JP2013531100A - Organic light emitting device and method - Google Patents

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Abstract

発光繰返し単位を含む蛍光発光ポリマー、およびその発光ポリマーに結合した三重項受容単位を有する、有機発光ダイオードにおいて有用となり得る組成物。  A composition that may be useful in an organic light emitting diode, comprising a fluorescent light emitting polymer comprising a light emitting repeat unit and a triplet acceptor unit attached to the light emitting polymer.

Description

本願は、2010年6月25日出願の英国特許出願第1010741.5号、2010年6月25日出願の英国特許出願第1010742.3号、2010年6月25日出願の英国特許出願第1010745.6号、2010年6月25日出願の英国特許出願第1010743.1号および2011年1月31日出願の英国特許出願第1101642.5号の優先権を主張するものである。前述の優先権を形成する出願のそれぞれの内容は、それら全体が参照によって本明細書に組み込まれる。   This application is based on British Patent Application No. 1010741.5 filed on June 25, 2010, British Patent Application No. 1010742.3 filed on June 25, 2010, and British Patent Application No. 1010745 filed on June 25, 2010. No. 6, British Patent Application No. 1010743.1 filed on June 25, 2010 and British Patent Application No. 1101642.5 filed on January 31, 2011. The contents of each of the applications forming the aforementioned priority are hereby incorporated by reference in their entirety.

本発明は、有機発光組成物、有機発光組成物を含有するデバイス、および前記デバイスの製造方法に関する。   The present invention relates to an organic light emitting composition, a device containing the organic light emitting composition, and a method for producing the device.

有機発光ダイオード、有機光起電デバイス、有機光検出器、有機トランジスタおよびメモリアレイデバイスなどのデバイスにおいて使用するための、活性な有機材料を含む電子デバイスは、ますます注意を集めている。有機材料を含むデバイスは、低重量、低消費電力および可撓性などの利益を提供する。   Electronic devices containing active organic materials for use in devices such as organic light emitting diodes, organic photovoltaic devices, organic photodetectors, organic transistors and memory array devices are gaining increasing attention. Devices comprising organic materials offer benefits such as low weight, low power consumption and flexibility.

さらに、可溶性有機材料を使用することにより、デバイスの製造における溶液処理、例えばインクジェット印刷またはスピンコーティングの使用が可能になる。   Furthermore, the use of soluble organic materials allows the use of solution processing, such as ink jet printing or spin coating, in the manufacture of devices.

一般的な有機発光デバイス(「OLED」)は、酸化インジウムスズ(「ITO」)などの透明陽極でコーティングされたガラスまたはプラスチック基板上に製作される。第1の電極上に、少なくとも1つのエレクトロルミネセント有機材料の薄膜の層が配される。最後に、エレクトロルミネセント有機材料の層の上に、陰極が配される。陽極とエレクトロルミネセント層の間、および/または陰極とエレクトロルミネセント層の間には、電荷輸送層、電荷注入層または電荷阻止層を配することができる。   Common organic light emitting devices (“OLEDs”) are fabricated on glass or plastic substrates that are coated with a transparent anode such as indium tin oxide (“ITO”). A thin film layer of at least one electroluminescent organic material is disposed on the first electrode. Finally, a cathode is disposed on the layer of electroluminescent organic material. A charge transport layer, charge injection layer or charge blocking layer can be disposed between the anode and the electroluminescent layer and / or between the cathode and the electroluminescent layer.

操作中、陽極を介して正孔がデバイスに注入され、陰極を介して電子がデバイスに注入される。正孔および電子は、有機エレクトロルミネセント層内で組み合わさって励起子を形成し、次にこの励起子が放射減衰して発光する。   During operation, holes are injected into the device through the anode and electrons are injected into the device through the cathode. Holes and electrons combine in the organic electroluminescent layer to form excitons, which then emit radiation that decays.

WO90/13148では、有機発光性材料は、ポリ(フェニレンビニレン)などの共役ポリマーである。米国特許第4,539,507号では、有機発光性材料は、トリス−(8−ヒドロキシキノリン)アルミニウム(「Alq3」)などの低分子材料として公知のクラスの材料である。 In WO90 / 13148, the organic light emitting material is a conjugated polymer such as poly (phenylene vinylene). In US Pat. No. 4,539,507, organic light emitting materials are a class of materials known as low molecular weight materials such as tris- (8-hydroxyquinoline) aluminum (“Alq 3 ”).

これらの材料は、一重項励起子(蛍光)の放射減衰によってエレクトロルミネセンスを生じるが、スピン統計によれば、励起子の最大75%が、非放射減衰する三重項励起子であり、すなわち蛍光OLEDでは量子効率がわずか25%になり得ることが決定付けられている。例えば、Chem.Phys.Lett.、1993年、210、61頁、Nature(ロンドン)、2001年、409、494頁、Synth.Met.、2002年、125、55頁およびその参考文献を参照。   These materials produce electroluminescence due to radiative decay of singlet excitons (fluorescence), but according to spin statistics, up to 75% of excitons are non-radiatively decayed triplet excitons, ie fluorescent It has been determined that for OLEDs, the quantum efficiency can be as low as 25%. For example, Chem. Phys. Lett. 1993, 210, 61, Nature (London), 2001, 409, 494, Synth. Met. 2002, 125, 55 and references thereof.

相対的に長寿命の三重項励起状態を有することができる三重項励起子の存在は、三重項と三重項または三重項と一重項の相互反応の結果、OLEDの寿命にとって有害になり得るとされている(「寿命」は、OLEDとの関連において本明細書で使用される場合、一定電流におけるOLEDの輝度が、最初の輝度値から、50%だけ低下するのにかかる時間の長さを意味し、「寿命」は、三重項励起状態の寿命の状況において本明細書で使用される場合、三重項励起子の半減期を意味する)。   The presence of triplet excitons that can have relatively long-lived triplet excited states can be detrimental to the lifetime of OLEDs as a result of triplet-triplet or triplet-singlet interaction. ("Lifetime", as used herein in the context of OLED, means the length of time it takes for the brightness of the OLED at a constant current to drop by 50% from its initial brightness value. “Lifetime” means the half-life of a triplet exciton as used herein in the context of the lifetime of a triplet excited state).

WO2005/043640は、有機発光デバイスにおいて、ペリレン誘導体を有機発光性材料とブレンドすることによって、デバイスの寿命がわずかに延長され得ることを開示している。しかし、ペリレン誘導体の濃度がより高いと寿命が改善されると同時に、これにより、発光スペクトルにおいて著しい赤色シフトが生じる。   WO 2005/043640 discloses that in organic light emitting devices, the lifetime of the device can be slightly extended by blending perylene derivatives with organic light emitting materials. However, higher concentrations of perylene derivatives improve lifetime and at the same time cause a significant red shift in the emission spectrum.

米国特許出願第2007/145886号は、三重項と三重項または三重項と一重項の相互反応を防止または低減するために、三重項をクエンチする材料を含むOLEDを開示している。   US Patent Application No. 2007/145886 discloses an OLED comprising a triplet quenching material to prevent or reduce triplet and triplet or triplet and singlet interactions.

米国特許出願第2005/095456号は、ホスト材料、色素または顔料、およびその色素または顔料の吸収エッジのエネルギー準位よりも高いエネルギー準位の吸収エッジを示す添加物を含む発光層を有するOLEDを開示している。   US Patent Application No. 2005/095456 describes an OLED having a light-emitting layer comprising a host material, a dye or pigment, and an additive that exhibits an absorption edge at an energy level higher than the energy level of the absorption edge of the dye or pigment. Disclosure.

OLEDは、ディスプレイおよび照明適用のために高い将来性を有する。しかし依然として、これらのデバイスの性能を改善する必要がある。   OLEDs have great potential for display and lighting applications. However, there is still a need to improve the performance of these devices.

第一の態様では、本発明は、蛍光発光ポリマーおよび三重項受容単位を含む組成物を提供する。   In a first aspect, the present invention provides a composition comprising a fluorescent polymer and a triplet accepting unit.

任意選択の一変更形態では、三重項受容単位は、発光ポリマーおよび組成物の任意の他の1つまたは複数の成分と混合された三重項受容化合物である。   In an optional variation, the triplet acceptor unit is a triplet acceptor compound mixed with the light emitting polymer and any other component or components of the composition.

別の任意選択の変更形態では、三重項受容単位は、発光ポリマーまたは組成物の任意の他の1つもしくは複数の成分に結合している。   In another optional variation, the triplet accepting unit is attached to the light emitting polymer or any other component or components of the composition.

任意選択により、組成物は、正孔輸送材料および電子輸送材料の少なくとも1つを含み、三重項受容単位は、正孔輸送材料、電子輸送材料および発光ポリマーの少なくとも1つに結合している。   Optionally, the composition comprises at least one of a hole transport material and an electron transport material, and the triplet accepting unit is bound to at least one of the hole transport material, the electron transport material and the light emitting polymer.

任意選択により、三重項受容単位は、発光ポリマーに結合している。   Optionally, the triplet accepting unit is attached to the light emitting polymer.

任意選択により、発光ポリマーは、発光繰返し単位、ならびに電子輸送をもたらす繰返し単位および正孔輸送をもたらす繰返し単位の少なくとも1つを含み、三重項受容材料は、発光繰返し単位、電子輸送をもたらす繰返し単位および正孔輸送をもたらす繰返し単位の少なくとも1つに結合している。   Optionally, the light emitting polymer comprises a light emitting repeat unit, and at least one of a repeat unit that provides electron transport and a repeat unit that provides hole transport, and the triplet acceptor material comprises a light emitting repeat unit, a repeat unit that provides electron transport. And at least one repeating unit that provides hole transport.

任意選択により、三重項受容単位は、発光ポリマーの主鎖中の繰返し単位、または発光ポリマーの側鎖基もしくは末端基である。   Optionally, the triplet accepting unit is a repeating unit in the main chain of the light emitting polymer, or a side chain group or end group of the light emitting polymer.

任意選択により、三重項受容単位は、1つまたは複数の可溶化基で置換されている。   Optionally, the triplet accepting unit is substituted with one or more solubilizing groups.

任意選択により、可溶化基は、アルキルおよびアルコキシから選択される。   Optionally, the solubilizing group is selected from alkyl and alkoxy.

任意選択により、発光ポリマーは、アリールアミン繰返し単位を含む。   Optionally, the light emitting polymer comprises arylamine repeat units.

任意選択により、アリールアミン繰返し単位は、式(V)の単位である。   Optionally, the arylamine repeat unit is a unit of formula (V).

式中、Ar1およびAr2は、任意選択により置換されているアリール基またはヘテロアリール基であり、nは、1以上、好ましくは1または2であり、Rは、Hまたは置換基である。 In which Ar 1 and Ar 2 are optionally substituted aryl or heteroaryl groups, n is 1 or more, preferably 1 or 2, and R is H or a substituent.

任意選択により、ポリマーは、アリールまたはヘテロアリール繰返し単位を含む。   Optionally, the polymer comprises aryl or heteroaryl repeat units.

任意選択により、ポリマーは、式(IV)の繰返し単位を含む。   Optionally, the polymer comprises a repeating unit of formula (IV).

式中、R1およびR2は、独立に、Hまたは置換基であり、R1およびR2は、連結されて、環を形成することができる。 In the formula, R 1 and R 2 are independently H or a substituent, and R 1 and R 2 can be linked to form a ring.

任意選択により、三重項受容材料は、少なくとも0.1mol%の量で存在する。   Optionally, the triplet receptive material is present in an amount of at least 0.1 mol%.

任意選択により、組成物は、400〜500nmの範囲のフォトルミネセント発光ピーク波長を有する。   Optionally, the composition has a photoluminescent emission peak wavelength in the range of 400-500 nm.

任意選択により、三重項受容単位は、ペリレンを含まない。   Optionally, the triplet accepting unit does not comprise perylene.

第2の態様では、本発明は、溶媒および第1の態様の組成物を含む配合物を提供する。   In a second aspect, the present invention provides a formulation comprising a solvent and the composition of the first aspect.

第3の態様では、本発明は、陽極と、陰極と、陽極および陰極の間の、第1の態様の組成物を含む発光層とを含む、有機発光デバイスを提供する。   In a third aspect, the present invention provides an organic light emitting device comprising an anode, a cathode, and a light emitting layer comprising the composition of the first aspect between the anode and the cathode.

第4の態様では、本発明は、第2の態様の配合物を堆積させるステップおよび溶媒を蒸発させるステップを含む、第3の態様の有機発光デバイスを形成する方法を提供する。   In a fourth aspect, the present invention provides a method of forming the organic light emitting device of the third aspect, comprising depositing the formulation of the second aspect and evaporating the solvent.

第5の態様では、本発明は、三重項受容単位および発光ポリマーを含む組成物において、発光ポリマーによって発生した三重項励起子を受容するための単位の使用を提供する。   In a fifth aspect, the present invention provides the use of a unit for accepting triplet excitons generated by a light emitting polymer in a composition comprising a triplet accepting unit and a light emitting polymer.

三重項受容単位および発光ポリマーは、本発明の第1の態様に関して記載した通りであり得る。   The triplet accepting unit and the light emitting polymer may be as described for the first aspect of the invention.

任意選択により、第5の態様によれば、三重項受容単位は、発光ポリマーと物理的に混合されている。   Optionally, according to the fifth aspect, the triplet accepting unit is physically mixed with the light emitting polymer.

任意選択により、第5の態様によれば、三重項受容単位は、発光ポリマーに化学的に結合している。   Optionally, according to the fifth aspect, the triplet accepting unit is chemically bonded to the light emitting polymer.

任意選択により、第5の態様によれば、三重項受容単位は、発光ポリマーによって発生した三重項励起子をクエンチする。   Optionally, according to the fifth aspect, the triplet accepting unit quenches triplet excitons generated by the light emitting polymer.

任意選択により、第5の態様によれば、三重項受容単位は、発光ポリマーから三重項受容単位に移動した三重項励起子の三重項−三重項消滅を媒介する。   Optionally, according to the fifth aspect, the triplet accepting unit mediates the triplet-triplet annihilation of the triplet exciton transferred from the light emitting polymer to the triplet accepting unit.

本発明の第1の態様では、本発明は、三重項受容単位が実質的に発光しない組成物に関することを理解されよう。発光ポリマーの励起一重項状態のエネルギー準位(S1)は、発光ポリマーのS1エネルギー準位から三重項受容材料のS1準位への一重項励起子の任意の実質的な移動を防止するために、対応する三重項受容単位のエネルギー準位以下であり、好ましくはこのエネルギー準位未満である。 In a first aspect of the invention, it will be appreciated that the invention relates to a composition in which the triplet accepting unit is substantially non-luminescent. Energy level of the excited singlet state of the light-emitting polymer (S 1) is prevented from any substantial movement of singlet excitons from S 1 energy level of the light emitting polymer to S 1 level of the triplet receiving material Therefore, it is lower than the energy level of the corresponding triplet accepting unit, and preferably lower than this energy level.

「三重項受容単位」は、本明細書で使用される場合、発光ポリマーから三重項励起子を受け取ることができる単位を意味する。三重項受容単位は、効率的に機能するために、発光単位の三重項励起状態のエネルギー準位よりもエネルギーが低い、三重項励起状態のエネルギー準位T1を有する。 A “triplet accepting unit” as used herein means a unit capable of receiving triplet excitons from a light emitting polymer. In order to function efficiently, the triplet accepting unit has an energy level T 1 in the triplet excited state that is lower in energy than the energy level in the triplet excited state of the light emitting unit.

三重項クエンチの概略図である。3 is a schematic diagram of a triplet quench. FIG. 第1の三重項−三重項消滅機構の概略図である。It is the schematic of a 1st triplet-triplet annihilation mechanism. 第2の三重項−三重項消滅機構を示す図である。It is a figure which shows a 2nd triplet-triplet annihilation mechanism. 本発明の一実施例による有機発光デバイスを示す図である。1 is a diagram illustrating an organic light emitting device according to an embodiment of the present invention. 例示的デバイスおよび比較用デバイスの外部量子効率対電圧のグラフである。FIG. 6 is a graph of external quantum efficiency versus voltage for an exemplary device and a comparative device. 例示的デバイスおよび比較用デバイスの三重項密度を示すグラフである。2 is a graph showing the triplet density of an exemplary device and a comparative device. 時間分解エレクトロルミネセンスのグラフである。It is a graph of time-resolved electroluminescence. 例示的デバイスおよび比較用デバイスの外部量子効率対時間のグラフである。FIG. 6 is a graph of external quantum efficiency versus time for an exemplary device and a comparative device.

本発明者らは、デバイスの寿命の短縮を引き起こす経路による減衰を低減または排除するために、三重項励起子の減衰を引き起こし得るいくつかの経路を同定した。これには、三重項励起子がクエンチ過程によって非放射減衰する経路、および三重項励起子が三重項−三重項消滅して、非放射クエンチ経路と比較して、より良好なデバイス効率を提供することができる遅延蛍光をもたらす経路が含まれる。   The inventors have identified several pathways that can cause triplet exciton decay in order to reduce or eliminate decay due to pathways that cause a shortened lifetime of the device. This includes a path where the triplet exciton decays non-radiatively by the quench process, and the triplet exciton annihilates triplet-triplet, providing better device efficiency compared to the non-radiative quenching path. Pathways that provide delayed fluorescence that can be included are included.

三重項クエンチ
図1は、例示的なOLEDの第1のエネルギー移動機構を示す。疑わしさを回避するために、本明細書では図1を含むエネルギー準位の図には、目盛りを記載していない。図1は、一重項励起状態のエネルギー準位S1Eおよび一重項基底状態のエネルギー準位S0Eを有する発光ポリマーが配されたOLEDのエネルギー移動を示している。エネルギーS1Eを有する一重項励起子は、図1のS1EとS0Eの間の実線矢印によって示した蛍光発光hvによって減衰する。三重項と三重項励起子の相互反応または三重項と一重項励起子の相互反応は、発光ポリマーの上に、「超励起」状態を作り出すことができる。いかなる理論にも拘泥するものではないが、発光ポリマー上にこれらの高エネルギーの「超励起」状態が形成されることは、ポリマーの操作寿命にとって有害になり得ると思われる。しかし、T1Eより低い励起三重項状態のエネルギー準位T1Aを有する三重項受容単位を提供することによって、クエンチのために三重項励起子を三重項受容単位に移動させることが可能になり、これは、図1の点線で示したスピン禁制過程であるT1EからS0Eへの放射減衰の代替となる。S1およびT1準位は、それぞれ蛍光およびリン光スペクトルから測定され得る。
Triplet Quench FIG. 1 shows a first energy transfer mechanism of an exemplary OLED. In order to avoid suspicion, the scale of energy levels including FIG. 1 is not described in this specification. FIG. 1 shows the energy transfer of an OLED having a light emitting polymer with a singlet excited state energy level S 1E and a singlet ground state energy level S 0E . Singlet excitons having energy S 1E are attenuated by the fluorescence emission hv indicated by the solid line arrow between S 1E and S 0E in FIG. Triplet and triplet exciton interactions or triplet and singlet exciton interactions can create "superexcited" states on the light-emitting polymer. Without being bound by any theory, it is believed that the formation of these high energy “superexcited” states on the light emitting polymer can be detrimental to the operational lifetime of the polymer. However, providing a triplet acceptor unit having an excited triplet state energy level T 1A lower than T 1E allows the triplet exciton to be transferred to the triplet acceptor unit for quenching, This is an alternative to the radiation decay from T 1E to S 0E , which is the spin forbidden process indicated by the dotted line in FIG. The S 1 and T 1 levels can be measured from the fluorescence and phosphorescence spectra, respectively.

この実施例の三重項受容単位は、S1EからS1Aへの一重項励起子の移動を実質的または完全に防止するために、一重項励起状態のエネルギー準位S1Eよりも高い一重項励起状態のエネルギー準位S1Aを有する。好ましくは、S1Aは、励起子の任意の実質的な逆移動を防止するために、S1Eより少なくともkT高いエネルギーにある。同様に、T1Eは、好ましくはT1Aより少なくともkT高いエネルギーにある。エネルギー準位S1AはS1Eより高いことが好ましいが、このことは三重項の吸収が生じるのに必須ではないことを理解されよう。 The triplet accepting unit of this example has a singlet excitation higher than the energy level S 1E in the singlet excited state in order to substantially or completely prevent singlet exciton migration from S 1E to S 1A . It has a state energy level S 1A . Preferably, S 1A is at an energy at least kT higher than S 1E to prevent any substantial reverse movement of excitons. Similarly, T 1E is preferably at an energy at least kT higher than T 1A . While it is preferred that the energy level S 1A is higher than S 1E , it will be understood that this is not essential for triplet absorption to occur.

三重項−三重項消滅
図2は、例示的なOLEDの第2のエネルギー移動機構を示す。
Triplet-triplet annihilation FIG. 2 shows a second energy transfer mechanism of an exemplary OLED.

この実施形態によれば、2つの三重項受容単位間の相互作用によって引き起こされる三重項−三重項消滅(TTA)は、最大2×T1A(T1Aは、三重項受容材料の三重項励起状態のエネルギー準位を表す)のエネルギーを有する、三重項−三重項消滅型の一重項励起子をもたらす。2つの三重項受容単位のうち第1の三重項受容単位上に形成されたこの一重項励起子は、S1AおよびS1Eよりも高いエネルギーにあるエネルギー準位SnAを有しており、したがってこの一重項励起子はS1Aに移動し、次にS1Eに移動することができ、そこから光hvが遅延蛍光として発光され得る。2つの三重項受容単位のうち第2の三重項受容単位上にある三重項励起子は、基底状態T0Aに減衰し得る。 According to this embodiment, the triplet-triplet annihilation (TTA) caused by the interaction between two triplet accepting units is a maximum of 2 × T 1A (T 1A is the triplet excited state of the triplet acceptor material). Resulting in a triplet-triplet annihilation type singlet exciton having an energy of 1). This singlet exciton formed on the first triplet accepting unit of the two triplet accepting units has an energy level SnA that is at a higher energy than S 1A and S 1E , and therefore This singlet exciton can move to S 1A and then to S 1E , from which light hv can be emitted as delayed fluorescence. Triplet excitons on the second triplet accepting unit of the two triplet accepting units can decay to the ground state T 0A .

最初に、T1Eで形成された三重項励起子は、T1Aに移動する。T1Eよりも低いエネルギー準位T1Aを有する三重項受容材料を提供することによって、T1EからT1Aへの励起子の急速な移動が生じ得る。この移動は、図1の点線矢印で示したスピン禁制過程であるT1EからS0Eへの三重項励起子の減衰速度と比較して、相対的に急速である。T1EとT1Aの間のエネルギーギャップは、好ましくは、T1AからT1Eへの励起子の逆移動を回避するために、kTより大きい。同様に、S1AとS1Eの間のエネルギーギャップは、好ましくは、S1EからS1Aへの励起子の逆移動を回避するために、kTより大きい。 Initially, the triplet exciton formed at T 1E moves to T 1A . By providing a triplet acceptor material having an energy level T 1A lower than T 1E , rapid exciton transfer from T 1E to T 1A can occur. This movement is relatively rapid compared to the decay rate of triplet excitons from T 1E to S 0E , which is the spin forbidden process indicated by the dotted arrows in FIG. The energy gap between T 1E and T 1A is preferably greater than kT to avoid reverse exciton migration from T 1A to T 1E . Similarly, the energy gap between S 1A and S 1E is preferably greater than kT to avoid reverse exciton migration from S 1E to S 1A .

三重項−三重項消滅と競合するT1A上の三重項励起子の減衰経路は、図1に関して先に記載した、S0Aへの非放射(クエンチ)経路である。S0Aへの減衰ではなくTTAの可能性を最大限にするために、いくつかの対策を取ることができる。特に、
i)三重項吸収材料は、T1A上の三重項励起子が、相対的に長い寿命τTAを有するように選択することができる。相対的に長い寿命とは、S0Aへの減衰速度が相対的に緩慢であることを意味するだけでなく、TTAの確率が相対的に高いことを意味している。
ii)発光層における三重項吸収材料の濃度は、相対的に高く、例えば1mol%超、例えば1〜10mol%の範囲であってよい。
iii)2つ以上の三重項受容材料は、例えば式(II)の単位に関して以下に記載の通り、近接して配されることができる。
The decay path of triplet excitons on T 1A competing with triplet-triplet annihilation is the non-radiative (quenching) path to S 0A previously described with respect to FIG. Several measures can be taken to maximize the potential for TTA rather than attenuation to SOA . In particular,
i) The triplet absorbing material can be selected such that the triplet excitons on T 1A have a relatively long lifetime τ TA . The relatively long life, but also means that the rate of reduction of the S 0A is relatively slow, the probability of TTA is meant that relatively high.
ii) The concentration of the triplet absorbing material in the light emitting layer may be relatively high, for example in the range of more than 1 mol%, for example 1-10 mol%.
iii) Two or more triplet receptive materials can be placed in close proximity, eg as described below for units of formula (II).

これらの対策のそれぞれは、単独で、または組み合わせて使用することができる。   Each of these measures can be used alone or in combination.

図3は、例示的なOLEDの第3のエネルギー移動機構を示す。   FIG. 3 shows a third energy transfer mechanism of an exemplary OLED.

この場合、三重項−三重項消滅は、三重項受容単位上に位置するエネルギーT1Aの三重項励起子と、発光ポリマー上に位置するエネルギーT1Eの三重項励起子との間で生じる。これによって、最大T1E+T1Aのエネルギーを有する三重項−三重項消滅型の一重項励起子(TTAS)がもたらされることを理解されよう。この一重項励起子のエネルギー準位SnAはS1Eよりも高く、したがってエネルギー準位SnAは、そのエネルギーをS1Aに移動し、S1AからS1Eに移動することができ、そこから光hvが遅延蛍光として発光され得る。 In this case, triplet-triplet annihilation occurs between triplet excitons with energy T 1A located on the triplet accepting unit and triplet excitons with energy T 1E located on the light emitting polymer. It will be understood that this results in a triplet-triplet annihilation singlet exciton (TTAS) having an energy of maximum T 1E + T 1A . The energy level S nA of singlet excitons is higher than S 1E, energy level S nA therefore, moves the energy to the S 1A, it can be moved from S 1A to S 1E, the light therefrom hv can be emitted as delayed fluorescence.

図2および3では、エネルギー準位S1AはS1Eより高いことが好ましいが、このことは三重項の吸収が生じるのに必須ではないことを理解されよう。 2 and 3, the energy level S 1A is preferably higher than S 1E , but it will be understood that this is not essential for triplet absorption to occur.

いかなる理論にも拘泥するものではないが、OLED駆動中に形成される、発光ポリマー上の超励起状態の形成を回避することによって、デバイスの寿命が改善され得ると思われる。さらに、安定な遅延蛍光を生成するTTAを発生する三重項受容単位を利用することによって、三重項励起子がクエンチされるデバイス(図1に示した通り)と比較して、または遅延蛍光の強度が初期のOLED駆動後に急激に低下し得る、三重項受容単位が存在しないデバイスと比較して、効率を改善する可能性がある。   Without being bound by any theory, it is believed that the lifetime of the device can be improved by avoiding the formation of superexcited states on the light emitting polymer formed during OLED driving. In addition, by utilizing a triplet acceptor unit that generates a TTA that produces stable delayed fluorescence, as compared to a device where triplet excitons are quenched (as shown in FIG. 1) or the intensity of delayed fluorescence. May improve efficiency compared to devices that lack the triplet accepting unit, which may drop sharply after the initial OLED drive.

三重項をクエンチする機構および前述の2つのTTA機構の2つまたは3つすべては、同じデバイス内で生じ、TTAの2つの機構のそれぞれからの遅延蛍光の量は、発光材料の濃度、三重項受容単位の濃度、ならびに発光単位および三重項受容単位上の三重項励起子の励起状態の寿命などの因子に依存して決まることを理解されよう。図2に関して先に記載した対策を用いて、TTAの可能性を増大することができる。   The mechanism for quenching the triplet and two or all three of the aforementioned two TTA mechanisms occur within the same device, and the amount of delayed fluorescence from each of the two mechanisms of TTA depends on the concentration of the luminescent material, the triplet. It will be appreciated that it depends on factors such as the concentration of the accepting unit, and the lifetime of the excited state of the triplet exciton on the luminescent and triplet accepting units. The measures described above with respect to FIG. 2 can be used to increase the likelihood of TTA.

発光材料から三重項受容材料への三重項励起子の移動速度定数は、三重項励起子のクエンチの速度定数を超えるように選択することができる。   The rate constant of triplet exciton transfer from the luminescent material to the triplet acceptor material can be selected to exceed the rate constant of quenching of the triplet exciton.

本発明の発光組成物からの発光には、前述の遅延蛍光、ならびに発光材料上の正孔および電子の再結合から直接生じる蛍光(「即発蛍光」)が含まれ得る。   Luminescence from the luminescent composition of the present invention can include the aforementioned delayed fluorescence, as well as fluorescence that results directly from recombination of holes and electrons on the luminescent material (“prompt fluorescence”).

当業者は、例えば即発蛍光後の発光組成物からの発光を測定することによって、発光組成物から放出された光における遅延蛍光の存在を決定付ける方法を認識されよう。   One skilled in the art will recognize how to determine the presence of delayed fluorescence in the light emitted from the luminescent composition, for example, by measuring the luminescence from the luminescent composition after prompt fluorescence.

発光組成物を含むOLEDの場合、遅延蛍光は、TTA過程から、または相対的に長い寿命のトラップ電荷の再結合から生じ得る。TTA過程は、Popovic、Z.D.&Aziz、H.Delayed electroluminescence in small molecule based organic light emitting diodes:evidence for triplet−triplet annihilation and recombination centre mediated light generation mechanism.J.Appl.Phy.98、013510−5(2005年)に詳説されている通り、負バイアスの短いスパイクを印加すると同時に遅延蛍光の強度を測定することによって、トラップ電荷の再結合過程と区別することができる。負バイアスが、遅延蛍光の強度に対して持続的効果をもたない場合、TTAが示唆される(バイアスの除去後に遅延蛍光が低下する、トラップ電荷の再結合から生じる非即発蛍光とは反対)。   In the case of an OLED comprising a luminescent composition, delayed fluorescence can result from a TTA process or from a relatively long-lived trap charge recombination. The TTA process is described in Popovic, Z. et al. D. & Aziz, H .; Delayed electroluminescence in small molecule based organic light emitting diodes: evidence for triplication and recombination and recombination. J. et al. Appl. Phy. 98, 013510-5 (2005) can be distinguished from the trap charge recombination process by applying a short negative bias spike and simultaneously measuring the intensity of delayed fluorescence. If the negative bias has no lasting effect on the intensity of delayed fluorescence, TTA is suggested (as opposed to non-prompt fluorescence resulting from trap charge recombination, where delayed fluorescence decreases after the bias is removed) .

三重項受容単位
使用される三重項受容単位は、発光ポリマーおよび発光組成物の任意の他の成分に化学的には結合しないが、物理的に混合される化合物であってよい。あるいは、三重項受容単位は、直接的にまたはスペーサー基を介して組成物の成分に結合することができ、特に共有結合することができる。
Triplet Accepting Unit The triplet accepting unit used may be a compound that is not chemically bonded to the light emitting polymer and any other component of the light emitting composition but is physically mixed. Alternatively, the triplet accepting unit can be bound to a component of the composition, either directly or via a spacer group, and in particular can be covalently bound.

三重項受容単位が発光ポリマーとブレンドされる場合、その単位は、好ましくは可溶化基で置換されている。   When triplet accepting units are blended with a light emitting polymer, the units are preferably substituted with solubilizing groups.

例示的な三重項受容化合物には、1つまたは複数の単環式または多環式環を含み、任意選択により1つまたは複数のアルケニル基またはアルキニル基を含む芳香族または複素芳香族化合物、例えばアントラセンおよびアンタントレンおよびその誘導体などの多環芳香族炭化水素;モノ−またはジスチリルアリールおよびジスチリルベンゼン、ジスチリルビフェニル、スチルベン、フルベン、ジベンゾフルベンなどのその誘導体、シクロオクタテトラエンなどの環式ポリエンを含む線状ポリエン(2〜6個のアルケン)、ならびにその内容全体が参照によって本明細書に組み込まれるHandbook of Photochemistry、第2版、Steven L Murov、Ian Carmichael and Gordon L Hugに記載のさらなる材料が含まれる。各前記化合物は、任意選択により置換されていてよく、例えばアルキル基で置換されていてよい。一実施形態では、三重項受容単位は、12個を超えるsp2混成炭素原子を含む多環式芳香族炭化水素単位を含まない。 Exemplary triplet acceptor compounds include aromatic or heteroaromatic compounds that include one or more monocyclic or polycyclic rings, and optionally include one or more alkenyl or alkynyl groups, such as Polycyclic aromatic hydrocarbons such as anthracene and ananthrene and derivatives thereof; mono- or distyrylaryl and derivatives thereof such as distyrylbenzene, distyrylbiphenyl, stilbene, fulvene, dibenzofulvene, cyclic such as cyclooctatetraene Linear polyenes including polyenes (2-6 alkenes), as well as Handbook of Photochemistry, 2nd edition, Steven L Murov, Ian Carmichael and Gordon L Hug, the entire contents of which are incorporated herein by reference. Contained additional materials of the mounting is. Each said compound may be optionally substituted, for example substituted with an alkyl group. In one embodiment, the triplet accepting unit does not comprise a polycyclic aromatic hydrocarbon unit comprising more than 12 sp 2 hybridized carbon atoms.

例示的なモノ−およびジ−スチリルアリール化合物には、以下が含まれる。   Exemplary mono- and di-styrylaryl compounds include:

例示的なアンタントレン化合物には、以下が含まれる。   Exemplary anthanthrene compounds include the following:

式中、Akは、アルキル、特に分岐または直鎖のC110アルキルである。特に好ましいアルキル基は、n−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシルおよびn−オクチルである。 Wherein, Ak is alkyl, in particular branched or C 1 ~ 10 alkyl straight. Particularly preferred alkyl groups are n-butyl, t-butyl, n-hexyl and n-octyl.

三重項受容単位は、発光ポリマーおよび組成物中に存在し得る任意の他の成分と物理的に混合される化合物であってよく、または発光組成物もしくは存在する場合にはこれらの他の成分の1つに結合することができる。他の1つまたは複数の成分は、例えば、正孔輸送材料または電子輸送材料などの1つまたは複数の電荷輸送材料であり得る。三重項受容単位が発光ポリマーに結合している場合、三重項受容単位は、ポリマー主鎖における繰返し単位、ポリマー主鎖からペンダント状態にある1つもしくは複数の側鎖基、またはポリマー末端基として提供され得る。   The triplet accepting unit may be a compound that is physically mixed with the luminescent polymer and any other component that may be present in the composition, or of the luminescent composition or, if present, these other components. Can be combined into one. The other component or components can be one or more charge transport materials such as, for example, hole transport materials or electron transport materials. When the triplet accepting unit is attached to a light emitting polymer, the triplet accepting unit is provided as a repeating unit in the polymer backbone, one or more side groups that are pendant from the polymer backbone, or a polymer end group Can be done.

三重項受容単位は、金属触媒クロスカップリング反応に関与することができる脱離基などの少なくとも2つの重合可能な基で置換されている三重項受容繰返し単位を含むモノマーを重合することによって、発光ポリマーの主鎖に結合することができる(脱離基の3つ以上が反応する場合、3つ以上の脱離基を含むモノマーの重合によって、ポリマーに分岐点が生成されることを理解されよう)。この目的に合わせて、三重項受容単位のsp2炭素原子上の脱離基の置換を使用することができる。例示的な脱離基には、以下により詳細に記載する鈴木または山本重合反応に使用するためのハロゲン基およびボロン酸基またはボロン酸エステル基が含まれる。三重項受容単位は、下記の発光ポリマーの任意の繰返し単位に結合することができ、例えば、発光繰返し単位、電子輸送繰返し単位および/または正孔輸送繰返し単位に結合することができる。一実施形態では、このポリマーは、三重項を受容する繰返し単位およびアリーレンコモノマーの繰返し単位(co-repeat unit)、例えば下記の式(IV)の繰返し単位を含む。 Triplet accepting units emit light by polymerizing monomers containing triplet accepting repeat units that are substituted with at least two polymerizable groups such as leaving groups that can participate in metal-catalyzed cross-coupling reactions. It will be understood that polymerisation of monomers containing three or more leaving groups will produce branch points in the polymer when three or more of the leaving groups are capable of binding to the polymer backbone. ). For this purpose, substitution of leaving groups on the sp 2 carbon atom of the triplet acceptor unit can be used. Exemplary leaving groups include halogen groups and boronic acid groups or boronic ester groups for use in the Suzuki or Yamamoto polymerization reaction described in more detail below. The triplet accepting unit can be bonded to any repeating unit of the light emitting polymer described below, for example, can be bonded to the light emitting repeating unit, the electron transport repeating unit and / or the hole transport repeating unit. In one embodiment, the polymer comprises a triplet-accepting repeat unit and an arylene comonomer repeat unit, such as a repeat unit of formula (IV) below.

例示的な繰返し単位には、以下が含まれる。   Exemplary repeat units include the following:

式中、*は、繰返し単位を連結してポリマー鎖にするための連結点を示し、Akは、アルキル、特に分岐または直鎖のC110アルキルである。特に好ましいアルキル基は、n−ブチル、t−ブチル、n−ヘキシルおよびn−オクチルである。Rは、Hまたは置換基であり、任意選択によりアルキル、または任意選択により置換されているアリールもしくはヘテロアリール、例えば1つまたは複数のアルキル基で置換されているフェニルである。 Wherein *, linked repeating units indicates the point of attachment to the polymer chain, Ak is alkyl, in particular branched or C 1 ~ 10 alkyl straight. Particularly preferred alkyl groups are n-butyl, t-butyl, n-hexyl and n-octyl. R is H or a substituent, optionally alkyl, or optionally substituted aryl or heteroaryl, for example phenyl substituted with one or more alkyl groups.

三重項受容単位は、ハロゲンまたはボロン酸またはボロン酸エステルなどの金属触媒クロスカップリング反応に関与することができる脱離基などの1つの重合可能な基で置換されている化合物を、ポリマー上の脱離基と反応させることによって、発光ポリマーの側鎖基または末端基として配することができる。   A triplet accepting unit is a compound on a polymer that is substituted with one polymerizable group, such as a leaving group that can participate in a metal-catalyzed cross-coupling reaction such as a halogen or a boronic acid or boronic ester. By reacting with the leaving group, it can be arranged as a side chain group or a terminal group of the light emitting polymer.

例示的な末端基単位には、以下が含まれる。   Exemplary end group units include:

あるいは側鎖基は、以下に示す通り、側鎖基をモノマーの置換基として提供することによって、発光ポリマーに組み込むことができる。
PG−重合可能な単位−PG

三重項吸収単位
式中、PGは、前述の脱離基などの重合可能な基、または重合可能な二重結合を表す。
Alternatively, the side chain groups can be incorporated into the light emitting polymer by providing the side chain groups as monomer substituents, as shown below.
PG-polymerizable unit-PG

In the triplet absorption unit formula, PG represents a polymerizable group such as the aforementioned leaving group or a polymerizable double bond.

例示的な側鎖基モノマーには、以下が含まれる。   Exemplary side group monomers include the following.

式中、*は、繰返し単位を連結してポリマー鎖にするための連結点を示し、Rは、アルキル、特に分岐または直鎖のC110アルキル、ヘテロアリールまたはアリール(任意選択のアルキル、アリールまたはヘテロアリール置換基を伴う)である。 Wherein *, linked repeating units indicates the point of attachment to the polymer chain, R represents an alkyl, in particular branched or C 1 ~ 10 alkyl straight, heteroaryl or aryl (optionally alkyl, With aryl or heteroaryl substituents).

前述の通り、TTAおよび遅延蛍光の可能性を増大するために、複数の三重項受容単位を近接して配することができる。例えば、かかる2つの単位は、一般式(II)を有する任意選択により置換されている単位で提供することができる。
TAU−スペーサー−TAU
(II)
式中、「TAU」は、式(I)の三重項受容単位を表し、スペーサーは、共役しているか、または共役していないスペーサー基である。スペーサー基は、2つの三重項受容TAU基を分離し、好ましくはそれらの電子的な特徴を分離する(例えば、HOMOとLUMO)。共役および軌道の重なりの正確な性質に応じて、Spは、任意選択により、置換されているフェニル、ビフェニルまたはフルオレンなどの1つまたは複数のアリーレン基またはヘテロアリーレン基を含むことができる。あるいは、Spは、任意選択により、アルキルなどの共役していない連結基、またはTAU基とTAU基の間に共役経路を提供しない別の分子の連結を含むことができる。
As mentioned above, multiple triplet accepting units can be placed in close proximity to increase the possibility of TTA and delayed fluorescence. For example, such two units can be provided in an optionally substituted unit having the general formula (II).
TAU-Spacer-TAU
(II)
In the formula, “TAU” represents the triplet accepting unit of formula (I), and the spacer is a conjugated or non-conjugated spacer group. The spacer group separates the two triplet accepting TAU groups and preferably separates their electronic characteristics (eg HOMO and LUMO). Depending on the exact nature of the conjugation and orbital overlap, Sp can optionally include one or more arylene or heteroarylene groups such as substituted phenyl, biphenyl or fluorene. Alternatively, Sp can optionally include an unconjugated linking group, such as alkyl, or the linking of another molecule that does not provide a conjugation pathway between the TAU group and the TAU group.

式(II)の単位は、発光ポリマーと物理的に混合された別個の化合物であってよく、または発光ポリマーに結合していてもよい。発光ポリマーがポリマーである場合、式(II)の単位は、前述の通り、主鎖の繰返し単位、側鎖基または末端基として結合することができる。   The unit of formula (II) may be a separate compound physically mixed with the light emitting polymer or may be bound to the light emitting polymer. When the light emitting polymer is a polymer, the unit of the formula (II) can be bonded as a repeating unit, a side chain group or a terminal group of the main chain as described above.

あるいはまたはさらには、三重項受容単位は、式(IIb)の繰返し構造を含むオリゴマーもしくはポリマー、またはオリゴマーもしくはポリマーの成分であってよい。
(TAU−スペーサー)m
(IIb)
式中、mは、少なくとも2である。このオリゴマーまたはポリマーは、発光ポリマーと混合することができ、またはポリマー主鎖内に配されることができる。
Alternatively or additionally, the triplet accepting unit may be an oligomer or polymer comprising a repeating structure of formula (IIb), or a component of the oligomer or polymer.
(TAU-spacer) m
(IIb)
In the formula, m is at least 2. This oligomer or polymer can be mixed with the light-emitting polymer or placed in the polymer backbone.

三重項受容単位と発光ポリマーの結合を先に記載してきたが、三重項受容単位は、同様に、存在する場合には組成物の任意の他の成分と結合し得ることを理解されよう。三重項受容単位の濃度は、発光材料に対して任意選択により少なくとも0.1mol%、または少なくとも1mol%、例えば0.1〜10mol%または1〜10mol%の範囲である。三重項受容材料の濃度が高いほど、TTAの可能性は増大する。   Although the coupling of the triplet accepting unit and the light emitting polymer has been described above, it will be understood that the triplet accepting unit can also be coupled to any other component of the composition, if present. The concentration of the triplet accepting unit is optionally in the range of at least 0.1 mol%, or at least 1 mol%, for example 0.1-10 mol% or 1-10 mol%, relative to the luminescent material. The higher the triplet receptive material concentration, the greater the potential for TTA.

TTAの可能性を増大するために、三重項受容材料上に存在する励起状態の三重項の寿命は、任意選択により少なくとも1マイクロ秒、任意選択により少なくとも10マイクロ秒、任意選択により少なくとも100マイクロ秒である。三重項励起子の寿命は、その半減期であり、これは、内容が参照によって本明細書に組み込まれるHandbook of Photochemistry、第2版、Steven L Murov、Ian Carmichael and Gordon L Hugおよびその参考文献に記載の通り、単分子の三重項の寿命を測定するための閃光光分解によって測定することができる。   To increase the likelihood of TTA, the lifetime of the excited triplet present on the triplet acceptor material is optionally at least 1 microsecond, optionally at least 10 microseconds, optionally at least 100 microseconds. It is. The lifetime of a triplet exciton is its half-life, which is described in Handbook of Photochemistry, 2nd edition, Steven L Murov, Ian Carmichael and Gordon L Hug and its references, the contents of which are incorporated herein by reference. As described, it can be measured by flash photolysis to measure the lifetime of single molecule triplets.

三重項受容材料は、リン光ドーパントとは異なり、吸収された三重項が放射減衰するのにエネルギー的に起こりやすい経路を提供せず、結果として、三重項受容材料によって吸収された三重項励起子のエネルギーは、三重項受容材料からリン光発光の形態で三重項受容材料から実質的に喪失されることはないことを理解されよう。   Triplet acceptor materials, unlike phosphorescent dopants, do not provide an energetically prone route for absorbed triplets to radiatively decay, resulting in triplet excitons absorbed by the triplet acceptor material. It will be appreciated that no energy is substantially lost from the triplet acceptor material in the form of phosphorescence from the triplet acceptor material.

発光材料上、例えば共役した発光ポリマーのポリマー主鎖上の三重項励起子の密度は、以下により詳細に記載する通り、準連続発振(準cw)励起状態の吸収を使用して測定することができる。   The density of triplet excitons on a luminescent material, for example on the polymer backbone of a conjugated luminescent polymer, can be measured using absorption in a quasi-continuous oscillation (quasi-cw) excited state, as described in more detail below. it can.

図4は、本発明の一実施形態によるOLEDの構造を示す。OLEDは、透明ガラスまたはプラスチック基板1と、陽極2と、陰極4と、陽極2および陰極4の間に提供された発光層3とを含む。電荷輸送層、電荷注入層または電荷阻止層などのさらなる層(示さず)は、陽極2および陰極の間に位置することができる。   FIG. 4 shows the structure of an OLED according to an embodiment of the present invention. The OLED includes a transparent glass or plastic substrate 1, an anode 2, a cathode 4, and a light emitting layer 3 provided between the anode 2 and the cathode 4. Additional layers (not shown) such as a charge transport layer, charge injection layer or charge blocking layer can be located between the anode 2 and the cathode.

発光ポリマー
発光ポリマーは、発光繰返し単位を含む発光ホモポリマーであってよく、または例えばWO00/55927に開示の通り、発光繰返し単位と、正孔輸送および/または電子輸送繰返し単位などのさらなる繰返し単位を含むコポリマーであってもよい。各繰返し単位は、ポリマーの主鎖または側鎖に配される。
Luminescent polymer The luminescent polymer may be a luminescent homopolymer comprising a luminescent repeat unit or may comprise a luminescent repeat unit and further repeat units such as hole transport and / or electron transport repeat units as disclosed, for example, in WO 00/55927. It may be a copolymer containing. Each repeating unit is located in the main chain or side chain of the polymer.

層3における使用に適した発光ポリマーには、ポリ(p−フェニレンビニレン)などのポリ(アリーレンビニレン)、およびポリフルオレン、特に2,7−連結9,9ジアルキルポリフルオレンまたは2,7−連結9,9ジアリールポリフルオレンなどのポリアリーレン;ポリスピロフルオレン、特に2,7−連結ポリ−9,9−スピロフルオレン;ポリインデノフルオレン、特に2,7−連結ポリインデノフルオレン;ポリフェニレン、特にアルキルまたはアルコキシで置換されているポリ−1,4−フェニレンが含まれる。かかるポリマーは、例えば、Adv.Mater.2000年、12(23)1737〜1750頁およびその参考文献に開示されている。   Light emitting polymers suitable for use in layer 3 include poly (arylene vinylenes) such as poly (p-phenylene vinylene), and polyfluorenes, particularly 2,7-linked 9,9 dialkyl polyfluorenes or 2,7-linked 9 , 9 polyarylenes such as diarylpolyfluorenes; polyspirofluorenes, especially 2,7-linked poly-9,9-spirofluorenes; polyindenofluorenes, especially 2,7-linked polyindenofluorenes; polyphenylenes, especially alkyl or Poly-1,4-phenylene substituted with alkoxy is included. Such polymers are described, for example, in Adv. Mater. 2000, 12 (23) 1737-1750 and references therein.

発光ポリマーは、好ましくは、例えば、Adv.Mater.2000年、12(23)1737〜1750頁およびその参考文献に開示されている通り、アリーレン繰返し単位から選択される繰返し単位を含む。   The light-emitting polymer is preferably, for example, Adv. Mater. 2000, 12 (23) pp. 1737-1750 and references therein, containing repeat units selected from arylene repeat units.

例示的な第1の繰返し単位には、J.Appl.Phys.1996年、79、934頁に開示の1,4−フェニレン繰返し単位;欧州特許第0842208号に開示のフルオレン繰返し単位;例えばMacromolecules 2000年、33(6)、2016〜2020頁に開示のインデノフルオレン繰返し単位;および例えば欧州特許第0707020号に開示のスピロフルオレン繰返し単位が含まれる。これらの繰返し単位のそれぞれは、任意選択により置換されている。置換基の例には、C120アルキルまたはアルコキシなどの可溶化基;フッ素、ニトロまたはシアノなどの電子求引基;およびポリマーのガラス転移温度(Tg)を増大する置換基が含まれる。アリーレン繰返し単位またはその鎖は、電子輸送機能性を提供することができる。例えば、ポリフルオレンの鎖は、ポリマーに電子輸送機能性を提供することができる。 Exemplary first repeat units include J.I. Appl. Phys. 1996, 79, 934; 1,4-phenylene repeating unit; fluorene repeating unit disclosed in European Patent No. 0842208; for example, Macromolecules 2000, 33 (6), indenofluorene disclosed on pages 2016-2020 Repeat units; and spirofluorene repeat units disclosed, for example, in EP 0707020. Each of these repeating units is optionally substituted. Examples of the substituents, C 1 ~ 20 alkyl or solubilizing groups such as alkoxy; include substituents to increase and the glass transition temperature of the polymer (Tg); fluorine, nitro or electron-withdrawing group such as cyano. The arylene repeat unit or chain thereof can provide electron transport functionality. For example, polyfluorene chains can provide electron transport functionality to the polymer.

特に好ましいポリマーは、任意選択により置換されている2,7−連結フルオレン、最も好ましくは式IVの繰返し単位を含む。   Particularly preferred polymers comprise optionally substituted 2,7-linked fluorene, most preferably repeating units of formula IV.

式中、R1およびR2は、独立に、Hまたは置換基であり、R1およびR2は、連結されて、環を形成することができる。R1およびR2は、好ましくは、水素;任意選択により置換されているアルキル(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい);任意選択により置換されているアリールもしくはヘテロアリール;ならびに任意選択により置換されているアリールアルキルまたはヘテロアリールアルキルからなる群から選択される。より好ましくは、R1およびR2の少なくとも1つは、任意選択により置換されているアルキル、例えばC1〜C20アルキルまたはアリール基を含む。 In the formula, R 1 and R 2 are independently H or a substituent, and R 1 and R 2 can be linked to form a ring. R 1 and R 2 are preferably hydrogen; optionally substituted alkyl (one or more non-adjacent C atoms are replaced by O, S, N, C═O and —COO— An optionally substituted aryl or heteroaryl; and an optionally substituted arylalkyl or heteroarylalkyl. More preferably, at least one of R 1 and R 2 comprises an optionally substituted alkyl, such as a C 1 -C 20 alkyl or aryl group.

「アリール」および「ヘテロアリール」は、本明細書で使用される場合、それぞれ縮合したおよび縮合していないアリール基およびヘテロアリール基の両方を含む。   “Aryl” and “heteroaryl” as used herein include both fused and unfused aryl and heteroaryl groups, respectively.

任意選択により、フルオレン繰返し単位は、少なくとも50mol%の量で存在する。   Optionally, the fluorene repeat unit is present in an amount of at least 50 mol%.

1またはR2がアリールまたはヘテロアリールの場合、好ましいアリール基またはヘテロアリール基は、フェニルであり、好ましい任意選択の置換基には、アルキル基が含まれる(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい)。 When R 1 or R 2 is aryl or heteroaryl, the preferred aryl or heteroaryl group is phenyl, and preferred optional substituents include alkyl groups (one or more non-adjacent C atoms may be replaced by O, S, N, C═O and —COO—.

置換基R1およびR2以外のフルオレン単位の任意選択の置換基は、好ましくは、アルキル(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい)、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、アルコキシ、アルキルチオ、フッ素、シアノおよびアリールアルキルからなる群から選択される。 Optional substituents of the fluorene unit other than the substituents R 1 and R 2 are preferably alkyl (one or more non-adjacent C atoms are O, S, N, C═O and —COO— Optionally substituted aryl, optionally substituted heteroaryl, alkoxy, alkylthio, fluorine, cyano and arylalkyl.

好ましくは、ポリマーは、前述のアリーレン繰返し単位およびアリールアミン繰返し単位、特に繰返し単位Vを含む。   Preferably, the polymer comprises the aforementioned arylene repeat units and arylamine repeat units, especially repeat unit V.

式中、Ar1およびAr2は、任意選択により置換されているアリール基またはヘテロアリール基であり、nは、1以上であり、好ましくは1または2であり、Rは、Hまたは置換基、好ましくは置換基である。Rは、好ましくはアルキルまたはアリールまたはヘテロアリール、最も好ましくはアリールまたはヘテロアリールである。式1の単位のアリール基またはヘテロアリール基のいずれかは、Rがアリールまたはヘテロアリールである場合を含み、置換されていてよく、一実施形態ではAr1、Ar2およびRは、それぞれ任意選択により置換されているフェニルである。好ましい置換基は、アルキル(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい)、任意選択により置換されているアリール、任意選択により置換されているヘテロアリール、アルコキシ、アルキルチオ、フッ素、シアノおよびアリールアルキルから選択される。好ましい置換基には、アルキル基およびアルコキシ基が含まれる。式1の繰返し単位のアリール基またはヘテロアリール基のいずれかは、直接結合または二価の連結原子もしくは連結基によって連結されていてもよい。好ましい二価の連結原子および連結基には、O、S、置換Nおよび置換されているCが含まれる。 Wherein Ar 1 and Ar 2 are optionally substituted aryl or heteroaryl groups, n is 1 or more, preferably 1 or 2, and R is H or a substituent, A substituent is preferred. R is preferably alkyl or aryl or heteroaryl, most preferably aryl or heteroaryl. Either the aryl or heteroaryl group of the unit of Formula 1 may be substituted, including where R is aryl or heteroaryl, and in one embodiment Ar 1 , Ar 2 and R are each optionally Is substituted by phenyl. Preferred substituents are alkyl (one or more non-adjacent C atoms may be replaced by O, S, N, C═O and —COO—), optionally substituted aryl, Selected from optionally substituted heteroaryl, alkoxy, alkylthio, fluorine, cyano and arylalkyl. Preferred substituents include alkyl groups and alkoxy groups. Either the aryl group or heteroaryl group of the repeating unit of Formula 1 may be linked by a direct bond or a divalent linking atom or linking group. Preferred divalent linking atoms and linking groups include O, S, substituted N, and substituted C.

式1を満たす特に好ましい単位には、式1〜3の単位が含まれる。   Particularly preferred units that satisfy Formula 1 include units of Formulas 1-3.

式中、Ar1およびAr2は、先に定義の通りであり、Ar3は、任意選択により置換されているアリールまたはヘテロアリールである。存在する場合、Ar3の好ましい置換基には、アルキル基およびアルコキシ基が含まれる。 Wherein Ar 1 and Ar 2 are as defined above and Ar 3 is an optionally substituted aryl or heteroaryl. When present, preferred substituents for Ar 3 include alkyl groups and alkoxy groups.

アリールアミン繰返し単位は、好ましくは最大30mol%、好ましくは最大20mol%の量で存在する。これらの百分率は、式Vの2つ以上のタイプの繰返し単位が使用される場合に、ポリマー中に存在するアリールアミン単位の総数に適用される。式(V)の繰返し単位は、正孔輸送機能性および発光機能性の1つまたは複数を提供することができる。   The arylamine repeat unit is preferably present in an amount of up to 30 mol%, preferably up to 20 mol%. These percentages apply to the total number of arylamine units present in the polymer when more than one type of repeat unit of formula V is used. The repeating unit of formula (V) can provide one or more of hole transport functionality and light emission functionality.

ポリマーは、電荷輸送または発光のために、ヘテロアリーレン繰返し単位を含むことができる。   The polymer can include heteroarylene repeat units for charge transport or emission.

三重項受容単位と発光ポリマーの結合は、それに対応する混合系には利用できない分子内の三重項受容経路をもたらし得るので、三重項受容材料を発光ポリマーと混合する場合と比較して、より効率的な三重項受容をもたらすことができる。   The coupling of a triplet accepting unit and a light-emitting polymer can result in an intramolecular triplet accepting pathway that is not available in the corresponding mixed system, so it is more efficient than mixing a triplet acceptor material with a light-emitting polymer. Triplet acceptance can be provided.

さらに結合は、処理上の理由から有益になり得る。例えば、三重項受容単位の可溶性が低い場合、この三重項受容単位を、可溶性発光ポリマーに結合させると、その発光ポリマーによって三重項受容単位が溶液に組み込まれ、溶液処理技術を使用してデバイスを製造することができる。さらに、三重項受容単位が、スチルベンまたはその誘導体などの相対的に揮発性の材料である場合、デバイスの製造中に三重項受容材料が蒸発する危険性が排除される。このことは、溶液の堆積によって形成される発光層が、一般には、デバイスの製造過程の一部として加熱され(例えば、溶媒を蒸発させるために)、それによって揮発性の三重項受容単位が蒸発する確率が増大するので、溶液処理法を使用して形成されるOLEDの場合には特に問題となる。最後に、三重項受容単位を発光ポリマーと結合させることによって、デバイスの性能に有害になり得る、溶液処理されたデバイスにおける相分離効果を防止することができる。   Further, the coupling can be beneficial for processing reasons. For example, if the triplet acceptor unit is poorly soluble, binding the triplet acceptor unit to a soluble light-emitting polymer causes the triplet acceptor unit to be incorporated into the solution by the light-emitting polymer, and the device can be fabricated using solution processing techniques. Can be manufactured. Furthermore, if the triplet accepting unit is a relatively volatile material such as stilbene or a derivative thereof, the risk of evaporation of the triplet accepting material during device manufacture is eliminated. This means that the emissive layer formed by solution deposition is generally heated as part of the device fabrication process (eg, to evaporate the solvent), thereby evaporating the volatile triplet accepting units. This is particularly problematic in the case of OLEDs formed using solution processing methods. Finally, combining triplet accepting units with a light emitting polymer can prevent phase separation effects in solution processed devices that can be detrimental to device performance.

発光ポリマーが、発光繰返し単位およびさらなる繰返し単位、例えば式(V)の発光アミン繰返し単位および式(IV)のフルオレン繰返し単位を含む共役ポリマーである場合、ポリマー主鎖への三重項受容単位の共役(例えば、フルオレン繰返し単位との共役による)によって、三重項受容単位のT1エネルギー準位が低下し、したがって、エミッタ単位から三重項受容単位に三重項励起子を移動させるエネルギーが起こりやすくなる。三重項受容単位のT1エネルギー準位のこの低下により、三重項受容単位を、このように共役していない三重項受容単位と共に使用するには低すぎるT1準位を有する発光ポリマーと併用することも可能になる。 Conjugation of triplet accepting units to the polymer backbone when the light emitting polymer is a conjugated polymer comprising a light emitting repeat unit and further repeat units, for example a light emitting amine repeat unit of formula (V) and a fluorene repeat unit of formula (IV) (Eg, due to conjugation with a fluorene repeat unit) reduces the T 1 energy level of the triplet accepting unit, and thus tends to cause energy to move triplet excitons from the emitter unit to the triplet accepting unit. This reduction in the T 1 energy level of the triplet acceptor unit allows the triplet acceptor unit to be used in combination with a light-emitting polymer having a T 1 level that is too low to be used with such unconjugated triplet acceptor units. It becomes possible.

共役した発光ポリマーの好ましい調製方法は、金属錯体触媒の金属原子が、モノマーのアリール基またはヘテロアリール基と脱離基との間に挿入される「金属挿入」を含む。例示的な金属挿入法は、例えばWO00/53656に記載の鈴木重合、および例えば、T.Yamamoto、「Electrically Conducting And Thermally Stable π−Conjugated Poly(arylene)s Prepared by Organometallic Processes」、Progress in Polymer Science 1993年、17、1153〜1205頁に記載の山本重合である。山本重合の場合は、ニッケル錯体触媒が使用され、鈴木重合の場合は、パラジウム錯体触媒が使用される。   A preferred method of preparing conjugated luminescent polymers involves “metal insertion” in which the metal atom of the metal complex catalyst is inserted between the aryl or heteroaryl group of the monomer and the leaving group. Exemplary metal insertion methods include, for example, Suzuki polymerisation as described in WO 00/53656, and T.W. Yamamoto, “Electrically Conducting And Thermally Stable π-Conjugated Poly (arylene) s Prepared by Organic Processes, 3rd page, 115th” In the case of Yamamoto polymerization, a nickel complex catalyst is used, and in the case of Suzuki polymerization, a palladium complex catalyst is used.

例えば、山本重合による線状ポリマーの合成では、2つの反応性ハロゲン基を有するモノマーが使用される。同様に、鈴木重合の方法によれば、少なくとも1つの反応基は、ボロン酸またはボロン酸エステルなどのホウ素誘導体基であり、他の反応基はハロゲンである。好ましいハロゲンは、塩素、臭素およびヨウ素、最も好ましくは臭素である。   For example, in the synthesis of a linear polymer by Yamamoto polymerization, a monomer having two reactive halogen groups is used. Similarly, according to the method of Suzuki polymerisation, at least one reactive group is a boron derivative group such as a boronic acid or boronic ester and the other reactive group is a halogen. Preferred halogens are chlorine, bromine and iodine, most preferably bromine.

したがって、本願を通して示される繰返し単位は、適切な脱離基を担持するモノマーから導出され得ることが理解されよう。同様に、末端基または側鎖基は、適切な脱離基の反応によって、ポリマーに結合することができる。   Thus, it will be appreciated that the repeat units shown throughout this application can be derived from monomers bearing appropriate leaving groups. Similarly, end groups or side groups can be attached to the polymer by reaction of a suitable leaving group.

鈴木重合は、立体規則性のある(regioregular)ブロックコポリマーおよびランダムコポリマーを調製するために使用することができる。特に、ホモポリマーまたはランダムコポリマーは、1つの反応基がハロゲンであり、他の反応基がホウ素誘導体基である場合に調製することができる。あるいは、ブロックコポリマーまたは立体規則性のあるコポリマー、特にABコポリマーは、第1のモノマーの両方の反応基がホウ素であり、第2のモノマーの両方の反応基がハロゲンである場合に調製することができる。   Suzuki polymerisation can be used to prepare regioregular block copolymers and random copolymers. In particular, homopolymers or random copolymers can be prepared when one reactive group is a halogen and the other reactive group is a boron derivative group. Alternatively, block copolymers or stereoregular copolymers, especially AB copolymers, can be prepared when both reactive groups of the first monomer are boron and both reactive groups of the second monomer are halogen. it can.

ハロゲン化物の代替として、金属挿入に関与することができる他の脱離基には、トシレート、メシレートおよびトリフレートを含む基が含まれる。   As an alternative to halides, other leaving groups that can participate in metal insertion include groups including tosylate, mesylate and triflate.

発光層3は、発光ポリマーおよび三重項受容単位だけからなることができ、またはこれらの材料を、1つまたは複数のさらなる材料と組み合わせて含むことができる。特に、発光ポリマーは、正孔および/または電子輸送材料とブレンドすることができ、あるいは例えばWO99/48160に開示されている通り、正孔および/または電子輸送材料に共有結合することができる。   The light-emitting layer 3 can consist only of the light-emitting polymer and the triplet accepting unit, or can comprise these materials in combination with one or more further materials. In particular, the light-emitting polymer can be blended with a hole and / or electron transport material, or can be covalently bonded to the hole and / or electron transport material, for example as disclosed in WO 99/48160.

発光コポリマーは、例えばWO00/55927および米国特許第6353083号に開示されている通り、発光領域と、正孔輸送領域および電子輸送領域の少なくとも一方とを含むことができる。正孔輸送領域および電子輸送領域の一方だけが提供される場合、エレクトロルミネセント領域によって、正孔輸送機能性および電子輸送機能性の他方を提供することもでき、例えば、前述のアミン単位は、正孔輸送と発光の両方の機能性を提供することができる。発光繰返し単位と、正孔輸送繰返し単位および電子輸送繰返し単位の一方または両方とを含む発光コポリマーは、米国特許第6353083号の通り、ポリマー主鎖に前記単位を提供することができ、またはポリマー主鎖からペンダント状態にあるポリマー側鎖基に前記単位を提供することができる。   The light emitting copolymer can comprise a light emitting region and at least one of a hole transport region and an electron transport region, as disclosed, for example, in WO 00/55927 and US Pat. No. 6,353083. If only one of the hole transport region and the electron transport region is provided, the electroluminescent region can also provide the other of the hole transport functionality and the electron transport functionality, for example, the aforementioned amine unit can be Both hole transport and light emission functionality can be provided. A luminescent copolymer comprising a luminescent repeat unit and one or both of a hole transport repeat unit and an electron transport repeat unit can provide the unit in the polymer backbone, as in US Pat. The unit can be provided from the chain to a polymer side group in a pendant state.

発光ポリマーは、三重項受容単位に対するそのS1およびT1エネルギー準位が前述の通りであるという条件で、任意の色を発光することができるが、発光ポリマーは、好ましくは青色発光ポリマーであり、特に、400〜500nm、好ましくは430〜500nmの範囲のピーク波長を有するフォトルミネセント発光を有する材料である。 The light emitting polymer can emit any color, provided that its S 1 and T 1 energy levels relative to the triplet accepting unit are as described above, but the light emitting polymer is preferably a blue light emitting polymer. In particular, it is a material having a photoluminescent emission with a peak wavelength in the range of 400 to 500 nm, preferably 430 to 500 nm.

発光層3は、パターン化されていてよく、またはパターン化されていなくてもよい。パターン化されていない層を含むデバイスは、例えば照明光源として使用することができる。白色発光デバイスは、特にこの目的に適している。パターン化された層を含むデバイスは、例えば、アクティブマトリックスディスプレイまたはパッシブマトリックスディスプレイであってよい。アクティブマトリックスディスプレイの場合、パターン化されたエレクトロルミネセント層は、一般に、パターン化された陽極層およびパターン化されていない陰極と組み合わせて使用される。パッシブマトリックスディスプレイの場合、陽極層は、陽極材料の平行なストライプと、その陽極材料に垂直に配列されたエレクトロルミネセント材料および陰極材料の平行なストライプとから形成され、エレクトロルミネセント材料および陰極材料のストライプは、フォトリソグラフィによって形成された絶縁材料(「陰極分離材」)のストライプによって一般に分離されている。   The light emitting layer 3 may be patterned or may not be patterned. A device comprising an unpatterned layer can be used, for example, as an illumination light source. White light emitting devices are particularly suitable for this purpose. The device comprising the patterned layer can be, for example, an active matrix display or a passive matrix display. In the case of an active matrix display, a patterned electroluminescent layer is generally used in combination with a patterned anode layer and an unpatterned cathode. In the case of a passive matrix display, the anode layer is formed from parallel stripes of anode material and parallel stripes of electroluminescent and cathode materials arranged perpendicular to the anode material, the electroluminescent and cathode materials The stripes are generally separated by stripes of insulating material (“cathode separator”) formed by photolithography.

正孔注入層
伝導性有機材料または無機材料から形成することができる伝導性正孔注入層を、陽極2およびエレクトロルミネセント層3の間に提供して、陽極から半導体ポリマーの1つまたは複数の層に正孔を注入するのに役立てることができる。
Hole injection layer A conductive hole injection layer, which can be formed from a conductive organic or inorganic material, is provided between the anode 2 and the electroluminescent layer 3 from the anode to one or more of the semiconducting polymers. It can be useful for injecting holes into the layer.

ドープされた有機正孔注入材料の例には、任意選択により置換されているドープされたポリ(エチレンジオキシチオフェン)(PEDT)、特に欧州特許第0901176号および欧州特許第0947123号に開示の通りポリスチレンスルホネート(PSS)などの電荷平衡性ポリ酸でドープされたPEDT、ポリアクリル酸またはフッ素化スルホン酸、例えばNafion(登録商標);米国特許第5723873号および米国特許第5798170号に開示のポリアニリン;ならびに任意選択により置換されているポリチオフェンまたはポリ(チエノチオフェン)が含まれる。伝導性無機材料の例には、Journal of Physics D:Applied Physics(1996年)、29(11)、2750〜2753頁に開示されているものなどの、VOx MoOxおよびRuOxなどの遷移金属酸化物が含まれる。   Examples of doped organic hole injection materials include optionally substituted doped poly (ethylenedioxythiophene) (PEDT), particularly as disclosed in EP 0901176 and EP 0947123. PEDT doped with charge balancing polyacids such as polystyrene sulfonate (PSS), polyacrylic acid or fluorinated sulfonic acids such as Nafion®; polyaniline disclosed in US Pat. No. 5,723,873 and US Pat. No. 5,798,170; As well as optionally substituted polythiophene or poly (thienothiophene). Examples of conductive inorganic materials include transition metal oxides such as VOx MoOx and RuOx, such as those disclosed in Journal of Physics D: Applied Physics (1996), 29 (11), pages 2750-2754. included.

電荷輸送層
正孔輸送層は、陽極およびエレクトロルミネセント層の間に提供することができる。同様に、電子輸送層は、陰極およびエレクトロルミネセント層の間に提供することができる。
Charge Transport Layer A hole transport layer can be provided between the anode and the electroluminescent layer. Similarly, an electron transport layer can be provided between the cathode and the electroluminescent layer.

同様に、電子阻止層は、陽極およびエレクトロルミネセント層の間に提供することができ、正孔阻止層は、陰極およびエレクトロルミネセント層の間に提供することができる。輸送層および阻止層は、組み合わせて使用することができる。そのHOMOおよびLUMO準位に応じて、単一層によって、正孔および電子の一方を輸送し、かつ正孔および電子の他方を阻止することができる。   Similarly, an electron blocking layer can be provided between the anode and the electroluminescent layer, and a hole blocking layer can be provided between the cathode and the electroluminescent layer. The transport layer and blocking layer can be used in combination. Depending on its HOMO and LUMO levels, a single layer can transport one of holes and electrons and block the other of holes and electrons.

存在する場合、陽極2およびエレクトロルミネセント層3の間に位置する正孔輸送層は、好ましくは5.5eV以下、より好ましくは約4.8〜5.5eVのHOMO準位を有する。HOMO準位は、例えばサイクリックボルタンメトリーによって測定することができる。   When present, the hole transport layer located between the anode 2 and the electroluminescent layer 3 preferably has a HOMO level of 5.5 eV or less, more preferably about 4.8 to 5.5 eV. The HOMO level can be measured, for example, by cyclic voltammetry.

存在する場合、エレクトロルミネセント層3および陰極4の間に位置する電子輸送層は、好ましくは約3〜3.5eVのLUMO準位を有する。例えば、一酸化ケイ素もしくは二酸化ケイ素の層、または0.2〜2nmの範囲の厚さを有する他の薄い誘電性の層が、エレクトロルミネセント層3および層4の間に提供される。   When present, the electron transport layer located between the electroluminescent layer 3 and the cathode 4 preferably has a LUMO level of about 3 to 3.5 eV. For example, a layer of silicon monoxide or silicon dioxide or other thin dielectric layer having a thickness in the range of 0.2-2 nm is provided between the electroluminescent layer 3 and the layer 4.

電荷輸送材料として使用するためのポリマーは、式(IV)のフルオレン単位などのアリーレン単位および前述の他の単位を含むことができる。   Polymers for use as charge transport materials can include arylene units such as the fluorene unit of formula (IV) and other units described above.

正孔輸送ポリマーは、アリールアミン繰返し単位、特に前述の式1〜3の繰返し単位などの、式(V)の繰返し単位を含むことができる。このポリマーは、ホモポリマーであってよく、または最大95mol%、好ましくは最大70mol%の量のアリーレン繰返し単位を含むコポリマーであってもよい。これらの百分率は、式(V)の2種類以上の繰返し単位が使用される場合に、ポリマー内に存在するアリールアミン単位の総数に適用される。   The hole transport polymer may comprise a repeat unit of formula (V), such as an arylamine repeat unit, in particular the repeat unit of formulas 1-3 described above. The polymer may be a homopolymer or a copolymer comprising arylene repeat units in an amount up to 95 mol%, preferably up to 70 mol%. These percentages apply to the total number of arylamine units present in the polymer when two or more repeating units of formula (V) are used.

電荷輸送単位は、ポリマー主鎖またはポリマー側鎖に提供することができる。   The charge transport unit can be provided on the polymer main chain or the polymer side chain.

陰極
陰極4は、エレクトロルミネセント層に電子を注入することができる仕事関数を有する材料から選択される。陰極とエレクトロルミネセント材料との間に有害な相互反応が生じる可能性があるなどの他の因子も、陰極の選択に影響を及ぼす。陰極は、アルミニウム層などの単一材料からなることができる。
Cathode The cathode 4 is selected from materials having a work function capable of injecting electrons into the electroluminescent layer. Other factors, such as the possibility of deleterious interactions between the cathode and the electroluminescent material, also affect cathode selection. The cathode can be made of a single material such as an aluminum layer.

あるいは、陰極は、複数の金属を含むことができ、例えばWO98/10621に開示のカルシウムおよびアルミニウムなどの、低仕事関数の材料および高仕事関数の材料の二層;WO98/57381、Appl.Phys.Lett.2002年、81(4)、634頁およびWO02/84759に開示の元素バリウム;またはWO00/48258に開示の、電子注入の一助にするための金属化合物、特にアルカリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物またはフッ化物、例えばフッ化リチウムの薄層;Appl.Phys.Lett.2001年、79(5)、2001頁に開示のフッ化バリウム;ならびに酸化バリウムを含むことができる。デバイスに電子を効率的に注入するために、陰極は、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2eV未満、最も好ましくは3eV未満の仕事関数を有する。金属の仕事関数は、例えば、Michaelson、J.Appl.Phys.48(11)、4729頁、1977年に見ることができる。   Alternatively, the cathode can comprise a plurality of metals, for example, a bilayer of a low work function material and a high work function material, such as calcium and aluminum disclosed in WO 98/10621; WO 98/57381, Appl. Phys. Lett. Elemental barium disclosed in 2002, 81 (4), 634 and WO02 / 84759; or metal compounds, particularly alkali metal or alkaline earth metal oxides, as disclosed in WO00 / 48258, to aid electron injection Or a thin layer of fluoride, such as lithium fluoride; Appl. Phys. Lett. 2001, 79 (5), 2001, barium fluoride; as well as barium oxide. In order to efficiently inject electrons into the device, the cathode preferably has a work function of less than 3.5 eV, more preferably less than 3.2 eV, and most preferably less than 3 eV. Metal work functions are described, for example, in Michaelson, J. et al. Appl. Phys. 48 (11), 4729, 1977.

陰極は、不透明または透明であり得る。透明陰極は、アクティブマトリックスデバイスにおいて透明陽極を通過する発光が、発光性画素の下に位置する駆動回路によって少なくとも部分的に阻止されるので、アクティブマトリックスデバイスでは特に有利である。透明陰極は、十分に薄くて透明な電子注入材料の層を含む。一般に、この層の横伝導率は、その薄さの結果として低くなる。この場合、電子注入材料の層は、酸化インジウムスズなどの透明導電性材料のより厚い層と組み合わせて使用される。   The cathode can be opaque or transparent. Transparent cathodes are particularly advantageous in active matrix devices, as light passing through the transparent anode in the active matrix device is at least partially blocked by a drive circuit located under the luminescent pixel. The transparent cathode includes a layer of electron injection material that is sufficiently thin and transparent. In general, the lateral conductivity of this layer is low as a result of its thinness. In this case, the layer of electron injecting material is used in combination with a thicker layer of transparent conductive material such as indium tin oxide.

透明陰極デバイスには、透明陽極が不要であり(当然のことながら、完全に透明なデバイスが望ましい場合を除く)、したがってボトム発光デバイスに使用される透明陽極は、アルミニウム層などの反射材料の層で置き換えるか、または補充できることを理解されよう。透明陰極デバイスの例は、例えばGB2348316に開示されている。   Transparent cathode devices do not require a transparent anode (unless of course a completely transparent device is desired), and therefore transparent anodes used in bottom light emitting devices are layers of reflective material such as an aluminum layer. It will be understood that can be replaced or supplemented with. An example of a transparent cathode device is disclosed, for example, in GB 2348316.

封止
光学デバイスは、湿気および酸素に感受性が高い傾向がある。したがって基板は、好ましくは、デバイスへの湿気および酸素の侵入を防止するための良好なバリア特性を有する。基板は、一般にガラスであるが、特にデバイスの可撓性が望ましい場合には、代替の基板を使用することができる。例えば、基板は、プラスチック層とバリア層が交互になった基板を開示している米国特許第6268695号にみられるようなプラスチック、または欧州特許第0949850号に開示されている薄いガラスおよびプラスチックのラミネートを含むことができる。
Sealing optical devices tend to be sensitive to moisture and oxygen. Thus, the substrate preferably has good barrier properties to prevent moisture and oxygen from entering the device. The substrate is typically glass, but alternative substrates can be used, particularly where device flexibility is desired. For example, the substrate may be a plastic such as in US Pat. No. 6,268,695 which discloses a substrate with alternating plastic and barrier layers, or a thin glass and plastic laminate disclosed in EP 0949850. Can be included.

デバイスは、好ましくは、湿気および酸素の侵入を防止するための封止材(encapsulant)(示さず)で封止される。適切な封止材には、ガラスシート、二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素などの適切なバリア特性を有するフィルム、または例えばWO01/81649に開示されているポリマーと誘電体が交互に積み重ねられたもの、または例えばWO01/19142に開示されている気密容器が含まれる。透明陰極デバイスの場合、一酸化ケイ素または二酸化ケイ素などの透明な封止層は、ミクロンレベルの厚さまで堆積することができるが、好ましい一実施形態では、かかる層の厚さは、20〜300nmの範囲である。基板または封止材に浸透することができる任意の大気中の湿気および/または酸素を吸収するためのゲッター材料は、基板および封止材の間に堆積させることができる。   The device is preferably sealed with an encapsulant (not shown) to prevent moisture and oxygen ingress. Suitable encapsulants include glass sheets, films with suitable barrier properties such as silicon dioxide, silicon monoxide, silicon nitride, or alternately stacked with polymers and dielectrics as disclosed, for example, in WO01 / 81649 Or hermetic containers disclosed, for example, in WO 01/19142. For transparent cathode devices, a transparent sealing layer such as silicon monoxide or silicon dioxide can be deposited to a micron level thickness, but in a preferred embodiment, the thickness of such layer is 20-300 nm. It is a range. Any atmospheric moisture and / or oxygen getter material that can penetrate the substrate or encapsulant can be deposited between the substrate and encapsulant.

溶液処理
発光層3は、真空蒸着および溶媒中溶液からの堆積を含む任意の方法によって堆積させることができる。発光層が、ポリフルオレンなどのポリアリーレンを含む場合、溶液堆積に適した溶媒には、トルエンおよびキシレンなどのモノ−またはポリ−アルキルベンゼンが含まれる。特に好ましい溶液堆積技術には、印刷技術およびコーティング技術、好ましくはスピンコーティングおよびインクジェット印刷が含まれる。
Solution Treatment The light emitting layer 3 can be deposited by any method including vacuum evaporation and deposition from a solution in a solvent. When the emissive layer includes polyarylene such as polyfluorene, suitable solvents for solution deposition include mono- or poly-alkylbenzenes such as toluene and xylene. Particularly preferred solution deposition techniques include printing and coating techniques, preferably spin coating and ink jet printing.

スピンコーティングは、特に、エレクトロルミネセント材料のパターン化が不要のデバイス、例えば照明適用または簡単なモノクロセグメントディスプレイに適している。   Spin coating is particularly suitable for devices that do not require patterning of electroluminescent materials, such as lighting applications or simple monochrome segment displays.

インクジェット印刷は、特に、情報量の多いディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに適している。デバイスは、第1の電極上にパターン化された層を提供し、単色(モノクロデバイスの場合)または複数色(多色、特にフルカラーデバイスの場合)の印刷のためにウェルを画定することによって印刷されるインクジェットであり得る。パターン化される層は、一般に、例えば欧州特許第0880303号に記載の通り、ウェルを画定するためにパターン化されるフォトレジスト層である。   Inkjet printing is particularly suitable for displays with a large amount of information, in particular full color displays. The device prints by providing a patterned layer on the first electrode and defining wells for single color (for monochrome devices) or multiple colors (for multicolor, especially for full color devices) printing Can be inkjet. The layer to be patterned is generally a photoresist layer that is patterned to define wells, for example as described in EP 0880303.

ウェルの代替として、パターン化された層内に画定されたチャネルに、インクを印刷することができる。特に、フォトレジストは、パターン化してチャネルを形成することができ、そのチャネルは、ウェルとは異なり、複数の画素上に広がり、チャネル端部で閉口していても開口していてもよい。   As an alternative to wells, ink can be printed in channels defined in the patterned layer. In particular, a photoresist can be patterned to form a channel, which, unlike a well, extends over a plurality of pixels and may be closed or open at the end of the channel.

他の溶液堆積技術には、浸漬コーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷が含まれる。   Other solution deposition techniques include dip coating, roll printing and screen printing.

OLEDの複数の層が溶液処理によって形成される場合、当業者は、例えば1つの層を架橋した後、その後の層を堆積させることによって、または隣接する層の第1の層を形成する材料が、第2の層を堆積させるために使用される溶媒に溶解しないように、隣接する層の材料を選択することによって、隣接する層が混ざり合うのを防止するための技術を認識されよう。   When multiple layers of an OLED are formed by solution processing, those skilled in the art will know, for example, by cross-linking one layer and then depositing subsequent layers or the material that forms the first layer of the adjacent layer. One will recognize techniques for preventing admixing of adjacent layers by selecting the material of the adjacent layers so that they do not dissolve in the solvent used to deposit the second layer.

モノマー実施例1
三重項をクエンチする単位を形成するためのモノマーを、以下の方法に従って調製した。
Monomer Example 1
Monomers to form triplet quenching units were prepared according to the following method.

この合成は、2位および8位における置換を示す。以下に示す通り、6,12位および/または4,10位においても類似の置換が提供され得る。   This synthesis shows substitution at the 2 and 8 positions. Similar substitutions can be provided at the 6,12 and / or 4,10 positions as shown below.

組成物実施例1
モノマー1を、WO00/53656に記載の鈴木重合によって、トリアリールアミンおよびフルオレンのコモノマーと重合して、式(V)のアミン繰返し単位および式(IV)のフルオレン繰返し単位を含むコポリマーを形成した。
Composition Example 1
Monomer 1 was polymerized with triarylamine and fluorene comonomers by Suzuki polymerization as described in WO 00/53656 to form a copolymer comprising an amine repeat unit of formula (V) and a fluorene repeat unit of formula (IV).

組成物実施例2
三重項をクエンチする材料11を、以下の方法に従って調製した。
Composition Example 2
Material 11 to quench the triplet was prepared according to the following method.

i.4−ブロモベンズアルデヒド、NaOtBu、THF、ii.BuLi、IPB、THF、iii.3、Pd(PPh32Cl2、Et4NOH、トルエン、iv.1−ブロモ−4−ヨードベンゼン、Pd(PPh34、Ag2CO3、THF、v.BuLi、H2O、THF i. 4-bromobenzaldehyde, NaO t Bu, THF, ii. BuLi, IPB, THF, iii. 3, Pd (PPh 3 ) 2 Cl 2 , Et 4 NOH, toluene, iv. 1-bromo-4-iodobenzene, Pd (PPh 3 ) 4 , Ag 2 CO 3 , THF, v. BuLi, H 2 O, THF

化合物11を、式(IV)のフルオレン繰返し単位および式(V)の発光アミン繰返し単位を含む発光ポリマーと混合した。   Compound 11 was mixed with a luminescent polymer comprising a fluorene repeat unit of formula (IV) and a luminescent amine repeat unit of formula (V).

デバイス実施例1
以下の構造を有するデバイスを形成した。
ITO/HIL/HTL/EL/MF/Al
ITOは、酸化インジウムスズ陽極を表し、HILは、35nmの正孔注入層であり、HTLは、式(IV)のフルオレン繰返し単位および式(V)のアミン繰返し単位を含むポリマーの、15nmの正孔輸送層であり、ELは、三重項受容材料とブレンドした、式(IV)のフルオレン繰返し単位および式(V)のアミン繰返し単位を含む発光ポリマーを含むエレクトロルミネセント層(70nm)であり、MFは、フッ化金属であり、MF/Alの二層は、デバイスの陰極を形成する。HIL、HTLおよびEL層は、溶液から組成物をスピンコーティングし、溶媒を蒸発させることによって堆積させた。
Device Example 1
A device having the following structure was formed.
ITO / HIL / HTL / EL / MF / Al
ITO represents an indium tin oxide anode, HIL is a 35 nm hole injection layer, and HTL is a 15 nm positive of a polymer containing a fluorene repeat unit of formula (IV) and an amine repeat unit of formula (V). A hole transport layer, EL is an electroluminescent layer (70 nm) comprising a luminescent polymer comprising a fluorene repeat unit of formula (IV) and an amine repeat unit of formula (V) blended with a triplet acceptor material; MF is a metal fluoride and the MF / Al bilayer forms the cathode of the device. HIL, HTL and EL layers were deposited by spin coating the composition from solution and evaporating the solvent.

デバイス実施例2
デバイス実施例1の通りにしてデバイスを形成した。このデバイスでは、HTLは、50:50molのコポリマーF8−TFB(ポリ−(9,9−ジオクチルフルオレン−N−(4−(2−ブチル)フェニル)−ジフェニルアミン))を含み、ELは、三重項をクエンチする添加物であるDPVBi(4,4’−ビス(2,2’ジフェニルビニル)−1,1’−ビフェニル)とブレンドした(1%mol比)95:5molのコポリマーF8−PFB(ポリ−(9,9’−ジオクチルフルオレン−co−ビス−N,N’−(4−ブチルフェニル)−ビス−N,N’−フェニル−1,4−フェニレンジアミン))を含む。
Device Example 2
A device was formed as in Device Example 1. In this device, the HTL comprises 50:50 mol of copolymer F8-TFB (poly- (9,9-dioctylfluorene-N- (4- (2-butyl) phenyl) -diphenylamine)) and EL is triplet Is blended with DPVBi (4,4′-bis (2,2′diphenylvinyl) -1,1′-biphenyl), a quenching additive (1% mol ratio) of 95: 5 mol copolymer F8-PFB (poly -(9,9'-dioctylfluorene-co-bis-N, N '-(4-butylphenyl) -bis-N, N'-phenyl-1,4-phenylenediamine)).

DPVBiは、スペクトルの赤色−緑色部分の三重項エネルギーを有する(Chen,P.ら、White organic light−emitting devices with a bipolar transport layer between blue fluorescent and orange phosphorescent emitting layers.Appl.Phys.Lett.91、023505−3(2007年);Schwartz,G.、Fehse,K.、Pfeiffer,M.、Walzer,K.&Leo,K.Highly efficient white organic light emitting diodes comprising an interlayer to separate fluorescent and phosphorescent regions.Applied Physics Letters 89、083509(2006年);およびRomanovskii、Y.V.ら、Phosphorescence of pi−conjugated oligomers and polymers.Phys.Rev.Lett.84、1027〜1030頁(2000年)。   DPVBi has the triplet energy of the red-green part of the spectrum (Chen, P. et al., White organic light-emitting devices with a bipolar transport. And the physic. 0230505-3 (2007); Schwartz, G., Fehse, K., Pfeiffer, M., Walzer, K. & Leo, K. Highly efficient whitening organics competing compres- e. fluorescent and phosphorescent regions. Applied Physics Letters 89, 083509 (2006); and Romanovskii, YV and others. ).

DPVBiはまた、ルミネセントポリマーと比較して高い一重項エネルギー(3.2eV)を有しており、したがってこの分子は、一重項の発光状態に影響を及ぼすことなくポリマーの三重項を受容する。このことは、この低分子をポリマーに組み込んでも、デバイスのフォトルミネセンスの強度にもスペクトルにも影響がないという観測によって確認される。   DPVBi also has a high singlet energy (3.2 eV) compared to the luminescent polymer, so this molecule accepts the triplet of the polymer without affecting the singlet emission state. This is confirmed by the observation that incorporating this small molecule into the polymer has no effect on the device's photoluminescence intensity or spectrum.

一重項および三重項励起子の動力学を、時間分解エレクトロルミネセンス、ならびに準cwおよび時間分解励起状態の吸収を使用して研究した。励起状態の吸収技術は、他所に記載されており(King,S.、Rothe,C.&Monkman,A.Triplet build in and decay of isolated polyspirobifluorene chains in dilute solution.J.Chem.Phys.121、10803〜10808頁(2004年)、およびDhoot,A.S.、Ginger,D.S.、Beljonne,D.、Shuai,Z.&Greenham,N.C.Triplet formation and decay in conjugated polymer devices.Chemical Physics Letters 360、195〜201頁(2002年))、ポリフルオレンの三重項状態は、これらの技術を用いて、三重項状態に起因する780nmにピークを有する強力な励起状態の吸収の特性によって十分に特徴付けられている(King,S.、Rothe,C.&Monkman,A.Triplet build in and decay of isolated polyspirobifluorene chains in dilute solution.J.Chem.Phys.121、10803〜10808頁(2004年)およびRothe,C.、King,S.M.、Dias,F.&Monkman,A.P.Triplet exciton state and related phenomena in the beta−phase of poly(9,9−dioctyl)fluorene.Physical Review B70(2004年))。ポリフルオレン三重項集団の調査を780nmで実施したが、当業者は、この調査を他の発光材料に合わせて、それらの材料の励起状態の吸収特性に基づいて改変する方法を理解されよう。   Singlet and triplet exciton dynamics were studied using time-resolved electroluminescence, and absorption of quasi-cw and time-resolved excited states. Excited state absorption techniques have been described elsewhere (King, S., Rothe, C. & Monkman, A. Triple build in and dehydrated polyspirobifluorine chains in dilute solution. 10808 (2004), and Dhoot, AS, Ginger, DS, Beljonne, D., Shuai, Z. & Greenham, N. C. Triple formation and deci- cation of dehydrated polymer 3 195-201 (2002)), polyfluore Using these techniques, the triplet state is well characterized by the strong excited-state absorption properties having a peak at 780 nm due to the triplet state (King, S., Rothe, C. et al. & Monkman, A. Triple build in and decay of isolated polyspirobifluorine chains in dilute solution.J. Chem. Phys. 121, 10803-10, Ro. & Monkman, AP Triplet exciton state and related phenomena in the beta-phase of poly (9,9-dioc) yl) fluorene.Physical Review B70 (2004 years)). Although the investigation of polyfluorene triplet populations was conducted at 780 nm, those skilled in the art will understand how to adapt this investigation to other emissive materials and based on the excited state absorption properties of those materials.

図5は、デバイス実施例2の外部量子効率(EQE)(菱形)と、三重項をクエンチする添加物が存在しない比較用デバイスの外部量子効率(四角)を示す。三重項をクエンチする添加物を含むデバイスは、高電圧で約20%のピークEQEの著しい低下を示す。効率の喪失は、デバイスのエレクトロルミネセンスのスペクトルが変化することなく生じる。したがって、一重項エネルギーから予期され得る通り、添加物は、一重項励起子をクエンチせず、かつデバイスの発光に関与することもない。いかなる理論にも拘泥するものではないが、効率の喪失は、発光ポリマーから三重項がクエンチされることによりTTA成分の除去が引き起こされることに起因して生じると思われる。   FIG. 5 shows the external quantum efficiency (EQE) of device example 2 (diamonds) and the external quantum efficiency (squares) of a comparative device without the triplet quenching additive. Devices containing additives that quench the triplet show a significant decrease in peak EQE of about 20% at high voltage. The loss of efficiency occurs without changing the electroluminescence spectrum of the device. Thus, as can be expected from singlet energy, the additive does not quench singlet excitons and does not participate in the emission of the device. Without being bound by any theory, it is believed that the loss of efficiency is caused by the removal of the TTA component by quenching the triplet from the light emitting polymer.

ポリマー主鎖上の三重項励起子の密度は、先に概説の通り、準cw励起状態の吸収を使用して測定される。   The density of triplet excitons on the polymer backbone is measured using quasi-cw excited state absorption as outlined above.

図6は、三重項クエンチャーを含むポリマー主鎖上(菱形)および含まないポリマー主鎖上(四角)両方の三重項密度を示し、添加物を含むデバイスでは、フルオレン主鎖上の三重項密度は、約10分の1低く、したがって添加物は、すべてのデバイス駆動電圧において、ポリマーからの三重項をクエンチするのに非常に効率的である。共役ポリマーにおける三重項励起状態の吸収の消衰係数についての文献による値は、10-16〜10-15cm2の範囲であり、これにより、標準のデバイスでは50mAcm-2の一般的な駆動電流において1016〜1017cm-3の三重項密度が生じ、減衰は、発光性一重項励起子の生成をもたらす三重項の互いの二分子の消滅が大部分を占めている。 FIG. 6 shows the triplet density both on the polymer backbone with a triplet quencher (diamond) and without the polymer backbone (square), and for devices with additives, the triplet density on the fluorene backbone. Is about 1/10 lower, so the additive is very efficient at quenching triplets from the polymer at all device drive voltages. Literature values for the extinction coefficient of absorption of triplet excited states in conjugated polymers range from 10 −16 to 10 −15 cm 2 , which gives a typical drive current of 50 mAcm −2 for standard devices. The triplet density of 10 16 to 10 17 cm -3 occurs at, and the decay is dominated by the extinction of the triplet of each other's bimolecule that results in the generation of luminescent singlet excitons.

図7は、デバイス実施例2のターンオフ中の時間分解エレクトロルミネセンスを、時間分解三重項過渡吸収およびその二乗と比較して示す。点線は、同じ勾配である。また、デバイス電流がスイッチオフされた250ns後に、−10v200nsの持続期間の逆バイアスパルスがデバイスに適用されるときの、エレクトロルミネセンスのターンオフに対する効果も示す。   FIG. 7 shows time-resolved electroluminescence during turn-off of Device Example 2 compared to time-resolved triplet transient absorption and its square. The dotted line has the same slope. Also shown is the effect on electroluminescence turn-off when a reverse bias pulse of -10 v 200 ns duration is applied to the device 250 ns after the device current is switched off.

電流をターンオフした後、最初に、デバイスのRC時定数に類似の時間尺度で輝度の急速な減衰が生じ、次にELの残留信号が生じるが、この信号は、元の全エレクトロルミネセンスの約30%を占め、数マイクロ秒で減衰する。一般に、OLEDの緩慢な過渡発光は、深いトラップもしくは界面電荷層からの電荷の再結合、またはTTAのいずれかに帰する(Kondakov,D.Y.Characterization of triplet−triplet annihilation in organic light−emitting diodes based on anthracene derivatives.J.Appl.Phys.102、114504〜5頁(2007年)、Sinha,S.、Rothe,C、Guentner,R.、Scherf,U.&Monkman,A.P.Electrophosphorescence and Delayed Electroluminescence from Pristine Polyfluorene Thin Film Devices at Low Temperature.Physical Review Letters 90、127402頁(2003年)、およびSinha,S.、Monkman,A.P.、Guntner,R.&Scherf,U.Space−charge−mediated delayed electroluminescence from polyfluorene thin films.Appl.Phys.Lett.82、4693〜4695頁(2003年)参照)。   After turning off the current, first, there is a rapid decay of brightness on a time scale similar to the RC time constant of the device, followed by an EL residual signal, which is approximately the same as the original total electroluminescence. It accounts for 30% and decays in a few microseconds. In general, slow transient emission of OLEDs is attributed to either deep traps or charge recombination from the interfacial charge layer, or TTA (Kondakov, DY Characteristic of triplet-triplet in organic lighting-emittering. based on anthracene derivatives.J. Appl. from Pristine Polyfluorine Thin Film Devices at Low Temperature. Physical Review Letters 90, 127402 (2003), and Sinha, S., Monkman, AP., Gunner, R. & S. thin films.Appl.Phys.Lett.82, p.4693-4695 (2003)).

2つの機構を区別するために、同じ過渡エレクトロルミネセンスのトレースを、デバイス電流をターンオフした100ns後に、10vの逆バイアスパルスを印加して測定したが、このパルスは、輝度の減衰に寄与する任意のトラップ電荷を除去するか、または少なくとも著しく撹乱する。データは、一重項励起子の電場によるクエンチに起因して、逆バイアスパルス中に発光がわずかにクエンチされるが、逆バイアスパルス後のELの減衰が、標準の減衰形と比較して変わらないことを示している。したがって、トラップ電荷の再結合は、残留輝度信号の著しい原因ではないと結論付けることができる(Popovic,Z.D.&Aziz,H.Delayed electroluminescence in small−molecule−based organic light−emitting diodes:Evidence for triplet−triplet annihilation and recombination−center−mediated light−generation mechanism.J.Appl.Phys.98、013510−5(2005年)))。さらに、残留ルミネッセンスの形状を三重項密度と比較すると(図7に示す)、2つのことが観測される。まず、三重項の減衰の時間尺度は、ELの減衰に類似しているが、より重要なことには、残留輝度の減衰の近似勾配は、三重項密度の二乗の勾配と非常に類似している。この観測は、ELの残留減衰が、発光性一重項励起子をもたらす二分子の三重項−三重項消滅反応に起因することの強力な証拠である。三重項は、それらの固有に高い励起子結合エネルギーに起因して、電場に対して一重項よりもかなり安定であることから、三重項励起子の密度は、10vの逆バイアスパルスを印加しても著しくクエンチされないことに留意することは、有益である(Rothe,C.、King,S.M.&Monkman,A.P.Electric−field−induced singlet and triplet exciton quenching in films of the conjugated polymer polyspirobifluorene.Phys.Rev.B72、085220(2005年)およびDeussen,M.、Scheidler,M.&Bassler,H.Electric−Field−Induced Photoluminescence Quenching in Thin−Film Light−Emitting−Diodes Based on Poly(Phenyl−P−Phenylene Vinylene).Synth.Met.73、123〜129頁(1995年))。   To distinguish the two mechanisms, the same transient electroluminescence trace was measured 100 ns after the device current was turned off, with a 10 v reverse bias pulse applied, which pulse contributes to the luminance decay. The trap charge is removed or at least significantly disturbed. The data shows that due to quenching by the electric field of singlet excitons, the emission is slightly quenched during the reverse bias pulse, but the EL decay after the reverse bias pulse is unchanged compared to the standard decay form It is shown that. Therefore, it can be concluded that the recombination of trapped charges is not a significant cause of the residual luminance signal (Popovic, ZD & Aziz, H. Delayed electroluminescence in small-molecular-lighted organic lighting-emetics: triplet-triplet anihilation and recombination-center-mediated light-generation mechanism. J. Appl. Phys. 98, 013510-5 (2005))). Furthermore, when the shape of the residual luminescence is compared with the triplet density (shown in FIG. 7), two things are observed. First, the triplet decay time scale is similar to the EL decay, but more importantly, the approximate slope of the residual luminance decay is very similar to the slope of the triplet density squared. Yes. This observation is strong evidence that the EL residual decay is due to a bimolecular triplet-triplet annihilation reaction leading to a luminescent singlet exciton. Because triplets are much more stable than singlets with respect to the electric field due to their inherently high exciton binding energies, the density of triplet excitons is determined by applying a reverse bias pulse of 10v. Is not significantly quenched (Rothe, C., King, SM & Monkman, AP Electric-field-induced single and triple olfighting of films. Phys. Rev. B72, 085220 (2005) and Deussen, M., Scheidler, M. & Bassler, H. Electric-Field- nduced Photoluminescence Quenching in Thin-Film Light-Emitting-Diodes Based on Poly (Phenyl-P-Phenylene Vinylene), pp. .Synth.Met.73,123~129 (1995 years)).

図8は、三重項をクエンチする添加物を含むデバイス(点線)および含まないデバイス(実線)両方のエレクトロルミネセンス減衰を示しているが、寿命に対する効果は明らかであり、T90が約5倍改善され、最終的なデバイスの寿命が3倍を超えて改善される。寿命試験中のデバイスの効率を示す図5の下パネルは、寿命試験の初期にはTTAの寄与による追加の効率の高まりが失われているものの、その後、2つのデバイスの減衰が著しく類似していることを明示している。   FIG. 8 shows the electroluminescence decay of both the device with the triplet quenching additive (dotted line) and the device without the solid line (solid line), but the effect on lifetime is obvious and T90 is improved about 5 times. And the final device lifetime is improved by more than three times. The lower panel of FIG. 5, which shows the efficiency of the device during the life test, shows that the attenuation of the two devices is remarkably similar since the additional efficiency gain due to the TTA contribution is lost early in the life test. It is clearly stated.

この寿命の延長に対するコストは、TTAの完全な除去によりEQEが20%低下であり、それよりもこの初期の減衰を安定化することの方がかなり重要である。さらなる変更形態では、前述の通り安定なTTAを利用することによって、高い効率および長寿命の両方が達成され得る。   The cost for extending this lifetime is a 20% reduction in EQE due to complete removal of TTA, and it is much more important to stabilize this initial decay. In a further variation, both high efficiency and long life can be achieved by utilizing a stable TTA as described above.

本発明を、特定の例示的な実施形態に関して記載してきたが、本明細書に開示の特徴の様々な改変、変更および/または組合せは、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく、当業者に明らかになることを理解されよう。   Although the invention has been described with reference to specific exemplary embodiments, various modifications, changes and / or combinations of the features disclosed herein can be made from the scope of the invention as set forth in the claims below. It will be understood that it will be apparent to those skilled in the art without departing.

Claims (25)

発光繰返し単位を含む蛍光発光ポリマー、およびその発光ポリマーに結合した三重項受容単位を含む、組成物。   A composition comprising a fluorescent polymer comprising a luminescent repeat unit and a triplet acceptor unit attached to the luminescent polymer. 三重項受容単位が、0.1〜10mol%の範囲の量で存在する、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the triplet accepting unit is present in an amount ranging from 0.1 to 10 mol%. 三重項受容単位が、発光ポリマーおよび組成物の任意の他の1つまたは複数の成分と混合された三重項受容化合物である、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the triplet accepting unit is a triplet accepting compound mixed with the light emitting polymer and any other component or components of the composition. 三重項受容単位が、発光ポリマーまたは組成物の任意の他の1つもしくは複数の成分に結合している、請求項1に記載の組成物。   The composition of claim 1, wherein the triplet accepting unit is attached to the light emitting polymer or any other component or components of the composition. 正孔輸送材料および電子輸送材料の少なくとも1つを含み、三重項受容単位が、正孔輸送材料、電子輸送材料および発光材料の少なくとも1つに結合している、請求項4に記載の組成物。   5. The composition of claim 4, comprising at least one of a hole transport material and an electron transport material, wherein the triplet accepting unit is bound to at least one of the hole transport material, the electron transport material and the light emitting material. . 三重項受容単位が発光ポリマーに結合している、請求項4に記載の組成物。   5. The composition of claim 4, wherein the triplet accepting unit is attached to the light emitting polymer. 発光ポリマーが、発光繰返し単位、ならびに電子輸送をもたらす繰返し単位および正孔輸送をもたらす繰返し単位の少なくとも1つを含み、三重項受容材料が、発光繰返し単位、電子輸送をもたらす繰返し単位および正孔輸送をもたらす繰返し単位の少なくとも1つに結合している、請求項6に記載の組成物。   The light emitting polymer includes at least one of a light emitting repeating unit, and a repeating unit that provides electron transport and a repeating unit that provides hole transport, and a triplet accepting material includes a light emitting repeating unit, a repeating unit that provides electron transport, and a hole transport. 7. The composition of claim 6, wherein the composition is bound to at least one of the repeating units that provides 三重項受容単位が、発光ポリマーの主鎖中の繰返し単位、または発光ポリマーの側鎖基もしくは末端基である、請求項4または5に記載の組成物。   The composition according to claim 4 or 5, wherein the triplet accepting unit is a repeating unit in the main chain of the light emitting polymer, or a side chain group or a terminal group of the light emitting polymer. 三重項受容単位が、1つまたは複数の可溶化基で置換されている、請求項1から8のいずれかに記載の組成物。   9. A composition according to any preceding claim, wherein the triplet accepting unit is substituted with one or more solubilizing groups. 可溶化基が、アルキルおよびアルコキシから選択される、請求項9に記載の組成物。   10. A composition according to claim 9, wherein the solubilizing group is selected from alkyl and alkoxy. 発光ポリマーが、アリールアミン繰返し単位を含む、請求項1から10のいずれかに記載の組成物。   11. A composition according to any preceding claim, wherein the light emitting polymer comprises arylamine repeat units. アリールアミン繰返し単位が、式(V)の単位である、請求項11に記載の組成物
[式中、Ar1およびAr2は、置換されていてもよいアリール基またはヘテロアリール基であり、nは、1以上、好ましくは1または2であり、Rは、Hまたは置換基である]。
12. The composition of claim 11, wherein the arylamine repeat unit is a unit of formula (V).
[Wherein Ar 1 and Ar 2 are an optionally substituted aryl group or heteroaryl group, n is 1 or more, preferably 1 or 2, and R is H or a substituent] .
ポリマーが、アリールまたはヘテロアリール繰返し単位を含む、請求項1から12のいずれかに記載の組成物。   13. A composition according to any preceding claim, wherein the polymer comprises aryl or heteroaryl repeat units. 式(IV)の繰返し単位を含む、請求項13に記載の組成物
[式中、R1およびR2は、独立に、Hまたは置換基であり、R1およびR2は、連結されて、環を形成することができる]。
14. A composition according to claim 13 comprising repeating units of formula (IV).
[Wherein R 1 and R 2 are independently H or a substituent, and R 1 and R 2 can be linked to form a ring].
三重項受容材料が、少なくとも0.1mol%の量で存在する、請求項1から14のいずれかに記載の組成物。   15. A composition according to any preceding claim, wherein the triplet receptive material is present in an amount of at least 0.1 mol%. 400〜500nmの範囲のフォトルミネセント発光ピーク波長を有する、請求項1から15のいずれかに記載の組成物。   The composition according to claim 1, which has a photoluminescent emission peak wavelength in the range of 400 to 500 nm. 三重項受容単位が、ペリレンを含まない、請求項1から請求項16のいずれかに記載の組成物。   17. A composition according to any of claims 1 to 16, wherein the triplet accepting unit does not comprise perylene. 溶媒および請求項1から17のいずれかに記載の組成物を含む配合物。   A formulation comprising a solvent and the composition of any of claims 1-17. 陽極と、陰極と、陽極および陰極の間の、請求項1〜17のいずれか一項に記載の組成物を含む発光層とを含む、有機発光デバイス。   An organic light emitting device comprising an anode, a cathode, and a light emitting layer comprising the composition according to any one of claims 1 to 17 between the anode and the cathode. 請求項14に記載の配合物を堆積させるステップおよび溶媒を蒸発させるステップを含む、請求項19に記載の有機発光デバイスを形成する方法。   20. A method of forming an organic light emitting device according to claim 19 comprising depositing the formulation of claim 14 and evaporating the solvent. 三重項受容単位および発光ポリマーを含む組成物において、発光ポリマーによって発生した三重項励起子を受容するための単位の使用。   Use of a unit for accepting triplet excitons generated by a light emitting polymer in a composition comprising a triplet accepting unit and a light emitting polymer. 三重項受容単位が、発光ポリマーと物理的に混合されている、請求項21に記載の使用。   The use according to claim 21, wherein the triplet accepting unit is physically mixed with the light emitting polymer. 三重項受容単位が、発光ポリマーに化学的に結合している、請求項22に記載の使用。   23. Use according to claim 22, wherein the triplet accepting unit is chemically bonded to the light emitting polymer. 三重項受容単位が、発光ポリマーによって発生した三重項励起子をクエンチする、請求項21〜23のいずれかに記載の使用。   24. Use according to any of claims 21 to 23, wherein the triplet accepting unit quenches triplet excitons generated by the light emitting polymer. 三重項受容単位が、発光ポリマーから三重項受容単位に移動した三重項励起子の三重項−三重項消滅を媒介する、請求項21〜23のいずれかに記載の使用。   24. Use according to any of claims 21 to 23, wherein the triplet accepting unit mediates triplet-triplet annihilation of triplet excitons transferred from the light emitting polymer to the triplet accepting unit.
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