JP2013539198A - Organic light emitting compositions, devices and methods - Google Patents
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Abstract
蛍光発光材料、および任意選択により置換されている式(I)の化合物を含む三重項受容単位を含む組成物。該組成物は、有機発光デバイスにおいて使用することができ、任意選択により置換されている式(I)の化合物は、蛍光発光材料とブレンドまたは結合することができる。該組成物は、溶液堆積によって堆積させることができる。 A composition comprising a triplet acceptor unit comprising a fluorescent material and an optionally substituted compound of formula (I). The composition can be used in an organic light emitting device, and the optionally substituted compound of formula (I) can be blended or combined with a fluorescent material. The composition can be deposited by solution deposition.
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有機発光デバイス、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, an organic light emitting 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)。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。 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 an OLED at a constant current to drop by 50% from its original brightness value. , “Lifetime”, as used herein in the context of the lifetime of a triplet excited state, means the half-life of the triplet exciton). 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.
青色発光アンタントレンを含む、発光アンタントレンを含むOLEDは、米国特許第7,135,243号、米国特許出願第2006/141287号およびShahら、J Phys Chem A 2005年、109、7677〜7681頁に開示されている。 OLEDs containing luminescent anthanthrene, including blue luminescent anthanthrene, are described in U.S. Patent No. 7,135,243, U.S. Patent Application No. 2006/141287 and Shah et al., J Phys Chem A 2005, 109, 7777-7681. Is disclosed.
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 a high potential for display and lighting applications. However, there is still a need to improve the performance of these devices.
第1の態様では、本発明は、蛍光発光材料、および任意選択により置換されている式(I)の化合物を含む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 material and a triplet accepting unit comprising an optionally substituted compound of formula (I).
任意選択により、蛍光発光材料は、蛍光発光繰返し単位を含むポリマーである。 Optionally, the fluorescent material is a polymer that includes a fluorescent repeating unit.
任意選択により、式(I)の化合物は、
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、置換N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで置き換えられていてよい)、または
アリール、ヘテロアリール、アリールアルキルもしくはヘテロアリールアルキル(それぞれは、任意選択により、ハロゲン、シアノまたはアルキルで置換されていてよい(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、置換N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい))
からなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換されている。
Optionally, the compound of formula (I) is
Alkyl (one or more non-adjacent C atoms may be replaced with O, S, substituted N, C═O and —COO—, and one or more H atoms may be replaced with F; Or aryl, heteroaryl, arylalkyl or heteroarylalkyl, each optionally substituted with halogen, cyano or alkyl (one or more non-adjacent C atoms are O , S, substituted N, C═O and —COO— may be substituted))
Substituted with one or more substituents selected from the group consisting of
任意選択により、式(I)の化合物は、式(Ia)を含む。 Optionally, the compound of formula (I) comprises formula (Ia).
任意選択により、Hではない置換基R3は、式(I)の化合物の2位および/または8位に存在する。 Optionally, the substituent R 3 that is not H is present in the 2-position and / or 8-position of the compound of formula (I).
任意選択により、組成物は、発光材料と、式(I)の化合物の物理的混合物を含む。 Optionally, the composition comprises a luminescent material and a physical mixture of a compound of formula (I).
任意選択により、三重項受容単位は、蛍光発光材料に化学的に結合している。 Optionally, the triplet accepting unit is chemically bound to the fluorescent material.
任意選択により、三重項受容単位は、ポリマーの主鎖中で結合している、またはポリマーの側鎖基もしくは末端基として結合している。 Optionally, the triplet acceptor unit is attached in the main chain of the polymer or as a side chain group or end group of the polymer.
任意選択により、三重項受容単位は、その2位および8位を介してポリマーの主鎖中で結合している、またはその2位もしくは8位を介してポリマーの側鎖基もしくは末端基として結合している。 Optionally, the triplet accepting unit is attached in the main chain of the polymer through its 2 and 8 positions, or as a side chain or end group of the polymer through its 2 or 8 positions. doing.
任意選択により、発光材料は、アミンを含む。 Optionally, the luminescent material comprises an amine.
任意選択により、発光材料は、アミン繰返し単位を含むポリマーである。 Optionally, the luminescent material is a polymer comprising amine repeat units.
任意選択により、三重項受容単位は、発光材料に対して、少なくとも0.1mol%の量で存在する。 Optionally, the triplet accepting unit is present in an amount of at least 0.1 mol% relative to the luminescent material.
第2の態様では、本発明は、溶媒および前記いずれかの請求項の組成物を含む溶液を提供する。 In a second aspect, the present invention provides a solution comprising a solvent and the composition of any preceding claim.
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発光層とを含み、発光層が第1の態様の組成物を含む、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 between the anode and the cathode, wherein the light emitting layer comprises the composition of the first aspect.
第4の態様では、本発明は、第2の態様の溶液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 solution 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材料を含む組成物における、発光材料によって発生した三重項励起子を受容するための、任意選択により置換されている式(I)の単位の使用を提供する。 In a fifth aspect, the present invention provides a composition of formula (I) optionally substituted for accepting triplet excitons generated by a luminescent material in a composition comprising a triplet accepting unit and a luminescent material. Provides use of units.
任意選択により、第5の態様によれば、組成物は、発光材料と、式(I)の化合物の物理的混合物を含む。 Optionally, according to the fifth aspect, the composition comprises a luminescent material and a physical mixture of the compound of formula (I).
任意選択により、第5の態様によれば、式(I)の単位は、蛍光発光材料に化学的に結合している。 Optionally, according to the fifth aspect, the unit of formula (I) is chemically bound to the fluorescent material.
任意選択により、第5の態様によれば、発光材料は、ポリマーであり、式(I)の単位は、ポリマーの主鎖中で結合している、またはポリマーの側鎖基もしくは末端基として結合している。 Optionally, according to the fifth aspect, the luminescent material is a polymer and the unit of formula (I) is bound in the main chain of the polymer or bound as a side chain group or end group of the polymer doing.
任意選択により、第5の態様によれば、式(I)の単位は、発光材料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 unit of formula (I) quenches triplet excitons generated by the luminescent material.
任意選択により、第5の態様によれば、式(I)の単位は、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 unit of formula (I) mediates the triplet-triplet annihilation of the triplet exciton transferred from the light emitting polymer to the triplet accepting unit.
第6の態様では、本発明は、ポリマーおよび式(I)の任意選択により置換されている発光単位を含む、発光組成物を提供する。 In a sixth aspect, the present invention provides a luminescent composition comprising a polymer and an optionally substituted luminescent unit of formula (I).
任意選択により、第6の態様の組成物は、ポリマーと、式(I)の化合物のブレンドを含む。 Optionally, the composition of the sixth aspect comprises a blend of a polymer and a compound of formula (I).
任意選択により、第6の態様によれば、式(I)の単位は、ポリマーの主鎖中で結合している、またはポリマーの側鎖基もしくは末端基として結合している。 Optionally, according to the sixth aspect, the units of formula (I) are bonded in the main chain of the polymer, or are bonded as side groups or terminal groups of the polymer.
第7の態様では、本発明は、少なくとも1つの可溶化基で置換されている、式(I)の化合物を提供する。 In a seventh aspect, the present invention provides a compound of formula (I) substituted with at least one solubilizing group.
本発明の第1の態様では、本発明は、式(I)の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。発光材料の励起一重項状態のエネルギー準位(S1)は、発光材料の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 acceptor unit of formula (I) does not substantially emit light. Energy level of the excited singlet state of the luminescent material (S 1) is prevented from any substantial movement of singlet excitons from S 1 energy level to the S 1 level of the triplet-receiving material of a light-emitting material Therefore, it is lower than the energy level of the corresponding triplet accepting unit, and preferably lower than this energy level.
式(I)の単位が発光材料である本発明の第2の態様の場合は、それとは反対である。 In the case of the second embodiment of the present invention in which the unit of formula (I) is a luminescent material, the opposite is true.
「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.
「三重項受容単位」は、本明細書で使用される場合、発光単位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低い、好ましくは三重項受容単位から発光単位への三重項励起子の逆移動を防止するために少なくともkT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 that can accept a triplet exciton from a light emitting unit. The triplet accepting unit prevents the reverse transfer of triplet excitons from the triplet accepting unit to the luminescent unit, preferably lower than the energy level of the triplet excited state of the luminescent unit, in order to function efficiently. Therefore, it has an energy level T1 of a triplet excited state at least kT lower.
本発明を、(A)の組成物(式(I)の化合物は三重項受容材料である)および(B)の組成物(式(I)の化合物は発光材料である)に関して以下に詳説する。 The invention is described in detail below with respect to the composition of (A) (compound of formula (I) is a triplet acceptor material) and the composition of (B) (compound of formula (I) is a luminescent material). .
A.三重項受容材料としてのアンタントレン
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。これらの経路のいくつかによって、非放射崩壊経路と比較して、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による放射性励起子の減衰が可能になる。
A. Antanthrenes as triplet acceptor materials We have identified several pathways that can cause decay of triplet excitons in order to reduce or eliminate decay due to pathways that lead to shortened lifetime of the device. Some of these paths allow the decay of radioactive excitons by delayed fluorescence that can provide better device efficiency compared to non-radiative decay paths.
いかなる理論にも拘泥するものではないが、生じると思われる三重項クエンチおよび遅延蛍光の機構を、以下に記載する。 Without being bound to any theory, the mechanism of triplet quenching and delayed fluorescence that may occur is described below.
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を有する発光材料が配された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、発光材料の上に、「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、発光材料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、材料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、非放射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 in which a light emitting material having an energy level S 1E in a singlet excited state and an energy level S 0E in a singlet ground state is arranged. 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 a “superexcited” state on the luminescent material. Without being bound by any theory, it is believed that the formation of these high energy “superexcited” states on the luminescent material can be detrimental to the operational lifetime of the material. However, by providing a triplet acceptor unit with an excited triplet state energy level T 1A lower than T 1E , it is possible to transfer a triplet exciton to a triplet acceptor unit for non-radiative 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.
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。 The triplet accepting unit has a singlet excited state energy level higher than the singlet excited state energy level S 1E in order to substantially or completely prevent the transfer of singlet excitons from S 1E to S 1A . Has the position 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 .
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、発光材料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 luminescent material. 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.
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を利用することによって、すべての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 TTA that produces stable delayed fluorescence, compared to a device where all triplet excitons are quenched (as shown in FIG. 1) or OLED drive with delayed fluorescence intensity at an early stage. There is a potential for improved efficiency compared to devices that do not have triplet acceptor units that can subsequently decline sharply.
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、競合過程の速度定数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 understood that it depends on factors such as the concentration of the accepting unit, the rate constant of the competitive process 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.
三重項受容材料
三重項受容アンタントレンは、発光材料とブレンドされる化合物であってよく、発光組成物は、1つまたは複数のさらなる成分、例えば、1つまたは複数の電荷輸送材料、特に1つまたは複数の正孔輸送材料または電子輸送材料を含むことができる。あるいは、三重項受容アンタントレンは、発光材料に結合することができ、または存在する場合には、前述の他の成分のいずれかに結合することができる。
Triplet acceptor material A triplet acceptor anthanthrene may be a compound that is blended with a luminescent material, wherein the luminescent composition comprises one or more additional components, such as one or more charge transport materials, in particular one. Alternatively, a plurality of hole transport materials or electron transport materials can be included. Alternatively, the triplet accepting ananthrene can be bound to the luminescent material or, if present, bound to any of the other components described above.
アンタントレンが発光材料とブレンドされる場合、アンタントレンは、可溶化基で任意選択により置換されている。アンタントレン化合物は、式(Ia)を有することができる。 When anthanthrene is blended with the luminescent material, it is optionally substituted with a solubilizing group. An anthanthrene compound can have the formula (Ia).
R3がアルキルである場合、1つまたは複数のH原子は、Fで置き換えられていてよく、1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、置換N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい。 When R 3 is alkyl, one or more H atoms may be replaced with F, and one or more non-adjacent C atoms may be O, S, substituted N, C═O and — It may be replaced by COO-.
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。 Particularly preferred alkyl groups are n-butyl, t-butyl, n-hexyl and n-octyl.
アンタントレン環の2位および/または8位におけるR3の置換が、特に好ましい。 Particularly preferred is substitution of R 3 at the 2-position and / or 8-position of the anthanthrene ring.
R3が、アリールまたはヘテロアリールである場合、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。例示的な式(Ia)の化合物には、以下が含まれる。 When R 3 is aryl or heteroaryl, preferred substituents include alkyl groups and alkoxy groups. Exemplary compounds of formula (Ia) include:
発光材料がポリマーである場合、アンタントレンは、繰返し単位の形態でポリマーの主鎖中に配することができる。これらの繰返し単位は、2つのR3基が、隣接する繰返し単位との結合で置き換えられていている、式(Ia)の化合物に相当し得る。2位および/または8位を介する連結によって、これらの位置の電子密度が4位および/または10位と比較して相対的に低いことに起因して、材料のHOMO−LUMOギャップの著しい変化なしに、隣接する芳香族繰返し単位と連結できるようになり、隣接する芳香族繰返し単位との共役はほとんどまたは全く生じない。 When the luminescent material is a polymer, the anthanthrene can be arranged in the main chain of the polymer in the form of repeating units. These repeating units may correspond to compounds of formula (Ia) in which two R 3 groups are replaced by bonds with adjacent repeating units. There is no significant change in the HOMO-LUMO gap of the material due to the linkage through the 2 and / or 8 positions due to the relatively low electron density at these positions compared to the 4 and / or 10 positions. In addition, it is possible to connect with an adjacent aromatic repeating unit, and conjugation with the adjacent aromatic repeating unit hardly or not occurs.
例示的な繰返し単位には、以下が含まれる。 Exemplary repeat units include the following:
アンタントレン基は、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で置換されている、先に示した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中で結合することができる。例示的な脱離基には、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。これらの反応を、以下により詳細に記載する。 Anthanthrene groups are attached in the main chain of the light-emitting polymer by polymerizing monomers containing the repeating units shown above, which are substituted with leaving groups that can participate in metal-catalyzed cross-coupling reactions. be able to. Exemplary leaving groups include halogen groups and boronic acid groups or boronic ester groups for use in Suzuki or Yamamoto polymerization reactions. These reactions are described in more detail below.
あるいはまたはさらに、発光材料がポリマーである場合、アンタントレンは、ポリマー末端基の形態で、またはポリマー主鎖からペンダント状態にある側鎖基の形態で配することができる。この場合、例示的な側鎖基または末端基には、以下の任意選択により置換されている繰返し単位が含まれる。 Alternatively or additionally, when the luminescent material is a polymer, the anthanthrene can be arranged in the form of polymer end groups or in the form of side groups that are pendant from the polymer backbone. In this case, exemplary side chain groups or terminal groups include repeating units optionally substituted as follows.
前述の通り、2位または8位を介する連結では、隣接する芳香族基との共役はほとんどまたは全く生じない。 As described above, the coupling via the 2-position or 8-position causes little or no conjugation with the adjacent aromatic group.
アンタントレン側鎖基または末端基は、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適切な脱離基で置換されているアンタントレン化合物を、ポリマー上の脱離基と反応させることによって形成することができる。 Anthanthrene side chain groups or end groups are substituted on the polymer with an anthanthrene compound substituted with an appropriate leaving group that can participate in metal-catalyzed cross-coupling reactions such as halogens or boronic acids or boronic esters. It can be formed by reacting with a leaving group.
あるいは、アンタントレン側鎖基は、以下に示す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
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アンタントレン
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, anthanthrene side groups can be incorporated into the light emitting polymer by providing them as monomer substituents shown below.
PG-polymerizable unit-PG
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In the antanthrene formula, PG represents a polymerizable group such as the aforementioned leaving group or a polymerizable double bond.
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、複数の三重項受容アンタントレン単位を近接して配することができる。例えば、2つのアンタントレン基は、式(II)を有する任意選択により置換されている化合物で提供することができる。
アンタントレン−スペーサー−アンタントレン
(II)
式中、「アンタントレン」は、式(I)の化合物を表し、「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つの三重項受容アンタントレン基を分離し、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、またはアンタントレンとアンタントレン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 described above, multiple triplet accepting anthanthrene units can be placed in close proximity to increase the possibility of TTA and delayed fluorescence. For example, two anthanthrene groups can be provided with an optionally substituted compound having the formula (II).
Antanthrene-spacer-anthanthrene
(II)
In the formula, “anthanthrene” represents a compound of formula (I), and “spacer” is a spacer group that is conjugated or unconjugated. The spacer group separates the two triplet accepting ananthrene 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 a linking of another molecule that does not provide a conjugation pathway between anthanthrene and anthanthrene.
式(II)の単位は、発光材料と物理的に混合された別個の化合物であってよく、または発光材料に結合していてもよい。発光材料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 luminescent material or may be bound to the luminescent material. When the luminescent material 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。
(アンタントレン−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、発光材料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.
(Anthanthrene-Spacer) m
(IIb)
In the formula, m is at least 2. The oligomer or polymer can be mixed with the luminescent material 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。 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.
式(I)の三重項受容単位の濃度は、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。 The concentration of the triplet acceptor unit of formula (I) is optionally in the range of at least 0.1 mol%, or at least 1 mol%, for example 1-10 mol%. 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 possibility of TTA, the lifetime of the excited triplet present on the triplet acceptor material is optionally at least 1 microsecond. 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.
アンタントレンは、850nmのT1準位および430nmのS1準位を有する。比較すると、アントラセンは、670nmのT1準位および375nmのS1準位を有する。アンタントレンのエネルギーT1準位の方が低いということは、アンタントレンを、アントラセンよりも多種多様な発光材料と共に、三重項吸収体として使用できることを意味する。 Anthanthrene has a T 1 level of 850 nm and an S 1 level of 430 nm. In comparison, anthracene has a T 1 level of 670 nm and an S 1 level of 375 nm. The lower energy T 1 level of anthanthrene means that it can be used as a triplet absorber with a wider variety of luminescent materials than anthracene.
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 understood that no energy is substantially lost from the triplet acceptor material in the form of light emission from the triplet acceptor material.
一重項および三重項励起子の動力学は、時間分解エレクトロルミネセンス、ならびに準連続発振(準cw)および時間分解励起状態の吸収を使用して研究することができる。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、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 dynamics of singlet and triplet excitons can be studied using time-resolved electroluminescence and quasi-continuous oscillation (quasi-cw) and time-resolved excited state absorption. The density of triplet excitons on the luminescent material, for example on the polymer backbone of the conjugated luminescent polymer, can be measured using absorption in the quasi-cw excited state.
励起状態の吸収技術は、他所に記載されている(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))。 Excited state absorption techniques are described elsewhere (King, S., Rothe, C. & Monkman, A. Triple build in and decay of isolated 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 P 195-201 (2002)).
例えば、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にピークを示す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))。 For example, the triplet state of polyfluorene is well characterized using these techniques by the strong excited state absorption properties peaking at 780 nm due to the triplet state (King, S., Rothe, C. & Monkman, A. Triple build in and isolated polyspirobifluorine chains in dilute solution. J. Chem. Phys. 121, 10803-10. Dias, F. & Monkman, AP Triplet exciton state and related phenomena in the beta-phase of poly 9,9-dioctyl) fluorene.Physical Review B70 (2004 years)).
したがって、ポリフルオレンの三重項集団の調査を780nmで実施することができるが、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するだろう。 Thus, the investigation of the triplet population of polyfluorenes can be performed at 780 nm, but those skilled in the art will be able to adapt this investigation to other emissive materials based on the absorption properties of the excited states of those materials. Will understand.
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 such as a charge transport layer, charge injection layer or charge blocking layer can be located between the anode 2 and the cathode.
発光材料
層3における使用に適した発光材料には、低分子、ポリマー材料およびデンドリマー材料、ならびにその組成物が含まれる。層3における使用に適した発光ポリマーには、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。
Luminescent materials Suitable luminescent materials for use in layer 3 include small molecules, polymeric materials and dendrimer materials, and compositions thereof. Light emitting polymers suitable for use in layer 3 include poly (arylene vinylenes), and polyarylenes such as polyfluorenes, especially 2,7-linked 9,9 dialkyl polyfluorenes or 2,7-linked 9,9 diaryl polyfluorenes. Polyspirofluorene, in particular 2,7-linked poly-9,9-spirofluorene; polyindenofluorene, in particular 2,7-linked polyindenofluorene; polyphenylene, in particular poly-1 substituted with alkyl or alkoxy , 4-phenylene. Such polymers are described, for example, in Adv. Mater. 2000, 12 (23) 1737-1750 and references therein.
適切な発光ポリマーは、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提供される。 Suitable luminescent polymers may be luminescent homopolymers containing luminescent repeat units, or luminescent repeat units and additional 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 provided in the main chain or side chain of the polymer.
本発明のデバイスにおいて発光材料として使用するためのポリマーは、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。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、C1〜20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。 Polymers for use as luminescent materials in the devices of the present invention are preferably described in, for example, Adv. Mater. 2000, 12 (23) pp. 1737-1750 and references therein, containing repeat units selected from arylene repeat units. 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.
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.
R1またはR2が、アリールまたはヘテロアリールである場合、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、置換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, preferred optional substituents include alkyl groups (one or more non-adjacent C atoms are O, S, substituted N, C = O and -COO- may be substituted).
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、置換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 on fluorene units other than substituents R 1 and R 2 are preferably alkyl (one or more non-adjacent C atoms are O, S, substituted N, C═O and —COO Optionally substituted aryl), optionally substituted heteroaryl, selected from the group consisting of 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.
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。 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 repeating unit of formula (V) is used.
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.
アンタントレンと発光材料の結合は、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、アンタントレンを発光材料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。発光ポリマーが使用される場合、アンタントレンは、ポリマーの発光繰返し単位、ならびに/または存在することができるポリマーの任意の他の繰返し単位、例えば電子輸送繰返し単位および/もしくは正孔輸送繰返し単位に結合することができる。 The combination of anthanthrene and the luminescent material can result in an intramolecular triplet acceptance pathway that is not available in the corresponding mixed system, so that a more efficient triplet compared to mixing anthanthrene with the luminescent material. Can bring acceptance. If a light emitting polymer is used, the anthanthrene is bound to the light emitting repeat unit of the polymer and / or any other repeat unit of the polymer that can be present, such as an electron transport repeat unit and / or a hole transport repeat unit. can do.
さらに結合は、処理上の理由から有益になり得る。例えば、アンタントレンの可溶性が低い場合、アンタントレンを、可溶性発光材料、特に可溶性発光ポリマーに結合させると、発光材料によってアンタントレン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。最後に、アンタントレン単位を発光材料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 anthanthrene is poorly soluble, when the anthanthrene is coupled to a soluble luminescent material, particularly a soluble luminescent polymer, the luminescent material incorporates anthanthrene units into the solution, and the device is fabricated using solution processing techniques. be able to. Finally, combining anthanthrene units with a luminescent material can prevent phase separation effects in solution processed devices that can be detrimental to device performance.
発光材料が、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、ポリマー主鎖へのアンタントレン単位の共役(例えば、フルオレン繰返し単位との共役による)によって、アンタントレン単位のT1エネルギー準位が低下し、したがって、エミッタ単位からアンタントレン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。アンタントレン単位のT1エネルギー準位のこの低下により、アンタントレン単位を、このように共役していないアンタントレン単位と共に使用するには低すぎるT1準位を有する発光材料と併用することも可能になる。 When the luminescent material is a conjugated polymer comprising a luminescent repeat unit and further repeat units, for example a luminescent amine repeat unit of formula (V) and a fluorene repeat unit of formula (IV), conjugation of an anthanthrene unit to the polymer backbone ( For example, due to conjugation with the fluorene repeating unit, the T 1 energy level of the anthanthrene unit is lowered, and therefore, energy for moving the triplet exciton from the emitter unit to the anthanthrene unit is likely to occur. This reduction in the T 1 energy level of an anthanthrene unit allows the use of an anthanthrene unit in combination with a light emitting material having a T 1 level that is too low to be used with an unconjugated anthanthrene unit. become.
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.
発光材料は、アンタントレン単位に対するその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、発光材料は、好ましくは青色発光材料であり、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 luminescent material can emit any color, provided that its S 1 and T 1 energy levels relative to the anthanthrene unit are as described above, but the luminescent material is preferably a blue luminescent material, In particular, it is a material having photoluminescent emission having 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.
B.発光材料としてのアンタントレン
アンタントレン化合物が発光材料として使用される場合、アンタントレン化合物のS1準位は、ホスト材料(このホスト材料から一重項励起子を受け取る)のS1準位よりも低い。
B. If anthanthrene anthanthrene compound as a light-emitting material is used as a light emitting material, S 1 level of anthanthrene compound is less than S 1 level of the host material (receive singlet excitons from the host material) .
好ましくは、式(I)の単位は、青色の光を発光する。 Preferably, the unit of formula (I) emits blue light.
式(I)の単位は、そのポリマーホスト材料と物理的に混合されるが、化学的に結合しない化合物であってよく、あるいは、式(I)の単位は、そのホスト材料に化学的に結合することができ、その場合、式(I)の単位は、ポリマー主鎖の繰返し単位として配することができ、または側鎖基もしくは末端基としてポリマーに結合することができる。式(I)の適切な発光化合物、繰返し単位、側鎖基および末端基は、三重項受容材料に関して先に記載の通りである。驚くべきことに、本発明者らは、特に共役ポリマー主鎖中にアンタントレン単位を組み込むことによってアンタントレン単位を共役ポリマーに組み込んでも、特にアンタントレン単位がその2位および8位を介して連結されていれば、得られるポリマーの発光色は、赤色に著しくシフトしないことを見出した。特に、この赤色シフトは、一般に、わずか10nmまたは5nmである。 The unit of formula (I) may be a compound that is physically mixed with the polymer host material but not chemically bonded, or the unit of formula (I) is chemically bonded to the host material. In that case, the unit of formula (I) can be arranged as a repeating unit of the polymer main chain or can be bonded to the polymer as a side chain group or terminal group. Suitable luminescent compounds of formula (I), repeat units, side chain groups and end groups are as described above for triplet acceptor materials. Surprisingly, we have incorporated an anthanthrene unit into the conjugated polymer, especially by incorporating an anthanthrene unit in the conjugated polymer backbone, especially when the antanthrene unit is linked via its 2 and 8 positions. If so, it has been found that the emission color of the resulting polymer does not shift significantly to red. In particular, this red shift is generally only 10 nm or 5 nm.
可溶化置換基による置換基後のアンタントレンの色シフトは、可溶化置換基の位置を選択することによって回避することができる。 Color shift of the anthanthrene after the substituent by the solubilizing substituent can be avoided by selecting the position of the solubilizing substituent.
この場合の適切なホスト材料には、フルオレンホモポリマーまたはフルオレン単位を含むコポリマー、およびアンタントレンエミッターの準位よりも高いS1準位を有する1つまたは複数のコモノマーの繰返し単位(co-repeat unit)が含まれる。 Suitable host materials in this case include fluorene homopolymers or copolymers containing fluorene units, and a co-repeat unit of one or more comonomers having an S 1 level higher than the level of the anthanthrene emitter. ) Is included.
OLEDの例示的な材料、方法およびデバイスの構造を、以下により詳細に記載する。これらの材料、方法およびデバイスの構造は、式(I)の単位を含む単位がエミッタ単位として機能するか、または実質的に発光しない三重項受容単位として機能するかに関わらず、式(I)の単位を含むOLEDに適用することができることを理解されよう。 Exemplary materials, methods and device structures for OLEDs are described in more detail below. The structures of these materials, methods and devices are the same as those of formula (I), regardless of whether the unit comprising the unit of formula (I) functions as an emitter unit or as a triplet accepting unit that does not substantially emit light. It will be understood that the present invention can be applied to an OLED including the following units.
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および発光層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 material or an inorganic material, is provided between the anode 2 and the light emitting layer 3, from the anode to one or more layers of the semiconducting polymer. It can be used to inject holes.
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
OLED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。
Sealed OLEDs 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、ノズ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, nozzle 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.
材料実施例1および2
アンタントレン化合物1および2を、以下の合成法に従って調製した。
Material Examples 1 and 2
Ananthrene compounds 1 and 2 were prepared according to the following synthetic 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.
材料実施例3
アンタントレン化合物3を、以下の合成法に従って、市販のアンタントレンから出発して調製した。
Material Example 3
Anthanthrene compound 3 was prepared starting from commercially available anthanthrene according to the following synthetic method.
デバイス実施例
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、Plextronics Inc.から形成された正孔注入層であり、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正孔輸送層であり、ELは、1mol%のアンタントレン化合物3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エレクトロルミネセント層であり、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。
Device Example A device having the following structure was formed.
ITO / HIL / HTL / EL / MF / Al
ITO represents an indium tin oxide anode, and HIL is from Plextronics Inc. HTL is a polymer hole transport layer comprising a fluorene repeat unit of formula (IV) and an amine repeat unit of formula (V), and EL is 1 mol% anthanthrene An electroluminescent layer comprising a fluorene repeat unit of formula (IV) and an amine repeat unit of formula (V) blended with compound 3, MF is a metal fluoride, and the MF / Al bilayer is a device The cathode is formed.
図5に示す通り、このデバイスは、アンタントレン化合物が存在しない比較用デバイスのエレクトロルミネセンススペクトルと実質的に同一のエレクトロルミネセンススペクトルを有しており、このことは、アンタントレン化合物のS1エネルギー準位が、ポリマーの発光単位のS1エネルギー準位よりも高いことを示している。 As shown in FIG. 5, this device has an electroluminescence spectrum that is substantially identical to the electroluminescence spectrum of the comparative device in the absence of the anthanthrene compound, which indicates that the S 1 of the anthanthrene compound. It shows that the energy level is higher than the S 1 energy level of the light emitting unit of the polymer.
図6に示す通り、T50寿命(すなわち、一定電流におけるデバイスの輝度が、その元の輝度の50%に低下するのにかかる時間)は、比較用デバイスの寿命とおよそ同じであるが、減衰曲線は著しく平坦である。特に、図7により詳細に示す通り、T90寿命は、比較用デバイスと比較して例示的デバイスの方がかなり長い。 As shown in FIG. 6, the T 50 lifetime (ie, the time it takes for the device brightness at a constant current to drop to 50% of its original brightness) is approximately the same as the lifetime of the comparative device, but decaying The curve is extremely flat. In particular, as shown in more detail in FIG. 7, the T 90 lifetime is much longer for the exemplary device compared to the comparative device.
図8および9は、比較用デバイスと比較して、例示的デバイスの電流密度対電圧または外部量子効率対電圧の変化がほとんどないことを示す。 8 and 9 show that there is little change in current density versus voltage or external quantum efficiency versus voltage for the exemplary device compared to the comparative device.
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 (26)
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、置換N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよく、1つまたは複数のH原子は、Fで置き換えられていてよい)、または
アリール、ヘテロアリール、アリールアルキルもしくはヘテロアリールアルキル(それぞれは、ハロゲン、シアノまたはアルキルで置換されていてもよい(1つまたは複数の隣接していないC原子は、O、S、置換N、C=Oおよび−COO−で置き換えられていてよい))
からなる群から選択される1つまたは複数の置換基で置換されている、請求項1または2に記載の組成物。 The compound of formula (I) is
Alkyl (one or more non-adjacent C atoms may be replaced with O, S, substituted N, C═O and —COO—, and one or more H atoms may be replaced with F; Or aryl, heteroaryl, arylalkyl or heteroarylalkyl, each of which may be substituted with halogen, cyano or alkyl (one or more non-adjacent C atoms are O, S, Substituted with N, C═O and —COO—))
3. A composition according to claim 1 or 2 substituted with one or more substituents selected from the group consisting of.
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