert der Fluoreszenzstärke von
0,27.
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Die
polymere fluoreszierende Substanz der vorliegenden Erfindung enthält eine
Arylenvinylenstruktur und eine Fluorenstruktur, zeigt starke Fluoreszenz
und kann zweckmässig
als eine Polymer-LED oder als ein Pigment für einen Laser verwendet werden.
Die auf Polyfluoren basierende polymere fluoreszierende Substanz
der vorliegenden Erfindung kann auch als ein organisches Material
für Solarbatterien,
als ein organischer Halbleiter für
einen organischen Transistor und als ein leitendes Dünnschichtmaterial
verwendet werden. Des Weiteren ist eine Polymer-LED, in der diese
polymere fluoreszierende Substanz verwendet wird, eine Polymer-LED
hoher Leistung, die bei einer niedrigeren Spannung mit hohem Wirkungsgrad
betrieben werden kann. Daher kann diese Polymer-LED bevorzugt als
eine Hintergrundbeleuchtung für
eine Flüssigkristallanzeige,
als eine Lichtquelle in Gestalt einer gekrümmten oder ebenen Oberfläche für Beleuchtung
oder als eine Anzeigevorrichtung des Segmenttyps sowie in Geräten wie
einem Punktmatrix-Flachbildschirm und dergleichen verwendet werden.