JP2004099868A - 有機発光ポリマー - Google Patents

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Abstract

【課題】有機発光デバイス、有機固体レーザ、光起電力セルあるいはエレクトロクロミックディスプレイの活性層に用いるのに適し、優れた安定性及び微細構造制御を示す発光ポリマーを提供する。
【解決手段】次の構造を持つ発光ポリマーである。
Figure 2004099868

(式中、Ar及びArは、ジューテリウム含有あるいは非含有の、フェニル、ビフェニル、フルオレン、チオフェン、ピリジルなどの芳香族もしくは複素芳香族環、あるいはこれらの置換芳香族もしくは複素芳香族環であり、R及びRは、水素、ジューテリウム、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシル、アリール及びヘテロアリール、又はハロゲンからなる群からそれぞれ独立に選択され、式中、Dはジューテリウムを表し、またnは3より大きい整数である。)これらの発光ポリマーを用いる電子デバイス及びそれらを製造する方法。
【選択図】なし

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機発光デバイス(OLED)、有機固体レーザ、光起電力セル、及びエレクトロクロミック・ディスプレイで用いるのに適する発光ポリマーに関するものである。本発明は、更に、この発光ポリマーの製造、ならびに活性層にこのような発光ポリマーを用いるOLED、有機固体レーザ、光起電力セル及びエレクトロクロミック・ディスプレイの製造の方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
共役ポリマー半導体は、伝統的に無機半導体の分野であったオプトエレクトロニクスへの適用として注目されてきた。共役ポリマーの構造の融通性、非常に低い加工コスト、及び可撓性薄膜となる特徴により、有機半導体ポリマーデバイスは無機半導体と競合している。ほとんどの共役ポリマーは高発光性であり、発光デバイスへの適用において、また有機固体レーザでの使用において、非常に注目されてきた。
【0003】
最近、有機/ポリマーLEDの性能特性が向上したことにより、有機レーザに対する関心が復活した。レーザ発光は、一般に、2つの鍵となる構成要因に依存する。第1に、活性材料は強い刺激的放出を示さなければならない。第2に、光フィードバック機構が存在しなければならない。第1の要請は、最新技術における様々な共役ポリマーでは満たされている。共役ポリマー・プレーナ導波管での自然放出の増幅(ASE:amplification of spontaneous emission)を通した利得狭帯化の観察により、共役ポリマーは最良の無機半導体レーザ材料に比べても大きな光利得を示し得るということが確認された(M.D.McGehee and A.Heeger,Adv.Mater.,2000,12(22),1655−1668)。レーザ発光の第2の重要な条件、すなわち光フィードバックは、デバイスの物理的な装置構成に依存する適切な共振器の幾何学的構造により達成されなければならない。電荷注入によりポンピングを受ける最初の有機固体注入レーザの最近の実現により、電気的ポンピングによる有機固体レーザでは、電流は1000A/cmを超えるレベルにあるということを明らかになっている(J.H.Schon,et al,Science,2000,278,599−601)。これは、10〜100mA/cmのレベル(100〜1000cd/m間の明るさに対して)で作動している通常のOLEDよりはるかに大きい。それらの半導体特性を利用する電気的にポンピングされるコンパクトなポリマーレーザの将来性には、人を興奮させるものがある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際には、高発光性で安定性に優れたポリマーを開発することが求められている。
【0005】
発光共役ポリマーは当技術分野において広く知られており、置換された及び非置換のポリ(フェニレン ビニレン)とポリフェニレンとが含まれる。それらは、様々なOLED、有機固体レーザ、光起電力セル及びエレクトロクロミック・ディスプレイ構造体に組み込まれる活性層に、広く用いられている。前記の全ての適用時に、ポリマーは、電場、電荷注入、あるいは光照射のいずれかを受ける条件下に置かれる。ルミネセンス性をもつこと以外に、これらの適用で鍵となる別のパラメータは、強いUV照射と大電流とを含む使用条件下での材料の安定性である。このように、使われている間、材料は高レベルの光ルミネセンス性を維持しなければならず、また同様にそれらの構造が元のままに維持されなければならない。
【0006】
これらの共役ポリマーを商品に使用しようとする努力は、安定性を向上させることに集中している。安定性は、ジフェニル置換ポリ(フェニレン ビニレン)及びフェニル置換ポリ(フェニレン ビニレン)のように、障害の大きい芳香族環を導入することにより改善され得るということが見出された(米国特許第5,945,502号)。しかし、これらの改善をもってしても、いずれもOLED、有機固体レーザ、光起電力セル、及びエレクトロクロミック・ディスプレイにおける通常の条件である、強いUV照射及び大電流を含むある特定の条件下で使用するには、安定性はまだ不十分である。
【0007】
本発明の目的は、特にUV照射と大電流とに対する安定性が向上し、また有機固体レーザ、OLED、光起電力セル、及びエレクトロクロミック・ディスプレイで使用するのに適する発光ポリマーを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明の一態様は、フェニレン部分に高い立体障害の芳香族もしくは複素芳香族環の置換があり、ビニレン部分にジューテリウム(重水素)の置換があるポリ(フェニレン ビニレン)であり、次の構造で示される。
【0009】
【化3】
Figure 2004099868
構造中、Ar及びArは、フェニル、ビフェニル、フルオレン、チオフェン、ピリジルなどの芳香族もしくは複素芳香族環、あるいはジューテリウムであるいはジューテリウム無しでそれらが置換された芳香族もしくは複素芳香族環である。R及びRは、水素、ジューテリウム、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシル、アリール及びヘテロアリール、あるいは塩素、フッ素、臭素などのハロゲンからなる群からそれぞれ独立に選択される。Dはジューテリウムを表し、nは3より大きい整数である。
【0010】
好ましい実施形態において、R及びRは同じであり、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシル、アリール及びヘテロアリールからなる群から選択される。最も好ましくは、Ar及びArは、フェニル又はピリジルあるいは置換フェニル又はピリジルである。
【0011】
特に好ましい実施形態では、発光ポリマーは以下の通りである。
【0012】
【化4】
Figure 2004099868
上の構造式において、X、Y=F、Cl、Br、CN、NO、OR、SR、フェニル、ピリジル、チオフェン;R、R=H、アルキル(1〜20)、アルコキシル(1〜20)、F、Cl、Brである。
【0013】
前記の発光ポリマーは、特にUV照射と大電流注入とのもとで、優れた安定性を示す。このポリマーは可溶でよく制御された微細構造をもち、結果として、OLED、有機固体レーザ、光起電力セル及びエレクトロクロミック・ディスプレイの活性層を形成するのに適している。好ましい実施形態は、スピンコーティング及び印刷プロセスなどの溶液処理によるこのような層の形成に、特によく適したものである。
【0014】
さらなる態様において、本発明は、有機発光デバイス、有機固体レーザ、ならびに透明電極;カソード;及び式(I)の構造をもつ発光ポリマーを含む活性層を備えるそのようなデバイスの製造方法である。
【0015】
さらなる態様において、本発明は、光起電力セル、ならびに式(I)の構造をもつ発光ポリマーを含む活性層を備えるそのようなセルの製造方法である。
【0016】
別の態様において、本発明は、エレクトロクロミック・ディスプレイ、ならびに式(I)の構造をもつ発光ポリマーを含む活性層を備えるそのようなディスプレイの製造方法である。
【0017】
関連する態様において、本発明は、モノマーのジューテロ化のステップと、1,6−脱ハロゲン化重合反応のステップとを有する、式(I)に示される構造をもつ発光ポリマーの製造方法である。
【0018】
この簡単な要約では、本発明の本質が素早く理解され得るように記載した。添付図と関連させてその好ましい実施形態の以下の詳細な説明を参照すれば、本発明のより完全な理解を得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明は、電流に対して、またUV光照射に対してより優れた安定性を示す共役発光ポリマーもしくはコポリマーを提供する。様々な共役ポリマーの中で、ポリ(フェニレン ビニレン)(PPV)及びその誘導体は、依然として、オプトエレクトロニクス用途で使用される最も重要な共役ポリマーである。これは、ポリマーの側鎖置換基を変えることにより、赤、緑、黄及び青緑などの異なる発光色をもつ様々な誘導体をもたらすように、PPVを分子設計することができるためである。極めて分子量の大きなPPVも容易に得ることができる(10より大きいMwをもつ)。光起電力セル、発光デバイス、エレクトロクロミック・ディスプレイ、及び有機レーザ発光などの分野で、共役PPVの多くの適用が報告されている。前記適用のほとんど全てにおいて、最も重要な要請は材料の安定性の向上である。
【0020】
ジフェニル置換ポリ(フェニレン ビニレン)は、優れた緑色発光ポリマーとして開発されてきた。それは、2−メトキシ−5−(2’−エチル−ヘキシル)−ポリ(1,4−フェニレンビニレン)(MEH−PPV)などの他のいくつかの誘導体より光照射に対してより安定性がある。
【0021】
共役ポリマー鎖に沿うビニル結合の安定性をさらに向上させるために、ジューテリウム(重水素)置換ポリマーが探求された。水素とジューテリウムとの違いによる化学的効果はかなり小さいが、ジューテリウムが水素の2倍の質量をもっており、同位体間の質量差のために重要な物理的効果が存在する。C−D結合は、結合伸縮ポテンシャルの非調和性の結果、C−H結合より短いということが知られている。このことは、炭素−ジューテリウムの化学結合が、炭素−水素の化学結合より強く安定であり、より遅く反応するので、ジューテリウム有機系は熱安定性がより優れ、オプトエレクトロニクス・デバイスにおいて寿命がより長いということを意味する。ジューテリウムは、水素に比べてはっきりと電子供与性の誘起置換基として作用することが見出されている。この同位体効果を、電荷注入容量が向上した新規な発光材料の設計に適用することができる。
【0022】
ジューテリウムを含む様々なPPV系発光材料が、OLEDに使用した場合のそれらの適合性を調べるために調製された。
【実施例】
<実施例1>
ジューテリウム置換された、可溶性の緑色発光ジフェニル置換PPVの合成が、スキーム1に記載のように実施された。
【0023】
(スキーム1:DP−PPV−d2の調整)
【0024】
【化5】
Figure 2004099868
ジューテリウム反応機構は、スキーム2に例示されている。示されているように、容易に入手できる出発材料LiAlDを用いて、ジューテリウムDP−PPVを得ることが可能である。
【0025】
(スキーム2:ジューテリウム反応機構)
【0026】
【化6】
Figure 2004099868
得られたポリマーは約285℃の融点をもつ。ジューテリウムの安定化効果が組み合わされたジフェニルの立体効果のために、この緑色発光DP−PPV−d2は、非ジューロ化ポリマーより光照射に対して、且つ熱硬化に対して優れた安定性をもつ。
【0027】
DP−PPV−d2ポリマーの3次元の様子が図4に示されている。
【0028】
通常のDP−PPVと比べると、ジューテロ化されたDP−PPV−d2は、図1から分かるように類似の光及び電子吸収特性をもつ。
【0029】
<実施例2.サイクリックボルタメトリック分析>
サイクリックボルタメトリック分析から、ポリマーのバンドギャップEg=2.8eV;最高被占分子軌道(HOMO:highest occupied molecular orbitals)のエネルギーレベル=3.1eV、最低被占分子軌道(LUMO:lowest unoccupied molecular orbitals)のエネルギーレベル=5.9eVと見積もることができる。通常のDP−PPVとDP−PVV−d2の双方に対する、還元位置及びサイクリックボルタメトリックの特徴は類似している。しかし、2つのポリマーの酸化位置及び特徴は、図2に示されるように異なる。ジューテロ化されたDP−PPV−d2は、図2のより大きい酸化ピーク面積に示されるように、より優れたホール注入を示す。
【0030】
<実施例3.UV安定性の比較>
DP−PPVポリマー試料及びDP−PPV−d2ポリマー試料を、それぞれ、石英ガラス基板上にコートし、図3に示されるように、窒素中でUV照射した。
【0031】
窒素雰囲気での100分のUV照射(290W、366nm)後、通常のDP−PPV試料は、光降下のより元の強度の80%の光ルミネセンスを示した。しかし、DP−PPV−d2ジューテリウム試料は、元の光ルミネセンス強度の95%を示した。
【0032】
<実施例4.OLED特性の比較>
DP−PPV−d2ポリマー(X=Y=H、R=H、R=C1021)の溶液(2mLのクロロホルムに40mgを溶解)を調製し、0.45ミクロン未満の細孔径をもつフィルタを通して濾過する。予めコートされたITOガラス基板(1.5×1.0インチ≒3.81×2.54cm、50ohm/in≒7.75ohm/cm未満の比抵抗)上に、PEDOT(Baytron:登録商標)水溶液を、室温、2000rpmで、スピン時間1.5分の間スピンコートすることにより、PEDOTのポリマー薄膜を形成する。PEDOTの薄膜はホール注入層として使用される。ジューテリウムポリマーを同様のスピンコーティング法によりスピンコートして、PEDOT膜の上に発光層を形成する。この発光層は約100nmの均一な厚さをもつ。ポリマー膜の上に、熱真空蒸着法により0.2〜2.2nm/secの速度で厚さ60nmのCa層を蒸着する。Ca層の上に、2.2〜12nm/secの速度で厚さ150nmのAl層を蒸着する。形作られたOLEDデバイスであるITO/PEDOT/DP−PPV−d2/Ca−Alを、アルミニウムカソードの上端にカバーガラス基板を(にかわ)接着することにより封入した。金属蒸着及びデバイスの封入は、アルゴン雰囲気下の乾燥した箱の中で実施される。5ボルトの順方向バイアスで、安定で均一な緑色の発光があった。
【0033】
比較のために、発光層として通常のDP−PPV(ジューテリウムなし、X=Y=H、R=H、R=C1021)を用いて、ITO/PEDOT/DP−PPV/Ca−Alからなる類似のデバイスを製作した。4ボルトの順方向バイアスで緑色のエレクトロルミネセンスを観察することができたが、2週間保管した後では、「通常の」DP−PPVポリマーは、ジューテリウム含有ポリマーより発光の安定性が劣っていた。
【0034】
本発明による発光ポリマーは、光ポンピングによるレーザデバイスに用いることができる。以下の例を含めて、様々な構造をもつ光ポンピングレーザデバイスを製造することができる:
1.市販の回折ブラッグ共鳴(DBR:Diffraction Bragg Resonance)ミラー上に、本発明によるポリマーを用いる垂直微小空洞(vertical microcavity)−発光ポリマー層をコートすることができる。次に、銀のミラーがポリマー層の上に付着される。
【0035】
2.当技術分野において知られているように、プレートあるいはロッド形状の材料上に、ディスク、リングあるいは球面の形状に、本発明のポリマーから選択されたポリマーをコートすることができる。
【0036】
3.面内ファブリ−ペローポリマー(in−plane Fabry−Perit polymer)が、本発明のポリマーから選択され、クラッド材料の表面にコートされる。このクラッド材の屈折率はポリマーより大きいが、約1.8よりは小さい。このようなクラッド材は典型的な有機溶剤及びポリマーに耐性を示すよう選択される。このような材料の例には、TiO及びSiOが含まれる。クラッド材は通常、知られているスパッタリング蒸着法により、SiやInPなどの半導体材料上にコートされる。
【0037】
4.本発明のポリマーの中から選択される分布帰還型(DFB:distributed feedback)ポリマーは、典型的にはゴムやセラミックなどの絶縁材料である特別に設計された分布帰還型プレートの上にコートされる。このような帰還型プレートは、屈折率あるいは利得係数のいずれかで周期的変調があるよう設計される。
【0038】
波長300〜550nmのレーザ源により、前述のデバイスのポンピングが可能である。この波長内の様々なレーザ源が市販されている。例えば、再生増幅フェムト秒(fs)(regenerativery amplified femtosecond)Ti:サファイアレーザからの振動数が2倍となった出力を用いることができる。このレーザ源は、400nmの波長で0.1nJから5000nJのパルスエネルギーを持つ、150fsより短い幅のパルスを発生することができる。ほぼ20〜2000μm、より好ましくは約200μmの直径を持つスポット上に、ポンプビームがフォーカスされる。
【0039】
<実施例5.光ポンピングレーザデバイス>
研磨されたInP基板に、厚さが2μmのSiO層を予めコートする(プラズマ励起化学蒸着法により蒸着)。SiOの表面(100)上に、スピンコーティングによりポリマー(DP−PPV−d2)をコートする。ポリマー膜(屈折率n=1.8)は、片方にSiOクラッド層(n=1.46)、他方に空気(n=1)をもつスラブ光導波管を形成する。有機膜の厚さは、利得領域に光の場を閉じ込める単一モードスラブ導波管を形成するように選択された。このOSL(organic solid state laser)は、λ=337nmの窒素レーザにより、50Hzの繰返し周波数で生成する500psのパルスで光ポンピングを受ける。ポンプビームは、利得領域を形成する有機膜表面の幅50μmのストライプ上にフォーカスされた。閾値(4nJ)を超えるポンプレベルで、膜端面から発生するよく限定された緑色のレーザビームが明瞭に観察された(図5)。
【0040】
本発明に従って、有機レーザデバイスを構築することもできる。このようなデバイスは、本発明による発光ポリマーを含む活性層と共に、4.5eVより小さい低仕事関数をもつカソード、及び4.8eVを超えるより大きい仕事関数をもつアノードを備えるであろう。
【0041】
【発明の効果】
本発明によれば、特にUV照射と大電流とに対する安定性が向上し、また有機固体レーザ、OLED、光起電力セル、及びエレクトロクロミック・ディスプレイで使用するのに適する発光ポリマーを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】DP−PPV(青)とDP−PPV−d2(赤)のUV−可視及び光ルミネセンススペクトルの特徴を比較するグラフの図である。
【図2】通常のDP−PPV及びジューテロ化されたDP−PPV−d2についてのサイクリックボルタメトリック曲線を示すグラフの図である。
【図3】UV照射実験の構成を示す図である。
【図4】DP−PPV−d2ポリマーの立体図である。
【図5】ポリマー膜の表面上にフォーカスさせたポンプビームが示されている有機固体レーザ(OSL)デバイスの概略図である。

Claims (13)

  1. 次の構造を有することを特徴とする発光ポリマー、
    Figure 2004099868
    構造式中、Ar及びArは、フェニル、ビフェニル、フルオレン、チオフェン、ピリジルなどの芳香族もしくは複素芳香族環、あるいは、ジューテリウムであるいはジューテリウム無しでそれらの置換された芳香族もしくは複素芳香族環であり、
    及びRは、水素、ジューテリウム、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシル、アリール及びヘテロアリール、又はハロゲンからなる群からそれぞれ独立に選択され、
    Dはジューテリウムを表し、
    nは3より大きい整数である。
  2. とRが同じであり、置換もしくは非置換アルキル、アルコキシル、アリール及びヘテロアリールからなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の発光ポリマー。
  3. Ar及びArが、フェニル又はピリジルあるいは置換されたフェニル又はピリジルであることを特徴とする請求項2に記載の発光ポリマー。
  4. 以下の式からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の発光ポリマー、
    Figure 2004099868
    構造式中、X及びYは、F、Cl、Br、CN、NO、OR、SR、フェニル、ピリジル又はチオフェンからなる群から選択され、
    、Rは、H、C 20のアルキル、C〜C20のアルコキシル、F、Cl又はBrとなり得る。
  5. (a)透明電極と、
    (b)カソードと、
    (c)請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーとを含む活性層とを備えることを特徴とする有機発光デバイス。
  6. (a)屈折率が約1.8より小さいクラッド層でコートされた基板と、
    (b)前記基板の上にコートされた、請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーと、
    (c)約300nmと550nmの間の波長をもつレーザポンピング光源とを備えることを特徴とする光ポンピングレーザデバイス。
  7. (a)4.5eVより小さい低仕事関数を有するカソードと、
    (b)4.8eVを越えるより大きな仕事関数をもつアノードと、
    (c)請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーを含む活性層とを備えることを特徴とする有機レーザデバイス。
  8. 請求項5に記載の有機発光デバイスを製造する方法であって、2つの電極の間に発光層として前記発光ポリマーを配置するステップを有することを特徴とする。
  9. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーを含む活性層を備えることを特徴とする光起電力セル。
  10. 請求項9に記載の光起電力セルを製造する方法であって、2つの電極の間に前記活性層として前記発光ポリマーを配置するステップを有することを特徴とする。
  11. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーを含む活性層を備えることを特徴とするエレクトロクロミック・ディスプレイデバイス。
  12. 請求項11に記載のエレクトロクロミック・ディスプレイデバイスを製造する方法であって、2つの電極の間に前記活性層として前記発光ポリマーを配置するステップを有することを特徴とする。
  13. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の発光ポリマーを製造する方法であって、ジューテリウム源としてLiAlDを用いて前記ポリマーのビニル基上にジューテリウムを含ませるステップを有することを特徴とする。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006250920A (ja) * 2005-01-25 2006-09-21 Varian Bv クロマトグラフィーカラム
JP2006332034A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子用材料の評価方法および製造方法、発光素子の製造方法、発光素子、発光素子を有する発光装置、電子機器
JP2007033203A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Toshiba Corp 光学式センサチップ
JP2008518078A (ja) * 2004-11-01 2008-05-29 エージェンシー フォー サイエンス、テクノロジー アンド リサーチ ポリ(アリーレンビニレン)およびポリ(ヘテロアリーレンビニレン)発光ポリマーならびにポリマー発光デバイス
KR101068224B1 (ko) * 2008-02-05 2011-09-28 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP2019533827A (ja) * 2016-10-04 2019-11-21 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 相変化オフ状態白色材料を有する発光デバイスと製造方法

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10318096A1 (de) * 2003-04-17 2004-11-11 Covion Organic Semiconductors Gmbh Verfahren zur Molekulargewichtskontrolle bei der Synthese von Poly(arylenvinylenen)
US7351358B2 (en) 2004-03-17 2008-04-01 E.I. Du Pont De Nemours And Company Water dispersible polypyrroles made with polymeric acid colloids for electronics applications
US7609376B2 (en) * 2005-01-05 2009-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Method and apparatus for pixel display and SERS analysis
US7667230B2 (en) * 2006-03-31 2010-02-23 3M Innovative Properties Company Electronic devices containing acene-thiophene copolymers
US20080191172A1 (en) 2006-12-29 2008-08-14 Che-Hsiung Hsu High work-function and high conductivity compositions of electrically conducting polymers
CN102089896A (zh) 2008-06-10 2011-06-08 巴斯夫欧洲公司 氘化过渡金属配合物及其在有机发光二极管中的用途-v
KR101359701B1 (ko) * 2008-12-05 2014-02-11 엘지디스플레이 주식회사 청색 형광 물질 및 이를 이용한 유기전계발광소자
CN102300902B (zh) 2009-01-30 2014-07-02 惠普开发有限公司 发uv光芴基共聚物
WO2010087841A1 (en) 2009-01-30 2010-08-05 Hewlett-Packard Development Company Block copolymers and block copolymer nanoparticle compositions
US8759818B2 (en) * 2009-02-27 2014-06-24 E I Du Pont De Nemours And Company Deuterated compounds for electronic applications
KR101582707B1 (ko) 2009-04-03 2016-01-05 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 전기활성 재료
US20130095327A1 (en) * 2009-09-22 2013-04-18 University Of Utah Research Foundation Device Comprising Deuterated Organic Interlayer
CN102510889B (zh) 2009-09-29 2015-11-25 E.I.内穆尔杜邦公司 用于发光应用的氘代化合物
CN102596950A (zh) 2009-10-29 2012-07-18 E.I.内穆尔杜邦公司 用于电子应用的氘代化合物
US8282861B2 (en) * 2009-12-21 2012-10-09 Che-Hsiung Hsu Electrically conductive polymer compositions
US9293716B2 (en) 2010-12-20 2016-03-22 Ei Du Pont De Nemours And Company Compositions for electronic applications

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5064572A (en) 1987-09-22 1991-11-12 Agency Of Industrial Science And Technology Poly (long-chain nuclear substituted phenylene vinylene), precursor therefor and highly conductive composition thereof
US5408109A (en) 1991-02-27 1995-04-18 The Regents Of The University Of California Visible light emitting diodes fabricated from soluble semiconducting polymers
GB9215928D0 (en) 1992-07-27 1992-09-09 Cambridge Display Tech Ltd Manufacture of electroluminescent devices
US5670603A (en) 1993-03-08 1997-09-23 Alliedsignal Inc. Polymers exhibiting nonlinear optical properties
US5504323A (en) 1993-12-07 1996-04-02 The Regents Of The University Of California Dual function conducting polymer diodes
US5558904A (en) 1994-07-08 1996-09-24 Xerox Corporation Electroluminescent devices containing a conjugated polymer obtained via halogen precursor route chemistry
EP0885461B1 (en) 1996-03-04 2003-08-13 DuPont Displays, Inc. Polyfluorenes as materials for photoluminescence and electroluminescence
US5966393A (en) 1996-12-13 1999-10-12 The Regents Of The University Of California Hybrid light-emitting sources for efficient and cost effective white lighting and for full-color applications
GB2328212B (en) 1997-08-12 2000-11-29 Samsung Display Devices Co Ltd Organic electroluminescent polymer for light emitting diode
US5945502A (en) 1997-11-13 1999-08-31 Xerox Corporation Electroluminescent polymer compositions and processes thereof
US6579630B2 (en) * 2000-12-07 2003-06-17 Canon Kabushiki Kaisha Deuterated semiconducting organic compounds used for opto-electronic devices

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008518078A (ja) * 2004-11-01 2008-05-29 エージェンシー フォー サイエンス、テクノロジー アンド リサーチ ポリ(アリーレンビニレン)およびポリ(ヘテロアリーレンビニレン)発光ポリマーならびにポリマー発光デバイス
JP2006250920A (ja) * 2005-01-25 2006-09-21 Varian Bv クロマトグラフィーカラム
US9034186B2 (en) 2005-01-25 2015-05-19 Agilent Technologies, Inc. Chromatography columns
JP2006332034A (ja) * 2005-04-28 2006-12-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 発光素子用材料の評価方法および製造方法、発光素子の製造方法、発光素子、発光素子を有する発光装置、電子機器
JP2007033203A (ja) * 2005-07-26 2007-02-08 Toshiba Corp 光学式センサチップ
KR101068224B1 (ko) * 2008-02-05 2011-09-28 에스에프씨 주식회사 안트라센 유도체 및 이를 포함하는 유기전계발광소자
JP2019533827A (ja) * 2016-10-04 2019-11-21 ルミレッズ リミテッド ライアビリティ カンパニー 相変化オフ状態白色材料を有する発光デバイスと製造方法

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