DE60130762T2

DE60130762T2 - Elektrolumineszierende materialien und gegenstände aus einer polymermatrix

Info

Publication number: DE60130762T2
Application number: DE60130762T
Authority: DE
Inventors: Matthew L. Rancho Cucamonga MARROCCO; Farshad J. San Dimas Motamedi
Original assignee: Sumation Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2001-06-12
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2021-06-13
Also published as: US20020028347A1; JP5756042B2; EP1862497B1; KR20030011875A; KR100889516B1; CN103087477A; EP2272905A3; EP1297060B1; US20170040540A1; AU2001269790A1; EP1297060A4; DE60130762T3; EP2272905A2; EP1297060B2; EP2272904A3; US20040131886A1; KR20070110530A; EP1297060A1; CN102516720A; EP2272906A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich auf fotolumineszierende und elektrolumineszierende Zusammensetzungen, die eine Matrix enthalten, die aromatische Wiederholungseinheiten und ein lumineszierendes Metallion oder einen lumineszierenden Metallionenkomplex enthält. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen solcher Zusammensetzungen und auf elektrolumineszierende Vorrichtungen, die solche Zusammensetzungen verwenden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Es existieren zahlreiche Typen von lumineszierenden Vorrichtungen, einschließlich einer Anzahl von Vorrichtungen im Gesamtfeststoffzustand. Vorrichtungen im Feststoffzustand sind gegenüber Glühlampen oder fluoreszierenden Lampen dahingehend bevorzugt, dass sie leichter sind, kompakter sind, kleiner gemacht werden können und einen höheren Wirkungsgrad haben können. Beispiele von lumineszierenden Vorrichtungen im Feststoffzustand sind Licht emittierende Dioden (LEDs), wie Galliumarsenid- oder Siliciumcarbid-LEDs, organische Licht emittierende Dioden (OLEDs), wie OLED-Displays, die von Uniax Corporation und CDT Ltd. vermarktet werden, und dotierte Zinksulfidvorrichtungen, die für eine Anzahl von Jahren vermarktet worden sind, z.B. durch GE^® als Limelite^®-Nachtlampen, und American Tack and Hardware, Co. Inc., (Monsey, NY) als Nitelite^®-Nachtlampen. Jede dieser Vorrichtungen kann zu regelmäßigen Anordnungen verarbeitet werden, um Zahlen oder Buchstaben oder Bilder wiederzugeben.
Unter den verschiedenen lumineszierenden Vorrichtungen und Displays sind die OLEDs die neueste und die am wenigsten ausgereifte Technologie. OLEDs bestehen typischerweise aus einer dünnen Filmstruktur, umfassend eine transparente Elektrode, gewöhnlich mit Indium dotiertes Zinnoxid (ITO) auf einer Glas- oder Kunststoffträgerschicht, wobei das ITO optional mit Polyanilin oder Poly(ethylendioxythiophen) (PEDOT) beschichtet ist, einen oder mehrere organische Bestandteile enthaltende Schichten, typischerweise eine löcherleitende Schicht, z.B. ein Triphenylaminderivat, eine lumineszierende Schicht, z.B. ein Polyphenylenvinylidenderivat oder ein Polyfluorenderivat, eine elektronenleitende Schicht, z.B. ein Oxa diazolderivat, und eine zweite Elektrode, z.B. Calcium, Magnesium, Aluminium und Ähnliches.
Die Vorteile der OLED-Vorrichtungen sind geringes Gewicht, potenziell niedrige Kosten (obwohl dies industriell noch zu zeigen ist), die Fähigkeit, dünne Filme, flexible Strukturen, einen breiten Betrachtungswinkel und eine hohe Helligkeit herzustellen. Die Nachteile der OLEDs sind die kurzen Lebensdauern der Vorrichtung, ansteigende Spannungen, wenn sie mit einem konstanten Strommodus betrieben werden, und breite Spektralbreiten. Die Wirksamkeit der OLEDs wird durch die Natur des angeregten Zustands von organischen Molekülen begrenzt. Typischerweise liegen sowohl die angeregten Singlett- und Triplett-Zustände während des Betriebs einer OLED vor. Unglücklicherweise ergibt lediglich der Übergang aus dem Singlett-Zustand verwendbares Licht. Der Übergang aus dem Triplett-Zustand in einen Singlett-Grundzustand ist durch den Spin verboten und dadurch langsam, was nichtstrahlenden Vorgängen mehr Zeit zum Auftreten erlaubt. Da der Triplett-Zustand dreifach degeneriert ist und der Singlett-Zustand nicht degeneriert ist, nehmen drei Viertel der angeregten Elektronen den Triplett-Zustand ein und ergeben wenig oder kein Licht.
Ein zusätzlicher Nachteil von OLEDs ist die relativ kurze Lebensdauer des angeregten Zustandes von organischen Molekülen. In einer Displayanwendung wird jedes Pixel jede Sekunde 10- bis 100-mal, typischerweise jede Sekunde 60-mal, gescannt. Für das Licht von dem Pixel ist es erwünscht, dass der Übergang in etwa dem gleichen Zeitrahmen erfolgt. Falls das Pixel zu langsam übergeht, wird jedes nachfolgende Bild über das noch nicht verblasste vorherige Bild gescannt, und das Bild wird unscharf. Wenn das Pixel zu rasch übergeht, tritt ein merkbares Flimmern auf.
Es besteht ein Bedürfnis für eine Vorrichtung im festen Zustand, die nicht durch die kurzen Lebensdauern von OLEDs beschränkt ist. Es wird angenommen, dass die kurze Lebensdauer von OLEDs von der Zersetzung oder Änderung der organischen Schichten während des Betriebs herrührt.
Es besteht auch ein Bedürfnis für elektrolumineszierende Vorrichtungen, die stabile I-V-Charakteristiken haben, was die damit verbundene Elektronik einfacher macht.
Es besteht auch ein Bedürfnis für elektrolumineszierende Vorrichtungen mit reinen Farbcharakteristiken, die für Farbdisplays zugänglicher sind. Für das Farbfernsehen, für Monitore und Ähnliches sind rote, blaue und grüne Vorrichtungen mit genauer Farbe erforderlich.
Es besteht auch ein Bedürfnis für elektrolumineszierende Vorrichtungen mit höherem Wirkungsgrad, die nicht durch den Übergang von nicht-lumineszierenden Triplett-Zuständen beschränkt sind.
Es besteht auch ein Bedürfnis für elektrolumineszierende Vorrichtungen mit phosphoreszierenden Übergangszeiten in dem geeigneten Bereich für gescannte Displays und passive Displays.
EP 0949695 A2 beschreibt eine elektrolumineszierende Vorrichtung, die ein kationisches Polythiophen enthält. US 5,756,224 beschreibt eine organische elektrolumineszierende Komponente mit einer Schichtstruktur. Josef Salbeck beschreibt in Berichte der Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie, Verlag Chemie, Weinheim, Band 100, Nr. 10, Oktober 1996, Seiten 1667-1677 eine Studie betreffend die Elektrolumineszenz mit organischen Verbindungen. JP-A-11-273863 beschreibt eine organische elektrolumineszierende Vorrichtung, die eine asymmetrische Spiralverbindung mit einem speziellen Fluorgerüst enthält. EP 0773248 A1 beschreibt Polymere mit heterocyclischen Seitengruppen. US 5,442,021 beschreibt lumineszierende Copolymere. US 5,949,188 beschreibt einen elektrolumineszierenden Farbdisplayschirm.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung löst die vorstehend genannte Aufgabe durch Bereitstellen der Zusammensetzung, wie in dem Patentanspruch 1 definiert. Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine elektrolumineszierende Vorrichtung bereit, wie in dem Patentanspruch 14 definiert. Ferner stellt die vorliegende Erfindung sowohl eine elektrolumineszierende Zusammensetzung gemäß dem Patentanspruch 26 als auch eine elektrolumineszierende Vorrichtung bereit, welche die Zusammensetzung, wie in dem Patentanspruch 29 definiert, enthält. Die vorliegende Erfindung stellt auch sowohl eine Zusammensetzung, wie in dem Patentanspruch 35 definiert, als auch ein Verfahren zum Herstellen einer elektrolumineszierenden Vorrichtung, wie in dem Patentanspruch 38 definiert, bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind sowohl in den jeweiligen Unteransprüchen als auch in der folgenden Beschreibung definiert.
In einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf eine Polymerzusammensetzung gerichtet, die Wiederholungseinheiten enthält, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Cl, Br, I, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy, wobei jeweils zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, q 0 bis 6 ist, r 0 bis 7 ist, A und B unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -O-, -S-, -NR₁- und -CR₁R₂-, -CR₁R₂CR₃R₄-, -N=CR₁-, -CR₁=CR₂-, -N=N- und -(CO)-, worin R, bis R₄ H, D, F, Cl, Br, I, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Po lyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl sind, wobei zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, und E ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, NH und S,
und
einem oder mehreren lumineszierenden Metallionen.
In einem anderen Aspekt ist die Erfindung auf eine elektrolumineszierende Vorrichtung gerichtet, welche die vorstehend genannte Zusammensetzung enthält. In einer Ausführungsform enthält die elektrolumineszierende Vorrichtung eine erste Elektrode, eine oder mehrere Ladungstransportschichten, eine elektrolumineszierende Schicht, welche die vorstehend genannte Zusammensetzung enthält, und eine zweite Elektrode.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden vollständiger verstanden, wenn sie mit Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung, die angefügten Patentansprüche und die beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, worin:
1 eine halbschematische Seitenansicht einer Ausführungsform einer elektrolumineszierenden Vorrichtung ist, die gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist;
2 eine halbschematische Explosionsansicht der elektrolumineszierenden Vorrichtung von 1 ist;
3 eine Anordnung von elektrolumineszierenden Vorrichtungen zeigt, die sich in zwei Dimensionen erstrecken, die gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist;
4 eine halbschematische Seitenansicht einer anderen Ausführungsform einer elektrolumineszierenden Vorrichtung ist, die gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, die eine Elektronenübertragungsschicht, aber keine Löcherübertragungsschicht enthält; und
5 eine halbschematische Seitenansicht einer elektrolumineszierenden Vorrichtung ist, die gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung bereitgestellt ist, die eine abgestufte elektrolumineszierende Schicht hat.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Um die Mängel von früheren lumineszierenden Vorrichtungen zu überwinden, ist es erwünscht, eine Vorrichtung mit einem höheren Wirkungsgrund als derzeitige OLEDs und mit längerer Lebensdauer zu haben. Es ist auch erwünscht, eine Vorrichtung zu haben, die bei niedriger Spannung, bevorzugt weniger als 20 Volt, bevorzugter weniger als 15 Volt, noch bevorzugter weniger als 10 Volt und am bevorzugtesten weniger als 5 Volt Gleichstrom betrieben wird. Es ist auch erwünscht, eine Vorrichtung mit einer guten Farbqualität und einer geeigneten Phosphoreszenzabklingzeit für Displays zu haben.
Wir haben festgestellt, dass zahlreiche der Nachteile von OLEDs durch die Verwendung einer Kombination eines fluoreszierenden Metallions und einer organischen Matrix, die so konstruiert ist, dass sie Energie in dem fluoreszierenden Metallion sammelt und speichert, als die lumineszierende(n) Schicht(en) in einer elektrolumineszierenden Vorrichtung überwunden werden können. Die Matrix umfasst typischerweise ein Polymer, kann aber ein Oligomer oder diskrete Moleküle sein. Die Matrix nimmt Elektronen und/oder Löcher von den Elektroden auf und transportiert sie zu dem Zentrum der Vorrichtung, wo sie unter Erhalt eines angeregten elektronischen Zustands in der Matrix rekombinieren. Materialien, die gut fluoreszieren, neigen auch dazu, gut zu elektrolumineszieren und sind daher gute Kandidaten für die Matrix der vorliegenden Erfindung. Der Bandabstand der Matrix (oder mit anderen Worten der HOMO-LUMO-Unterschied) bestimmt die Energie des angeregten Zustands und wieviel Energie erhältlich ist, um das lumineszierende Metall anzuregen. Eine Polymermatrix, die im roten Bereich luminesziert, ist gewöhnlich nicht in der Lage, Energie auf ein Metall zu übertragen, das im blauen Bereich luminesziert, ausgenommen der ungewöhnliche Fall eines Zweiphotonvorgangs oder eines Vorgangs höherer Ordnung. Daher ist es erwünscht, eine Polymermatrix auszuwählen, die in dem blauen Bereich, in dem Indigobereich, in dem violetten Bereich oder in dem ultravioletten Bereich luminesziert, d.h. der Hochenergieteil des Spektrums, so dass eine Übertragung auf Metalle, die in dem blauen, grünen oder roten Bereich lumineszieren, möglich ist.
Das Fluoreszenzspektrum von organischen Polymeren, Oligomeren und diskreten organischen Molekülen ist typischerweise sehr breit, häufig 50 oder 100 nm breit. Die Absorptions- und Emissionsbanden von Lanthanidmetallen sind sehr schmal, typischerweise 5 bis 20 nm, da die Banden aus Übergängen zwischen f-Orbitalen herrühren, die unter äußeren gefüllten d- und s-Orbitalen "versteckt" sind. Da sie durch die äußeren d- und s-Orbitale gescreent werden, werden sie weniger durch externe elektrische Felder beeinflusst, und Übergänge innerhalb des f-Niveaus sind nicht verbreitert. Diese schmalen Banden ergeben sehr reine Farben, was ein erwünschtes Merkmal für Display-Fluorophore ist.
Lanthanidmetalle sind viele Jahre als kathodolumineszierende Materialien in Farbfernseh-Bildröhren, gewöhnlich als Kathodenstrahlröhren (CRTs) bezeichnet, verwendet worden. Es ist bekannt, dass bestimmte Lanthanidmetalle Fluoreszenzbanden sehr nahe den idealen Farbkoordinaten für Rot, Blau und Grün in CRTs haben. Durch Verwenden einer Polymermatrix (mit ihrem breiten Spektrum), um ein Lanthanidmetall (mit seinem engen Spektrum und guten Farbkoordinaten) anzuregen, wird eine viel bessere Farbwiedergabe erreicht. Die Lanthanide sind Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium.
Lanthanidmetalle und andere lumineszierende Metalle haben Lebensdauern im angeregten Zustand, die sich näher zu der Lebensdauer befinden, die für Displays benötigt wird, als die Lebensdauern von organischen Materialien.
Der angeregte Zustand eines Lanthanidions erzeugt viel mehr Licht (etwa viermal mehr) als eine angeregte organische Verbindung. Das lumineszierende Metallion oder Komplexe, können auch Energie sowohl von den Singlett- als auch Triplett-Zuständen von organischen Molekülen aufnehmen. Auf diese Weise wird die angeregte Energie in dem organischen Singlett-Zustand, die sonst für nicht-strahlende Übergänge verloren sein würde, auf ein Metall übertragen, das dann strahlt.
Metallionen unterliegen viel weniger einem Ausbleichen oder chemischen Reaktionen, welche den Fluorophor zerstören, als organische Verbindungen. Der Ausdruck Fluorophor wird hier verwendet, um das chemische System zu bezeichnen, das Energie absorbiert und sie wieder emittiert; typischerweise ist die emittierte Energie Licht mit niedrigerer Energie als die absorbierte Energie. Das chemische System kann ein Atom, ein Ion, ein Molekül, ein Metallkomplex, ein Oligomer, ein Polymer oder zwei oder mehr Atome, Ionen oder Moleküle in enger Nachbarschaft sein, die zum Austausch von Energie befähigt sind. Fluorophore können fotolumineszierend, fluoreszierend, phosphoreszierend, kathodolumineszierend oder elektrolumineszierend sein, sind aber nicht darauf beschränkt. Obwohl die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung noch teilweise organisch sind, üben die Metallionen eine Schutzwirkung aus, indem sie Energie von dem organischen angeregten Zustand entfernen. Es wird daher erwartet, dass die Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung längere Lebensdauern als sämtliche organische Vorrichtungen haben.
In der Praxis der vorliegenden Erfindung ist ein lumineszierendes oder fluoreszierendes Metallion oder -komplex, bevorzugt ein Lanthanidmetallion oder -komplex, in eine fluoreszierende organische Matrix eingebettet, was ein System ergibt, worin die organische Matrix auf einen angeregten Zustand angehoben sein kann, der dann seine Energie auf das Metallion oder den Komplex überträgt, das bzw. der dann Licht emittiert. Die Energieübertragung zwischen der organischen Matrix und dem Metall kann erhöht werden, indem Koordinationsstellen für das Metall auf der organischen Matrix vorgesehen sind. Die Energieübertragung kann auch erhöht werden, indem das Metall mit polarisierbaren Liganden versehen ist.
Das lumineszierende Metallion kann jedes Metallion oder jeder Metallkomplex sein, der luminesziert, einschließlich aber nicht beschränkt auf Übergangsmetallionen, wie Mangan, Silber, Ruthenium, Iridium und Platin, Lanthanidionen und Komplexe davon. Lanthanidionen sind aufgrund ihrer schmalen Spektrallinienbreiten bevorzugt.
Die elektrolumineszierenden (EL) Zusammensetzungen und die EL-Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung haben sehr schmale Emissionslinien, da die Emission hauptsächlich von einem Lanthanidmetallion herrührt. Wie vorstehend genannt, haben Lanthanidmetallionen schmale Emissionsbanden, typischerweise mit einer Breite von 5 bis 20 nm (volle Breite beim halben Maximum, FWHM). Die FWHM der elektrolumineszierenden Zusammensetzungen und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung sind kleiner als etwa 50 nm, bevorzugt kleiner als etwa 20 nm, bevorzugter kleiner als etwa 10 nm, noch bevorzugter kleiner als etwa 8 nm, noch bevorzugter kleiner als etwa 5 nm, noch bevorzugter kleiner als etwa 4 nm und am bevorzugtesten kleiner als 3 nm.
Das lumineszierende Metallion kann an einen Ligand koordiniert oder komplexiert sein oder kann an ein Polymer komplexiert oder koordiniert sein. Es können auch ein oder mehrere Gegenionen vorhanden sein, und diese können oder können nicht mit dem Metall koordinieren. Die lumineszierenden Metallionen können Cluster bilden oder können Teil eines Clusters von Metallen sein. Liganden und Gegenionen können auch mit zwei oder mehr lumineszierenden Metallen unter Brückenbildung koordinieren.
Die lumineszierenden Metallionen können als Teil eines anorganischen Feststoffs vorhanden sein. So kann z.B. ein anorganisches Pulver, das ein lumineszierendes Metallion enthält, mit einem lumineszierenden Polymer vermischt werden. Das anorganische Pulver hat bevorzugt eine Maschenzahl von 400 (die mittlere Teilchengröße ist kleiner als etwa 38 Mikron) oder feiner, bevorzugt weniger als etwa 20 Mikron, noch bevorzugter weniger als etwa 5 Mikron und am bevorzugtesten weniger als etwa 3 Mikron. Das anorganische Pulver kann ein Pulver von Nanogröße mit mittleren physikalischen Abmessungen in dem Bereich von 1 bis 1000 Nanometer, bevorzugt kleiner als etwa 500 Nanometer und bevorzugter kleiner als etwa 100 Nanometer sein. Teilchen von Nanometergröße haben sehr hohe Verhältnisse von Oberfläche zu Volumen, und eine große Fraktion der Metallionen befindet sich auf der Oberfläche des Teilchens oder innerhalb einiger Ångstrom (einige zehn Nanometer) der Oberfläche, was eine Energieübertragung von einem Polymer, in welchem das Pulver eingebettet ist, möglich macht. Teilchen von Nanogröße von kleiner als etwa 300 nm streuen sichtbares Licht nicht. In der Praxis der vorliegenden Erfindung können die Licht emittierenden Filme kleiner sein als 1000 nm, und, falls Teilchen zu verwenden sind, müssen die Teilchen kleiner sein als die Filmdicke. Der anorganische Feststoff kann ein Halbleiter sein. Nicht beschränkende Beispiele von Halbleitern sind Galliumnitrid, Zinnoxid, Zinkoxid, Zinksulfid, Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid, Bleioxid und Ähnliche. Halbleiter, die Elemente der Gruppen II und VI (II-VI-Halbleiter) enthalten, können häufig durch chemische Nassverfahren hergestellt werden und sind daher bevorzugt.
Das bloße Vermischen eines fluoreszierenden Polymers mit einem fluoreszierenden Metallion oder Komplex garantiert nicht, dass Energie von dem Polymer auf das Metall übertragen wird. Der angeregte Zustand des Polymers muss sich auf einem höheren Energieniveau befinden als der angeregte Zustand des Metalls, da sonst wenig oder keine Energie übertragen wird. Zusätzlich haben wir festgestellt, dass die Wahrscheinlichkeit der Energieübertragung durch Bereitstellen eines Polymers mit funktionellen Gruppen, entweder Seitengruppen oder Hauptkettengruppen oder Endgruppen, die an das lumineszierende Metallion oder den Metallkomplex binden oder koordinieren, erhöht werden kann. Es kann jede funktionelle Gruppe verwendet werden, die mit einem Metall koordiniert. Der Fachmann versteht, wie zu bestimmen ist, ob eine funktionelle Gruppe koordiniert ist, z.B. durch Beobachtung von spektralen Verschiebungen der funktionellen Gruppen in den IR-, sichtbaren oder NMR-Spektren. Funktionelle Gruppen können einzähnig oder chelatisierend mehrzähnig oder makrocyclisch sein. Funktionelle Gruppen, die verwendet werden können, umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Amine, Amide, Alkohole, α-Diketone, α-Ketoalkohole, β-Diketone, β-Ketoalkohole, β-Ketosäuren, Bipyridine, Bichinoline, Borste, Carbonsäuren, Catechole, Diole, Hydroxychinoline, Phenanthrolene, Phenole, Phosphate, Polyamine, Polyether, Pyridine, Chinoline, Salicylate, Sulfate, Thioether, Thiole, Thiophene und Ähnliche. Funktionelle Gruppen können ein oder mehrere Protonen bei Koordination an das lumineszierende Metallion verlieren.
Die funktionellen Gruppen auf dem Polymer können sämtliche oder einige der Liganden auf dem fluoreszierenden Metall ersetzen. Das heißt, das Metall kann zusätzliche Liganden haben, die von den funktionellen Polymergruppen verschieden sind, einschließlich koordiniertes Lösemittel und koordinierte Gegenionen.
Wir haben ebenfalls festgestellt, dass der lumineszierende Metallionenkomplex so ausgewählt sein kann, dass die Energieübertragung von Polymer auf Metall erhöht ist. Selbst wenn das Metall nicht direkt an das Polymer durch eine kovalente oder koordinative Bindung gebunden ist, kann die Energieübertragung erhöht werden, indem ein Ligand ausgewählt wird, der mit dem Polymer wechselwirkt, z.B. durch van der Waals-Kräfte, Wasserstoffbrückenbindungen, Dipol-Dipol, Dipol-induzierter Dipol oder andere nicht-kovalente Wechselwirkung. Die Energieübertragung kann durch Verwendung eines Ligaaden, der polarisierbare Gruppen, z.B. aromatische Gruppen und insbesondere mehrere oder kondensierte ringaromatische Gruppen, wie Biphenyl, Triphenyl, Quaterphenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Pyridyl, Chinolinyl, Phenanthrolinyl, Benzoxazolyl und Ähnliche, trägt, verstärkt werden. Ein polymerisierbarer Ligand hat gewöhnlich Elektronen, die auf ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld ansprechen können. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung hat ein polarisierbarer Ligand wenigstens eine Doppelbindung, bevorzugt eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung. Bevorzugter hat der polarisierbare Ligand zwei oder mehr Doppelbindungen, noch bevorzugter drei oder mehr Doppelbindungen, noch bevorzugter vier oder mehr Doppelbindungen, noch bevorzugter fünf oder mehr Doppelbindungen und am bevorzugtesten sechs oder mehr Doppelbindungen. Es ist weiter bevorzugt, dass einige oder sämtliche der Doppelbindungen miteinander konjugiert sind. Die Doppelbindungen können Teil eines aromatischen oder heteroaromatischen Rings, wie ein Benzol-, Pyridin- oder Chinolinring, sein. Der aromatische Ring kann endständig (z.B. Phenyl) oder innen befindlich (z.B. Phenylen) sein. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung sind konjugierte Liganden polarisierbare Liganden.
Nichtbeschränkende Beispiele polarisierbarer Liganden umfassen Benzoylaceton, Dibenzoylmethan, Benzoin, Phenanthrolen, Phenylphenanthrolen, Bipyridin, Phenylbipyridin, Diphenylbipyridin, Ar(CO)(CHOH)Ar', Ar(CO)CH₂(CO)Ar', Salicylsäure, Salicylaldehyd, Phenylsalicylsäure, Phenylsalicylaldehyd, Adenin, Purin, 2-Aminobenzophenon, 2-Amino-4-chlorbenzophenon, 2-(2-Hydroxyphenyl)benzothiazol, 2-(2-Hydroxyphenyl)chinolin, 1-Naphthol-2-carboxaldehyd, 1,2-Dihydroxybenzol, 1,2-Dihydroxynaphthalin, 2,3-Dihydroxynaphthalin, 1,8-Dihydroxynaphthalin, 1-Hydroxybenzophenon, 1-Hydroxyfluorenon, 7-Hydroxyinden-1-on, 7-Hydroxy-3-phenylinden-1-on, Salen, 8-Hydroxychinolin, 8-Hydroxychinazolin, 8-Hydroxychinoxalin, 4-Hydroxybenzoxazol, 7-Hydroxybenzoxazol, 4-Hydroxy-2-phenylbenzoxazol, 7-Hydroxy-2-phenylbenzoxazol, Hypoxanthin und Ähnliche. Aryl, Ar und Ar' werden unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phenyl, 2-Biphenyl, 3-Biphenyl, 4-Biphenyl, 1-Naphthyl, 2-Naphthyl, 2-Pyridyl, 3-Pyridyl, 4-Pyridyl, Terphenyl (jedes Isomer), Quaterphenyl (jedes Isomer), Anthracenyl, Phenanthrenyl, Pyridyl, Chinolinyl, Phenanthrolinyl, Benzoxazolyl und Chinazolinyl, optional substituiert mit D (Deuterium, F, Cl, Br, I, Alkyl, Alkoxy, Polyalkylenoxy und Fluoralkyl. Bevorzugt hat ein Ligand wenigstens einen aromatischen Ring, bevorzugter hat ein Ligand wenigstens zwei aromatische Ringe, noch bevorzugter hat ein Ligand wenigstens drei aromatische Ringe. Bevorzugt hat ein Ligand eine direkte Bindung zwischen zwei der Arylgruppen derart, dass sie eine Biarylgruppe bilden, oder er hat zwei Ringe in einem kondensierten Ringsystem. Biaryle und kondensierte Ringe haben eine höhere Polarisierbarkeit als Einzelringsysteme und kuppeln daher besser an den angeregten Polymerzustand. Es ist auch bevorzugt, dass der Ligand eine Triarylgruppe oder eine kondensierte Dreiringgruppe hat.
Nicht beschränkende Beispiele von allgemeinen Strukturformeln polymerisierbarer Liganden sind nachstehend gezeigt.

worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Cl, Br, I, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy (z.B. Methoxyethoxyethoxy, Ethoxyethoxy und -(OCH₂CH₂)_xOH mit x = 1 bis 100), zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, q 0 bis 6 ist, r 0 bis 7 ist und s 0 bis 8 ist. Die R-Gruppen können sich an jedem Ring in einer Mehrringstruktur befinden. So können sich z.B. R-Gruppen in der Struktur 12 an dem heterocyclischen Ring, an dem phenolischen Ring oder an beiden befinden. Ein Beispiel von brückenbildenden R-Gruppen wird in der nachstehenden Struktur 20 wiedergegeben. Die Struktur 20 ist aus der Struktur 8 abgeleitet, wo zwei der R-Gruppen zusammengenommen -CH=CH-CH=CH- sind.
Zusätzliche Beispiele polarisierbarer Liganden umfassen R-C₈H₄-CO₂H, R-C₈H₄SO₃H, R-C₆H₄-PO₃H₂, substituierte Nikotinsäuren R-C₅H₈N-CO₂H, substituierte Salicylsäuren und Ähnliche.
Es ist für den Fachmann offensichtlich, dass die polarisierbaren Liganden als funktionelle Gruppen verwendet werden können, wenn sie kovalent an eine Polymerkette gebunden sind. So kann z.B. jede der R-Gruppen in den Strukturen eine Polymerkette bedeuten. Ein polarisierbarer Ligand kann auch einen Teil des Grundgerüsts einer Polymerkette bilden, der z.B. durch R-Gruppen (in den Fällen, wo R ein Wasserstoffatom hat, das durch eine Polymerkette, z.B. Aryl, Alkyl, aber nicht z.B. durch F, Br ersetzt werden kann) gebunden ist.
Die allgemeine Formel für einen polarisierbaren Ligand als Teil des Grundgerüsts einer Polymerkette ist: -(R-polarisierbarer Ligand-R)-(Y)-, worin Y eine verallgemeinerte Wiederholungseinheit ist.
Ein spezielles Beispiel des Vorstehenden ist:
In der Struktur 21 ist Y eine verallgemeinerte Wiederholungseinheit und kann z.B. jede der nachstehenden Wiederholungseinheiten II bis XII sein.

worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Cl, Br, I, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy, jeweils zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, q 0 bis 6 ist, r 0 bis 7 ist und A und B unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus -O-, -S-, -NR₁-, -PR₁- und -CR₁R₂-, -CR₁R₂CR₃R₄, -N=CR₁-, -CR₁=CR₂-, -N=N- und -(CO)-, worin R₁ bis R₄ H, D, F, Cl, Br, I, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Polyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl ist, zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können und E ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, NH und S.
Die Polymere der vorliegenden Erfindung sind typischerweise aromatische Polymere mit relativ kurzen Konjugationslängen, die zu einer Fluoreszenz in dem blauen bis ultravioletten Bereich führen. Bevorzugt beträgt die Konjugationslänge 2 bis 50 konjugierte Ringe, bevorzugter 3 bis 10 konjugierte Ringe, noch bevorzugter 3 bis 6 konjugierte Ringe. Einige oder sämtliche der Ringe können Teil eines kondensierten Ringsystems sein. Die Konjugationslänge und daher die Absorptions- und Emissionswellenlängen können mit nichtaromatischen Abstandsgruppen geregelt werden. Nicht beschränkende Beispiele von Abstandsgruppen oder Wiederholungseinheiten sind -O-, -S-, -NR-, -CR₁R₂-, -(CH₂)_n-, -(CF₂)_n-, Ester, Amid und Ähnliche. Die Polymere können Homopolymere oder Copolymere sein. Die Polymere können linear, verzweigt, hyperverzweigt, dendritisch, vernetzt, statistisch, Blockpolymere, Pfropfpolymere oder jeder Strukturtyp sein. Es kann erwünscht sein, dendritische oder hyperverzweigte Polymere zu verwenden, um Energie in ein lumineszierendes Metall, das an dem oder nahe dem Kern der Polymermoleküle gehalten wird, zu kanalisieren. Auf diese Weise werden die lumineszierenden Metalle natürlich voneinander isoliert, wobei Konzentrationswirkungen vermieden werden, und können gleichmäßiger in der Polymermatrix verteilt werden, was höhere Metallkonzentrationen und größere Helligkeit erlaubt. Beispiele von Polymeren sind solche mit Wiederholungseinheiten, ausgewählt aus den Gruppen, bestehend aus

worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Cl, Br, I, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy, jeweils zwei R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist und q 0 bis 6 ist, A und B unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus -O-, -S-, -NR₁- und -CR₁R₂-, -CR₁R₂-, -CR₁R₂CR₃R₄-, -N=CR₁-, -CR₁=CR₂-, -N=N- und -(CO)-, worin R₁ bis R₄ H, D, F, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Polyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl sind, zwei R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, q 0 bis 6 ist und r 0 bis 7 ist, und E ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, NH und S und einem oder mehreren fluoreszierenden Metallionen.
Das Molekulargewicht (MW) der organischen Matrix oder aromatischen Matrix oder aromatischen Kohlenwasserstoffmatrix beeinflusst die Eigenschaften der Vorrichtung und die Einfachheit der Herstellung der Vorrichtung beträchtlich. Polymere werden als Matrizes verwendet, teilweise weil das Polymer durch Wirbelbeschichtung, einem Verfahren mit relativ niedrigen Kosten, zu dünnen Filmen gegossen werden kann. Andere Verfahren, wie Siebdrucken und Tintenstrahldrucken, erfordern auch eine geregelte Viskosität der Lösung, welche die zu druckenden Materialien trägt. Polymere sind sehr wirksam bei der Regelung der Viskosität durch Einstellen ihrer Molekulargewichte und Konzentration. Das Molekulargewicht der konjugierten Polymere hat auch einen Einfluss auf die Leitfähigkeit des resultierenden Films. Das Molekulargewicht sollte hoch sein, bevorzugt größer als etwa 30000 Dalton, bevorzugter größer als etwa 50000 Dalton, noch bevorzugter größer als etwa 100000 Dalton und noch bevorzugter größer als etwa 150000 Dalton und am bevorzugtesten größer als etwa 200000 Dalton, gemessen durch Gelpermeationschromatografie (GPC) unter Verwendung von in der Technik bekannten Techniken und bezogen auf Polystyrolstandards. Ein hohes Molekulargewicht unterstützt die Wirbelbeschichtung und die Druckvorgänge. Ein hohes Molekulargewicht verhindert auch, dass das Material bei der Verwendung kristallisiert, was für die Leistung der Vorrichtung schädlich ist.
Die Lösungsviskosität kann auch als ein relatives Maß des Molekulargewichts verwendet werden. Die Viskosität kann z.B. unter Verwendung eines Ubbelohde-Viskosimeters gemessen werden, um die spezifische Viskosität bei einigen Konzentrationen festzustellen und die innere Viskosität zu extrapolieren. Die innere Viskosität der starren und halbstarren Polymere der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt größer als 0,8 dl/g, bevorzugter größer als 1 dl/g, noch bevorzugter größer als etwa 1,5 dl/g und am bevorzugtesten größer als etwa 2 dl/g. Eine innere Viskosität von größer als 3 dl/g kann in bestimmten Fällen ebenfalls erwünscht sein. Die Viskosität von Polymeren, die nicht vollständig konjugiert sind und nichtaromatische Abstandsgruppen haben, kann niedriger sein, bevorzugt größer als 0,3 dl/g, bevorzugter größer als 0,5 dl/g und am bevorzugtesten größer als 0,6 dl/g. Die logarithmische Viskositätszahl wird manchmal als einfacheres Maß als die innere Viskosität verwendet. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist für starre oder hoch konjugierte Polymere eine logarithmische Viskositätszahl von größer als 1 bevorzugt, bevorzugter größer als 1,5, noch bevorzugter größer als 2 dl/g. Eine niedrigere logarithmische Viskositätszahl ist für nichtstarre, nicht vollständig konjugierte Polymere bevorzugt, z.B. 0,3 dl/g, bevorzugter größer als 0,5 dl/g und am bevorzugtesten größer als 0,6 dl/g.
Eine Polymermatrix kann thermoplastisch oder wärmehärtbar sein. Es kann erwünscht sein, ein Polymer vom vernetzten oder wärmehärtbaren Typ zu verwenden, um die Stabilität einer EL-Schicht zu verbessern. In diesem Fall wird das Metallion oder der Komplex mit einem Polymervorläufer vermischt, der bevorzugt eine homogene Mischung bildet, die dann unter Verwendung von in der Technik bekannten Maßnahmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf thermische Härtung, UV-Härtung, e-Strahlhärtung, Mikrowellenhärtung, Lichthärtung und chemische Härtung, gehärtet wird. So wird z.B. ein hocharomatisches Bisepoxid mit einem (optional hocharomatischen) Harter und einem aromatische Gruppen tragenden Lanthanidmetallkomplex vermischt. Die Liganden an dem Metallkomplex werden so ausgewählt, dass der Metallkomplex während und nach der Härtung der Epoxyverbindung homogen verteilt bleibt und dass keine Phasentrennung auftritt. Die Liganden können auch wärmehärtbare Gruppen enthalten, z.B. ein Ligand, der eine Epoxygruppe trägt, die Teil der Polymermatrix beim Härten wird. Die Liganden werden ebenfalls so ausgewählt, dass die Energieübertragung von angeregten Zuständen von Segmenten der Epoxykette auf den Metallkomplex oder das Metallion wirksam ist. Die Epoxy/Härter/Lanthanidmetall-Mischung wird dann wie benötigt, z.B. als dünner Film, aufgebracht und gehärtet. Es kann erwünscht sein, ein Lösemittel in die Epoxy/Härter/Lanthanidmetall-Mischung einzuführen, um die Filmbildung zu unterstützen, wobei das Lösemittel vor, während oder nach der Härtung entfernt wird. In ähnlicher Weise können andere wärmehärtbare Systeme verwendet werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Cyanatester, Ethinyl, Maleimid, Nadimid, Olefin/Vulkanisierer, Phenolverbindungen, Phenylethinyl, Silicon, Styrolverbindungen, Urethan und Ähnliche.
Die Matrix kann oligomer sein, d.h. sie hat eine relativ kurze Kette von Wiederholungseinheiten. Oligomere können gegenüber Polymeren erwünscht sein, um eine niedrigere Schmelzviskosität oder eine einfache Synthese zu erreichen. Oligomere haben Vorteile gegenüber kleinen Molekülen dahingehend, dass Oligomere einfacher zum Erhalt amorpher Filme verarbeitet werden.
Die Matrix kann auch aus kleinen Molekülen zusammengesetzt sein. Es ist bevorzugt, Moleküle oder Mischungen von Molekülen zu verwenden, die zu amorphen oder glasartigen Filmen verarbeitet werden können. So ist es z.B. in der Technik bekannt, dass Moleküle vom Spirotyp, wie die Verbindung 22 (J. Salbeck, J. Bauer und F. Weissortel, Polymer Preprints, 38, (1) 1997), glasartige Filme bilden, die hoch fluoreszierend sind. Der Artikel von Salbeck et al. ist hierin durch Bezug eingeschlossen.
Ein Schlüsselmerkmal der von Salbeck et al. beschriebenen Moleküle sind die langen Arme, welche die Kristallinität unterbrechen und eine Konjugation bewirken. Lumineszierende Metallkomplexe mit Phenyl-, Biphenyl-, Terphenyl- oder Quaterphenylgruppen, bevorzugt Terphenyl- oder Quaterphenylgruppen, bilden homogene amorphe gemischte Filme von Spiromolekülen mit langen Armen. Die aromatischen Gruppen des Spiromoleküls mit langen Armen und die aromatischen Liganden verstärken die Energieübertragung auf das Metall von dem Spiromolekül. Spiromoleküle, wie die Verbindung 22, können mit fluoreszierenden Metallkomplexen, bevorzugt Lanthanidkomplexen, unter Bildung glasartiger Filme, die hauptsächlich die Farbe des fluoreszierenden Metalls fluoreszieren, kombiniert werden.
Die organische Matrix der vorliegenden Erfindung kann eine aromatische Matrix sein, bevorzugt eine aromatische Kohlenwasserstoffmatrix, die nur Kohlenstoff und Wasserstoff und bevorzugt nur aromatische Ringe enthält. Die aromatischen Ringe können Phenyl oder Phenylen oder kondensierte Ringstrukturen, wie Naphthalin, Anthracen, Phenanthren und Ähnliche, sein. Die aromatische Kohlenwasserstoffmatrix kann aus diskreten Molekülen (d.h. Moleküle mit nur einem einzigen Molekulargewicht) aufgebaut sein, oder sie können oligomere oder polymere Phenylene (d.h. mit einem Bereich von Molekulargewichten) sein. Die aromatische Kohlenwasserstoffmatrix kann Spirostrukturen, wie die Struktur 22 oder Fluoren enthaltende Strukturen, wie 9,9-Diphenylfluoren, haben. Die aromatische Kohlenwasserstoffmatrix kann eine Mischung von diskreten Molekülen, Oligomeren und/oder Polymeren sein. Die aromatische Matrix kann linear oder verzweigt sein. Nicht beschränkende Beispiele von diskreten aromatischen Kohlenwasserstoffmolekülen sind Terphenyl, 9,9'-Diphenylanthracen, Pentacen, Tetraphenylethylen, Triphenylethylen, Triphenylmethan, Triphenylen und Tetraphenylbenzol. Nicht beschränkende Beispiele von oligomeren oder polymeren aromatischen Kohlenwasserstoffmatrizes sind Poly(phenylphenylen), Poly(phenyl-1,4-phenylen-co-phenyl-1,3-phenylen), hyperverzweigtes Polyphenylen und Poly(9,9'-dioctylfluoren).
Die organische Matrix kann so ausgewählt werden, dass sie ein Elektronen- oder Löchertransportmaterial ist. Solche Materialien haben eine hohe Elektronenbeweglichkeit, bevorzugt größer als 10^–6 cm²/V·s, bevorzugter größer als 10^–5 cm²/V·s und am bevorzugtesten größer als 10⁴ cm²/V·s.
Eine Funktion der Matrix – ob polymer, oligomer oder ein kleines Molekül – ist, Ladungen (Löcher und/oder Elektronen) und Energie im angeregten Zustand (Excitonen) zu tragen. Aromatische polymerisierbare Moleküle haben diese Eigenschaften bis zu einem Ausmaß, der von ihrer Konjugationslänge und der Fähigkeit, Energie durch den Raum zu übertragen, abhängt, z.B. Förster-Kupplung, vgl. z.B. "Electroluminescent Materials", Blasse und Grabmaier, Kapitel 5, 1994, Springer-Verlag, was hierin durch diese Veröffentlichung einbezogen ist.
Die Wirksamkeit einer Matrix, Energie auf ein Metall zu übertragen, oder die Wirksamkeit eines Liganden, Energie von einer Matrix auf ein Metall zu übertragen, kann durch Messung von Spektren bestimmt werden. Das UV-vis-Spektrum der Matrix wird gemessen, und der Extinktionskoeffizient bei 354 nm (oder einer anderen Wellenlänge; 354 nm wird verwendet, da es in einfacher Weise von einer Quecksilberlampe zu erhalten ist und sich im nahen UV befindet) wird berechnet und als E_matrix bezeichnet. E_matrix hat die Einheit Liter/mol-cm. Eine Reihe von Photolumineszenzspektren der Matrix plus Metallkomplex wird bei einer Metallkomplexkonzentration von 0,1 Gew.-% Metall aufgezeichnet, und die Quantenausbeute bei dem Wellenlängenmaximum im sichtbaren Bereich wird für jedes Spektrum berechnet und als Phi_complex bezeichnet. Phi_complex ist einheitslos. Das Verhältnis Phi_complex/E_matrix ist der Gütefaktor F. Der Gütefaktor F hat die Einheit mol-cm/Liter. Systeme mit höheren F-Werten sind besser als solche mit niedrigeren F-Werten. Diese Prüfung kann in besonderen Fällen modifiziert werden, z.B. kann es erwünscht sein, niedrigere Konzentrationen des Metallkomplexes zum Vermeiden des Konzentrationsquenchens oder höhere Konzentrationen zum Verbessern der Empfindlichkeit zu verwenden. Es kann erwünscht sein, die Photolumineszenzintensität über einen begrenzten Wellenlängenbereich zu integrieren, anstatt die Wellenlänge bei der maximalen Intensität zu verwenden (es wird darauf hingewiesen, dass sich die Einheiten entsprechend ändern). Diese Prüfung misst die kombinierte Wirksamkeit der Energieübertragung aus dem angeregten Zustand der Matrix auf das Metall (durch Liganden oder auf andere Weise) und die Emission von dem angeregten Metall.
Die lumineszierende Matrix der vorliegenden Erfindung ist verwendbar in elektrolumineszierenden Vorrichtungen (EL-Vorrichtungen). In einer EL-Vorrichtung ist ein EL-Material zwischen zwei Elektroden angeordnet, und eine Spannung wird angelegt. Typischerweise ist eine der Elektroden eine transparente Elektrode. Beispiele von transparenten Elektroden umfassen, sind aber nicht beschränkt auf Indiumzinnoxid (ITO), Antimonzinnoxid, dotierte Metalloxide, wie dotiertes Zinkoxid und dotiertes Titanoxid, Polyanilin, PEDOT, sehr dünne Metallfilme, wie ein 50 nm dicker Goldfilm und Kombinationen der Vorstehenden.
EL-Vorrichtungen können zusätzliche Schichten enthalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Löchertransportschichten (HTL), Elektronentransportschichten (ETL), leitende Polymerschichten (CPL), Metallschichten und Schichten, um die Vorrichtung gegen die Atmosphäre abzudichten.
Die Vorrichtungen können gemischte Schichten haben, z.B. eine Schicht, die ein Löchertransportmaterial und ein lumineszierendes Material enthält, oder eine Schicht, die ein Löchertransportmaterial, ein lumineszierendes Material und ein Elektronentransportmaterial enthält. Der Fachmann weiß, wie die HTL- und ETL-Materialien auszuwählen sind.
Die Vorrichtungen können abgestufte oder Gradientenschichten haben. Das heißt, die Konzentration eines Löchertransportmaterials, eines lumineszierenden Materials oder eines Elektronentransportmaterials kann mit dem Abstand von der Elektrode in kontinuierlicher Weise variieren. Abgestufte Schichten können hergestellt werden, indem eine Schicht in eine darunterliegende Schicht diffundieren gelassen wird, oder durch Andern der Zusammensetzung der Schicht, wenn sie abgeschieden wird.
In 1 ist eine Ausführungsform einer elektrolumineszierenden Vorrichtung 10 gemäß der Praxis der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die elektrolumineszierende Vorrichtung 10 enthält einen transparenten Leiter 12, der als erste Elektrode wirkt. Eine Löchertransportschicht 14 und eine Elektronentransportschicht 16 liefern Löcher bzw. Elektronen an eine elektrolumineszierende Schicht 18. Eine zweite Elektrode 20 vervollständigt die Schaltung. In dieser Ausführungsform ist die elektrolumineszierende Vorrichtung 10 auf einem Substrat 22 angeordnet, das in einigen Ausführungsformen Glas sein kann. Andere Substrate, wie Kunststoff, können verwendet werden, falls erwünscht. Die Substrate können transparent, transluzent oder opak sein. Wenn das Substrat opak ist, ist die obere Elektrode bevorzugt transparent. In 2 ist eine Explosionsansicht der elektrolumineszierenden Vorrichtung 10 von 1 gezeigt, wo gleiche Komponenten mit den Bezugsziffern von 1 bezeichnet sind.
In 3 ist eine Anordnung von Zellen von elektrolumineszierenden Vorrichtungen 30 entsprechend der Praxis der vorliegenden Erfindung gezeigt. Jede der elektrolumineszierenden Vorrichtungen enthält zwei Elektroden 32 und 34 mit einer dazwischen angeordneten elektrolumineszierenden Schicht 36. Optional können eine Löchertransportschicht und/oder eine Elektronentransportschicht auf jeder Seite der elektrolumineszierenden Schicht vorgesehen sein. Eine Antriebsschaltung 40 liefert Strom an die oberen Elektroden 32. Strom führende Leitungen 42 sind mit den unteren Elektroden 34 verbunden, und Adressleitungen 44 werden verwendet, um den durch die Antriebsschaltung 40 und die Antriebsleitungen 46 zugeführten Strom zu regeln. Jede Zelle kann ein verschiedenes elektrolumineszierendes Material in der Schicht 36 haben, um dadurch eine verschiedene Farbe zu emittieren. Die in 3 gezeigte Anordnung ist lediglich erläuternd, und die Geometrie der Anordnung, die entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist, ist nicht auf die Anordnung der Zeichnung beschränkt.
In 4 ist eine elektrolumineszierende Vorrichtung 50 entsprechend der Praxis der vorliegenden Erfindung gezeigt, die eine untere Elektrode 52, eine obere Elektrode 54, eine Elektronentransportschicht 56 und eine elektrolumineszierende Schicht 58 auf einem Substrat 60 enthält. In dieser Ausführungsform ist keine Löchertransportschicht vorhanden, und die Elektrode 54 liefert Strom durch die Elektronentransportschicht 56.
In 5 ist eine noch andere Ausführungsform einer elektrolumineszierenden Vorrichtung 70 entsprechend der Praxis der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die elektrolumineszierende Vorrichtung 70 beinhaltet eine abgestufte elektrolumineszierende Schicht 72, die zwischen den Elektroden 74 und 76 angeordnet ist. Die elektrolumineszierende Vorrichtung 70 befindet sich auf einer Substratschicht 78. In dieser Ausführungsform enthält die abgestufte Schicht eine organische Matrix und ein lumineszierendes Metallion oder einen lumineszierenden Metallkomplex und optional ein Löchertransportmaterial und/oder ein Elektronentransportmaterial. Die Konzentration des lumineszierenden Metallions oder des lumineszierenden Metallkomplexes hängt von der Position ab; so kann z.B. die Konzentration nahe den Elektroden 74 und 76 niedrig sein oder gegen null gehen und kann am höchsten in der Mitte der Schicht 72 sein. Diese Anordnung verhindert ein Quenchen der Lumineszenz durch die Elektroden. In ähnlicher Weise unterstützt ein Gradient des Löchertransportmaterials, der z.B. annähernd linear von null nahe der Elektrode 74 bis zum höchsten Wert nahe der Elektrode 76 variiert, den Löchertransport von der Elektrode 76, erlaubt aber nicht, dass Löcher die Elektrode 74 erreichen. In ähnlicher Weise unterstützt ein Gradient des Elektronentransportmaterials von null nahe der Elektrode 76 und dem höchsten Wert nahe der Elektrode 74 den Elektronentransport.
Beim Fehlen einer Elektronentransportschicht und/oder einer Löchertransportschicht muss die organische Matrix, welche die elektrolumineszierende Schicht enthält, Elektronen und/oder Löcher transportieren.
Beispiel 1.
Das Polymer 23 Poly-p-(N,N-dimethylamidophenylen) (10 mg) wird hergestellt (wie in der US-Patentschrift Nr. 5,227,457 , Beispiel XV beschrieben, was hierin durch Bezug eingeschlossen ist), indem trockenes Nickelchlorid (60 mg, 0,46 mmol), Triphenylphosphin (0,917 g, 3,5 mmol), 2,2'-Bipyridin (64,7 mg, 0,41 mmol), Natriumiodid (0,39 g, 1,4 mmol) und Zinkpulver (0,92 g, 14,1 mmol) in einen 100 ml-Rundkolben eingebracht werden. Der Kolben und sein Inhalt werden 90 Minuten auf 50°C unter dynamischem verringertem Druck erwärmt, um Spuren von Wasser zu entfernen. Das Evakuieren wird unterbrochen, und Argon wird in den Kolben eingebracht. Trockenes Dimethylformamid (DMF) (8 ml) wird zugesetzt, und die Temperatur wird auf 80°C erhöht. Innerhalb von 5 Minuten nimmt die Mischung eine tief rote Farbe an. Nach 20-minütigem Rühren unter Argon wird eine Lösung von 2,5-Dichlor-N,N-dimethylbenzamid (2,016 g, 9,1 mmol) in DMF (5 ml) zugesetzt. Nach 2 Stunden wird die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt, dann in 200 ml 15 %ige wässrige HCl gegossen und mit Benzol extrahiert. Das Produkt, als eine Suspension in Benzol, wird mit 5 %iger HCl gewaschen. Dichlormethan wird zu der dicken weißen Benzolsuspension zugesetzt unter Erhalt einer schwach wolkigen Lösung, die von dem zurückbleibenden Wasser abgetrennt und auf einem Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft wird zum Erhalt von 0,5 g Poly-p-(N,N-dimethylamidophenylen) als weißes Pulver. Das Polymer 23 wurde in 1,5 g N-Methylpyrrolidinon (NMP) aufgelöst. Getrennt wurden 15 mg EuCl₃·6H₂O in 1,7 g NMP aufgelöst. Die Lösungen wurden vermischt und 2 Minuten bei etwa 120°C gerührt. Ein Teil dieser Lösung wurde auf einen Mikroskopträger auf einer heißen Platte in Luft bei 120 bis 130°C gegossen. Nach einigen Minuten wurde ein im Wesentlichen trockener Film erhalten. Bei Aussetzen dieses Films gegen langwellige UV-Strahlung (~366 nm) wurde eine rote Lumineszenz beobachtet. Als Standardreferenz wurden 15 mg Polymer 23 in 1,2 g NMP aufgelöst und wie vorstehend gegossen. Beim Aussetzen gegen langwellige UV-Strahlung wurde eine helle blaue Lumineszenz beobachtet. Die rote Lumineszenz des Polymers 23/Eu³⁺-Films nahm ab, wenn er für längere Zeit an der Luft belassen wurde. Ein Tropfen Wasser wurde auf den Film aufgebracht. Der mit Wasser in Berührung gebrachte Bereich des Films fluoreszierte blau.
Beispiel 2.
Poly(1,3-(5-dimethylamino)phenylen) 24
Zu N,N-Dimethyl-3,5-dichloranilin (1,90 g, 0,01 mol) in wasserfreiem NMP (50 ml) werden Nickel(bistriphenylphosphin)dichlorid (0,109 g, 0,167 mmol), Natriumbromid (0,103 g, 1 mmol) und Triphenylphosphin (0,262 g, 1 mmol) und Zinkstaub (1,96 g, 0,03 mol) unter Stickstoff zugesetzt. Bei Zugabe von Zink erwärmt sich die Reaktionsmischung. Die Temperatur wird unter Verwendung eines Kühl- oder Heizbades, wie benötigt, 4 Stunden zwischen 70°C und 85°C gehalten. Die Reaktionsmischung wird dann auf unter 50°C abgekühlt und in 100 ml Isopropanol gegossen. Das koagulierte Polymer wird abfiltriert und in NMP wieder aufgelöst. Die Lösung wird zum Entfernen von Zink filtriert und ein zweites Mal in Isopropanol koaguliert. Das koagulierte Polymer wird abfiltriert und getrocknet.
Das Polymer 24 (Poly(1,3-(5-dimethylamino)phenylen) (12 mg) wird in 1,2 g NMP aufgelöst. 10 mg EuCl₃·6H₂O werden in 1,2 g NMP aufgelöst. Die Hälfte jeder Lösung wird miteinander vermischt und wie in Beispiel 1 gegossen. Die andere Hälfte der Polymerlösung PP3 wird getrennt gegossen und getrocknet. Beim Aussetzen gegen langwellige UV-Strahlung luminesziert der Film aus reinem PP3 blau, während der Film aus PP3/Eu³⁺ nicht luminesziert.
Beispiel 3.
Poly(2,5-benzophenon-co-1,4-phenylen-co-1,3-phenylen) 25
Die folgenden Verbindungen wurden in einen Rundkolben unter Spülen mit Stickstoff eingebracht: 2,5-Dichlorbenzophenon (1,51 g, 6,00 mmol), 1,4-Dichlorbenzol (0,88 g, 6,00 mmol), 1,3-Dichlorbenzol (7,06 ml, 48 mmol), NMP (53,9 ml), Nal (0,84 g, 5,60 mmol), Triphenylphosphin (3,15 g, 13,6 mmol), Nickelbistriphenylphosphindichlorid (0,523 g, 0,800 mmol) und Zn-Staub (5,6 g, 85,6 mmol). Die Reaktionsmischung wurde in einem auf 65°C eingestellten Ölbad erwärmt. Die Temperatur der Reaktionsmischung stieg auf 81,1°C an und ging dann auf 65°C zurück. Die Reaktionsmischung wurde über Nacht bei 65°C gehalten, wonach die Mischung in einer Mischung von Ethanol und konzentrierter Chlorwasserstoffsäure koaguliert wurde. Das koagulierte Polymer wurde mit heißem Ethanol und heißem Aceton gewaschen und getrocknet. Das Molekulargewicht-Gewichtsmittel wurde als 32333 durch Gelpermeationschromatografie (GPC) bestimmt. Die Ausbeute betrug 5,265 g des Polymers 25, was anzeigt, dass noch einige Verunreinigungen in dem koagulierten Polymer vorhanden waren. Filme wurden aus heißem NMP gegossen. Die Filme fluoreszieren unter langweller Ultraviolettstrahlung blau.
Das Polyphenylenpolymer 25 (20 mg) wird in 1,5 g NMP aufgelöst. Getrennt werden 10 mg EuCl₃·6H₂O in 1,2 g NMP aufgelöst. Die Lösungen werden vermischt und wie in Beispiel 1 gegossen. Beim Aussetzen gegen UV-Strahlung (366 nm) wird die typische blaue Lumineszenz des Polymers 25 beobachtet, ohne eine feststellbare Abnahme der Stärke oder Verschiebung der Farbe aufgrund der Zugabe von Europiumsalz.
In den Beispielen 1 und 2 und insbesondere in Beispiel 1 wurde die Farbe der Lumineszenz der Mischung von der blauen Farbe des Wirtspolymers geändert, höchstwahrscheinlich aufgrund einer Energieübertragung von dem angeregten Zustand des Polymers auf das Seltenerdmetall und die nachfolgende Emission von dem Metallion. Die rote Emission in Beispiel 1 zeigt nur eine Emission von den angeregten Eu³⁺-Ionen und die Energieübertragung von dem angeregten Zustand von 23 auf die Eu³⁺-Ionen an.
Eine Komplexbildung oder Koordination des Seltenerdions und des Polymers scheint für die Energieübertragung wichtig zu sein. Die Polymere 23 und 24 enthalten Amid- und Aminkomponenten in ihrer Struktur, während das Polymer 25 ein reiner Kohlenwasserstoff ist. Die Komplexbildung der Stickstoff oder Sauerstoff enthaltenden Polymere scheint die Energieübertragung zu erleichtern. In Beispiel 3 enthält das Polymer 25 keine Gruppen, die stark mit dem Europiumion Wechselwirken, und daher traten keine Wechselwirkung und keine Energieübertragung ein. In Beispiel 2 hat das Polymer 24 eine Aminseitengruppe, die mit einem Metallion koordinieren kann. Energie wurde aus dem Polymer übertragen, wie durch das Quenchen der Polymerlumineszenz angezeigt; eine Lumineszenz des Europiums wird jedoch nicht beobachtet, was anzeigt, dass andere Faktoren das Quenchen der Seltenerd-Lumineszenz verursachen können.
Beispiel 4. Polyfluoren 26
9,9-Di-n-butyl-2,7-dibromfluoren 27 wird durch das Verfahren von Woo et al., US-Patentschrift 5,962,631 , deren relevante Teile hierin durch Bezug eingeschlossen sind, hergestellt. Das durch GPC bestimmte Molekulargewicht des Polymers 27 beträgt 50000 bis 60000.
Zu 27 (4,36 g, 0,01 mol) in wasserfreiem NMP (50 ml) werden Nickel(bistriphenylphosphin)dichlorid (0,109 g, 0,167 mmol), Natriumbromid (0,103 g, 1 mmol) und Triphenylphosphin (0,262 g, 1 mmol) und Zinkstaub (1,96 g, 0,03 mol) unter Stickstoff zugesetzt. Bei der Zugabe des Zinks erwärmt sich die Reaktionsmischung. Die Temperatur wird unter Verwendung eines Kühl- oder Heizbades, wie benötigt, 4 Stunden zwischen 70°C und 85°C gehalten. Die Reaktionsmischung wird dann auf unter 50°C abgekühlt und in 100 ml Isopropanol gegossen. Das koagulierte Polymer wird abfiltriert und wieder in NMP aufgelöst. Die Lösung wird zum Entfernen von Zink filtriert und eines zweites Mal in Isopropanol koaguliert. Das koagulierte Polymer 26 wird abfiltriert und getrocknet.
Beispiel 5. Polyfluoren-Copolymer 28
9,9-Di-n-butyl-2,7-dibromfluoren 27 wird wie vorstehend durch das Verfahren von Woo et al., US-Patenschrift 5,962,631 , hergestellt.
2,7-Dibromfluoren-9-spiro-2'-(1',3',6',9',12',15'-hexaoxycycloheptadecan) 29
Zu einer Lösung von 2,7-Dibrom-9-fluorenon (33,8 g, 0,1 mol) in Toluol (250 ml) wird Penta(ethylenglycol) (23,8 g, 0,1 mol) und Ionenaustauscherharz DOWEX^® 50WX4-100 (5 g) zugesetzt. Die Mischung wird 8 Stunden in einer Dean-Stark-Vorrichtung zum Entfernen von Wasser sanft unter Rückfluss erwärmt, wonach die Mischung auf Raumtemperatur abgekühlt wird und das Ionenaustauscherharz abfiltriert wird. Das Lösemittel wird durch Destillation unter vermindertem Druck unter Verwendung eines Rotationsverdampfers entfernt. Das erhaltene Produkt kann verwendet werden wie es ist oder durch Säulenchromatographie gereinigt werden.
Alternativ kann der Kronenether 29 durch das Verfahren von Oshima et al., Bull. Chem. Soc. Japan, 59, 3979-3980 hergestellt mit der Ausnahme, dass 9-Fluorenon durch 2,7-Dibrom-9-fluorenon ersetzt wird.
Zu 29 (5,58 g, 0,01 mol) in wasserfreiem NMP (50 ml) werden 27 (4,36 g, 0,01 mol), Nickel(bistriphenylphosphin)dichlorid (0,109 g, 0,167 mmol) und Triphenylphosphin (0,262 g, 1 mmol) und Zinkstaub (1,96 g, 0,03 mol) unter Stickstoff zugesetzt. Bei der Zugabe von Zink erwärmt sich die Reaktionsmischung. Die Temperatur wird unter Verwendung eines Kühl- oder Heizbades, wie benötigt, 4 Stunden zwischen 70°C und 85°C gehalten. Die Reaktionsmischung wird dann auf unter 50°C abgekühlt und in 100 ml Isopropanol gegossen. Das koagulierte Polymer 28 wird abfiltriert und wieder in NMP aufgelöst. Die Lösung wird zum Entfernen von Zink filtriert und ein zweites Mal in Isopropanol koaguliert. Das koagulierte Polymer wird abfiltriert und getrocknet.
Beispiele 6 bis 8. Fluorophore vom Polyfluorentyp

Polyfluoren 28 (10,0 g) und ein Metallsalz, wie in der Tabelle 1 angegeben, werden in 100 ml NMP aufgelöst. Die Lösung wird auf ein mit ITO beschichtetes Glassubstrat auf eine Dicke von etwa 100 nm wirbelbeschichtet. Das beschichtete Substrat wird 3 Stunden bei 100°C unter vermindertem Druck getrocknet. Die Filme fluoreszieren, wie in der Tabelle 1 angegeben, wenn sie bei 366 nm bestrahlt werden. Eine Aluminiumschicht einer Dicke von etwa 200 nm wird auf den Polymer/Metallsalz-Film bei etwa 10^–6 Torr aufgedampft. Verbindungen wurden mit Indium-Zinn-Lot an die ITO-Schicht und die Aluminiumschicht angebracht. An die Filme mit positivem ITO und negativem Aluminium (Vorspannung in Durchlassrichtung) wird ein Potenzial angelegt, was eine Lichtemission der Vorrichtungen mit einer Farbe hervorruft, die der Photomulineszenz entspricht.

TABELLE 1
Beispiel	Metallsalz	Gewicht	Mol	Lumineszenz
Beispiel 6	Tb(NO₃)₃·5H₂O	4,35 g	0,01 mol	grün
Beispiel 7	Ce(NO₃)₃·6H₂O	4,34 g	0,01 mol	blau
Beispiel 8	Eu(NO₃)₃·5H₂O	4,28 g	0,01 mol	rot

Beispiele 9 bis 11. Filme aus Polyfluoren und einem polarisierbaren fluoreszierenden Metallkomplex
Polyfluoren 28 (10,0 g) und ein Metallkomplex, wie in Tabelle 2 angegeben (dbm ist Dibenzoylmethan) werden in 100 ml NMP aufgelöst. Die Lösung wird durch Wirbelbeschichten auf ein mit ITO beschichtetes Glassubstrat bis auf eine Dicke von etwa 100 nm aufgebracht. Das beschichtete Substrat wird 3 Stunden bei 100°C unter vermindertem Druck getrocknet. Die Filme fluoreszieren, wie in Tabelle 2 angegeben, wenn sie mit 366 nm bestrahlt werden. Eine Aluminiumschicht einer Dicke von etwa 200 nm wird auf den Polymer/Metallsalz-Film bei etwa 10^–6 Torr aufgedampft. Die mit dem Aluminium bedeckte Fläche wird unter Verwendung einer Maske mit einem offenen Bereich von 1 cm² geregelt. Verbindungen wurden an die ITO-Schicht und die Aluminiumschicht mit Indium-Zinn-Lot angebracht. An die Filme mit positivem ITO und negativem Aluminium (Vorspannung in Durchlassrichtung) wird ein Potenzial angelegt, was eine Lichtemission der Vorrichtungen mit einer Farbe hervorruft, die der Photolumineszenz entspricht.

TABELLE 2

Beispiel Metallkomplex Gewicht Mol Lumineszenz

Beispiel 9 Eu(dbm)₃ 8,25 g 0,01 mol rot

Beispiel 10 Tb(dbm)₃ 8,32 g 0,01 mol grün

Beispiel 11 Ce(dbm)₃ 8,13 g 0,01 mol blau
Beispiel 12.
Mit Europium dotiertes Yttriumoxid, Y₂O₃:Eu (100 g) (Superior MicroPowders, Albuquerque, NM) wird zu einer Lösung des Polymers 23 (100 g) in NMP (1 l) zugesetzt. Die Suspension wird gut vermischt, und Filme werden auf mit ITO beschichteten Glassubstraten zum Erhalt von Filmen mit einer Dicke von etwa 2 Mikron gegossen. Ein Aluminiumkontakt wird auf den Film durch eine Maske aufgedampft, um einen Filmabschnitt von 1 cm² zu bedecken. Unter einer Vorspannung in Durchlassrichtung emittiert der Film rotes Licht.
Beispiele 13 bis 16. Nanokristalline elektrolumineszierende Systeme vom Phosphor/Polymer-Matrixtyp
Nanokristalline Phosphore werden gemäß Ihara et al., hergestellt wie in Society for Information Display, International Symposium, 1999 berichtet. Die mittlere Teilchengröße beträgt 2 bis 3 Nanometer. 10 g nanokristalliner Phosphor wird zu 5 g Polymer 26 (oder Polymer 23) in 50 ml NMP zugesetzt. Die erhaltenen Suspensionen werden auf mit ITO beschichteten Glasplatten wirbelbeschichtet zur Bildung dünner Filme zwischen 100 und 500 nm. Der Film fluoresziert (PL) unter einer Bestrahlung mit 366 nm, wie in der Tabelle 3 angegeben. Die Filme werden dann durch Vakuumverdampfung mit Aluminium durch eine Maske mit einem Loch von 5 mm × 10 mm beschichtet. Eine Spannung von 5 bis 10 V wird an die Vorrichtung angelegt, wobei die ITO-Elektrode positiv ist, was eine Elektrolumineszenz (EL) hervorruft, wie in der Tabelle 3 angegeben.

TABELLE 3

Beispiel Nanokristall Polymer PL EL

Beispiel 13 ZnS:Eu 26 rot rot

Beispiel 14 ZnS:Tb 26 grün grün

Beispiel 15 ZnS:EuF₃ 23 rot rot

Beispiel 16 ZnS:TbF₃ 26 grün grün
Beispiele 17 bis 20. Polymer/Seltenerdmetallkomplexe

Die Energieübertragung zwischen einem aromatischen Polymer und Lanthanidionen wurde qualitativ untersucht. NMP wurde als Co-Lösemittel für sämtliche Mischungen verwendet, aus denen Filme gegossen und bei etwa 100°C in Luft getrocknet wurden. Es wurden verdünnte und annähernd äquivalente Konzentrationslösungen sämtlicher Spezies in NMP hergestellt. Erwünschte Lösungsmischungen wurden dann durch Vermischen von äquivalenten Mengen des Polymers und der Metallsalzlösungen hergestellt. Filme wurden hergestellt, indem diese Lösungsmischungen auf Objektträger gegossen und an der Luft unter Verwendung einer heißen Platte bei 100°C getrocknet wurden. Die getrockneten Filme wurden dann mit langwelliger UV-Strahlung (366 nm) angeregt, und die Lumineszenz wurde beobachtet. Die Tabelle 4 zeigt die Lumineszenzeigenschaften der Ausgangsmaterialien. Die Tabelle 5 fasst die Ergebnisse für die Mischungen zusammen. Tabelle 4

Material	Phase	Lumineszenz/Farbe	Bemerkungen
25	fest	blau	trüber Film
23	fest	blau	klarer Film
24	fest	blau	klar bräunlich
EuCl₃	Lösung	rot	klare Lösung
TbCl₃	Lösung	grün	klare Lösung

Tabelle 5

Beispiel Nr.	Mischungen	Phase	Lumineszenz/Farbe	Bemerkungen
17	25 + Eu³⁺	fest	blau	trüber Film
18	23 + Eu³⁺	fest	rot	klarer Film
19	24 + Eu³⁺	fest	keine	klar bräunlich
20	23 + Tb³⁺	fest	schwach blau	klar

In den Beispielen 18, 19 und 20 ist die Farbe der Filmfluoreszenz von der blauen Farbe des Sensibilisierers oder Wirtspolymers weg geändert, höchstwahrscheinlich aufgrund einer Energieübertragung von dem angeregten Zustand des Polymers zu dem Seltenerdmetall und der anschließenden Emission aus dem Gitter des Metallions. Dies war im Beispiel 18 am stärksten ausgeprägt, wo die rote Farbe eine Emission nur von den angeregten Eu³⁺-Ionen und die Energieübertragung von dem angeregten Zustand des Polymers 23 auf die Eu³⁺-Ionen anzeigte. In Beispiel 19 war die Fluoreszenz des Polymers gequencht, was eine Energieübertragung anzeigt; die Eu-Fluoreszenz im roten Bereich war jedoch zu schwach, um sichtbar zu sein. In Beispiel 20 zeigte die schwach blaue Fluoreszenz nur eine teilweise Energieübertragung auf Tb an, und die grüne Farbe der Tb-Fluoreszenz wurde nicht beobachtet. In dieser Versuchsreihe waren die N,N-Dimethylamidogruppen des Polymers 23 am wirksamsten bei der Übertragung von Energie auf Eu³⁺
Beispiel 21. Vernetzte Matrix
Der Bisglycidylether von 4,4'-Biphenyl wird mit 20 mol% 1-Naphthylamin, 500 mol% Anisol und 2 mol% Eu(acac)₃ vermischt. Optional werden 10 bis 50 mol% eines Polymers der Strukturen I bis XII zugesetzt. Die Mischung wird zu einem Film vergossen und unter vermindertem Druck auf 80°C erwärmt, was die gleichzeitige Verdampfung von Anisol und das Härten der Epoxygruppen hervorruft. Der gehärtete Film fluoresziert rot.
Beispiel 22. Photovernetzte Matrix
Monomere von 1-Vinylnaphthalin (0,1 mol) und Divinylbenzol (0,005 mol), Photoinitiator (0,001 mol) und Tris(8-hydroxychinolinato)terbium werden vermischt und als dünner Film durch Wirbelbeschichten auf ein mit ITO beschichtetes Glassubstrat gegossen. Der Film wird sofort Licht von 254 nm zum Aktivieren des Photoinitiators ausgesetzt. Der Film wird dann 5 Minuten auf 100°C erwärmt, um nicht umgesetztes Monomer zu entfernen. Der Film fluoresziert grün. Eine zweite Elektrode aus Aluminium wird auf die lumineszierende Schicht durch Sputtern aufgebracht.
Beispiel 23. Photovernetzte Matrix
Das Verfahren ist das gleiche wie in Beispiel 22 mit der Ausnahme, dass Polystyrol (0,05 mol) zu der Mischung vor dem Wirbelbeschichten zugesetzt wird, um die Viskosität der Mischung einzustellen.
Beispiel 24. Matrix mit kleinem Molekül-Matrix mit Spiroverbindung
Die Spiroverbindung 22 (0,1 mol) wird in einer Mischung von Toluol (50 ml) und Tetrahydrofuran (50 ml) aufgelöst, und Tris(benzoylnaphthoylmethan)terbium (0,05 mol) und Polystyrol (0,01 mol) werden zugesetzt. Die erhaltene Mischung wird auf die Oberseite einer Mehrschichtstruktur, bestehend aus Glas, ITO und Tris(4-phenylethinylphenyl)amin, gehärtet bei 300°C für 1 Stunde unter Stickstoff (50 nm) durch Wirbelbeschichten aufgebracht. Die erhaltene Mehrschichtstruktur fluoresziert grün. Eine obere Elektrode wird durch Verdampfen von Aluminium gebildet.
Tris(4-phenylethinylphenyl)amin
Tri(4-bromphenyl)amin (0,1 mol) und Phenylacetylen (0,3 mol) werden in NMP (100 ml) mit Palladiumdiacetat (0,006 mol), Tritolylphosphin (0,012 mol) und Triethylamin (0,3 mol) 16 Stunden bei 80°C reagieren gelassen. Das Triethylammoniumbromid wird abfiltriert, und das Produkt wird durch Umkristallisieren aus Hexan gereinigt.
Beispiel 25.
Das Monomer 27,(9,9-Di-n-butyl-2,7-dibromfluoren) (43,6 g, 0,1 mol), und 2,7-Dibrom-9-fluorenon (8,45 g, 0,025 mol) werden unter den Bedingungen des Beispiels 5 polymerisiert zum Erhalt eines Copolymers 30 mit der folgenden Struktur:
Ein Film wird aus einer Lösung von 30 (1 g) und Europiumtrichlorid-Hydrat (0,1 g) in NMP (10 ml) gegossen. Der Film fluoresziert rot.
Beispiel 26. Löchertransportmittel enthaltender Film
Das Verfahren des Beispiels 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, dass 5 mg N,N'-Diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamin (TPD) zu der ersten Lösung zusätzlich zu dem Polymer 23 zugesetzt werden. Der erhaltene Film hat eine rote Fluoreszenz, wenn er bei 366 nm bestrahlt wird.
Beispiel 27.
Poly(p-benzoylmorpholin) 31 wird hergestellt (wie in der US-Patentschrift Nr. 5,227,457 , Beispiel XVII beschrieben, hierin durch Bezug eingeschlossen), indem wasserfreies Nickel(II)-chlorid (50 mg, 0,39 mmol), Triphenylphosphin (750 mg, 2,86 mmol), Natriumiodid (150 mg, 1,0 mmol) und aktiviertes Zinkpulver (1,2 g, 18 mmol, Maschenzahl 325), in einen 25 ml-Kolben unter einer inerten Atmosphäre zusammen mit 5 ml wasserfreiem N-Methylpyrrolidinon (NMP) eingebracht werden. Diese Mischung wird etwa 10 Minuten bei 50°C gerührt, was zu einer tief roten Färbung führt. Eine Lösung von 3 g (11,5 mmol) 2,5-Dichlorbenzoylmorpholin (Reinheit >99 % durch HPLC-Analyse) in 10 ml wasserfreiem NMP wird dann mittels einer Spritze zugesetzt. Nach etwa 60-stündigem Rühren wird die erhaltene hoch viskose Lösung in 100 ml 1 molare Chlorwasserstoffsäure in Ethanol gegossen, um das überschüssige Zinkmetall aufzulösen und das Polymer auszufällen. Diese Suspension wird filtriert, und der Niederschlag wird mit Aceton angerieben, um nach dem Isolieren und Trocknen 2,2 g (Ausbeute 100 %) Poly-p-benzoylmorpholin als schwachgelbbraunes Pulver zu erhalten. Die logarithmische Viskositätszahl beträgt etwa 1,8 dl/g. 10 mg des Polymers 31 werden in 1,5 g NMP aufgelöst. Getrennt werden 15 mg Eu(NO₃)₃·6H₂O und 6 mg Phenanthrolin werden in 1,5 g NMP aufgelöst. Die Lösungen werden vermischt und 2 Minuten bei 120°C gerührt. Ein Teil der Lösung wird auf eine Glasplatte bei 120 bis 130°C gegossen und wird darauf gehalten, bis sie getrocknet ist und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Beim Aussetzen gegen UV-Strahlung von 366 nm wird eine rote Lumineszenz beobachtet. Ein in ähnlicher Weise aus einer Lösung hergestellter Film, der nur das Polymer 31 enthält, fluoresziert blau.
Beispiel 28.
Copoly-{1,4-(benzoylphenylen)}-{1,4-phenylen} 32 wird hergestellt (wie in der US-Patentschrift Nr. 5,227,457 , Beispiel XVII beschrieben, hierin durch Bezug eingeschlossen), indem wasserfreies Bis(triphenylphosphin)nickel(II)-chlorid (3,75 g, 5,7 mmol), Triphenylphosphin (18 g, 68,6 mmol), Natriumchlorid (2,0 g, 34,2 mmol), aktiviertes Zinkpulver (19,5 g, 298 mmol, Maschenzahl 325), und 250 ml wasserfreies NMP in einen ofengetrockneten 1 I-Kolben unter einer inerten Atmosphäre eingebracht wurden. (Aktiviertes Zinkpulver wird erhalten nach 2- bis 3-maligem Waschen von im Handel erhältlichem Zinkpulver mit einer Maschenzahl von 325 mit 1 molarem Chlorwasserstoff in Diethylether (wasserfrei) und Trocknen unter vermindertem Druck oder in einer inerten Atmosphäre für einige Stunden bei etwa 100°C bis 120°C. Das erhaltene Pulver sollte gesiebt werden (z.B. scheint ein Sieb mit einer Maschenzahl von 150 ausreichend zu sein), um die größeren Klumpen, die sich manchmal bilden, zu entfernen, um eine hohe Aktivität sicherzustellen. Dieses Material sollte unmittelbar verwendet oder unter einer Inertatmosphäre, frei von Sauerstoff und Feuchtigkeit, gelagert werden; diese Mischung wird etwa 15 Minuten gerührt, was zu einer tief roten Färbung führt. Eine Mischung von 2,5-Dichlorbenzophenon (45 g, 179 mmol) und 1,4-Dichlorbenzol (2,95 g, 20 mmol) wird dann dem Kolben zugesetzt. Die Temperatur der heftig gerührten Reaktionsmischung wird bei 60°C bis 70°C gehalten, bis sich die Mischung verdickt (etwa 30 Minuten). Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur über Nacht wird die erhaltene viskose Lösung in 1,2 l 1 molarer Chlorwasserstoffsäure in Ethanol gegossen, um überschüssiges Zinkmetall aufzulösen und das Polymer auszufällen. Diese Suspension wird filtriert, und der Niederschlag wird mit Aceton gewaschen und zum Erhalt von rohem Harz getrocknet. Um eine hohe Reinheit zu erhalten, wird das rohe Polymer in etwa 1,5 l NMP aufgelöst und in etwa 4 l Aceton koaguliert, kontinuierlich mit Aceton extra hiert und getrocknet zum Erhalt von 30 g (Ausbeute 89 %) eines weißlichen Pulvers. Die innere Viskosität beträgt 4,2 dl/g in 0,05 molarem Lithiumbromid in NMP bei 40°C.
1,3 g des Polymers 32 wird unter Verwendung von Natriumborhydrid (1,1 molares Äquivalent Natriumborhydrid für jede Benzoylgruppe von 32) in Phenethylalkohol zum Erhalt eines Polymers 33 reduziert. Das Polymer 33 wird mit überschüssigem Essigsäureanhydrid behandelt, um die Alkoholgruppen, die von der Natriumborhydrid-Reduktion herrühren, zu verestern, unter Erhalt eines Polymers 34.
Eine Schicht des Polymers 34 (etwa 300 nm dick) wird durch Wirbelbeschichten auf ein Glassubstrat aufgebracht, das mit einer transparenten leitenden Indiumzinnoxidschicht beschichtet ist, die mit Baytron P^® (Bayer) in einer Dicke von etwa 500 nm aufgebracht worden ist. Eine Calciumschicht wird auf die Oberseite der Schicht des Polymers 34 als Kathode aufgedampft. Schließlich wird eine Magnesiumschicht auf die Oberseite des Calciums aufgedampft, um das Calcium vor Luft zu schützen. Wenn eine Spannung zwischen die Indiumzinnoxid-Anode und die Calcium-Kathode angelegt wird, wird blaues Licht emittiert.
Beispiel 29.
Copoly-{1,4-(benzoylphenylen)}-{1,3-phenylen} 35 wird hergestellt (wie in der US-Patentschrift Nr. 5,654,392 , Beispiel 16 beschrieben, hierin durch Bezug eingeschlossen), indem wasserfreies Bis(triphenylphosphin)nickel(II)-chlorid (10 g, 15 mmol), Triphenylphosphin (50 g, 0,19 mol), Natriumiodid (15 g, 80 mmol) und aktiviertes Zinkpulver (60 g, 0,92 mol, Maschenzahl 325) in ein Gefäß unter einer inerten Atmosphäre eingebracht und zu einem ofengetrockneten 2 I-Kolben, der 800 ml wasserfreies NMP enthielt, gegen einen starken Stickstoffgegenstrom zugesetzt wurden. Diese Mischung wird etwa 15 Minuten gerührt, was zu einer tief roten Färbung führt. Eine Mischung von 2,5-Dichlorbenzophenon (127 g, 0,51 mol) und 1,3-Dichlorbenzol (11 ml, 96 mmol) wird dann dem Kolben zugesetzt. Nach einer anfänglichen schwachen endothermen Reaktion (aufgrund der Auflösung von Monomer) stieg die Temperatur der heftig gerührten Reaktionsmischung während 30 Minuten auf etwa 80°C bis 85°C an. Nach weiterem 15- bis 30-minütigem Rühren steigt die Viskosität der Reaktionsmischung drastisch an, und das Rühren wird beendet. Nach dem Abkühlen der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur über Nacht wird die erhaltene viskose Lösung in 6 l 1 molare Chlorwasserstoffsäure in Ethanol gegossen, um das überschüssige Zinkmetall aufzulösen und um das Polymer auszufällen. Diese Suspension wird filtriert, und der Niederschlag wird kontinuierlich mit Ethanol und dann mit Aceton extrahiert und getrocknet zum Erhalt von 93 g (Ausbeute 94 %) rohem weißem Harz. Um eine hohe Reinheit zu erreichen, wird das rohe Polymer in etwa 600 ml Methylenchlorid aufgelöst, durch 1,2 Mikron (nominal) Polypropylenfaserfilter druckfiltriert, koaguliert in etwa 2 l Aceton, kontinuierlich mit Aceton extrahiert und zum Erhalt von 92 g (Ausbeute 93 %) eines feinen weißen Pulvers getrocknet. Das durch GPC bestimmte Molekulargewicht, relativ zu Polystyrol, beträgt 150000 bis 200000.
2 g Polymer 35 werden unter Verwendung von Natriumborhydrid (2 molares Äquivalent Natriumborhydrid für jede Benzoylgruppe von 35) in Phenethylalkohol zum Erhalt eines Polymers 36 reduziert. Das Polymer 36 wird mit einem Überschuss von Essigsäureanhydrid zum Verestern der aus der Natriumborhydridreduktion resultierenden Alkoholgruppen behandelt und ergibt ein Polymer 37. Das Polymer 37 hat ein durch GPC bestimmtes Molekulargewicht von 150000 bis 200000, relativ zu Polystyrol. Das Polymer 37 fluoresziert blau, wenn es mit 366 nm bestrahlt wird. Eine Schicht des Polymers 36 (etwa 250 nm dick) wird auf einen Glasträger wirbelbeschichtet, der mit einer transparenten leitenden Indiumzinnoxidschicht beschichtet ist, die mit Baytron P^® (Bayer) in einer Dicke von etwa 500 nm aufgebracht wurde. Eine Calciumschicht wird auf die Oberseite der Schicht des Polymers 36 als Kathode aufgedampft. Schließlich wird eine Magnesiumschicht auf die Oberfläche des Calciums aufgedampft, um das Calcium vor Luft zu schützen. Wenn eine Spannung zwischen der Indiumzinnoxid-Anode und der Calcium-Kathode angelegt wird, wird blaues Licht emittiert.
Beispiel 30.
1 g Polymer 37, hergestellt wie in Beispiel 28 vorstehend, wird mit 0,4 g Eu(NO₃)₃·6H₂O und 0,15 g Phenanthrolin in 15 ml NMP vermischt. Diese Lösung wird durch Wirbelbeschichten auf Glasplatten gegossen, die mit Indiumzinnoxid und Baytron P^® Bayer vorbeschichtet waren zum Erhalt eines etwa 200 nm dicken Films. Der Film fluoresziert rot, wenn er mit 366 nm bestrahlt wird. Eine Magnesium/Silber-Kathode wird auf die Oberseite der Polymerschicht 37 auf eine der Platten aufgedampft. Auf eine zweite Platte wird eine 100 nm dicke Schicht von 2,4-Dinaphthyloxodiazol auf die Schicht des Polymers 37 aufgedampft, gefolgt von Aufdampfen einer Magnesium/Silber-Kathode. Beide Vorrichtungen emittieren rotes Licht, wenn eine Spannung zwischen der Anode und der Kathode angelegt wird.
Die vorstehenden Beschreibungen beispielhafter Ausführungsformen photolumineszierender und elektrolumineszierender Zusammensetzungen, das Verfahren zum Herstellen solcher Zusammensetzungen und die dadurch hergestellten photolumineszierenden und elektrolumineszierenden Vorrichtungen sind für erläuternde Zwecke.

Claims

Zusammensetzung, enthaltend ein Polymer, enthaltend Wiederholungseinheiten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy, wobei jeweils zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist und q 0 bis 6 ist, A und B unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -O-, -S-, -NR₁- und -CR₁R₂-, -CR₁R₂CR₃R₄-, -N=CR₁-, -CR₁=CR₂-, -N=N- und -(CO)-, worin R₁ bis R₄ H, D, F, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Polyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl sind, wobei zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, p 0 bis 6 ist und r 0 bis 7 ist, und E ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, NH und S, und ein oder mehrere lumineszierende Metallionen oder lumineszierende Metallionenkomplexe.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das lumineszierende Metallion oder der lumineszierende Metallionenkomplex ein Lanthanidmetallion einschließlich Europium oder Terbium oder Cer oder ein Metallion, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Molybdän, Ruthenium, Rhodium, Palladium, Silber, Wolfram, Rhenium, Osmium, Iridium, Platin, Gold und Uran, enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin das Polymer ein Copolymer ist, oder worin das Polymer ein dendritisches oder hyperverzweigtes Polymer ist oder worin das Polymer ein vernetztes Polymer ist oder worin das Polymer ein Oligomer ist oder worin das Polymer ein verzweigtes Polymer ist oder worin das Polymer ein Blockcopolymer ist oder worin das Polymer ein statistisches Copolymer ist oder worin das Polymer ein Pfropfcopolymer ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das Polymer Wiederholungseinheiten der Struktur II oder die Zusammensetzung nach Anspruch 3 enthält, worin das Polymer ein Copolymer ist und eine der Wiederholungseinheiten die Struktur II hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin das Polymer ein Copolymer ist und worin für eine der Wiederholungseinheiten mit der Struktur II q 0 ist, A -CR₁R₂- ist und R₁ und R₂ Alkyl sind.
Zusammensetzung nach Anspruch 5, worin eine zweite Wiederholungseinheit die Struktur II hat, worin q 0 ist, A -CR₁R₂- ist und R₁ und R₂ unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, D, F, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Polyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das lumineszierende Metallion oder der lumineszierende Metallionenkomplex als Teil eines anorganischen Feststoffes vorliegt, bevorzugt worin der anorganische Feststoff ein Pulver von Nanogröße mit physikalischen Abmessungen in dem Bereich von 1 bis 1000 Nanometer ist und/oder worin der anorganische Feststoff ein Halbleiter ist, bevorzugt worin der Halbleiter ein II- bis VI-Halbleiter ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 mit Emissionsbanden von 20 nm oder weniger, bevorzugt mit Emissionsbanden von 10 nm oder weniger, bevorzugt mit Emissionsbanden von 5 nm oder weniger, weiter bevorzugt mit Emissionsbanden von 3 nm oder weniger.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin das lumineszierende Metallion oder der lumineszierende Metallionenkomplex einen polarisierbaren Ligand enthält, bevorzugt einen polarisierbaren Ligand, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Zusammensetzung nach Anspruch 9, worin der polymerisierbare Ligand Teil einer Polymerkette ist, bevorzugt worin die Polymerkette eine konjugierte Polymerkette ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die Konjugationslänge des Polymers mit nichtaromatischen Abstandsgruppen geregelt ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, worin die Abstandsgruppen ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -O-, -S-, -NR-, CR₁R₂-, -(CH₂)_n-, -(CF₂)_n-, Ester und Amid.
Zusammensetzung nach Anspruch 11, worin die Konjugationslänge zwischen 2 und 50 konjugierten Ringen liegt.
Elektrolumineszierende Vorrichtung, enthaltend die Zusammensetzung nach Anspruch 1.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 14, worin das Polymer ein vernetztes Polymer ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung gemäß Anspruch 14, enthaltend: eine erste Elektrode, ein oder mehrere Ladungstransportmaterialien und eine elektrolumineszierende Schicht, enthaltend die Zusammensetzung nach Anspruch 1 und eine zweite Elektrode.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, worin eine oder beide der Elektroden transparente Elektroden sind und/oder worin eine oder beide der Elektroden Zinnoxid oder dotiertes Zinnoxid enthalten und/oder worin eines der Ladungstransportmaterialien ein Lochtransportmaterial ist, das als eine getrennte Schicht vorgesehen ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, enthaltend zwei Schichten: eine erste Schicht, enthaltend ein Lochtransportmaterial, und die elektrolumineszierende Schicht, die ein Elektronentransportmaterial enthält; oder enthaltend zwei Schichten: eine erste Schicht, enthaltend ein Elektronentransportmaterial, und die elektrolumineszierende Schicht, die ein Lochtransportmaterial enthält.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, worin ein Elektronentransportmaterial als eine getrennte Schicht vorgesehen ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, enthaltend drei Schichten, wobei die elektrolumineszierende Schicht zwischen einer Schicht des Elektronentransportmaterials und einer Schicht des Lochtransportmaterials angeordnet ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 20, worin die Schichten nicht getrennt, aber abgestuft sind.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, enthaltend ein Lochtransportmaterial und ein Elektronentransportmaterial, die beide in der elektrolumineszierenden Schicht abgestuft sind.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, worin die Emissionsbanden 20 nm oder weniger sind.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, worin die elektrolumineszierende Schicht ein Pulver von Nanogröße mit physikalischen Abmessungen in dem Bereich von 1 bis 1000 Nanometer enthält.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 16, worin die Schaltspannung kleiner ist als 15 V.
Elektrolumineszierende Zusammensetzung, enthaltend: eine aromatische Kohlenwasserstoffmatrix, enthaltend lediglich Kohlenstoffatome und Wasserstoffatome, und einen Lanthanidmetallkomplex mit einem aromatischen Ligand.
Zusammensetzung nach Anspruch 26, worin der aromatische Ligarad eine Diarylgruppe und/oder eine Triarylgruppe und/oder eine Polyarylgruppe hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 26, worin der aromatische Ligand eine zweiringkondensierte Ringgruppe hat und/oder worin der aromatische Ligand eine dreiringkondensierte Ringgruppe hat.
Elektrolumineszierende Vorrichtung, enthaltend die Zusammensetzung nach Anspruch 26.
Elektrolumineszierende Vorrichtung gemäß Anspruch 29, enthaltend: eine erste Elektrode, eine oder mehrere Ladungstransportschichten und eine elektrolumineszierende Schicht, enthaltend die Zusammensetzung nach Anspruch 26, und eine zweite Elektrode.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 30, worin eine oder beide der Elektroden transparente Elektroden sind und/oder worin eine oder beide der Elektroden Zinnoxid oder dotiertes Zinnoxid enthalten und/oder worin eine der Schichten eine Lochtransportschicht ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 30, worin eine der Schichten eine Lochtransportschicht ist und eine andere der Schichten eine gemischte Schicht ist, enthaltend ein lumineszierendes Material und ein Elektronentransportmaterial, und/oder worin eine der Schichten eine Elektronentransportschicht ist und eine andere der Schichten eine gemischte Schicht ist, enthaltend ein lumineszierendes Material und ein Lochtransportmaterial, und/oder worin eine der Schichten eine Lochtransportschicht ist, eine andere der Schichten eine lumineszierende Schicht ist und eine andere der Schichten eine Elektronentransportschicht ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 30, worin eine der Schichten eine Elektronentransportschicht ist.
Elektrolumineszierende Vorrichtung nach Anspruch 32, worin die gemischte Schicht abgestuft ist.
Zusammensetzung, enthaltend ein Polymer, enthaltend Wiederholungseinheiten, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
worin R unabhängig ausgewählt ist aus H, D, F, Cl, Br, I, Alkoxy, Aryloxy, Alkyl, Aryl, Alkylketon, Arylketon, Alkylester, Arylester, Amid, Carbonsäure, Fluoralkyl, Fluoraryl, Polyalkylenoxy, wobei jeweils zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist und q 0 bis 6 ist, A und B unabhängig ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus -O-, -S-, -NR₁- und -CR₁R₂-, -CR₁R₂CR₃R₄-, -N=CR₁-, -CR₁=CR₂-, -N=N- und -(CO)-, worin R₁ bis R₄ H, D, F, Alkyl, Aryl, Alkylenoxy, Polyalkylenoxy, Alkoxy, Aryloxy, Fluoralkyl und Fluoraryl sind, wobei zwei der R-Gruppen eine Brücke bilden können, m 0 bis 2 ist, n 0 bis 3 ist, o 0 bis 4 ist, p 0 bis 5 ist, q 0 bis 6 ist und r 0 bis 7 ist, und E ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus O, NH und S, und ein oder mehrere lumineszierende Metallionen oder lumineszierende Metallionenkomplexe.
Zusammensetzung nach Anspruch 35, worin das Polymer ein Molekulargewicht größer als etwa 50000 Dalton hat.
Zusammensetzung nach Anspruch 35, worin das Polymer eine inhärente Viskosität von wenigstens 1,8 dl/g hat.
Verfahren zum Herstellen einer elektrolumineszierenden Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 25, umfassend den Schritt des Aufbringens der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 durch Schleuderbeschichten oder Drucken der Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 durch Siebdrucken oder Tintenstrahldrucken.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin die lumineszierenden Metallionen oder Metallionenkomplexe mit dem Polymer vermischt sind.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin die Metallionen oder die Metallkomplexe direkt an das Polymer durch eine kovalente oder koordinative Bindung gebunden sind.
Zusammensetzung gemäß Anspruch 40, worin das Polymer funktionelle Gruppen, entweder Seitengruppen oder Hauptkettengruppen oder Endgruppen, hat, die an das lumineszierende Metallion oder den Metallkomplex binden oder koordinieren.