JP2018184603A - ポリマーおよびデバイス - Google Patents

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Abstract

【課題】発光層からの発光を消光せずに、一重項および三重項エネルギー準位を維持しながら、高効率を提供する正孔輸送ポリマーを提供する。
【解決手段】式(I)の繰り返し単位および少なくとも1つのさらなる繰り返し単位を含むコポリマー:
Figure 2018184603

式中:ArおよびArはそれぞれ独立に、アリールおよびヘテロアリールから選択され、そのそれぞれが、独立に非置換または1つ以上の置換基で置換され;各Rは、独立に置換基であり;各nは、独立に0、1または2であり;各mは、独立に0、1、2または3であり、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも1つは、部分的に共役する繰り返し単位である。
【選択図】なし

Description

活性有機材料を含有する電子デバイスは、デバイス、例えば有機発光ダイオード(OL
ED)、有機光応答性デバイス(特に有機光起電性デバイスおよび有機光センサ)、有機
トランジスタおよびメモリアレイデバイスに使用するためにますます関心がもたれている
。活性有機材料を含有するデバイスは、低重量、低消費電力および可撓性のような利益を
提供する。さらに、可溶性有機材料の使用により、デバイス製造における溶液加工処理、
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を可能にする。
OLEDデバイスは、アノード、カソードおよびアノードとカソードとの間の1つ以上
の有機発光層を保持する基材を含み得る。
デバイスの操作中、正孔はアノードを通してOLEDデバイスに注入され、電子はカソ
ードを通して注入される。OLEDデバイス内に存在する発光材料の最高被占軌道(HO
MO)の正孔および最低空軌道(LUMO)の電子が一緒になって励起子を形成し、その
エネルギーを光として放出する。一部のデバイスにおいて、アノードから発光層への正孔
輸送を補助するように機能する正孔輸送層も提供される。
発光層は、半導体性ホスト材料および発光ドーパントを含んでいてもよく、ここでエネ
ルギーはホスト材料から発光ドーパントへ移動する。例えば、非特許文献1には、蛍光発
光ドーパントでドープされたホスト材料(すなわち光が一重項励起子の減衰を介して発光
される発光材料)が開示されている。
りん光ドーパントも既知である(すなわち、光が三重項励起子の減衰を介して発光され
る発光ドーパント)。
特許文献1には、以下の式を有するモノマーから形成される繰り返し単位を含むコポリ
マーが開示されている:
Figure 2018184603
特許文献2には、以下の構造単位を有するポリマーが開示されている:
Figure 2018184603
式中、各Arは、独立に、置換または非置換アリール基であり;各Ar’’は置換また
は非置換アリーレン基であり;Zは多環式アリーレン基である。
米国特許出願公開第2007/205714号明細書 国際公開第2005/049546号パンフレット
J.Appl.Phys.65,3610,1989
本発明の目的は、発光層からの発光を消光せずに、一重項および三重項エネルギー準位
を維持しながら、高効率を提供する正孔輸送ポリマーを提供することである。
第1の態様において、本発明は、式(I)の繰り返し単位および少なくとも1つのさら
なる繰り返し単位を含むコポリマーを提供する:
Figure 2018184603
式中:ArおよびArは、それぞれ独立に、アリールおよびヘテロアリールから選
択され、そのそれぞれは独立に、非置換または1つ以上の置換基で置換され;各Rは、独
立に置換基であり;各nは、独立に0、1または2であり;各mは、独立に0、1、2ま
たは3であり、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも1つは、部分的に共役する繰り返し
単位である。
第2の態様において、本発明は、第1の態様のコポリマーおよび少なくとも1つの溶媒
を含む配合物を提供する。
第3の態様において、本発明は、アノード、カソード、アノードとカソードとの間の発
光層、発光層とアノードとの間の正孔輸送層を含む有機発光デバイスを提供し、正孔輸送
層は、第1の態様に従うコポリマーを含む。
第4の態様において、本発明は、第3の態様に従う有機発光デバイスを形成する方法を
提供し、この方法は、アノードに対して正孔輸送層を形成する工程;正孔輸送層に対して
発光層を形成する工程;および発光層に対してカソードを形成する工程を含む。
ここで本発明を、以下の図を参照してより詳細に記載する:
本発明の実施形態に従うOLEDを例示する。 例示の緑色OLEDデバイスおよび比較の緑色OLEDに関する外部量子効率対電圧のグラフである。 図2の例示の緑色OLEDおよび比較の緑色OLEDに関する輝度対時間のグラフである。
図1は、本発明の実施形態に従うOLED100を例示する。
OLED100は、アノード101、カソード107、アノードとカソードとの間の発
光層105、アノード101と発光層105との間の正孔輸送層103を含む。デバイス
は、基材109、例えばガラスまたはプラスチック上に支持される。
1つ以上のさらなる層、例えば電子輸送層、正孔ブロッキング層、および電子ブロッキ
ング層が、アノード101とカソード107との間に提供されてもよい。デバイスは、複
数の発光層を含有してもよい。好ましくは、正孔注入層および正孔輸送層の両方が存在す
る。
例示的なデバイス構造は以下を含む:
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/カソード
アノード/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/カソード。
好ましくは、発光層105は、正孔輸送層103と接触している。カソード107は、
発光層105と接触した状態であってもよく、それらから間隔があけられてもよく、例え
ば電子輸送層によって間隔があけられてもよい。
フェナントレンジアミン繰り返し単位
本発明のポリマーは、式(I)の繰り返し単位を含む
Figure 2018184603
式中、ArおよびAr、R、nおよびmは上記で記載される通りである。
置換基Rはポリマーの溶解度を向上させるために;例えば電子の引抜きまたは供与によ
って、ポリマーの電子特性を変更するために、またはポリマーのガラス転移温度を変更す
るために提供されてもよい。置換基Rは、コポリマーを含有する層を不溶化するためにコ
ポリマーを含有する層の形成時に架橋され得る架橋性基であってもよい。
nは少なくとも1であってもよく、および/または少なくとも1つのmは1であっても
よい。1つの任意の配置において、n=2であり、各m=0である。
例示的な置換基Rは:−C1−20アルキル(ここで1つ以上の非隣接C原子は、O、
S、NR11、C=OおよびCOOで置き換えられてもよく、ここでR11は置換基であ
る);
−非置換または1つ以上の置換基で置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール;
−分岐状または線状鎖のアリールまたはヘテロアリール基(ここで、各アリールまたは
ヘテロアリールは、独立に非置換または1つ以上の置換基で置換される);および
−架橋性基、例えば二重結合を含む基、例えばビニルまたはアクリレート基、またはベ
ンゾシクロブテン基から選択されてもよい。
アリールまたはヘテロアリール置換基Rは、フェニルであってもよい。例示的な線状鎖
のフェニル基は、ビフェニルおよびターフェニルである。例示的な分岐状鎖のフェニル基
は、3,5−ジフェニルベンゼンである。
Rが1つ以上のアリールまたはヘテロアリール基を含有する場合、アリールまたはヘテ
ロアリール基の任意の置換基は、C1−20アルキルから選択されてもよく、ここで1つ
以上の非隣接C原子は、O、S、NR11、C=O、およびCOOで置き換えられてもよ
く、ここでR11は置換基である。例示的な置換基R11としては、C1−20アルキル
が挙げられる。
各Rは、独立に、C1−40ヒドロカルビル基、例えばC1−20アルキル、非置換ま
たは1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよいフェニル;および非置換または
1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい分岐状または線状鎖のフェニル基で
あってもよい。
ArおよびArはそれぞれフェニルであってもよい。式(I)の繰り返し単位は式
(II)を有していてもよい:
Figure 2018184603
式中、Rは、各出現時において、置換基であり;各yは、独立に、0、1、2、3ま
たは4であり;各zは独立に0、1、2、3、4または5である。
各yは0であってもよい。
各zは、独立に0、1、2または3であってもよい。
Ar基の一方または両方は、多環式芳香族またはヘテロ芳香族基であってもよい。こ
うした多環式基によって提供される拡張された共役は、単環式基Arを有する繰り返し
単位と比較した場合に繰り返し単位の安定性を増大させ得る。1つまたは両方の基Ar
はフルオレンであってもよい。この場合、式(I)の繰り返し単位は、式(XIII)を
有していてもよい:
Figure 2018184603
式中、Ar、R、mおよびnは、上記で記載される通りであり;Rは、各出現時に
おいて、同一または異なって、置換基であり;Rは、各出現時において同一または異な
って、置換基であり;eは0、1、2または3であり;fは0、1、2、3または4であ
る。
式(XIII)のArは、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基Rで置
換されてもよいフェニルであってもよい。
例示的な置換基RおよびRは、式(VII)を参照して記載されるような置換基か
ら選択されてもよい。
式(XIII)の繰り返し単位のフルオレン基Arは、それぞれ独立に、いずれかの
位置を通してNと連結されてもよい。好ましい実施形態において、1つまたは両方のフル
オレン基Arは、これらの2−位を通して連結される。
本明細書に記載されるいずれかの繰り返し単位の例示的な置換基Rは:
−C1−20アルキル(ここで1つ以上の非隣接C原子は、O、S、NR11、C=O
およびCOOで置き換えられてもよく、ここでR11は置換基である);
−非置換または1つ以上の置換基で置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール;
および
−分岐状または線状鎖のアリールまたはヘテロアリール基(ここで、各アリールまたは
ヘテロアリールは、独立に非置換または1つ以上の置換基で置換される)から選択されて
もよい。
各Rは、存在する場合、独立に、C1−40ヒドロカルビル基であってもよく、C
−20アルキル基であってもよい。
式(I)の繰り返し単位は、部分的に共役する繰り返し単位であってもよく、この場合
、1つ以上のさらなる繰り返し単位は1つ以上の部分的に共役する繰り返し単位を含んで
いてもよく、または含んでいなくてもよい。
式(I)の例示的な部分的に共役する繰り返し単位は、式(XIV)を有する:
Figure 2018184603
式中、R、R、Ar、nおよびmは、上記で記載される通りであり;y1およびy
2はそれぞれ独立に、0または1であるが、ただしy1およびy2の少なくとも1つは1
であり;各y3は独立に0、1または2である。
式(I)の繰り返し単位は、好適には、隣接共繰り返し単位の芳香族またはヘテロ芳香
族基に直接結合される。式(XIV)の繰り返し単位の連結位置に隣接する置換基R1の
存在が、基R1が結合したフェニル基とフェニル基が結合した隣接共繰り返し単位のアリ
ールまたはヘテロアリール基との間にツイストを創出し、結果として、2つの繰り返し単
位の間のツイストが2つの繰り返し単位間の共役の程度を制限する。
式(I)の繰り返し単位は、本発明のコポリマーの繰り返し単位の0.5〜75mol
%(1〜50mol%であってもよく、1〜40mol%であってもよい)を形成しても
よい。
図1のデバイスにおいて、本発明のポリマーは、OLEDの正孔輸送層に提供される。
他の配置において、本発明のポリマーは、発光層の発光材料として、または別個の発光材
料と組み合わせて発光層に提供される正孔輸送材料として提供されてもよい。
本明細書に記載されるポリマーのゲル透過クロマトグラフィによって測定されるポリス
チレン等価数平均分子量(Mn)は、約1×10〜1×10、好ましくは1×10
〜5×10の範囲であってもよい。本明細書に記載されるポリマーのポリスチレン等価
重量平均分子量(Mw)は、1×10〜1×10、好ましくは1×10〜1×10
であってもよい。
本明細書に記載されるポリマーは、好適には非晶質ポリマーである。
共繰り返し単位
本発明のポリマーは、式(I)の繰り返し単位および少なくとも1つの共繰り返し単位
を含有する。共繰り返し単位は、部分的に共役する共繰り返し単位および完全に共役する
共繰り返し単位から選択されてもよい。共繰り返し単位は、本発明の繰り返し単位のAr
に、または他の共繰り返し単位の芳香族もしくはヘテロ芳香族基に直接連結する芳香族
またはヘテロ芳香族基を含有してもよい。
本発明のコポリマーの部分的に共役する共繰り返し単位は、隣接繰り返し単位に対して
共役した繰り返し単位であってもよいが、ここで繰り返し単位の共役程度は制限される。
部分的に共役する繰り返し単位は、部分的に共役した繰り返し単位が隣接繰り返し単位
の平面外にツイストされるように、または部分的に共役する繰り返し単位が内部ツイスト
を含有するように、1つ以上の置換基を有する繰り返し単位であってもよい。
ポリマー骨格に沿ったツイストを提供することによって、骨格に沿った芳香族またはヘ
テロ芳香族基間のp軌道オーバーラップの程度が、制限される。
部分的に共役する繰り返し単位は、1,3−連結、または1,2−連結フェニレン繰り
返し単位であってもよい。1,3−または1,2−連結フェニレン繰り返し単位の両側の
隣接芳香族またはヘテロ芳香族繰り返し単位間の共役の程度は、1,4−連結フェニレン
繰り返し単位によって提供される共役程度未満であることが理解される。
部分的に共役する繰り返し単位は、式(IIIa)、(IIIb)または(IIIc)
の繰り返し単位であってもよい:
Figure 2018184603
式中、pは1、2または3であり;qは各出現時において、独立に、1、2、3、また
は4であり;wは0、1、2、3、または4であり;R3は、独立に、各出現時において
、置換基である。
存在する場合、各Rは、独立に:
−アルキル(C1−20アルキルであってもよい)(ここで1つ以上の非隣接C原子は
、置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換N、C=OまたはCO
Oで置き換えられてもよく、1つ以上のH原子がFで置き換えられてもよい);
−アリールおよびヘテロアリール基(非置換または1つ以上の置換基で置換されてもよ
い)、好ましくは1つ以上のC1−20アルキル基で置換されたフェニル;
−線状または分岐鎖のアリールまたはヘテロアリール基(これらの基のそれぞれは、独
立に置換されてもよい)、例えば式−(Arの基(式中、各Ar3は、独立にアリ
ールまたはヘテロアリール基であり、rは少なくとも2であり、好ましくは分岐状または
線状鎖のフェニル基(それぞれ非置換または1つ以上のC1−20アルキル基で置換され
てもよい);および
−架橋性基、例えば二重結合を含む基、例えばビニルまたはアクリレート基、またはベ
ンゾシクロブテン基からなる群から選択されてもよい。
がアリールまたはヘテロアリール基、線状または分岐状鎖のアリールまたはヘテロ
アリール基を含む場合、アリールまたはヘテロアリール基またはそれぞれは:アルキル、
例えばC1−20アルキル(ここで1つ以上の非隣接C原子は、O、S、置換N、C=O
および−COO−で置き換えられてもよく、アルキル基の1つ以上のH原子は、Fで置き
換えられてもよい);フッ素;ニトロおよびシアノからなる群から選択される1つ以上の
置換基R7で置換されてもよい。
置換Nは、存在する場合、−NR−であってもよく、式中、各R9は、独立に、アル
キル、好ましくはC1−20アルキル;およびアリールまたはヘテロアリール、好ましく
はフェニル(1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい)からなる群から選択
される。
架橋性基は、繰り返し単位に直接結合してもよく、またはスペーサー基、例えばC1−
20アルキル基によってそこから間隔をあけてもよく、ここでC1−20アルキル基の1
つ以上の非隣接C原子は、O、S、C=OまたはCOOで置き換えられてもよい。
好ましくは、各Rは、存在する場合、独立に、C1−40ヒドロカルビルから選択さ
れ、より好ましくはC1−20アルキル;非置換フェニル;1つ以上のC1−20アルキ
ル基で置換されたフェニル;線状または分岐状鎖のフェニル基(ここで各フェニルは、非
置換または1つ以上の置換基で置換されてもよい);および架橋性基から選択される。
式(IIIa)の特に好ましい繰り返し単位は、以下の式を有する:
Figure 2018184603
上記式の置換基Rは、繰り返し単位の連結位置に隣接し、これは繰り返し単位と隣接
繰り返し単位との間の立体障害を生じることがあり、結果として1つまたは両方の隣接繰
り返し単位に対して平面から出てツイストした繰り返し単位を生じる。
例示的な繰り返し単位(ここでpは2または3である)としては、以下が挙げられる:
Figure 2018184603
例示的な繰り返し単位は以下の式を有する:
Figure 2018184603
上記式の2つのR基は、それらが結合したフェニル環の間に立体障害を生じる場合が
あり、結果として、繰り返し単位内に内部ツイストを生じるように互いに対して2つのフ
ェニル環がツイストする。
いかなる理論にも束縛されないが、部分的に共役する繰り返し単位の存在により、発光
層から発光される光の消光またはレッドシフトを生じ得る程度の高い共役を不可能にして
、ポリマー骨格に沿った伝導性を可能にすると考えられる。
共繰り返し単位のさらなるクラスは、置換されてもよいフルオレン繰り返し単位、例え
ば式(VII)の繰り返し単位である:
Figure 2018184603
式中、Rは、各出現時において、同一または異なり、式(III)を参照して記載さ
れるような置換基であり、ここで2つの基Rは、連結して非置換または置換環を形成し
てもよい;Rは置換基であり;dは0、1、2または3である。
フルオレン繰り返し単位の芳香族炭素原子は非置換であってもよく、または1つ以上の
置換基R8で置換されてもよい。例示的な置換基Rは、アルキル、例えばC1−20
ルキル(ここで1つ以上の非隣接C原子は、O、S、NHまたは置換N、C=Oおよび−
COO−で置き換えられてもよい)、置換されてもよいアリール、置換されてもよいヘテ
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である
。特に好ましい置換基としては、C1−20アルキルおよび置換または非置換アリール、
例えばフェニルが挙げられる。アリールのための任意の置換基としては、1つ以上のC
−20アルキル基が挙げられる。
置換Nは、存在する場合、−NR−であってもよく、式中、Rは、C1−20アル
キル;非置換フェニル;または1つ以上のC1−20アルキル基で置換されたフェニルで
ある。
式(VII)の繰り返し単位は、コポリマーに存在する完全に共役する繰り返し単位で
あってもよく、またはコポリマーの1つ以上の部分的に共役する繰り返し単位を形成して
もよい。
式(VII)の繰り返し単位にわたる共役の程度は、(a)繰り返し単位にわたって共
役の程度を制限するように3−および/または6−位を通して繰り返し単位を連結させる
ことによって、および/または(b)(1または複数の)隣接繰り返し単位、例えば置換
基R、例えばC1−20アルキル置換基を3−位および6−位の1つまたは両方で保持
する2,7−連結フルオレンについてツイストを創出するために、連結位置に隣接する1
つ以上の位置にて1つ以上の置換基Rで繰り返し単位を置換することによって、部分的
に共役した繰り返し単位を形成するように制限されてもよい。
式(VII)の繰り返し単位は、式(VIIa)の完全に共役した2,7−連結繰り返
し単位であってもよい:
Figure 2018184603
式(VII)の繰り返し単位は、式(VIIb)の部分的に共役する3,6−連結繰り
返し単位であってもよい:
Figure 2018184603
式(VII)の繰り返し単位は、式(VIIc)の部分的に共役する3,6−連結繰り
返し単位であってもよい:
Figure 2018184603
1つまたは両方のR基は、フルオレン単位に直接結合する、または上記で記載される
ようにスペーサー基によって間隔をあけられた架橋性基であってもよい。
式(III)の繰り返し単位の好ましいクラスは、WO2012/104579に開示
され、この内容は参考として本明細書に組み込まれる。
別の例示的な共繰り返し単位は、式(VIII)を有する:
Figure 2018184603
式中、R、Rおよびdは、上記式(III)および(VII)を参照して記載され
る通りである。R基のいずれかは、R基のいずれか他の基に連結し、環を形成しても
よい。こうして形成された環は、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基(1つ
以上のC1−20アルキル基であってもよい)で置換されてもよい。
式(VIII)の繰り返し単位は、式(VIIIa)または(VIIIb)を有してい
てもよい:
Figure 2018184603
式(VIII)の例示的な繰り返し単位は、以下の構造を有し、ここで芳香族炭素原子
はそれぞれ独立に、非置換であってもよく、または置換基Rで置換されてもよく、ここ
でシクロペンチル基はそれぞれ独立に、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基
、例えば1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい:
Figure 2018184603
式(VIII)の繰り返し単位の共役は、完全にまたは部分的に共役する繰り返し単位
を提供するために、式(VII)を参照して記載されたように制御されてもよい。
ポリマーは、式(IV)の共繰り返し単位を含んでいてもよい:
Figure 2018184603
式中、Ar、ArおよびArはそれぞれ独立に、アリールまたはヘテロアリール
基であり、それぞれ独立に非置換であってもよく、または上記で記載されるような1つ以
上の置換基R(C1−20アルキルであってもよい)で置換されてもよい;tは、各出
現時において、独立に少なくとも1(1、2または3であってもよい);XはNまたはC
であり、式中、RはHまたは置換基、好ましくはHまたはC1−10アルキルであ
る。
好ましくは、式(IV)のAr、ArおよびArは、それぞれフェニルであり、
各フェニルは、独立に、1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい。
好ましくは、少なくとも1つのXはNである。1つの好ましい実施形態において、3つ
すべてのX基はNである。
3つすべての基Xは、CRである場合、少なくとも1つのAr、ArおよびAr
は、好ましくはNを含むヘテロ芳香族基である。
式(IV)のArは、好ましくはフェニルであり、1つ以上のC1−20アルキル基
または架橋性基で置換されてもよい。
式(IV)の好ましい繰り返し単位は、2,4−6−トリフェニル−1,3,5−トリ
アジンであり、ここでフェニル基は、非置換であり、または1つ以上のC1−20アルキ
ル基で置換される。
ポリマーは、1〜50mol%の部分的に共役する繰り返し単位を含有してもよい。
ポリマーは、式(I)の繰り返し単位および部分的に共役する繰り返し単位以外の繰り
返し単位を1〜50mol%(1〜30mol%であってもよい)含有してもよい。
発光層
発光層105は、1つ以上の好適な発光材料を含有してもよく、小分子、デンドリマー
性およびポリマー性発光材料を含む。発光材料は、蛍光またはりん光であってもよい。発
光層105は、1つ以上の発光材料から本質的になってもよく、または1つ以上のさらな
る材料を含有してもよい。さらなる材料は、ホスト材料、ならびに蛍光発光層の場合には
、三重項励起子の消光のためのまたは三重項−三重項消滅および遅延蛍光を促進するため
の(1または複数の)蛍光発光材料からの三重項励起子を受容するための三重項受容材料
から選択されてもよい。例示的な添加剤材料は、その内容が参考として本明細書に組み込
まれるWO2012/086671に記載されるポリマーである。
(1または複数の)発光層の発光材料としては、赤色、緑色および青色発光材料が挙げ
られ、そのそれぞれが蛍光またはりん光であってもよい。
青色発光材料は、400〜490nm(420〜490nmであってもよい)の範囲の
ピークを有するフォトルミネッセンススペクトルを有していてもよい。
緑色発光材料は、490nmを超えて580nmまで(490nmを超えて540nm
までであってもよい)の範囲のピークを有するフォトルミネッセンススペクトルを有して
いてもよい。
赤色発光材料は、580nmを超えて630nmまで(585〜625nmであっても
よい)のフォトルミネッセンススペクトルにおいてピークを有していてもよい。
正孔輸送層を形成するために使用される場合、本発明のポリマーの最低一重項および/
または三重項励起状態のエネルギー準位は、発光層の(1または複数の)発光材料からの
発光の消光を回避するように選択されてもよい。最低一重項および三重項励起状態のエネ
ルギー準位は、それぞれ、発光層の蛍光発光体の最低一重項励起状態エネルギー準位また
は発光層のりん光発光体の最低三重項励起状態エネルギー準位よりも低い0.1eV以下
であってもよい(同じまたはより高くてもよい)。部分的に共役する繰り返し単位の量は
、ポリマーの所望のエネルギー準位に従って選択されてもよい。
例示的なりん光発光材料としては、式(IX)の置換または非置換錯体を含む金属錯体
が挙げられる:
ML (IX)
式中、Mは金属であり;L、LおよびLのそれぞれは配位基であり;qは整数であ
り;rおよびsはそれぞれ独立に、0または整数であり;(a.q)+(b.r)+(c
.s)の合計は、Mにて利用可能な配位部位の数に等しく、ここでaは、L1の配位部位
の数であり、bはL2の配位部位の数であり、cはL3の配位部位の数である。好ましく
はa、bおよびcのそれぞれは1、2または3であり、好ましくは1または2である。好
ましい実施形態において、a、bおよびcのそれぞれが2である。L、LおよびL
は、同じであってもよく、またはL、LおよびLの少なくとも1つは、L、L
およびLの他方とは異なる。
重金属Mは、強いスピン軌道カップリングを誘導し、迅速な項間交差および三重項また
はより高度な状態からの発光を可能にする。好適な重金属Mは、dブロック金属、特に2
列および3列、すなわち39〜48および72〜80の元素、特にルテニウム、ロジウム
、パラジウム、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金および金が挙げられる。イリジ
ウムが特に好ましい。
例示的なリガンドL、LおよびLとしては、炭素または窒素ドナー、例えばポル
フィリンまたは式(X)の二座リガンドが挙げられる:
Figure 2018184603
式中Ar10およびAr11は同一または異なってもよく、独立に置換または非置換ア
リールまたはヘテロアリールから選択され;XおよびYは、同一または異なってもよ
く、独立に、炭素または窒素から選択され;Ar10およびAr11は共に縮合してもよ
い。Xが炭素であり、Yが窒素であるリガンドが好ましく、特にAr10が単環また
はNおよびC原子のみの縮合ヘテロ芳香族、例えばピリジルまたはイソキノリンであり、
Ar11は、単環または縮合芳香族、例えばフェニルまたはナフチルであるリガンドが好
ましい。
赤色発光を達成するために、Ar10は、フェニル、フルオレンおよびナフチルから選
択されてもよく、Ar11は、キノリン、イソキノリン、チオフェン、およびベンゾチオ
フェンから選択される。
緑色発光を達成するために、Ar10は、フェニルまたはフルオレンから選択されても
よい。Ar11は、ピリジンであってもよい。
青色発光を達成するために、Ar10はフェニルであってもよく、Ar11はイミダゾ
ール、トリアゾールまたはテトラゾールであってもよい。
二座リガンドの例を以下に例示する:
Figure 2018184603
式中、R13は、各出現時において、HまたはC1−20アルキルである。
Ar10およびAr11のそれぞれは、1つ以上の置換基を保持してもよい。2つ以上
のこれらの置換基は、環、例えば芳香族環を形成するために連結されてもよい。
dブロック元素と共に使用するのに好適な他のリガンドとしては、ジケトネート、特に
アセチルアセトネート(acac);トリアリールホスフィンおよびピリジンが挙げられ
、これらのそれぞれは置換されてもよい。
例示的な置換基としては、式(III)を参照して上記で記載されるような基Rが挙
げられる。特に好ましい置換基としては、フッ素またはトリフルオロメチル(これらは、
例えばWO02/45466、WO02/44189、US2002−117662およ
びUS2002−182441に開示されるように錯体の発光を青色シフトするために使
用できる);アルキルまたはアルコキシ基、例えばC1−20アルキルまたはアルコキシ
(これらは、JP2002−324679に開示される通りであってもよい);カルバゾ
ール(これは、例えばWO02/81448に開示されるように、発光材料として使用さ
れる場合に、錯体への正孔輸送を補助するために使用されてもよい);およびデンドロン
(これは、例えばWO02/66552に開示されるように、金属錯体の溶液加工処理性
を得るまたは向上させるために使用されてもよい)が挙げられる。
発光デンドリマーは、1つ以上のデンドロンに結合した発光コアを含んでいてもよく、
ここで各デンドロンは、分岐点を含み、2つ以上のデンドリマー性分岐を含む。好ましく
は、デンドロンは、少なくとも部分的に共役し、分岐点およびデンドリマー性分岐の少な
くとも1つは、アリールまたはヘテロアリール基、例えばフェニル基を含む。1つの配置
において、分岐点基および分岐基はすべてフェニルであり、各フェニルは、独立に、1つ
以上の置換基、例えばアルキルまたはアルコキシで置換されてもよい。
デンドロンは、置換されてもよい式(XI)を有していてもよい
Figure 2018184603
式中、BPは、コアと結合するための分岐点を表し、Gは、第1世代分岐基を表す。
デンドロンは、第1、第2、第3またはそれ以上の世代のデンドロンであってもよい。
は、置換されてもよい式(XIa)にあるように、2つ以上の第2世代分岐基G
どで置換されてもよい:
Figure 2018184603
式中、uは0または1であり;vは、uが0である場合に0であり、またはuが1であ
る場合に0または1であってもよく;BPは、コアに結合するための分岐点を表し、G
、GおよびGは、第1、第2および第3世代デンドロン分岐基を表す。1つの好まし
い実施形態において、BPおよびG、G...Gのそれぞれはフェニルであり、各
フェニルBP、G、G...Gn−1は3,5−連結フェニルである。
好ましいデンドロンは、式(XIb)の置換または非置換デンドロンである:
Figure 2018184603
式中、*は、デンドロンのコアに対する結合点を表す。
BPおよび/またはいずれかの基Gは、1つ以上の置換基、例えば1つ以上のC1−2
アルキルまたはアルコキシ基で置換されてもよい。
りん光発光材料は、ホスト材料を有する発光層に提供されてもよい。ホスト材料は、共
に使用される材料の最低三重項励起状態エネルギー準位よりも低く0.1eV以下、好ま
しくは少なくとも同じまたはより高い最低三重項励起状態エネルギー準位を有する。
りん光発光材料は、ホストポリマーと物理的に混合されてもよく、またはそこに共有結
合されてもよい。りん光発光材料は、ホストポリマーの側鎖、主鎖または末端基に提供さ
れてもよい。りん光材料は、ポリマー側鎖に提供される場合、りん光材料は、ポリマーの
骨格に直接結合してもよく、スペーサー基、例えばC1−20アルキルスペーサー基によ
り間隔をあけてもよく、スペーサー基においては1つ以上の非隣接C原子がOまたはSに
よって置き換えられてもよい。
発光材料は、有機蛍光材料のいずれかの形態であってもよく、これらとしては小分子、
デンドリマー性、ポリマー性蛍光材料が挙げられるが、これらに限定されない。
発光ポリマーは、発光繰り返し単位を含む発光ホモポリマーであってもよく、または発
光ポリマーは、例えばWO00/55927に開示されるような発光繰り返し単位および
さらなる繰り返し単位、例えば正孔輸送および/または電子輸送繰り返し単位を含むコポ
リマーであってもよい。各繰り返し単位は、ポリマーの主鎖または側鎖に提供されてもよ
い。
発光ポリマーは、共に共役したポリマー骨格の繰り返し単位を含有してもよい。
発光ポリマーは、アリールアミン繰り返し単位、例えば式(XII)の繰り返し単位を
含有してもよい:
Figure 2018184603
式中、ArおよびArは、各出現時において、独立に、置換または非置換アリール
またはヘテロアリールから選択され、gは1以上であり、好ましくは1または2であり、
13はHまたは置換基であり、好ましくは置換基であり、cおよびdは、それぞれ独立
に1、2または3である。
13は、同一または異なっていてもよく、各出現時において、g>1である場合、好
ましくはアルキル、例えばC1−20アルキル、Ar12、Ar12基の分岐状または線
状鎖、または式(XII)のN原子に直接結合したまたはスペーサー基によって間隔をあ
けられた架橋性単位からなる群から選択され、ここでAr12は、各出現時において、独
立に置換されてもよいアリールまたはヘテロアリールである。例示的なスペーサー基は、
1−20アルキル、フェニルおよびフェニル−C1−20アルキルである。
式(XII)の繰り返し単位におけるAr、Arおよび存在する場合はAr12の
いずれかは、Ar、ArおよびAr12の別の基に、直接結合によってまたは二価連
結原子または基によって連結されてもよい。好ましい二価連結原子および基としては、O
、S;置換N;および置換Cが挙げられる。
Ar、Arのいずれか、および存在する場合にAr12は、1つ以上の置換基であ
ってもよい。例示的な置換基は、置換基R12であり、ここで各R12は、独立に、以下
からなる群から選択されてもよい:
−置換または非置換アルキル(C1−20アルキルであってもよい)、ここで1つ以上
の非隣接C原子は、置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール、O、S、置換N、
C=Oまたは−COO−で置き換えられてもよく、および1つ以上のH原子がFで置き換
えられてもよい;および
−フルオレン単位に直接結合したまたはスペーサー基、例えば二重結合を含む基、例え
ばビニルまたはアクリレート基、またはベンゾシクロブテン基によって間隔をあけた架橋
性基
式(XII)の好ましい繰り返し単位は、式1−3を有する:
Figure 2018184603
発光ポリマーは、1つ、2つまたはそれ以上の異なる式(XII)の繰り返し単位を含
有してもよい。
1つの任意配置において、例えば式1にあるように、2つのN原子に連結した中央Ar
基は、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基R12で置換されてもよいフェ
ニレンである。
別の任意配置において、式1の中央Ar基は、非置換であってもよく、または1つ以
上の置換基R10で置換されてもよい多環式芳香族である。例示的な多環式芳香族基は、
ナフタレン、ペリーレン、アントラセンおよびフルオレンである。これらの多環式芳香族
基のそれぞれは、1つ以上の置換基R12で置換されてもよい。2つの置換基R12は、
置換または非置換環を形成するように連結されてもよい。
Arは、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基R12で置換されてもよい
フェニルであってもよい。
式(XII)の繰り返し単位の1つだけのN原子に連結したAr基は、非置換であっ
てもよく、または1つ以上の置換基R12で置換されてもよいフェニルであってもよい。
式(XII)のR13は、好ましくはヒドロカルビル、好ましくはC1−20アルキル
、非置換または1つ以上のC1−20アルキル基で置換されたフェニル、または分岐状ま
たは線状鎖のフェニル基であり、ここで各フェニル基は、非置換または1つ以上のC1−
20アルキル基で置換される。
13は、Ar12、例えばフェニルまたは−(Ar12であってもよく、式中r
は少なくとも2であり、基−(Ar12は、線状または分岐鎖の芳香族またはヘテロ
芳香族基、例えば3,5−ジフェニルベンゼンを形成し、ここで各フェニルは、1つ以上
の置換基R10、例えば1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい。このタイ
プの繰り返し単位は、WO2010/001982に記載されており、この文献の内容は
参考として本明細書に組み込まれる。
c、d、およびgのそれぞれは1であってもよく、ArおよびArは、酸素原子に
よって連結されてフェノキサジン環を形成するフェニルであってもよい。
アミン繰り返し単位は、正孔輸送および/または発光機能性を提供してもよい。例示的
な発光アミン繰り返し単位としては、式(XIIa)の青色蛍光発光繰り返し単位および
緑色発光繰り返し単位式(XIIb)が挙げられる:
Figure 2018184603
式(XIIa)および(XIIb)の繰り返し単位は、非置換であってもよく、または
式(XIIb)の繰り返し単位の環の1つ以上が、1つ以上の置換基R15、好ましくは
1つ以上のC1−20アルキル基で置換されてもよい。
アミン繰り返し単位は、1つ以上の共繰り返し単位を有するコポリマーに提供されても
よく、発光コポリマーの繰り返し単位の0.5mol%〜約50mol%(約1〜25m
ol%、約1〜10mol%であってもよい)を形成してもよい。
例示的な共繰り返し単位としては、フルオレン、フェニレン、インデノフルオレン、フ
ェナントレンおよびジヒドロフェナントレン繰り返し単位が挙げられるが、これらに限定
されない。発光ポリマーの共繰り返し単位としては、上記で記載される共繰り返し単位(
III)、(VII)および(VIII);フェナントレン繰り返し単位;ナフタレン繰
り返し単位;アントラセン繰り返し単位;およびペリーレン繰り返し単位の1つ以上を挙
げることができる。これらの繰り返し単位のそれぞれは、これらの単位の芳香族炭素原子
のいずれか2つを通して隣接繰り返し単位に連結されてもよい。具体的な例示連結として
は、9,10−アントラセン;2,6−アントラセン;1,4−ナフタレン;2,6−ナ
フタレン;2,7−フェナントレン;および2,5−ペリーレンが挙げられる。これらの
繰り返し単位のそれぞれは、置換または非置換であってもよく、例えば1つ以上のC1−
40ヒドロカルビル基で置換されてもよい。
ポリマー合成
正孔輸送および発光共役ポリマーを含む本明細書に記載されるような共役ポリマーの調
製のための好ましい方法は、「金属挿入」を含み、ここで金属錯体触媒の金属原子は、ア
リールまたはヘテロアリール基とモノマーの脱離基との間に挿入される。例示的な金属挿
入方法は、例えばWO00/53656に記載されるようなSuzuki重合および例え
ばT.Yamamoto,「Electrically Conducting And
Thermally Stable π−Conjugated Poly(aryl
ene)s Prepared by Organometallic Process
es」,Progress in Polymer Science 1993,17,
1153−1205に記載されるYamamoto重合である。Yamamoto重合の
場合、ニッケル錯体触媒が使用される;Suzuki重合の場合に、パラジウム錯体触媒
が使用される。
例えば、Yamamoto重合による線状ポリマーの合成において、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、Suzuki重合の方法に従って、少な
くとも1つの反応性基がホウ素誘導基、例えばボロン酸またはボロン酸エステルおよび他
の反応性基がハロゲンである。好ましいハロゲンは、塩素、臭素およびヨウ素であり、最
も好ましくは臭素である。
このため、この出願全体を通して例示される繰り返し単位は、好適な脱離基を保持する
モノマーから誘導されてもよいことが理解される。同様に、末端基または側鎖基は、好適
な脱離基の反応によってポリマーに結合してもよい。
Suzuki重合は、位置規則性、ブロックおよびランダムコポリマーを調製するため
に使用されてもよい。特に、ホモポリマーまたはランダムコポリマーは、1つの反応性基
がハロゲンである場合に調製されてもよく、他の反応性基がボロン誘導体基である。別の
方法として、ブロックまたは位置規則性、特にABコポリマーは、第1のモノマーの反応
性基両方がボロンであり、第2のモノマーの反応性基両方がハロゲンである場合に、調製
されてもよい。
ハライドの代替として、金属挿入に関与でき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を含む基が挙げられる。
正孔注入層
伝導性有機または無機材料から形成され得る伝導性正孔注入層は、図1に示されるよう
なOLEDのアノード101と正孔輸送層103との間に提供されて、アノードから半導
体性ポリマーの(1または複数の)層への正孔注入を補助してもよい。ドープされた有機
正孔注入材料の例としては、置換されてもよいドープされたポリ(エチレンジオキシチオ
フェン)(PEDT)、特にEP0901176およびEP0947123に開示される
ような、電荷平衡ポリ酸、例えばポリスチレンスルホネート(PSS)でドープされたP
EDT、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);
US5723873およびUS5798170に開示されるようなポリアニリン;および
置換されてもよいポリチオフェンまたはポリ(チエノチオフェン)が挙げられる。伝導性
無機材料の例としては、遷移金属酸化物、例えばJournal of Physics
D:Applied Physics(1996),29(11),2750−275
3に開示されるような、VOx、MoOxおよびRuOxが挙げられる。
カソード
カソード107は、OLEDの発光層に電子注入を可能にする仕事関数を有する材料か
ら選択される。他の要因は、カソードと発光材料との間の不利な相互作用の可能性のよう
にカソードの選択に影響する。カソードは、アルミニウムの層のような単一材料からなっ
てもよい。あるいは、それは、複数の伝導性材料を含んでいてもよく、例えばWO98/
10621に開示されるように、例えばカルシウムおよびアルミニウムのような低仕事関
数材料および高仕事関数材料の二層を含んでいてもよい。カソードは、例えばWO98/
57381、Appl.Phys.Lett.2002,81(4),634およびWO
02/84759に開示されるように、元素状バリウムを含んでいてもよい。カソードは
、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の薄い
(例えば1〜5nm)層を、デバイスの有機層と、1つ以上の伝導性カソード層との間に
含んで電子注入を補助してもよく、例えばWO00/48258に開示されるようにフッ
化リチウム;Appl.Phys.Lett.2001,79(5),2001に開示さ
れるようなフッ化バリウム;および酸化バリウムである。電子の効率の良いデバイスへの
注入を提供するために、カソードは、好ましくは3.5eV未満、より好ましくは3.2
eV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M
ichaelson,J.Appl.Phys.48(11),4729,1977に見
出され得る。
カソードは、不透明または透明であってもよい。透明カソードは、こうしたデバイスに
おいて透明アノードを通る発光が、発光ピクセルの底に位置する駆動回路によって少なく
とも部分的にブロックされるので、アクティブマトリックスデバイスにとって特に有利で
ある。透明カソードは、透明であるのに十分薄い電子注入材料の層を含む。通常、この層
の横方向の伝導度は、その薄さの結果として低い。この場合、電子注入材料の層は、イン
ジウムスズオキシドのような透明伝導材料のより厚い層と組み合わせて使用される。
透明カソードデバイスは、透明アノードを必要とせず(もちろん、完全に透明なデバイ
スが所望されない限り)、こうして底部発光デバイスのために使用される透明アノードは
、反射性材料の層、例えばアルミニウムの層と置き換えられてもよく、または補充され得
ることが理解される。透明のカソードデバイスの例は、例えばGB2348316に開示
される。
封入
有機オプトエレクトロニクスデバイスは、湿分および酸素に対して感受性である傾向が
ある。従って、基材は、好ましくはデバイスへの湿分および酸素の進入を防止するための
良好なバリア特性を有する。基材は、一般にガラスであるが、代替基材が、特にデバイス
の可撓性が所望される場合に、使用されてもよい。例えば、基材は、1つ以上のプラスチ
ック層、例えば代替プラスチックおよび誘電体バリア層または薄いガラスおよびプラスチ
ックのラミネートを含んでいてもよい。
デバイスは、湿分および酸素の浸入を防止するための封入剤(図示せず)で封入されて
もよい。好適な封入剤としては、ガラスシート、好適なバリア特性を有するフィルム、例
えば二酸化ケイ素、一酸化ケイ素、窒化ケイ素またはポリマーの代替スタックおよび誘導
体または気密容器が挙げられる。透明カソードデバイスの場合、透明封入層、例えば一窒
化ケイ素または二酸化ケイ素はミクロンレベルの厚さに堆積されてもよいが、1つの好ま
しい実施形態において、こうした層の厚さは20〜300nmの範囲である。基材または
封入剤を通って浸透し得るいずれかの雰囲気湿分および/または酸素の吸収のためのゲッ
ター材料が、基材と封入剤との間に配設されてもよい。
配合加工処理
本発明のポリマーの層を形成するために好適な配合物は、ポリマーおよび1つ以上の好
適な溶媒から形成されてもよい。
本発明の組成物、特にアルキル置換基を含むポリマーを含有する組成物を溶解するため
に好適な溶媒としては、1つ以上のC1−10アルキルまたはC1−10アルコキシ基で
置換されたベンゼン、例えばトルエン、キシレンおよびメチルアニソールが挙げられる。
印刷およびコーティング技術、例えばスピンコーティングおよびインクジェット印刷を
含む特に好ましい溶液堆積技術。
スピンコーティングは、例えば照明用途または単純なモノクロセグメント化ディスプレ
イのために発光層のパターニングが不必要である場合のデバイスに特に好適である。
インクジェット印刷は、高情報量ディスプレイ、特にフルカラーディスプレイに特に好
適である。デバイスは、第1の電極にわたってパターニングされた層を提供し、1つの色
(モノクロデバイスの場合)またはマルチカラー(マルチカラーの場合、特に完全なカラ
ーデバイスの場合)の印刷のためのウェルを規定することによって印刷されたインクジェ
ットであってもよい。パターニングされた層は、通常、例えばEP0880303に記載
されるようなウェルを規定するようにパターニングされたフォトレジストの層である。
ウェルの代替として、インクは、パターニングされた層内に規定されるチャンネルに印
刷されてもよい。特に、フォトレジストは、ウェルとは異なり、複数のピクセルにわたっ
て延び、チャンネル末端部において閉じていてもよくまたは開いていてもよいチャンネル
を形成するためにパターニングされてもよい。
他の溶液堆積技術としては、浸漬コーティング、ロール印刷およびスクリーン印刷が挙
げられる。
正孔輸送層103は、ポリマーの非架橋層を形成するために本発明のポリマーの配合物
を用い、続いてポリマーの架橋性置換基の架橋により、デバイスの上層を形成するために
使用される溶媒に対して正孔輸送層103を不溶性にして形成されてもよい。架橋性基は
、式(I)の繰り返し単位の置換基および/または共繰り返し単位の置換基として提供さ
れてもよい。
[実施例]
モノマー実施例1
モノマー実施例1は、以下の反応スキームに従って調製された:
Figure 2018184603
(2)の合成−トルエン(1.5L)中、アニリン(0.62mol)、1−ブロモ−4
−ブチル−2,6−ジメチルベンゼン(0.25mol)、トリス(ジベンジリデンアセ
トン)ジパラジウム(0)(0.005mol)、トリ−tert−ブチルホスホニウム
テトラフルオロボレート(0.02mol)およびナトリウム−tert−ブトキシド(
0.6mol)の混合物を20時間還流加熱した。水性処理およびカラムクロマトグラフ
ィによる精製後に、(2)を89%収率で得た。
(4)の合成−トルエン(600ml)中、2,7−ジブロモ−9,10−ジオクチル
フェナントレン(0.045mol)、(2)0.11mol、トリス(ジベンジリデン
アセトン)ジパラジウム(0)(0.9mmol)およびトリ−tert−ブチルホスホ
ニウムテトラフルオロボレート(3.6mmol)およびナトリウム−tert−ペント
キシド(0.10mol)を20時間還流加熱した。水性処理およびクロマトグラフィに
よる精製後、(4)を66%収率で得た。
(5)の合成−化合物(4)(29mmol)を、クロロホルム(260ml)および
ジメチルホルムアミド(115ml)中のNBS(2.28当量)の作用によって臭素化
した。反応を水およびメタノールでクエンチした。(4)の精製は、カラムクロマトグラ
フィによって行い、所望の純度を達成するまで再結晶させた。70%収率を得た。
モノマー実施例2
Figure 2018184603
(2)の合成
1800mlのトルエン(無水)中の1(180g、0.3211mol)および4−
ブチル−2,6−ジメチルアニリン(125.3g、0.7066mol)の溶液中に、
固体としてビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム(0)(1.47g、0.001
6mol)およびトリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート(0.9
0g 0.0024mol)を添加した。次いで混合物を、窒素ガスでスパージし、続い
てナトリウムtert−ブトキシド(92.6g、0.9635mol)を固体として滴
下した。最終混合物を、さらに10分間スパージし、徐々に還流加熱し、出発材料がTL
Cによって見られなくなるまで加熱した。水性処理およびカラムクロマトグラフィによる
精製後、(2)を(235g、98%収率)で得た。
(3)の合成
800mlのトルエン(無水)中の(2)(50g、66.4mmol)および5−ブ
ロモ−m−キシレン(27ml、199mmol)の溶液に、固体としてビス(ジベンジ
リデンアセトン)パラジウム(0)(1.82g、2mmol)およびトリ−tert−
ブチルホスホニウムテトラフルオロボレート(1.73g、6mmol)を添加した。次
いで混合物を窒素ガスでスパージし、続いてナトリウムtert−ブトキシド(25.5
gg、266mmol)を固体として滴下した。最終混合物を、さらに10分間スパージ
し、徐々に還流加熱し、出発材料がTLCによって見られなくなるまで加熱した。水性処
理およびカラムクロマトグラフィによる精製後、(3)を赤色油として得た。
(4)の合成
220mlのクロロホルム(無水)中の(3)(28.91g、30.07mmol)
の溶液を、−40℃の冷却前に20分間水素でスパージした。200mlのN,N−ジメ
チルホルムアミド(無水)中のN−ブロモスクシンイミド(10.44g、58.63m
mol)の溶液は、反応混合物に滴下した。反応混合物を室温まで加温させ、転化をHP
LCによって確認した。さらに少量のNBSを、トリブロミドの形成なしにジブロミドに
最適に転化するために必要に応じて添加した。水性処理後、再結晶化を繰り返すことによ
って白色固体を精製し、モノマー実施例2(28g、HPLCにより99.46%(83
%収率))を得た。
モノマー実施例3
Figure 2018184603
(3)の合成
THF(1400mL)中の(2)(70g、198.83mmol)の溶液を−60
℃未満まで冷却し、n−BuLi溶液(ヘキサン中の2.5M溶液の91mL、228.
65mmol)を滴下した。添加完了後、混合物をさらに1時間撹拌し、−40〜−50
℃に加温した。次いでヨウ化ブチル(45.5mL、398mmol)を滴下し、反応を
室温まで加温し、一晩撹拌した。水性処理後、トルエン/アセトニトリルで溶出してシリ
カを通過させ、完全に乾燥させた後、(3)を褐色油として得た(98%収率)。
(4)の合成
3(20g、45.56mmol)、Pd(dba)およびシクロヘキシルJoh
nPhosの混合物に、窒素下、THF(80mL)を添加し、溶液を窒素で10分間ス
パージした。溶液に、THF中のLiN(SiMe(68.3mLの1M溶液、6
8.33mmol)を滴下した。添加終了後、反応混合物を3時間還流加熱し、次いで1
0℃に冷却し、2MのHCl(125mL)を滴下し、続いて10%のNaOH(102
mL)溶液を添加した。混合物をトルエン(200mL)およびアセトニトリル(100
mL)で希釈した。水性処理およびシリカゲルでのクロマトグラフィによる精製後、4を
褐色固体として得た(11.8g、89%収率)。
6の合成
シクロペンチルメチルエーテル(CPME)(1950mL)中の1,4−ジブロモ−
2,5−ジエチルベンゼン(130g、445.19mmol)の溶液を窒素雰囲気下で
、<−65℃の内部温度に冷却し、n−ブチルリチウム(207mL、516.4mmo
l)を30分間にわたって滴下した。次いで反応混合物を−25℃の内部温度に徐々に加
温させ、トリメチルシリルクロリド(68mL、534mmol)を30分間にわたって
滴下した。反応を水(390mL)でクエンチし、水性処理に供した後、トルエン/アセ
トニトリルで溶出し、シリカゲルを通過させることによって精製した。溶媒の蒸発により
、6を無色の油として得た(127g、99%収率)。
7の合成
4(20.6g、77.6mmol)、tBuPHBF(0.471g、1.62
2mmol)、Pd(dba)(0.707g、0.772mmol)およびトルエ
ン(164mL)の溶液を調製し、混合物を窒素で10分間スパージし、続いてtBuO
Na(11.13g、115.87mmol)を固体として添加した。これに、窒素下、
トルエン(207mL)中の6(21.10g、74mmol)の溶液を滴下した。添加
完了後、反応混合物を60℃に4時間加熱した。反応混合物を室温まで冷却し、ヘキサン
(410mL)を添加した。水性処理後、有機相はシリカを通過させ、トルエン/アセト
ニトリルで溶出し、揮発性分が除去した。材料は、トルエン/ヘキサン(2:1)に再溶
解され、シリカのプラグを通過させ、トルエン/ヘキサン(2:1)で溶出した。揮発性
分の除去により、赤色油として7を得た(34.3g、98.7%収率)。
9の合成
8(15.563g、27.77mmol)、tBuPHBFおよびPd(db
a)の混合物に、窒素雰囲気下、トルエン(271mL)中の7(28.7g、61.
1mmol)の溶液を添加し、得られた溶液を窒素で10分間スパージした。溶液に、ナ
トリウムtert−ペントキシド(9.175g、83.31mmol)を固体として添
加し、混合物を50℃に4時間加熱した。この後、室温まで冷却させた。ヘキサン(28
0mL)は、反応混合物に添加し、水性処理を行った。揮発性分を除去することにより、
褐色油を得たが、これをトルエン/ヘキサンに再溶解させ、シリカのプラグを通過させ、
さらにトルエン/ヘキサンで溶出した。揮発性分を除去し、油をヘキサン中に再溶解させ
た。エタノールを滴下して、黄色の粘着性固体の沈澱を得た。これはメタノールで洗浄し
、母液を用いて洗浄し、結果として黄色固体のさらなる小さいクロップを得た。黄色固体
の2つのクロップを合わせて、ヘキサンに再溶解させ、得られた褐色溶液を活性炭で処理
し、セライトを通して濾過して、黄色褐色溶液を得た。このプロセスを繰り返し、揮発性
分を除去し、黄色油として9を得て、これを放置して固化し、黄色固体を得た。黄色固体
をさらに、ヘキサン/エタノール/メタノールから3回再結晶化させることによって精製
し、75%収率で黄色固体として9を得た。
モノマー実施例3の合成
−10℃〜−20℃に維持されたジクロロメタン(280mL)中の9(28g、20
.92mmol)の溶液に、ピリジン(5mL、62.8mmol)を添加し、続いてベ
ンジルトリメチルアンモニウムトリブロミド(16.319g、41.85mmol)を
4回で添加し、それぞれの間は2時間撹拌した。最終の撹拌期間の後、反応混合物をメタ
ノール(1400mL)に注ぎ、混合物を濾過した。濾液をメタノールで洗浄し、淡黄色
固体をシリカを通過させることによって精製し、トルエン/ヘキサン(1:4)で溶出し
、続いてヘキサン/エタノール/メタノール(1:2:0.7)からの再結晶化を繰り返
し、モノマー実施例3を93%収率で得た。
ポリマー
ポリマーは、表1および2に提供される量において、以下に示されるモノマーのWO0
0/53656に記載されるようにSuzuki重合によって調製した:
Figure 2018184603
Figure 2018184603
ここで「Oct」はn−オクチルである。
表1
Figure 2018184603
ポリマー実施例2および5において、モノマー6(モノマー実施例2)およびモノマー
11(モノマー実施例3)それぞれの重合によって形成された式(I)の繰り返し単位は
、部分的に共役する繰り返し単位を提供する。
ポリマー実施例1、3および4において、モノマー1(ツイストしたフェニレン繰り返
し単位)またはモノマー8(ツイストしたフェニレン繰り返し単位)の重合によって形成
される繰り返し単位は、部分的に共役する繰り返し単位を提供する。
青色蛍光デバイス実施例
以下の構造を有する青色有機発光デバイスを調製した:ITO/HIL/HTL/LE
/カソード、ここでITOはインジウムスズオキシドアノード;HILは正孔注入層であ
り;HTLは正孔輸送層であり;LEは発光層であり;カソードは、発光層と接触した金
属フッ化物の層および銀層およびアルミニウム層を含む。
デバイスを形成するために、ITO保持基材をUV/オゾンを用いて洗浄した。正孔注
入層は、Plextronics,Inc.から入手可能な正孔注入材料の水性配合物を
スピンコーティングすることによって形成された。正孔輸送層は、表1のポリマー実施例
をスピンコーティングし、加熱によってポリマーを架橋することによって形成した。発光
層は、WO00/53656に記載されるようなSuzuki重合によって形成され、式
(VIIa)のフルオレン繰り返し単位、式(VIIIa)の繰り返し単位および式(X
II)のアミン繰り返し単位および添加剤ポリマーを含む青色蛍光発光ポリマーをスピン
コーティングすることによって形成された。カソードは、約2nmの厚さまで金属フッ化
物の第1の層、約100nmの厚さまでアルミニウムの第2の層、および約100nmの
厚さまで銀の第3の層を蒸発させることによって形成した。
緑色りん光デバイス実施例
緑色デバイスは、青色蛍光発光層が、ホストポリマー(60重量%)および緑色りん光
発光体1(40重量%)の組成物の緑色りん光発光層によって置き換えられる以外、デバ
イス実施例1に記載されるように調製した。
ホストポリマーは、式(IIIa)のアルキル−置換フェニレン繰り返し単位および式
(IV)のトリフェニルトリアジン繰り返し単位のWO00/53656に記載されるよ
うにSuzuki重合によって調製された:
緑色りん光発光体1は、以下の構造を有する:
Figure 2018184603
青色蛍光デバイスについての結果を表2に与え、ここでT95およびT80は、デバイ
スの明るさが1000cd/m2の最初の明るさについてそれぞれ95%および80%に
低下するのにかかる時間を表す。
例示的なポリマーを含有するデバイスについてのT95およびT80値は、比較ポリマ
ーを含有するデバイスよりも高い。CIE(X,y)色座標および外部量子効率(EQE
)は同様である。
表2−蛍光青色デバイス結果
Figure 2018184603
緑色りん光デバイスについての結果は表3に与えられ、ここでT90およびT50は、
デバイスの明るさが、24,000cd/m2の最初の明るさについて、それぞれ90%
および50%へ低下するのにかかる時間を表す。
例示ポリマーを含有するデバイスについてT90およびT50値は、比較ポリマーを含
有するデバイスよりも高い。
式(I)の繰り返し単位がツイストされるポリマー実施例2および5についてのT50
値は、ポリマー実施例3および4についてT50値よりも高く、ここで共繰り返し単位は
、ポリマー骨格に沿ってツイストを提供する。
表3−りん光緑色デバイス結果(1)
Figure 2018184603
緑色りん光デバイス結果(2)
表3に示す結果は、ポリマー実施例4および比較ポリマー4Aを含有するデバイスにつ
いてより長い寿命および匹敵する効率および色を示す。
ポリマー実施例4および比較ポリマー4Aの両方は、モノマー8から誘導される部分的
に共役するフルオレン繰り返し単位を含有するが、ポリマー実施例4は式(I)の繰り返
し単位も含有する。
緑色りん光デバイスは、上記で記載されるように調製された。ポリマー実施例4が使用
されて、正孔輸送層を形成するデバイス実施例1が調製され、比較ポリマー4Bが使用さ
れて、正孔輸送層を形成する比較デバイスが調製された。
結果を表4に概要する。比較ポリマー4Bは、式(I)の繰り返し単位を含有するが、
部分的に共役する繰り返し単位を含有していない。
ポリマー実施例4、比較例4Aおよび比較例4Bの結果は、改善された性能が、単一の
繰り返し単位の存在下または不存在下ではなく、式(I)の繰り返し単位および部分的に
共役する繰り返し単位の組み合わせによって達成されることを実証している。
表4
Figure 2018184603
緑色りん光デバイス結果(3)
緑色りん光デバイスは、上記で記載されるように調製された。ポリマー実施例1が使用
されて正孔輸送層を形成するデバイス実施例2を調製し、比較ポリマー1が使用されて正
孔輸送層を形成する比較デバイス2を調製した。
図2を参照して、デバイス実施例2の外部量子効率は、約2.5Vを超える電圧におい
て、比較デバイス2の場合より高い。
図3を参照して、デバイス実施例2の半減期(デバイスの明るさが、一定電流において
最初の輝度の50%に低下するのにかかる時間)は、比較デバイス2の場合よりも高い。
本発明が特定の例示実施形態に関して記載されたが、本明細書に開示される特徴の種々の
変更、代替および/または組み合わせが以下の特許請求の範囲に示されるような本発明の
範囲から逸脱することなく当業者に明らかであることが理解される。

Claims (20)

  1. 式(I)の繰り返し単位および少なくとも1つのさらなる繰り返し単位を含むコポリマ
    ーであって:
    Figure 2018184603

    式中:ArおよびArはそれぞれ独立に、アリールおよびヘテロアリールから選択
    され、そのそれぞれが、独立に非置換または1つ以上の置換基で置換され;
    各Rは、独立に置換基であり;
    各nは、独立に0、1または2であり;
    各mは、独立に0、1、2または3であり、ポリマーの繰り返し単位の少なくとも1つ
    は、部分的に共役する繰り返し単位である、コポリマー。
  2. mおよびnの少なくとも1つは少なくとも1であり、各Rは、独立に:
    1−20アルキル(ここで1つ以上の非隣接C原子は、O、S、NR11、C=Oお
    よびCOOで置き換えられてもよく;ここでR11は、置換基である)
    非置換または1つ以上の置換基で置換されてもよいアリールまたはヘテロアリール;
    分岐状または線状鎖のアリールまたはヘテロアリール基(ここで各アリールまたはヘテ
    ロアリールは独立に、非置換または1つ以上の置換基で置換される);および
    架橋性基からなる群から選択される、請求項1に記載のコポリマー。
  3. 各Rが、独立に、C1−40ヒドロカルビル基である、請求項1または2に記載のコポ
    リマー。
  4. n=2である、請求項1から3のいずれか一項に記載のコポリマー。
  5. 式(I)の前記繰り返し単位が、式(II)を有する、請求項1から4のいずれか一項
    に記載のコポリマー:
    Figure 2018184603

    式中、Rは、各出現時において、置換基であり;各yは独立に0、1、2、3または
    4であり;各zは独立に、0、1、2、3、4または5である。
  6. 式(I)の前記繰り返し単位が、部分的に共役する繰り返し単位である、請求項1から
    5のいずれか一項に記載のコポリマー。
  7. 式(I)の前記繰り返し単位が、式(XIV)を有する、請求項6に記載のコポリマー

    Figure 2018184603

    式中、R、R、Ar、nおよびmが、請求項1から5のいずれか一項に記載される
    通りであり;y1およびy2は、それぞれ独立に0または1であるが、ただしy1および
    y2の少なくとも1つは1であり;各y3は独立に0、1または2である。
  8. さらなる繰り返し単位が、部分的に共役する繰り返し単位である、請求項1から7のい
    ずれか一項に記載のコポリマー。
  9. 前記部分的に共役する繰り返し単位が、式(IIIa)、(IIIb)または(III
    c)の繰り返し単位である、請求項8に記載のコポリマー:
    Figure 2018184603

    式中、pは1、2または3であり;qは、各出現時において、独立に、1、2、3また
    は4であり;wは、0、1、2、3または4であり;Rは、独立に、各出現時において
    、置換基である。
  10. 前記部分的に共役するさらなる繰り返し単位が、式(VIIb)または(VIIc)の
    繰り返し単位である、請求項8に記載のコポリマー:
    Figure 2018184603

    式中、RおよびRは、独立に、各出現時において、置換基である。
  11. 式(I)の前記繰り返し単位が、部分的に共役する繰り返し単位でない、請求項6から
    10のいずれか一項に記載のコポリマー。
  12. Arが、各出現時において、独立に、非置換フェニル;1つ以上の置換基で置換され
    たフェニル;および式(XIII)の基から成る群から選択される、請求項1から11の
    いずれか一項に記載のコポリマー:
    Figure 2018184603

    式中、*は式(XIII)の基の式(I)の繰り返し単位のN原子との結合点を表し;
    が、各出現時において、同一または異なって、置換基であり;R8は、各出現時にお
    いて、同一または異なって、置換基であり;eは、0、1、2または3であり;fは0、
    1、2、3、または4である。
  13. 前記ポリマーの少なくとも1つの繰り返し単位が、架橋性基で置換される、請求項1か
    ら12のいずれか一項に記載のコポリマー。
  14. 請求項1から13のいずれか一項に記載のコポリマーおよび少なくとも1つの溶媒を含
    む配合物。
  15. アノード、カソード、前記アノードと前記カソードとの間の発光層、および前記発光層
    と前記アノードとの間の正孔輸送層を含む有機発光デバイスであって、ここで前記正孔輸
    送層が、請求項1から12のいずれか一項に記載のコポリマーを含む、有機発光デバイス
  16. 前記発光層が、蛍光発光材料を含む、請求項15に記載の有機発光デバイス。
  17. 前記発光層が、りん光発光材料を含む、請求項15に記載の有機発光デバイス。
  18. 前記アノードにわたって前記正孔輸送層を形成する工程;前記正孔輸送層にわたって前
    記発光層を形成する工程;および前記発光層にわたって前記カソードを形成する工程を含
    む、請求項15から17のいずれか一項に記載の有機発光デバイスを形成する方法。
  19. 前記正孔輸送層が、前記アノードにわたって請求項8に記載の配合物を堆積させ、前記
    少なくとも1つの溶媒を蒸発させることによって形成される、請求項18に記載の方法。
  20. 前記正孔輸送層が前記発光層を形成する前に架橋される、請求項19に記載の方法。
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