JP2014505144A - 半導体ポリマーおよびその有機電界発光素子 - Google Patents
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Abstract
ポリマーが１つ以上の繰り返し単位を有し、第１の反復単位が次式の構造を有し、式中、Ｒ１２〜Ｒ１７が独立にＨ、または少なくとも５個のエトキシ繰り返し単位を有するポリエーテル基を含み、ここで、Ｒ１２〜Ｒ１７の少なくとも１つはポリエーテル基を有する、半導体ポリマーおよびこの種のポリマーを含む電子素子。
【選択図】図１
【選択図】図１
Description
本発明は、光学素子用の有機電界発光および有機電界発光材料、ならびにそれらの物性の制御に関する。
有機フォトボルタイクス（ＯＰＶ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などの光電子素子は通常、しばしばガラス基板またはポリマー基材のスズインジウム（ＩＴＯ）から作製されるアノード層とアルミニウム／フッ化リチウムなどの低仕事関数のカソード層とに挟持された機能層として形成される。
機能層は通常、電界発光層または光活性層を含み、正孔輸送層および／または電子輸送層もまた含む場合がある。これらの素子において電荷担体（電子または正孔）は、アノードまたはカソードからそれぞれ正孔輸送層または電子輸送層を通って、電子発光層または光活性層に対して輸送される。より具体的には、電界発光層に注入されたかまたは光活性層により生成された電荷担体が、その層と正孔輸送層もしくは電子輸送層との間の界面からまたはその界面へ移動し、該当する電荷輸送層の他の表面における適切な電極からまたはその電極へ向かって伝播される。
一般的には、ＯＬＥＤの作動電圧を低減することが望ましい。小分子エミッター、例えば、ビス−［（４，６−ジフルオロ−フェニル）−ピリジナト−Ｎ，Ｃ２］（ｂｉｓ−［４，６−ｄｉｆｌｕｏｒｏ−ｐｈｅｎｙｌ］−ｐｙｒｉｄｉｎａｔｏ−Ｎ，Ｃ２］）（ピコリネート）イリジウム（ＩＩＩ）および［２−（２’−ベンゾチエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３］（アセチルアセトナート）イリジウム（ＩＩＩ）を有する電子素子は、単にポリエチレングリコールを発光層に混合して作製されてきた（例えば、Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．ＳＩＤ ０８ Ｄｉｇｅｓｔ ２００８ ｐｐ２０４３−２０４５を参照のこと）。そのような混合物を使用することによって作動電圧の降下などのような或る特定のパフォーマンス改善が得られると思われるが、これらの混合物は必ずしも均一であるとは限らず、しかも放射分子およびポリエチレングリコールに相分離の傾向があるという理由から、素子自体を正常に製造するのが困難な場合がある。
Ｃｈｅｎ ｅｔ ａｌ．ＳＩＤ ０８ Ｄｉｇｅｓｔ ２００８ ｐｐ２０４３−２０４５
本発明の一目的は、素子および材料、ならびにそれらの素子を製造するための方法を提供する。本方法においては、パフォーマンスの改善に伴って相対的に製造が容易になる。
第１の態様において本発明は、１つ以上の繰り返し単位を有し、かつ第１の繰り返し単位が次式の構造を含む、半導体ポリマーを提供する。
別の態様において本発明は、１つ以上の繰り返し単位を有し、かつ第１の繰り返し単位が次式の構造を含む、半導体ポリマーを提供する。
別の態様において本発明は、１つ以上の繰り返し単位を有し、その繰り返し単位のうちの少なくともいくつかがポリエーテル基で置換される、半導体ポリマーを提供する。
好ましくは、ポリエーテル基は、５〜１５個、５〜１０個（例えば、７〜８個）などの少なくとも４つのエーテル繰り返し単位を含む。
一部の実施形態において、ポリエーテル置換基の平均長さは、５〜１５個、５〜１０個（例えば、７〜８個）などの少なくとも４つのエーテル繰り返し単位である。
本発明者らは、この種のポリマーにより導電率が驚異的に改善されることを発見した。
更に本発明者らが発見したのは、この種のポリマーを使用すれば、例えば、隣接する半導体層に対して直交溶解性を有する発光層を作製でき、しかもこの発光層は電子素子内にあるときにポリエーテル基で置換されずに済むことである。これにより、層界面における急冷を防げるため、数種の溶媒を用いて隣接する層同士を堆積させることが可能になり、結果として、堆積層が部分的に溶解したりさもなければ隣接する層の堆積によって損傷を受けたりする可能性を減らせる。
なお、半導体ポリマーをポリエーテル基で置換すると、例えば、高比率の繰り返し単位を置換すると粘度の高い溶液が得られるといったように、それらのポリマー溶液の粘度調節が可能になると考えられる。これにより、ユーザーは素子の製造時に所定の析出技術で溶液粘度を最適化できる。
単一成分材料としてのポリエーテルおよび半導体ポリマーを提供することは、更なる利益である。
好ましくは少なくとも０．０１％（例えば、１％）の繰り返し単位が少なくとも１つのポリエーテル基で置換される。一部の好適な実施形態において、ポリマーの繰り返し単位のうちの少なくとも５％（例えば、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％または７０％）は、少なくとも１つ（例えば２つ）のポリエーテル基で置換される。
好ましくは、ポリエーテル基は、置換されていてもよいポリエチレングリコール基を含む。
一部の実施形態において、ポリエーテル基は、例えば、Ｃ１〜Ｃ５の直鎖状、分枝状、または環状のアルキル、アルケニルもしくはアルキニル炭素鎖で置換され得る。
一部の実施形態において、ポリマーは、１種以上のジエーテル置換基を含む第２の繰り返し単位を含む。
好ましくは、ポリマーは、フルオレン繰り返し単位を含む。
好ましくは、フルオレン繰り返し単位のうちの少なくとも一部分は、次式の構造を含む。
或る実施形態において、フルオレン繰り返し単位のうちの少なくとも一部分は、次式の構造を含む。
一部の好適な実施形態において、Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１７はＨを含み、Ｒ１３および／またはＲ１６はポリエーテル基を含む。
他の好適な実施形態において、Ｒ１３およびＲ１６はＨを含み、Ｒ１２および／またはＲ１４および／またはＲ１５および／またはＲ１７はポリエーテル基を含む。
他の好適な実施形態においては、Ｒ１２〜Ｒ１７のうちの少なくとも４つ（例えば、全部）がポリエーテル基を含む。
好ましくは、ポリエーテル基は、置換されていてもよい直鎖状、分枝状、または環状Ｃ１〜Ｃ１０、例えば、Ｃ１〜Ｃ５、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル炭素鎖などの末端基で終端する。例えば、一部の実施形態において、ポリエーテル基は、メチル基またはエチル基を含む末端基で終端する。
一部の実施形態において、ポリマーは、正孔輸送部分（例えば、式１〜３および式７〜２１に示すトリアリールアミン基、ならびにこれらに類するもの）を含む繰り返し単位を備え、正孔輸送部分の一部または全部がポリエーテル基で置換される。
一部の実施形態において、ポリマーは更に１種以上の発光化学種を含む。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む電界発光材料を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーとポリエーテル化合物（例えば、ポリエチレングリコール）とを含む組成物を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む正孔輸送媒体を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む電子輸送媒体を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む電子素子を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む発光層を備える発光素子を提供する。
一部の実施形態では、発光素子が、発光層に隣接する正孔輸送層および／または電子輸送層を含み、ここで、正孔輸送層および電子輸送層（存在する場合）の一方または両方はポリエーテル置換材料を含まない。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む正孔輸送層を備える電子素子を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む発光層を備える発光素子を提供する。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む電子輸送層を備える電子素子を提供する。
好ましくは、電子輸送層は更に、ポリエーテル化合物（例えば、ポリエチレングリコール）を含む。
好ましくは、正孔輸送層は更に、ポリエーテル化合物（例えば、ポリエチレングリコール）を含む。
好ましくは、発光層は更に、ポリエーテル化合物（例えば、ポリエチレングリコール）を含む。
好ましくは、発光層は更に、発光化学種を含む。
更なる態様において本発明は、上述の半導体ポリマーを含む溶液を基板に塗布する工程を備える、電子素子の製造方法を提供する。
好ましくは、溶液を、例えば、捺染またはスピンコーティングで塗布する。
本発明をより良く理解できるよう、以下、添付の図面を参照しながら説明する。
図１を参照すると、発明による電界発光素子の構造には、透明ガラス基板またはプラスチック基板１、インジウムスズオキシドのアノード２、およびカソード４が含まれる。アノード２とカソード４との間には電界発光層３が提供される。
実用的な素子においては、光線の吸収（光反応素子の場合）または放射（ＯＬＥＤの場合）が可能になるよう、電極のうちの少なくとも１つが半透明になっている。透明なアノードには典型的にインジウムスズオキシドが含まれる。
アノード２とカソード３との間には、更に、電荷輸送層、電荷注入層、または電荷ブロック層などの層が配置されていてもよい。
特に、アノードから半導体ポリマーの層への正孔注入を促すためには、アノード２と電界発光層３との間に配されるドープ有機材料でできた導電性の正孔注入層を提供することが望ましい。ドープ有機正孔注入材料の例としては、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）、米国特許第５７２３８７３号明細書および米国特許第５７９８１７０号明細書に開示されているポリアニリン、ならびにポリ（チエノチオフェン）が挙げられる。例示的な酸類としては、欧州特許第０９０１１７６号明細書および同第０９４７１２３号明細書に開示されたポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）とドープされたＰＥＤＴ、ポリアクリル酸、またはフッ化スルホン酸、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（登録商標）が挙げられる。
アノード２と電界発光層３との間に位置する正孔輸送層（存在する場合）のＨＯＭＯレベルは、好ましくは５．５ｅＶ以下、より好ましくは約４．８〜５．５ｅＶである。
電界発光層３とカソード４との間に位置する正孔輸送層（存在する場合）のＬＵＭＯレベルは、好ましくは約１．８〜２．６ｅＶである。
電界発光層３は、電界発光材料のみで構成してもよいし、電界発光材料と１種以上の更なる材料とを組み合わせて使用して構成することもできる。特に、電界発光材料は、例えば、国際公開第９９／４８１６０号パンフレットに開示されている正孔輸送材料および／または電子輸送材料に配合してもよいし、または半導体ホストマトリックス内に発光ドーパントを含めてもよい。代替方法として、電界発光材料を電荷輸送材料および／またはホスト材料と共有結合で結合してもよい。
電界発光層３はパターン化されていてもよいし、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素子は、例えば、照明光源に使用し得る。パターン化された層を含む素子は、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り得る。アクティブマトリックスディスプレイの場合、パターン化された電界発光層は典型的に、パターン化されたアノード層およびパターン化されていないカソード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、アノード層はアノード材料の平行縞および電界発光材料の平行縞で形成されており、カソード材料はアノード材料に直交して配設されている。ここで、電界発光材料およびカソード材料の縞は典型的にフォトリトグラフィによって形成された絶縁材料（「カソードセパレータ」）の縞で分離されている。
カソード４は、電子を電界発光層に注入できる仕事関数を有する材料から選択される。他の因子がカソードの選択に影響し、例えば、カソードと電界発光材料との間に悪い相互作用を生じる可能性もある。カソードはアルミニウムの層などのような単一の材料から構成され得る。代替方法として、このカソードは、複数の金属（例えば、国際公開第９８／１０６２１号パンフレットに開示されているカルシウムおよびアルミニウムなどの低仕事関数材料ならびに高仕事関数材料の二重層）；国際公開第９８／５７３８１号パンフレット、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００２，８１（４），６３４および国際公開第０２／８４７５９号パンフレットに開示されている元素バリウム；または金属化合物の薄層、特にアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のオキシドもしくはフルオリドを含めて構成してもよく、それにより、例えば、国際公開第００／４８２５８号パンフレットに開示されているリチウムフルオリド、またはＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．２００１，７９（５），２００１に開示されているバリウムフルオリドなどの電子注入を促し得る。電子を素子に効率よく注入できるようにするには、カソードの仕事関数を好ましくは３．５ｅＶ未満、より好ましくは３．２ｅＶ未満、最も好ましくは３ｅＶ未満とする。
カソードは、不透明または透明であり得る。透明カソードは、アクティブマトリックス素子に特に有利である。これは、この種の素子においては透明アノードによる発光が、放射性画素下に位置する駆動回路によって少なくとも部分的に遮断されるためである。透明カソードは、透明なほど十分薄い電子注入材料の層を含む。この層は薄いがゆえに、結果として、横導電率が低いのが一般的である。この場合、電子注入材料の層が、インジウムスズオキシドなどの透明な導伝材料の厚層と組み合わせて使用される。
透明カソード素子は必ずしも透明アノードを含有している必要はないため（もちろん、完全に透明な素子が所望される場合を除く）、底部放射型素子に用いられる透明アノードをアルミニウムの層などの反射材料の層で置換または補充し得ることが認識されよう。透明カソード素子の例は、例えば、英国特許第２３４８３１６号明細書に開示されている。
好適な電界発光および／または電荷輸送ポリマーは、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）およびポリアリーレンなどのポリ（アリーレンビニレン）を含む。
ポリマーは、好ましくは、例えば、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．２０００ １２（２３）１７３７−１７５０およびそれに関する参照文献に開示されているアリーレン繰り返し単位から選択される第１の繰り返し単位を含む。例示的な第１の繰り返し単位としては、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１９９６，７９，９３４に開示されている１，４−フェニレン繰り返し単位；欧州特許第０８４２２０８号明細書に開示されているフルオレン繰り返し単位；例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２０００，３３（６），２０１６−２０２０に開示されているインデノフルオレン繰り返し単位；および、例えば、欧州特許第０７０７０２０号明細書に開示されているスピロフルオレン繰り返し単位が挙げられる。これらの繰り返し単位はそれぞれ置換されていてもよい。置換基の例としては、Ｃ１−２０アルキルまたはアルコキシなどの可溶化基；フルオレン、ニトロまたはシアノなどの求電子基；およびポリマーのガラス転移温度（Ｔｇ）を上昇させるための置換基が挙げられる。
特に好ましいポリマーは、置換されていてもよい２，７−結合フルオレン、最も好ましくは式ＶＩＩＩの繰り返し単位を含む。
第１の繰り返し単位を含むポリマーは、そのポリマーが用いられている素子層、および共繰り返し単位の性質に応じて、正孔輸送、電子輸送および発光のうちの１つ以上の機能を提供し得る。
特に：
第１の繰り返し単位およびトリアリールアミン繰り返し単位、特に式（ＩＸ）の繰り返し単位を含むコポリマー：
第１の繰り返し単位およびトリアリールアミン繰り返し単位、特に式（ＩＸ）の繰り返し単位を含むコポリマー：
式（ＩＸ）を満たす特に好ましい単位には、式１〜３の単位が包含される。
第１の繰り返し単位およびヘテロアリーレン繰り返し単位を含むコポリマーは、電荷輸送または電荷発光に利用され得る。好ましいヘテロアリーレン繰り返し単位は式７〜２１から選択される。
この種のポリマー内の数種の領域は、米国特許第６３５３０８３号明細書によるポリマー主鎖に沿って、または国際公開第０１／６２８６９号パンフレットによるポリマー主鎖から懸垂する基として提供され得る。
これらのポリマーの好適な調製方法は、例えば、国際公開第００／５３６５６号パンフレットに記載されているスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）、および、例えば、Ｔ．Ｙａｍａｍｏｔｏ，「Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ Ｓｔａｂｌｅ −Ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ Ｐｏｌｙ（ａｒｙｌｅｎｅ）ｓ Ｐｒｅｐａｒｅｄ ｂｙ Ｏｒｇａｎｏｍｅｔａｌｌｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」，Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ １９９３，１７，１１５３−１２０５に記載されているヤマモト重合（Ｙａｍａｍｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）である。これらの重合技術は両方とも「金属挿入」を経て機能し、金属複合体触媒の金属原子は、アリール基とモノマーの脱離基との間に挿入される。ヤマモト重合（Ｙａｍａｍｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）の場合はニッケル複合体触媒が使用され、スズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）の場合はパラジウム複合体触媒が使用される。
例えば、ヤマモト重合（Ｙａｍａｍｏｔｏ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）による直鎖状重合体の合成においては、２つの反応性ハロゲン基を有するモノマーが用いられる。同様に、スズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）の方法によれば、少なくとも１つの反応性基が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、他の反応性基がハロゲンである。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。
ゆえに、本出願の全体を通じて例示されているアリール基を含む繰り返し単位および末端基も、好適な脱離基を担持するモノマーから誘導され得ることが認識されよう。
スズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）は位置規則的なブロックコポリマーおよびランダムコポリマーの調製に用いることができる。特に、一方の反応性基がハロゲンで、他方の反応性基がホウ素誘導体基である場合には、ホモポリマーまたはランダムコポリマーを調製し得る。代替方法として、第１のモノマーの両方の反応性基がホウ素で、かつ第２のモノマーの両方の反応性基がハロゲンである場合には、ブロックコポリマーまたは位置規則的コポリマー、特にＡＢコポリマーを調製し得る。
ハライドの代替として金属挿入に関与し得る他の脱離基としては、トシレート、メシレート、およびトリフレートなどの基が挙げられる。
Ｎが３以上のポリマーエチレンオキシド側鎖を含むジブロモモノマー単位（モノマー１）は、次式のように合成された。
比較実施例１
モノマー２ａを５０％、モノマー２ｂを３４．８％、モノマー３を１５％、モノマー４を０．１％、およびモノマー５を０．１％含む半導体ポリマー１００を、対照として用いるためにスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。
モノマー２ａを５０％、モノマー２ｂを３４．８％、モノマー３を１５％、モノマー４を０．１％、およびモノマー５を０．１％含む半導体ポリマー１００を、対照として用いるためにスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。
実施例１
本発明の第１の実施形態に係る半導体ポリマー１０１をスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。このポリマー１０１は、モノマー１を１５％、モノマー２ａを５０％、モノマー２ｂを１９．９％、モノマー３を１５％、およびモノマー５を０．１％含む。
本発明の第１の実施形態に係る半導体ポリマー１０１をスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。このポリマー１０１は、モノマー１を１５％、モノマー２ａを５０％、モノマー２ｂを１９．９％、モノマー３を１５％、およびモノマー５を０．１％含む。
実施例２
本発明の第２の実施形態に係る半導体ポリマー１０２をスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。このポリマー１０２は、モノマー１を３４．８％、モノマー２ａを５０％、モノマー３を１５％、モノマー４を０．１％、およびモノマー５を０．１％含む。
本発明の第２の実施形態に係る半導体ポリマー１０２をスズキ重合（Ｓｕｚｕｋｉ ｐｏｌｙｍｅｒｉｓａｔｉｏｎ）により調製した。このポリマー１０２は、モノマー１を３４．８％、モノマー２ａを５０％、モノマー３を１５％、モノマー４を０．１％、およびモノマー５を０．１％含む。
ポリマー１００は室温ではＤＭＳＯ中で溶解せず、加熱した時点で部分的な溶解性しか示さなかった。ポリマー１０１は室温ではＤＭＳＯ中で部分的な溶解性を示し、加熱したときに溶解が容易でなかった。ポリマー１０２は、室温にてＤＭＳＯ中で容易に溶解した。モノマー１を５０％、モノマー２ａを５０％含む更なる実施例のポリマーもまた、室温にてＤＭＳＯ中で容易に溶解した。ゆえに、モノマー１の濃度が上昇した時点でＤＭＳＯにポリマーが溶解されやすくなったことが実証された。
図２は、ポリマー１００、１０１、１０２に電流密度（ｍＡ／ｃｍ−２）の関数としての駆動電圧（Ｖ）のプロットを示す。認識されるように、ポリマー１０１、１０２の駆動電圧は、ポリマー１００と比較して改善された（降下した）ことを示している。
比較実施例２
モノマー２ｂを２９．８％、モノマー４を０．１％、モノマー５を０．１％、モノマー６を２０％、モノマー７を４０％、およびモノマー９を１０％含む半導体ポリマー１１０を、対照として用いるために調製した。
モノマー２ｂを２９．８％、モノマー４を０．１％、モノマー５を０．１％、モノマー６を２０％、モノマー７を４０％、およびモノマー９を１０％含む半導体ポリマー１１０を、対照として用いるために調製した。
実施例３
本発明の第３の実施形態に係る半導体ポリマー１１１を調製した。このポリマー１１１は、モノマー１を１５％、モノマー２ｂを１４．８５％、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．１％、モノマー６を２０％、およびモノマー７を５０％含む。
本発明の第３の実施形態に係る半導体ポリマー１１１を調製した。このポリマー１１１は、モノマー１を１５％、モノマー２ｂを１４．８５％、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．１％、モノマー６を２０％、およびモノマー７を５０％含む。
ポリマー１１０は、加熱した時点でさえもＤＭＳＯ中で溶解しなかった。ポリマー１１１は、加熱した時点でＤＭＳＯ中で容易に溶解した。モノマー１を５％含む更なる実施例のポリマーは、加熱した時点でＤＭＳＯ中で部分的に溶解した。ゆえに、モノマー１のポリマーはその濃度を上昇させることによってＤＭＳＯ中で溶解性が高まったことが実証された。
図３は、ポリマー１１０、１１１における電流密度（ｍＡ／ｃｍ−２）の関数としての駆動電圧のプロットを示す。図からわかるように、ポリマー１１１の駆動電圧は、ポリマー１１０と比較して改善された（降下した）ことを示している。
比較実施例３
モノマー２ａを２０％、モノマー２ｂを１９．９％、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．０５％、モノマー６を３０％、およびモノマー８を３０％含む半導体ポリマー１２０を、対照として用いるために調製した。
モノマー２ａを２０％、モノマー２ｂを１９．９％、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．０５％、モノマー６を３０％、およびモノマー８を３０％含む半導体ポリマー１２０を、対照として用いるために調製した。
実施例４
本発明の第４の実施形態に係る半導体ポリマー１２１を調製した。このポリマー１２１は、モノマー１を１５％、モノマー２ａを２０％、モノマー２ｂを４．９％と、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．０５％、モノマー６を３０％、およびモノマー７を３０％含む。
本発明の第４の実施形態に係る半導体ポリマー１２１を調製した。このポリマー１２１は、モノマー１を１５％、モノマー２ａを２０％、モノマー２ｂを４．９％と、モノマー４を０．０５％、モノマー５を０．０５％、モノマー６を３０％、およびモノマー７を３０％含む。
ポリマー１２１は、加熱した時点でＤＭＳＯ中で溶解した。
図４は、ポリマー１２０、１２１における電流密度（ｍＡ／ｃｍ−２）の関数としての駆動電圧のプロットを示す。図からわかるように、ポリマー１２１の駆動電圧は、ポリマー１２０と比較して改善された（降下した）ことを示している。
実施例５
半導体ポリマー１３０を電子注入層（ＥＩＬ）として使用するために調製した。このポリマーはモノマー１を５０％、およびモノマー２ｂを５０％含む。モノマー９を５０％、モノマー１０を４２．５％、およびモノマー１１を７．５％含めて、正孔輸送ポリマー１４０を調製した。
半導体ポリマー１３０を電子注入層（ＥＩＬ）として使用するために調製した。このポリマーはモノマー１を５０％、およびモノマー２ｂを５０％含む。モノマー９を５０％、モノマー１０を４２．５％、およびモノマー１１を７．５％含めて、正孔輸送ポリマー１４０を調製した。
モノマー９を２０％、ジヘキシルフルオレンを６５％、およびトリアリールアミン−ジヘキシルフルオレンモノマーを１５％含めて、緑色の電界発光ポリマー１５０を調製した。
次式の構造を有する発光素子を作製した。
ＩＴＯ（４５ｎｍ）／ＨＩＬ（３５ｎｍ）／ポリマー１４０（２２ｎｍ）／ポリマー１５０（６０ｎｍ）／ポリマー１３０（３ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。正孔注入層（ＨＩＬ）をＰｌｅｘｔｒｏｎｉｃｓ Ｉｎｃ．（ＰＡ）から入手した。
比較実施例６
比較のために、ＥＩＬ層が欠落しかつ次式の構造を有する発光素子を作製した。ＩＴＯ（４５ｎｍ）／ＨＩＬ（３５ｎｍ）／ポリマー１４０（２２ｎｍ）／ポリマー１５０（６０ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。
比較のために、ＥＩＬ層が欠落しかつ次式の構造を有する発光素子を作製した。ＩＴＯ（４５ｎｍ）／ＨＩＬ（３５ｎｍ）／ポリマー１４０（２２ｎｍ）／ポリマー１５０（６０ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。
比較実施例７
比較のために、低仕事関数カソードを備えかつ次式の構造を有する発光素子を作製した。
比較のために、低仕事関数カソードを備えかつ次式の構造を有する発光素子を作製した。
ＩＴＯ（４５ｎｍ）／ＨＩＬ（３５ｎｍ）／ポリマー１４０（２２ｎｍ）／ポリマー１５０（６０ｎｍ）／ＮａＦ（２ｎｍ）／Ａｌ（２００ｎｍ）／Ａｇ（１００ｎｍ）。
図５は、実施例５〜７（Ｖ）における電流密度（ｍＡ／ｃｍ−２）の関数としての駆動電圧のプロットを示す。
図６は、実施例５および７における輝度（ｃｄ／ｍ２）対駆動電圧のプロットを示す。実施例６が発光しなかった。
図７は、実施例５および７における外部量子効率（％）対駆動電圧のプロットを示す。実施例６が発光しなかった。
図８は、実施例５および７における効率（Ｌｍ／Ｗ）対駆動電圧のプロットを示す。実施例６が発光しなかった。
図９は、実施例５および７における効率（Ｃｄ／Ａ）対駆動電圧のプロットを示す。実施例６が発光しなかった。
図５〜９は、低仕事関数カソードの不在下において本発明に係るポリマーが電子注入層として使用した実例を示している。
当業者であれば、おそらく、ほかにも多くの有効な代替を想到するであろう。本発明は、記載されている実施形態だけに限定されるものではなく、クレームの趣旨および範囲に属することが当業者に明らかな修正も包含することを理解されたい。
Claims (34)
- １つ以上の繰り返し単位を有し、かつ第１の前記繰り返し単位が次式の構造を含む、半導体ポリマーであって、
- 前記第１の繰り返し単位が前記ポリマーの前記繰り返し単位を少なくとも０．０１％含む、請求項１に記載の半導体ポリマー。
- 前記第１の繰り返し単位が、前記ポリマーの前記繰り返し単位を少なくとも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％または７０％含む、請求項２に記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリエーテル基が置換ポリエチレングリコール基を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリエーテル基が、例えば、Ｃ１〜Ｃ５の直鎖状、分枝状、または環状のアルキル、アルケニルもしくはアルキニル炭素鎖で置換され得る、請求項１から４のいずれかに記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリマーがフルオレン繰り返し単位を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- Ｒ１２、Ｒ１４、Ｒ１５およびＲ１７がＨから構成され、Ｒ１３および／またはＲ１６がポリエーテル基を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- Ｒ１３およびＲ１６がＨから構成され、Ｒ１２および／またはＲ１４および／またはＲ１５および／またはＲ１７がポリエーテル基を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- Ｒ１４およびＲ１５がＨから構成され、Ｒ１２および／またはＲ１３および／またはＲ１５および／またはＲ１７がポリエーテル基を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- Ｒ１２〜Ｒ１７のうちの少なくとも４つがポリエーテル基を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリエーテル基が、置換されていてもよい直鎖状、分枝状、または環状Ｃ１〜Ｃ１０、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル炭素鎖から選択される末端基で終端する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリエーテル基がメチル基またはエチル基を含む末端基で終端する、請求項１１に記載の半導体ポリマー。
- 前記ポリエーテル基がリンカー基によって前記繰り返し単位に結合されている、請求項１から１２のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 前記リンカー基が、置換されていてもよい直鎖状、分枝状、または環状Ｃ１〜Ｃ１０アルキル、アルケニルもしくはアルキニル鎖を含む、請求項１３に記載の半導体ポリマー。
- 前記リンカー基が、置換されていてもよい直鎖状、分枝状、または環状Ｃ１〜Ｃ５、アルキル、アルケニルもしくはアルキニル鎖を含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 前記リンカー基がメチル、エチル又はプロピル基を含む、請求項１３、１４または１５に記載の半導体ポリマー。
- 正孔輸送部分を含む繰り返し単位を更に含み、前記正孔輸送部分の一部または全部がポリエーテル基で置換される、請求項１から１６のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 更に１種以上の発光ホストを含む、請求項１から１７のいずれか一項に記載の半導体ポリマー。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーおよびポリエーテル化合物。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む、電界発光材料。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む、正孔輸送媒体。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む、電子輸送媒体。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む、電子素子。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む発光層を備える、発光素子。
- 前記発光層が更にポリエーテル化合物を含む、請求項２４に記載の発光素子。
- 前記発光層に隣接する正孔輸送層および／または電子輸送層を更に含み、ここで、前記正孔輸送層および電子輸送層（存在する場合）の一方または両方がポリエーテル置換材料を含まない、請求項２４または２５に記載の発光素子。
- 前記発光層が更に発光ホストを含む、請求項２４または２５に記載の発光素子。
- 請求項２１に記載の正孔輸送媒体を含む正孔輸送層を備える、電子素子。
- 前記正孔輸送層が更にポリエーテル化合物を含む、請求項２８に記載の電子素子。
- 請求項２２に記載の電子輸送媒体を含む電子輸送層を備える、電子素子。
- 前記電子輸送層が更にポリエーテル化合物を含む、請求項３０に記載の電子素子。
- 請求項１から１８のいずれか一項に記載の半導体ポリマーを含む溶液を基板に塗布する工程を含む、電子素子の製造方法。
- 前記溶液を、例えば、捺染またはスピンコーティングで塗布する、請求項３２に記載の方法。
- 本明細書において前記添付図面を参照して説明されている半導体ポリマー。
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