JP3243247B2 - エレクトロルミネセントデバイスのための重合体材料 - Google Patents
エレクトロルミネセントデバイスのための重合体材料Info
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Description
トエレクトロニクスのデバイス、例えば、発光ダイオー
ド(LEDs)のような重合体を基材とした発光デバイ
スに使用される重合体に向けられたものである。特に、
本発明は、フォトルミネセンスおよび/またはエレクト
ロルミネセンス効率を向上させるポリ(1,4−アリー
レンビニレン)に関する。
ント量子収率は、電場が印加された状況下において、電
荷注入を介する発光(エレクトロルミネセンス)を実現
するものである。よって、この結果、LEDsのために
有機材料が使用されることとなり、有機層の構造的安定
性および処理性を改良すべく、より小さい有機化合物を
超える利点を有する重合体が使用される。
孔注入電極としてのインジウムスズ酸化物(indium tin
oxide, ITO)と、電子注入電極としてのアルミニウ
ムまたはカルシウムと、両者の間に介装されたポリ
(1,4−フェニレンビニレン)(PPV)の発光層と
から構成されたものである(Burroughesら、Nature, 19
90, 347, 539)。これに続き、他の重合体がLED用途
に供され、重合体における置換パターンおよび有効な共
役長さを制御することによって発光の色を調節すること
が主流となった。
は、Wesslingのスルホニウム塩前駆体経路が主たるもの
であるが(米国特許第3,401,152号/1968、Wessling
ら)、他の重要な方法にGilchのものがある(Gilchら、
J. Poly. Sci. 1-A, 1966, 4, 1337)。これは、過剰な
カリウムt−ブトキシドを用いてビス(ハロメチル)ベ
ンゼンの脱ハロゲン化水素を行うことにより共役重合体
を直接得るものである。この手順は、典型的には約15
〜20%の絶対的なPL効率を有する赤色発光性のポリ
(2,5−ジアルコキシ−1,4−フェニレンビニレ
ン)に適用された。最も普通の形態では、その調製につ
いては、ポリ[2−メトキシ−5(2′−エチルヘキシ
ロキシ)−1,4−フェニレンビニレン]が言及されて
いる(Wudl、米国特許第5,189,136号/1990)。Swatos
とGordonは、クロロ前駆体経路を基礎としてこの経路を
改変した。これは、1等量の塩基を使用してクロロ置換
可溶性前駆体重合体を形成し、次いでこの前駆体重合体
を熱変換して完全に共役した重合体を形成するものであ
る[SwatosとGordon、Polym. Prepr., 1990, 31(1), 50
5]。以来、この経路は、アルキル−、アリール−、お
よびアルコキシ−置換PPVsを作製するために、様々
なグループが利用している(Hsiehら、Adv. Mater., 19
95, 7, 36;Polym. Adv. Tech., 1997, 8, 392;米国特
許第5,558,904号;Sarneckiら、Synth. Met., 1995, 6
9, 545)。
とのできるフォトルミネセントおよびエレクトロルミネ
セント重合体を提供する必要性は依然として存在する。
フォトルミネセンスおよびエレクトロルミネセンス効率
を向上させる重合体の必要性も依然として存在する。
ることにある。よって、本発明によれば、隣接する置換
基を有するアリーレン単位を含むとともに膜形成可能な
共役ポリ(1,4−アリーレンビニレン)化合物であっ
て、当該共役ポリ(1,4−アリーレンビニレン)化合
物は少なくとも1つの溶媒に対して可溶性であり、かつ
前記置換基が、化合物のフォトルミネセンスおよび/ま
たはエレクトロルミネセンスにおけるブルーシフトを生
起するのに十分な影響を化合物の電子的構造に与えるよ
うに配向されていることを特徴とする共役ポリ(1,4
−アリーレンビニレン)化合物が提供される。
ブルーシフトしたエレクトロルミネセンスまたはフォト
ルミネセンスを生成するために、電気、電子、光学、ま
たはオプトエレクトロニクスの部品またはデバイスにお
いて、隣接する置換基を有するアリーレン単位を含むポ
リ(アリーレンビニレン)化合物を使用することを特徴
とする使用方法が提供される。
及ぼすことによって、化合物の電子的構造に影響を与え
ることができ、例えば、立体的な塊を収容するよう重合
体骨格を捻るようにし、この捻れにより、化合物の共役
性が低減されるに至る。このように共役性が低減するこ
とにより、ルミネセンスにおけるブルーシフト(blue-s
hift)がもたらされる。加えて、置換基は、1以上の孤
立電子対を有することができ、これにより重合体におけ
る共役性が妨げられ、ルミネセンスにおけるブルーシフ
トを生じさせることができる。
なわち、同一構造の重合体であって置換基の配向(その
立体的な塊に起因するか、または何らかの電子的効果に
起因するかは問わない)が化合物の電子的構造に何ら効
果を与えないものと対比してのブルーシフトである。こ
のように、このブルーシフトは、例えば、置換基の立体
的な塊を収容するのに必要な程度、重合体の骨格を捻る
ことによって共役性の低減が引き起こされることに起因
するブルーシフトであろう。
1,4−(アリーレンビニレン)、好ましくは2,3−
二置換のPPVを基材とする材料に由来する効率的なブ
ルーシフトした発光の驚くべき発見、およびLEDsに
おけるその使用を記載するものである。この発明によ
り、従来にない置換パターンが突き止められた。例え
ば、標準的な2,5−二置換PPVに対峙するものとし
て、フェニル環上の2,3−位置におけるポリ(フェニ
レンビニレン)(PPVs)の場合であり、これにより
発光の色を調節する手段が提供される。加えて、本発明
によれば、好ましくはGilchの経路によって、可溶性で
あると共に直接取得可能なルミネセント重合体が提供さ
れる。この発明は、改良された材料の合成、および有機
LEDsにおけるその適用に言及するものである。
発光デバイス、例えば発光ダイオード(LEDs)が提
供され、この場合、発光重合体の層を使用することによ
り、アルミニウムまたはカルシウム陰極を使用して効率
的なデバイスを構成することが可能である。この重合体
は、隣接するアリール置換基を有するポリ(1,4−ア
リーレンビニレン)、好ましくはフェニレン環の2,3
−位置上に置換基を有するポリ(1,4−フェニレンビ
ニレン)(PPV)誘導体である。この置換パターンに
より、ブルーシフトした発光ならびに高いPLおよびE
Lデバイス効率がもたらされる。重合経路は簡素であ
り、また、得られた重合体は可溶性で、かつ固体状態に
おいて高いフォトルミネセンスを有する良好な膜形成特
性を示す。
をさらに詳細に説明する。
L)デバイスは、少なくとも1つの活性層(EL層)と
1以上の電荷輸送層(所望に応じて)とが、2つの異な
る導電層(電極)の間に介装された注入型のダイオード
である。一方の電極は正孔を注入する半透明または透明
な電極であり、他方の電極は電子を注入する電極であ
る。電極は電源を介して互いに電気的に接続され、完成
された回路が形成されている。PPVまたは正孔輸送
層、例えば、ポリ(ビニルカルバゾール)(PVK)を
用いた二重層デバイスを使用することにより、効率を向
上させることができる。
塩基(カリウム第三級ブトキシド)を用いる脱ハロゲン
化水素法により調製することのできる重合体、ポリ
[(2,3−ジブトキシ)−1,4−ポリ(フェニレン
ビニレン)]1に言及するものである。結果的に得られ
る重合体は、高い分子量を有し、そのアルキル鎖によ
り、クロロホルムおよびテトラクロロエタンのような有
機溶剤に対する可溶性が発現する。驚くべきことに、ア
ルコキシ置換基を有するにもかかわらず、固体膜は黄緑
の領域で高い効率(絶対的PL効率40%)で蛍光を発
する。また、本発明は、重合体2に関する更なる態様に
も関するものである。PLおよびELデバイスにおける
その発光性の性質に加えて、これは、その金属イオンに
対する親和性により、センサの部品として使用すること
ができる。
シベンジルビスホスホネート8およびジアルコキシ−ベ
ンズアルデヒド7のWadsworth-Emmons反応を使用して合
成された蛍光性オリゴマー9へと展開される。ブルーシ
フトした発光およびかなりの高い蛍光効率が生じる理由
は、9の単結晶X線解析に示されるように、芳香族環が
注目に値する様式で捻れており、この結果、重合体骨格
の有効な共役長さが分裂していることに由来する。共役
の局在化は、9におけるスチリル置換基のシス類似的な
(cisoid)配置にも起因し得る(図1参照)。
る。これは、以下の図式2に示すようにして調製するこ
とができる。
発光性の電気化学的デバイスおよび他のデバイスに有利
に使用することができる。この場合、種々の金属イオ
ン、好ましくはリチウムのキレート化により、相分離し
得る1以上の重合体の配合物からではなく、均一な相か
ら作製されるイオン的にドープした材料を得ることがで
きる。この種のドーピングにより、発光層への電荷注入
に対する障壁が低減されるに至り得る。構成ブロック1
0とDMOS前駆体11またはジブトキシ前駆体6との
脱ハロゲン化水素縮合重合から誘導されるランダム共重
合体は、効率的なデバイスを与える(図式3)。m:n
の比率は、10:1〜1:10の範囲、好ましくは約
1:1とすることができる。
バイスを作製した。スルホニウム前駆体経路により作製
したPPV前駆体重合体の層[「ポリ(p−フェニレン
ビニレン)、ポリ(2,5−ジメチル−p−フェニレン
ビニレン)およびポリ(2,5−ジメトキシ−p−フェ
ニレンビニレン)の前駆体経路の化学と電子的性質」、
P. L. Burn, D. D. C. Bradley, R. H. Friend, D. A.
Halliday, A. B. Holmes, R. W. JacksonおよびA. Kraf
t, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1, 1992, 3225-323
1]を、ITO被覆したガラスプレート上にスピンコー
トし、熱によりPPVへと変換した。他の種類の二重層
デバイスにおいては、PVKの輸送層を、溶液から直接
ITO上へとスピンコートした。
シ)−1,4−ポリ(フェニレンビニレン)](PDB
−PPV)1の層をPPV層の上にスピンコートした
後、重合体層の上にアルミニウムまたはカルシウムの層
を真空下で製膜した。接点を取り付け、直流電源に接続
した。順バイアス電圧を印加した結果、約2.3eV
(約550nm)で最大の発光を示し、4,500cd
/m2を超える明るさを有する黄緑色の光の発光が得ら
れた。陰極としてカルシウムを用いた場合、約1.5%
の内部効率が観察された。
族骨格に対する炭素またはヘテロ原子結合によって結合
されたアリール、ヘテロアリール、アルキル、および分
岐アルキル置換基を保有する単量体から、2,3−二置
換−1,4−フェニレンビニレン重合体のような隣接し
て置換されたアリーレンビニレン重合体を調製する脱ハ
ロゲン化水素経路によって、効率の高いデバイスを得る
ことができることは明らかである。
−、およびRR′N−(ここでR=C5H11、C6H13、
またはC8H17等、およびその分岐誘導体)、ならびに
アリール(Ar)(ここで、Arはアリール、ヘテロア
リールまたはその縮合誘導体)から選択することができ
る。好適な置換基は、最終的な重合体を可溶性とするも
のである。これらには、分岐アルキル、アラルキル、お
よび対応するアルコキシ誘導体が含まれる。最も好適な
置換基はブチロキシであり、他の好適な置換基はエチル
ヘキシル(オキシ)(ethylhexyl(oxy))および3′,
7′−ジメチルオクチル(オキシ)(dimethyloctyl(ox
y))である。10までの炭素原子を保有するアルキルま
たはアルコキシ置換基および分岐する置換基のような他
の炭素鎖が有利である。この種の置換基は、あらゆる組
合せで選択することができ、記載したものに限定される
ものではない。
体、または他の共役重合体(ポリフルオレン、ポリチエ
ニレン、ポリナフタレン、ポリフェニレン、ポリピリジ
ン、ポリキノリン、ポリキノキサリン、ポリ[チエニレ
ン−コ−フェニレン(thienylene-co-phenylene)]
等)、または少なくとも芳香環上に2,3−二置換を有
するジスチリルベンゼン成分を保有する蛍光性単位に由
来する共重合体を用いて、類似する効果を達成すること
ができる。好適な重合体は、隣接する二置換パターンを
保有するポリ(アリーレンビニレン)共役単位に由来す
るものである。最も好ましくは、2,3−二置換ビスハ
ロメチルベンゼン誘導体が開始単量体として供された共
役重合体生成物である。
たはジオキサンのような種々の溶剤中でカリウムt−ブ
トキシドを塩基として使用する脱ハロゲン化水素縮合重
合を伴うものである。この結果得られる重合体は溶液処
理性であり、重合体エレクトロルミネセントデバイスの
ための良好な膜形成特性を有する。1,4−ビス(ハロ
メチルベンゼン)単量体による重合体は、米国特許第5,
558,904号に開示されている。しかしながら、これらは
不溶性の重合体を与えるものである。本発明における隣
接する2つの置換は重合体の合成方法によって達成され
るものであり、溶液処理性であってかつ驚くべき蛍光発
光波長および効率を有する生成物重合体に至るものであ
る。
3−ジフェニル(ジアリール)置換パターンを用いた先
の例は、最終重合体に可溶性が欠如しているので、この
ような特徴を示すことを予期し得るものではない。これ
は、H. Antoniadisら、Polym. Adv. Tech., 1197, 8, 3
92に詳細に開示されている。この場合、溶液処理性につ
いては、最終重合体の処理および生成を可能とする前駆
体経路の使用が必要であった。
−CH2−Ar−CH2−Brの単量体の調製を伴う。す
なわち、6等量の塩基(好ましくはTHFまたはジオキ
サン中のカリウム第三級ブトキシド)を用いてこの単量
体を重合することにより、クロロホルムおよびテトラク
ロロエタンのような有機溶剤に可溶な所望の重合体が得
られる。重合体の合成を以下の図式4に示す。
m. Soc., 1997, 99, 6411)、ホルムアルデヒドとモル
ホリンとを用いてMannich反応を行うことにより、メチ
ルカテコール誘導体3を合成した。その後、水素供与体
の存在下にモルホリン基を除去するために、炭素に加え
て水酸化パラジウムを使用する移動水素化を行うことに
より(Hanessianら、Synthesis, 1981, 118, 396)、適
切な収率(59%)でジメチルカテコール4を製造し
た。その後、大過剰の炭酸カリウムおよび臭化ジブチル
を使用してO−アルキル化を行い、適切な高収率(83
%)でジアルコキシ−キシレン5を得た。GruterらがJ.
Org. Chem., 59, 4473で示したようにして、四塩化炭
素中で僅かに過剰のN−ブロモスクシンイミドを用いて
キシレンのラジカル臭化を行い、比較的高収率(57
%)で単量体6を得た。
ル)の乾性THF(16cm3)の脱ガス溶液に、単量
体6(0.24g、0.6ミリモル)の乾性THF(1
6cm3)の脱ガス溶液を室温で20分かけて徐々に添
加した。室温において窒素下で18時間反応混合物を攪
拌した後、これをメタノール中に注いだ。この結果得ら
れた黄色の沈殿物をろ過によって収集し、メタノールに
より再沈殿させた。これにより、明るい黄色の固体であ
る重合体1を収集した(60mg、40%)。
r,0。[C16H22O2]nとすれば、C,78.0;
H,9.0;Br,0%が理論値である。
ィ(GPC)評価分析により、重量平均分子量(Mw)
=2,120,000、数平均分子量(Mn)=36
1,000、またMw/Mn=5.9であることが示され
た。
(膜)/nm450。
eV)、PL効率40%、EL発光(最大)/eV2.
28。
製 スルホニウム前駆体重合体の溶液を、インジウムスズ酸
化物で被覆されたガラスプレート上にスピンコートし、
膜を真空中にて230℃で6時間熱変換することにより
PPVの膜(厚さ約100nm)を調製した。クロロホ
ルム中の重合体1の1%(w/v)溶液を変換したPP
V膜の頂部にスピンコートして、約100nmの厚さの
均一な膜とした。この構造体をマスクの頂部に載置し、
金属エバポレータの内部で、被覆した膜の上にアルミニ
ウムまたはカルシウムを製膜した。金属層は、典型的に
は500〜1000Åの厚さとした。その後、電極に金
属接点を取り付け、直流電源に接続した。活性なデバイ
ス面積は、典型的には4mm2とした。
−PPV/Ca)は、1.5%の最大効率を有し、9V
のターンオン電圧により4500cd/m2を超える輝
度を示す。また、正孔輸送層としてのPKVを用いて二
重層デバイスを構成すると、Al陰極では0.6%の最
大効率を示した。
点(m.p.)80−81、λmax(CHCl3)/36
2nm、(膜)/366nm、青緑色の蛍光、PLmax
(膜)2.6eV。
トキシベンズアルデヒド7(0.33g、2.0ミリモ
ル)と1,4−[(2,3−ジブトキシ)キシリレン]
−ビス(ジエチルホスホネート)8(0.52g、1.
0ミリモル)の混合物を、窒素雰囲気下で攪拌して約1
00℃に加熱した。この熱混合物に対して、カリウム第
三級ブトキシド(0.35g、3.0ミリモル)の全て
を一度に添加した結果、オレンジがかった茶色へと色が
変化した。その後、混合物を加熱して4時間還流した。
室温に冷却した後、トルエンを添加し(20cm3)、
続いて酢酸による加水分解を行った(10%水溶液、2
0cm3)。有機層を分離し、有機層を試験して中性と
なるまで水洗した。有機成分を乾燥させた後、減圧下に
溶剤を除去して黄色の油分を得た。カラムクロマトグラ
フィにより生成物9を単離し(9:1ヘキサン:ジエチ
ルエーテルv/v)、メタノールからの再結晶によりさ
らに精製して緑色−白色の針状体を得た(0.35g、
64%)。
Ar-HとCH=CH), 7.30-7.26 (2H, m,ArHa), 7.08 (2H,
t, J 8.0, ArHb), 6.86-6.83 (2H, m, ArHc), 4.04 (4
H, t, J 6.6, ArOCH2), 3.89-3.87 (12H, m, ArOCH3),
1.88-1.77 (4H, m, CH2), 1.64-1.49 (4H, m, CH2), 1.
00 (6H, t, J 7.2, CH3)。
0.6 (C, Ar), 147.1 (C, Ar), 132.0 (C, Ar), 131.7
(C, Ar), 124.2 (CH, Ar), 124.1 (CH, Ar), 123.4 (C
H, Ar), 121.0 (CH,Ar), 117.9 (CH, Ar), 111.3 (CH,
Ar), 73.7 (OCH2), 61.1 (OCH2), 55.8 (OCH2), 32.4
(CH2), 19.4 (CH2), 14.0 (CH3)、 m/z (CI) 547 (MH+, 75%), 402 (10), 166 (40), 72
(C4H8O, 60), 52 (C4H4, 70)。
42O6とすれば、546.2981が理論値である。
H42O6とすれば、C,74.7;H,7.8%が理論
値である。
/nm)362。
(固体状態)約80%。
トランスビニレン結合の周囲の一般的でないシス類似的
な配座を示す。ベンゼン環はビニレン結合の平面に対し
て約15゜捻れており、したがって、ベンゼン環は正規
のパターンから互いに30゜の角度で捻れている。この
捻れは、最終的に、それぞれ4ベンゼン環後の重合体骨
格の共役を妨害をする。オリゴマーは、固体状態におい
て高いPL効率(約8±8%)を示す。
5、14 窒素雰囲気下において、テトラヒドロフラン(110c
m3)中のジメチルカテコール4(2.5g、18ミリ
モル)の溶液に対して、水酸化ナトリウム(1.44
g、36ミリモル)を添加した。混合物を1時間攪拌
し、テトラヒドロフラン(50cm3)中のテトラエチ
レングリコール−ジ−p−トシラート(9.05g、1
8ミリモル)の溶液を30分かけて滴下添加した。混合
物を22時間還流した。混合物を冷却し、溶剤を除去
し、残渣をジクロロメタン(200cm3)中にとっ
た。水(3×100cm3)を用いて有機層を抽出し、
MgSO4で乾燥させた。減圧下で溶剤を除去し、茶色
の粗製物を得た。フラッシュカラムクロマトグラフィ
(ヘキサンに続いて9:1のヘキサン:酢酸エチルv/
v)によりベンゾクラウンエーテルを単離し、無色の油
分としてエーテル14を生成した(2.2g、41
%)。Rf0.25(6:4ヘキサン:酢酸エチルv/
v)。
1, 1134, 1081 (C-O)。
H), 4.11 (2×2H, t, J 5.2, Ar-OCH2), 3.96 (2×2H,
t, J 5.2, ArO-CH2CH2), 3.74 (4×2H, m, OCH2), 2.22
(6H, s, ArCH3)。
0.6 (C, Ar), 129.8 (C, Ar), 129.8 (C, Ar), 125.4
(CH, Ar),125.4 (CH, Ar), 71.9 (CH2), 71.9 (CH2),7
1.1 (CH2), 71.1 (CH2), 70.6 (CH2), 70.6 (CH2),70.3
(CH2), 70.3 (CH2), 15.8 (CH3) 15.8 (CH3)。
(10)。
24O5とすれば、296.1624が理論値である。
H24O5とすれば、C,64.8;H,8.2%が理論
値である。
15−クラウン5、10 四塩化炭素(50cm3)中のベンゾ−クラウンエーテ
ル14(1.77g、5.97ミリモル)、N−ブロモ
スクシンイミド(2.18g、12.2ミリモル)、お
よびベンゾルパーオキシド(0.14g、0.6ミリモ
ル)の混合物を加熱して5時間還流した後、スクシンイ
ミドを溶剤混合物の表面に浮遊させた。室温に冷却した
後、セライト(Celite(商標名))により混合物をろ過
し、エーテルで洗浄した。ろ過物を収集し、減圧下で溶
剤を除去した。残渣をエーテル(100cm3)中にと
り、水(2×50cm3)を用いて有機層を抽出した。
MgSO4で有機成分を乾燥させ、減圧下で溶剤を除去
して、オレンジ色の固体として粗製生成物を製造した。
沸騰ヘキサンからの再結晶により、無色の固体10とし
てビスブロモメチル生成物10が生成した(0.56
g、21%)。M.p.127.5−128.5℃、R
f0.32(6:4ヘキサン:酢酸エチルv/v)。
成物10)/cm-1 2875, 1451 (Ar), 1287, 1146, 10
57 (C-O), 677 (C-Br)。
H), 4.53 (4H, s, CH2Br), 4.33 (4H, t, J 5.0, ArOCH
2), 4.00 (4H, t, J 5.0, ArOCH2CH2), 3.75 (8H, m, O
CH2)。
0.9 (C, Ar), 133.4 (C, Ar), 133.4 (C, Ar), 126.1
(CH, Ar), 126.1 (CH, Ar), 72.6 (CH2), 72.6 (CH2),
71.1 (CH2), 71.1 (CH2), 70.4 (CH2), 70.4 (CH2), 2
7.7 (CH2), 27.7 (CH2)、 m/z (CI) 470 (M+NH4 +, 58%), 390 (5), 312 (12), 44
(15)。
H22O5Br2とすれば、451.9835が理論値であ
る。実測値:C,42.5;H,4.8;Br,35.
2。C16H22O5Br2とすれば、C,42.5;H,
4.9;Br,34.9%が理論値である。
の乾性THF(16cm3)の脱ガス溶液に、KOtBu
(0.1g、0.88ミリモル)の乾性THF(16c
m3)の脱ガス溶液を室温で20分かけて徐々に添加し
た。窒素下にて18時間周囲温度で反応混合物を攪拌し
た後、これを攪拌しながらメタノール(600cm3)
中に注いだ。この結果得られる黄色の沈殿を集め、メタ
ノールで洗浄し、真空中で乾燥させた。重合体を最小量
のCHCl3中に再溶解し、メタノール(600cm3)
中に注ぐことにより再沈殿させた。ろ過により固体を収
集し、真空中で乾燥させることによりオレンジ色の固体
としての重合体9を得た(75mg、58%)。
r), 1285, 1133 (C-O), 938(トランスビニレン)。
m, 共役単位), 4.25 (4H, br m, ArOCH2), 4.05 (4H,
br m, ArOCH2CH2), 3.80 (8H, br m, OCH2)。
(C、共役芳香族炭素), 71.5, 70.5, 70.5 (クラウンエ
ーテルCH2)(共役単位は8,000スキャンによっても
認められなかった)。
r,1.4。[C16H20O5]nとすれば、C,65.
7;H,6.9;Br,0%が理論値である。
Mw=10.7×106、Mn=126×103、またMw
/Mn=84であることが示された。
量体10(0.2g、0.44ミリモル)と2,3−ジ
ブトキシ−1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン6
(0.18g、0.44ミリモル)単量体の混合物の乾
性THF(40cm3)の脱ガス溶液に、KOtBu
(0.26g、2.2ミリモル)の乾性THF(40c
m3)の脱ガスした溶液を室温で20分かけて徐々に添
加した。窒素下にて6時間周囲温度で反応混合物を攪拌
した後、これをメタノール(500cm3)中に攪拌し
ながら注いだ。この結果得られたオレンジ色の沈殿を収
集し、メタノールで洗浄して真空中で乾燥させた。重合
体を最小量のCHCl3中に再溶解し、メタノール(5
00cm3)により再沈殿させた。ろ過により固体を収
集し、真空中で乾燥させ、明るいオレンジ色の固体とし
て重合体を得た(0.15g、35%)。
r), 1283, 1135 (C-O), 974(トランスビニレン)。
役単位), 4.22-3.73 (20H, m, br, OCH2とArOCH2), 1.
84-1.57 (8H, m, br, CH2), 1.03-0.99 (6H, m, br, CH
3)。
は約1:1。
r,0.9。[C32H42O7]nとすれば、C,71.
4;H,7.8;Br,0%が理論値である。
Mw=2.7×106、Mn=24×103、またMw/Mn
=110であることが示された。
(膜)/nm452。
チルシリル−1,4−ビス(ブロモメチル)ベンゼン1
1(0.13g、0.3ミリモル)単量体の混合物の乾
性THF(13cm3)の脱ガス溶液に、KOtBu
(0.16g、1.3ミリモル)の乾性THF(12c
m3)の脱ガス溶液を室温で20分かけて徐々に添加し
た。窒素下にて8時間周囲温度で反応混合物を攪拌した
後、これを攪拌しながらメタノール(200cm3)中
に注いだ。この結果得られたオレンジ色の沈殿を収集し
てメタノールで洗浄し、真空中で乾燥させた。重合体を
最小量のCHCl3中に再溶解し、メタノール(200
cm3)中に注ぐことにより再沈殿させた。ろ過により
固体を収集した後に真空中で乾燥させ、明るいオレンジ
色の固体として重合体を得た(0.13g、76%)。
r), 1283, 1137 (C-O), 937(トランスビニレン)。
br, H−共役単位), 4.22 (4H, s, br, ArOCH2), 4.05
(4H, s, br, ArOCH2CH2), 3.79 (8H, s, br, OCH2),
1.31-1.22 (12H, m, br, OCH2), 0.88 (5H, m, br, CH2
CH3), 0.43-0.36 (6H, m, br, CH3)、1HNMRにより
決定されたm:nの比率は約1:1。
r,1.9。[C34H48O5Si]nとすれば、C,7
2.3;H,8.6;Br,0%が理論値である。
Mw=286×103、Mn=37×103、またMw/Mn
=7.7であることが示された。
(膜)/nm442。
効率と、DMOS−PPVおよび1の対応する効率を以
下の表1に示す。特に、重合体12、13のエレクトロ
ルミネセンス効率が高く、一方、これらの共重合体はさ
らに、良好なフォトルミネセンス効率をも示している。
401,152号、Wesslingら。米国特許第5,558,904号、Hsie
hら。米国特許第5,189,136号、Wudl, F.。J. H. Burrou
ghesら、Nature, 1990, 365, 47。H. G. Gilchら、J. P
oly. Sci. 1-A, 1966, 4, 1337。B. R. Hsiehら、Adv.
Mater., 1995, 7, 36。WO 95/32526、StaringとDemand
t。H. Antoniadisら、Poly. Adv. Tech., 1997, 8, 39
2。 [図面の簡単な説明]
す図である。
クトルを示す図である。
クトルと、二重層デバイス(構成;ITO/PPV/P
DB−PPV1/Ca)のELスペクトルを示す図であ
る。
B−PPV/Ca)についての電流密度対印加電圧のプ
ロットを示す図である。
センススペクトルとを示す図である。
12/AlについてのI−V−Lプロットを示す図であ
る。
PV13/AlについてのI−V−Lプロットを示す図
である。
における二重層デバイスITO/PPV/15C5−D
MOSPPV13/AlについてのI−V−Lプロット
を示す図である。
ロットを示す図である。
Vプロットを示す図である。
Claims (29)
- 【請求項1】 隣接する置換基を有するアリーレン単位
を含むとともに膜形成可能な共役ポリ(1,4−アリー
レンビニレン)化合物であって、 当該共役ポリ(1,4−アリーレンビニレン)化合物は
少なくとも1つの溶媒に対して可溶性であり、 かつ前記置換基が、化合物のフォトルミネセンスおよび
/またはエレクトロルミネセンスにおけるブルーシフト
を生起するのに十分な影響を化合物の電子的構造に与え
るように配向されていることを特徴とする共役ポリ
(1,4−アリーレンビニレン)化合物。 - 【請求項2】 請求項1記載の化合物において、置換基
は、 (i)R−、RO−、RS−、およびRR′N− (式中、RおよびR′は、独立に、直鎖または分岐鎖ア
ルキル基、アルケニル基、または1〜10の炭素原子を
有するアルキニル基;アリール基;あるいは芳香族もし
くは非芳香族複素環基である)、ならびに (ii)隣接する置換基が互いに環状基を形成する基で
あって、環状基が、該環状基に結合するアリーレン単位
の2つの炭素原子に加えて、1〜10の炭素原子とO、
S、およびNから選択される0または1〜6のヘテロ原
子を含有する基 から独立に選択されることを特徴とする化合物。 - 【請求項3】 請求項2記載の化合物において、環状基
が2〜6のヘテロ原子を含有することを特徴とする化合
物。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の化
合物において、隣接する置換基の一方または両方は、分
岐アルキル基および分岐アルコキシ基から独立に選択さ
れることを特徴とする化合物。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化
合物において、アリール単位の隣接する置換位置におけ
る炭素原子のそれぞれが、O、S、またはNから選択さ
れるヘテロ原子を介してその置換基に結合することを特
徴とする化合物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の化
合物において、置換基が重合体を可溶化する置換基であ
ることを特徴とする化合物。 - 【請求項7】 請求項1〜6のいずれか1項に記載の化
合物において、隣接する置換基の一方または両方は、ブ
チロキシ、エチルヘキシロキシ、および3′,7′−ジ
メチルオクチロキシ基から独立に選択されることを特徴
とする化合物。 - 【請求項8】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の化
合物において、アリーレン単位は、フルオレン単位、フ
ェニル単位、チエニル単位、ナフタレン単位、ピリジン
単位、キノリン単位、キノキサリン単位、またはチエニ
レンおよびフェニレンを含む単位であることを特徴とす
る化合物。 - 【請求項9】 請求項1〜8のいずれか1項に記載の化
合物において、ポリ(アリーレンビニレン)は、ジスチ
リル−2,3−置換ベンゼン成分(fragment)を保有す
る蛍光単位を含む共重合体であることを特徴とする化合
物。 - 【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項に記載の
化合物において、ポリ(フェニレンビニレン)化合物で
あることを特徴とする化合物。 - 【請求項11】 請求項10記載の化合物において、隣
接する置換基は、フェニレン残基の2−位置および3−
位置にあることを特徴とする化合物。 - 【請求項12】 請求項11記載の化合物において、式
(I)の化合物であることを特徴とする化合物。 【化1】 (式中、Subは請求項1〜7のいずれか1項に記載さ
れた置換基であり、ビニレン単位はトランスビニレン単
位またはシスビニレン単位とすることができ、nは重合
体における式の単位の数である。) - 【請求項13】 請求項11記載の化合物において、式
(II)または式(III)の化合物であることを特徴
とする化合物。 【化2】 (式中、ビニレン単位はトランスビニレン単位またはシ
スビニレン単位とすることができ、nは重合体における
それぞれの式の単位の数である。) - 【請求項14】 請求項1〜13のいずれか1項に記載
された化合物を製造する方法であって、塩基の存在下に
ビス(ハロメチル)置換アリール単量体を重合してポリ
(アリーレンビニレン)を生成することを含み、前記ア
リール単量体は、アリール残基上に隣接する置換基を有
するものであることを特徴とする化合物の製造方法。 - 【請求項15】 請求項14記載の製造方法において、
単量体がビス(クロロメチル)、ビス(ブロモメチル)
またはビス(ヨードメチル)単量体であることを特徴と
する製造方法。 - 【請求項16】 請求項14または15記載の製造方法
において、塩基がカリウム第三級ブトキシドであること
を特徴とする製造方法。 - 【請求項17】 請求項1〜13のいずれか1項に記載
された化合物を含むことを特徴とする部品またはデバイ
ス。 - 【請求項18】 請求項17記載の部品またはデバイス
において、電気、電子、光学、またはオプトエレクトロ
ニクスの部品またはデバイスであることを特徴とする部
品またはデバイス。 - 【請求項19】 請求項17または18記載の部品また
はデバイスにおいて、フォトルミネセントまたはエレク
トロルミネセントの部品またはデバイスであることを特
徴とする部品またはデバイス。 - 【請求項20】 請求項17〜19のいずれか1項に記
載された部品またはデバイスを含むことを特徴とする発
光ダイオード。 - 【請求項21】 請求項17〜20のいずれか1項に記
載された部品またはデバイスを製造する方法であって、
請求項1〜13のいずれか1項に記載された化合物の溶
液を基板上に被覆して膜を形成することを含むことを特
徴とする部品またはデバイスの製造方法。 - 【請求項22】 請求項21記載の製造方法において、
基板がインジウムスズ酸化物(ITO)であることを特
徴とする製造方法。 - 【請求項23】 請求項21または22記載の製造方法
において、溶液がクロロホルム溶液であることを特徴と
する製造方法。 - 【請求項24】 請求項21〜23のいずれか1項に記
載の製造方法において、溶液を基板上にスピンコートす
ることを特徴とする製造方法。 - 【請求項25】 電気、電子、光学、またはオプトエレ
クトロニクスの部品またはデバイスにおいて、請求項2
0記載の発光ダイオードを使用することを特徴とする使
用方法。 - 【請求項26】 デバイスにおけるブルーシフトしたエ
レクトロルミネセンスまたはフォトルミネセンスを生起
するために、電気、電子、光学、あるいはオプトエレク
トロニクスの部品またはデバイスにおいて、隣接する置
換基を有するアリーレン単位を含むポリ(アリーレンビ
ニレン)化合物を使用することを特徴とする使用方法。 - 【請求項27】 請求項26記載の使用方法において、
隣接する置換基が請求項1〜7のいずれか1項に記載さ
れたものであることを特徴とする使用方法。 - 【請求項28】 請求項26または27記載の使用方法
において、アリーレン単位が請求項8〜13のいずれか
1項に記載されたものであることを特徴とする使用方
法。 - 【請求項29】 請求項26〜28のいずれか1項に記
載の使用方法において、電気、電子、光学、またはオプ
トエレクトロニクスの部品またはデバイスが発光ダイオ
ードのような発光デバイスであることを特徴とする使用
方法。
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