JP7021948B2 - ポリマー主鎖中に発光繰り返し単位を含む有機発光ポリマーおよびそれを用いたデバイス - Google Patents

ポリマー主鎖中に発光繰り返し単位を含む有機発光ポリマーおよびそれを用いたデバイス Download PDF

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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(OLED)、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もたらす。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含む。アノードとカソードとの間に、非発光層、例えば、電荷輸送層および電荷輸送層を設けてもよい。
デバイスの操作中、正孔はアノードを通して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。発光材料の最高被占軌道(HOMO)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。
発光材料としては、小分子、ポリマー性およびデンドリマー性材料が挙げられる。蛍光発光ポリマーとしては、ポリ(アリーレンビニレン)、例えばポリ(p-フェニレンビニレン)、およびポリアリーレン、例えばポリフルオレンが挙げられる。
発光ドーパント、例えば蛍光ドーパントまたはりん光ドーパントは、電荷輸送ホスト材料とともに使用されてもよい。
OLED内で生成される光のかなりの部分は、デバイス内で反射または吸収され、デバイスの外部量子効率を制限することがある。
Kim et al,Adv.Mater.26(23),3844-3847,2014「Highly Efficient Organic Light-Emitting Diodes with Phosphorescent Emitters Having High Quantum Yield and Horizontal Orientation of Transition Dipole Moments」は、水平方向に好ましい双極子配向を有するヘテロレプティックイリジウム錯体を開示している。
米国特許第8809841号明細書は、発光中心材料の遷移双極子モーメントが基材の上面に平行であり、ホスト材料の遷移双極子モーメントが基材の上面に平行であるデバイスを開示している。
米国特許第8809841号明細書
Kim et al,Adv.Mater.26(23),3844-3847,2014「Highly Efficient Organic Light-Emitting Diodes with Phosphorescent Emitters Having High Quantum Yield and Horizontal Orientation of Transition Dipole Moments」
本発明の目的は、有機発光デバイスの効率を改善することである。
本発明のさらなる目的は、高効率りん光発光ポリマーを提供することである。
第1の態様では、本発明は、ポリマーの主鎖に発光繰り返し単位を含む発光ポリマーを提供し、このポリマーは、0.8以下の異方性係数αを有し、発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントはポリマー主鎖と整列している。
第2の態様において、本発明は、りん光繰り返し単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列している、ポリマーの主鎖中にりん光繰り返し単位を含む発光ポリマーを提供する。
第3の態様では、本発明は、アノード、カソード、およびこのアノードとカソードとの間にある発光層を含み、発光層が第1または第2の態様に従うポリマーを含む有機発光デバイスを提供する。
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、請求項のいずれかに記載のポリマーを溶液堆積法によって堆積させることによって発光層を形成する工程を含む。
第5の態様では、本発明は、ポリマーの主鎖に発光繰り返し単位を含むポリマーを形成する方法を提供し、この方法は:
発光単位の遷移双極子モーメントの配向を決定する工程;および
発光単位を重合してポリマー主鎖中に発光繰り返し単位を形成する工程
を含み、
この発光単位は、発光単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列するように重合される。
ポリマーは、第1の態様に記載したものであってもよい。
第6の態様において、本発明は、式(Va)または(Vb)の発光繰り返し単位を含む発光ポリマーを提供する:
Figure 0007021948000001
式中、Mは金属、好ましくは遷移金属であり;Arは芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR14であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;Lはリガンドであり;nは0、1または2である。
第6の態様に従うポリマーは、第3の態様を参照して記載した発光デバイスに提供されてもよい。
第7の態様では、本発明は、ポリマーの主鎖に発光繰り返し単位を含む発光ポリマーを提供し;
発光繰り返し単位は、第1の結合ベクトルを有する第1の結合位置、第2の結合ベクトルを有する第2の結合位置および遷移双極子モーメントベクトルを有する遷移双極子モーメントを有し;
第1の結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとの間の第1の角度および第2の結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとの間の第2の角度の平均は、約30°以下であり;および
ポリマーの異方性係数αは0.8以下である。
第7の態様のポリマーの発光繰り返し単位は、本明細書のいずれかに記載されるような蛍光またはりん光発光繰り返し単位であってもよい。第7の態様のポリマーは、本明細書のいずれかに記載の共繰り返し単位を含んでいてもよい。
第7の態様のポリマーは、第3の態様を参照して記載した発光デバイスに提供されてもよい。
第8の態様において、本発明は、式(Va-m)または(Vb-m)のモノマーを提供する:
Figure 0007021948000002
式中、X、Y、Ar、M、nおよびLは、式(Va)および(Vb)の繰り返し単位を参照して記載される通りであり;LGは脱離基であり;Arは、アリールまたはヘテロアリール基であり;zは0、1、2または3である。
好ましくは、各出現時においてLGは、ハロゲン;ボロン酸およびそのエステル;およびスルホン酸およびそのエステル、より好ましくは臭素、ヨウ素、ボロン酸またはボロン酸エステルから選択される。
Arは、好ましくは、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C1-12アルキル基であってもよい)(ここで1つ以上の非隣接C原子はO、S、COまたはCOOで置き換えられてもよい)で置換されていてもよい1,4-連結フェニレンである。zは好ましくは0または1である。Arの2つ以上の置換基は、連結してArとともに、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C1-12アルキル基であってもよい)(ここで1つ以上の非隣接C原子はO、S、COまたはCOOで置き換えられてもよい)で置換されてもよい縮合芳香族基を形成してもよい。
第9の態様では、本発明は、第8の態様によるモノマーを重合させる工程を含む、ポリマーを形成する方法を提供する。好ましくは、第8の態様によるモノマーは、1つ以上の共繰り返し単位を形成するための1つ以上のコモノマーと共重合される。
ここで本発明は、図面を参照してより詳細に記載される。
本発明の一実施形態によるOLEDの概略図である。 本発明の一実施形態によるポリマーの主鎖セクションの図である。 蛍光単位を示す。 図3Aの蛍光単位から形成された本発明の一実施形態による蛍光繰り返し単位を示す。 図3Bの繰り返し単位の結合「a」の結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとの間の角度を示す。 同一または類似の結合ベクトルを有する蛍光単位の結合位置を示す。 同一または類似の結合ベクトルを有する置換蛍光単位の結合位置を示す。 繰り返し単位の遷移双極子モーメントベクトルに平行な線からの蛍光繰り返し単位の結合位置の距離を示す。 りん光単位を示す。 図4Aのりん光単位から形成された本発明の一実施形態によるりん光繰り返し単位を示す。 本発明の一実施形態によるポリマーを形成するためのプロセスのフローチャートである。 本発明の一実施形態によるポリマーの成分のHOMOおよびLUMO準位を示す。 本発明の実施形態に従うOLEDおよび比較デバイスに関する外部量子効率対電圧のグラフである。
図1を参照すると、本発明の一実施形態によるOLED100は、アノード101と、カソード105と、アノードとカソードとの間にある発光層103とを有する。このデバイスは、ガラスまたはプラスチック基材であり得る基材107上に支持される。
アノードとカソードとの間に、1つ以上のさらなる層が提供されてもよい。さらなる層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、電子輸送層および電子ブロッキング層のうちの1つ以上から選択されてもよい。
例示的なOLED層構造は、以下を含む:
アノード/発光層/カソード
アノード/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/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、アノードと発光層との間に正孔注入層が存在する。
好ましくは、正孔輸送層が、アノードと発光層との間に存在する。
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。
一実施形態では、実質的にすべての光が発光層103から放出される。他の実施形態では、発光層103に加えて、1つ以上のさらなる層が発光してもよい。
発光層103は、発光ポリマーを含有する。発光ポリマーは、ポリマー主鎖と整列した遷移双極子モーメントを有する発光繰り返し単位を含有する。
本発明者らは、高い外部量子効率は、発光ポリマーの遷移双極子モーメントが、ポリマー主鎖と整列するように、発光ポリマー、好ましくは異方性発光ポリマーに発光繰り返し単位を結合させることによって達成できることを見出した。
図2は、ポリマー主鎖と整列された遷移双極子モーメントを有する発光繰り返し単位(LERU)を含む、本発明の一実施形態によるポリマー主鎖セクションを示す。発光繰り返し単位は、繰り返し単位の第1および第2の結合原子を介して繰り返し単位に結合され、発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列するようにする。
発光ポリマーは、好ましくは共役ポリマーである。
発光ポリマーは、限定するものではないが、図2に示すようなランダムコポリマー;交互コポリマー;またはブロックコポリマーであってもよい。好ましくは、発光ポリマーは、共繰り返し単位セグメントによって互いに分離された発光繰り返し単位を含むランダムコポリマーであり、各共繰り返し単位セグメントは、単一の共繰り返し単位または共繰り返し単位の鎖からなる。
本明細書で使用される「ポリマー主鎖と整列した」とは、発光繰り返し単位を隣接する繰り返し単位に結合する発光繰り返し単位の結合位置が、発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントのベクトルとポリマー主鎖中の隣接する繰り返し単位に発光繰り返し単位を結合する結合の結合ベクトルの各々との角度が、最小値になるようなものであることを意味する。
図3Aは、フルオランテン蛍光発光単位を示す。発光単位は、点線で示された任意の2つの位置を介して隣接する繰り返し単位に結合することによって重合して発光繰り返し単位を形成してもよい。本発明者らは、この発光単位の遷移双極子モーメントが、遷移双極子モーメントベクトルTDMVについて示されるように配向されることを見出した。
発光繰り返し単位は、繰り返し単位に「in」方向を有する第1の結合ベクトルAを有する第1の結合aと、繰り返し単位の方向「out」を有する第2の結合ベクトルBを有する第2の結合bとを有する。
各結合について、結合ベクトルと遷移双極子モーメントとの間の角度は、結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとのドット積から次のように求められ得る:
Figure 0007021948000003
ここで、Aは結合aの結合ベクトルであり、Tは遷移双極子モーメントベクトルである。|A|と|T|はベクトルの大きさであり;θは結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとの間の角度である。結合bについても同様である。
図3Bは、図3Aの発光単位から形成された発光繰り返し単位を示す。結合位置は、各結合ベクトルと遷移双極子モーメントベクトルとの間に最小角度θを与えるように選択される(任意の所与の結合について、θの値は任意の他の結合のθの値と同じであっても異なっていてもよいことが理解される)。結合位置は、θが最小値(sinθが最小値)となるように選択される。
図3Cは、結合aの結合ベクトルと図3Bの発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントベクトルTMDVとの間の角度θを示す。結合aおよびbの角度θの平均は、好ましくは約30°以下(約20°以下であってもよく、約10°以下であってもよい)である。
発光繰り返し単位の2つ以上の可能な結合位置は、同一または類似の結合ベクトルを与えてもよい。
図4Aに示すように、結合bのθは、結合b’のθと同じかまたは類似している。
1を超える結合位置に最小値θが存在する場合は、どちらの位置が使用されてもよい。この場合、ポリマー主鎖との整列以外の要因は、これらに限定されないが、隣接する繰り返し単位への共役の程度、モノマー合成の容易さ、および繰り返し単位の回転自由度を含み、これらが考慮され得る。
好ましくは、結合ベクトルはポリマー主鎖に沿って同じ方向を有する。本明細書で使用される場合、「同一方向」とは、結合ベクトル間の角度が90°未満であることを意味する。例えば、図4Aを参照すると、繰り返し単位に入るベクトル方向を有する結合b、および繰り返し単位から出るベクトル方向を有する結合b’を通した繰り返し単位の結合は、各結合について低いθ値を与えるが、結合bおよびb’の結合ベクトルは、ポリマー主鎖に沿って反対の方向にある。従って、繰り返し単位は、好ましくは、結合aおよびbを介して結合する。
好ましくは、結合ベクトルAとBとの間の角度は、45°未満、好ましくは30°未満、好ましくは20°未満(約10°以下であってもよい)である。
発光単位が置換発光単位である場合、結合位置の一方または両方が置換基上にあってもよい。図4Bを参照すると、ジフェニルフルオランテン発光繰り返し単位のθは、結合aおよびa’について同じまたは類似である。
好ましくは、結合位置は、モノマー内の回転点の総数を最小限にするように、および/またはポリマー主鎖に沿った繰り返し単位の異なる回転自由度の数を最小限にするように選択される。例えば、図4Bの発光単位を位置a’およびbを通して結合させると、図4Bのフェニル基とフルオランテン基との間の単結合の周りを回転することができる繰り返し単位が生成される。図4Cに示すように、位置aおよびbを通した結合では回転自由度は存在しない。
図5Aは、C,N-シクロメタル化リガンドを有するイリジウム錯体を含む金属からリガンドへの電荷移動(MLCT)錯体のりん光発光単位を示す。本発明者らは、C,N-シクロメタル化リガンドとの錯体の遷移双極子モーメントが金属-窒素結合に配向していることを見出した。2つの(および2つのみの)C,N-シクロメタル化リガンドを含むイリジウム錯体の場合、遷移双極子モーメントは2つの窒素原子の間の線に配向される-すなわち、N原子は金属原子またはイオン、この場合はイリジウムイオンとトランス配置にある。
図4Bを参照すると、図4Aの発光単位から形成される発光繰り返し単位は、遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列するように結合される。
発光繰り返し単位がりん光金属錯体である場合、りん光金属錯体の金属がポリマー主鎖にあるように繰り返し単位を結合させることが好ましい。
図6を参照すると、発光ポリマーを形成するために、蛍光またはりん光発光単位の遷移双極子モーメントの配向が、もし既に知られていなければ、工程501において決定される。
蛍光発光単位の遷移双極子モーメントベクトルおよび蛍光発光単位から形成された蛍光発光繰り返し単位の結合ベクトルは、Gaussian,Inc.から入手可能なGaussian09ソフトウェアを用いた量子化学的モデリングによって、次の手順に従って決定されてもよい。
(i)B3LYP/6-31g(d)を使用したDFT計算を使用して、分子の基底状態の幾何学形状を最適化する。
(ii)この幾何学形状を用いて、時間依存密度汎関数理論を用いて分子の励起状態を計算する。遷移双極子モーメントは、一重項励起状態のエネルギーとともに計算される。
りん光発光単位については、同じ方法を使用し、最も低い三重項励起状態の遷移双極子モーメントを最低の一重項励起状態の遷移双極子モーメントと一致させる。「lanl2dz」は、りん光発光繰り返し単位、特にイリジウム発光繰り返し単位に使用される。
工程503において、繰り返し単位とポリマー主鎖とを整列させる2つの結合位置が選択される。繰り返し単位の結合位置の選択には、以下のさらなるパラメータの1つ以上が適用されてもよい:
(i)ポリマー主鎖に沿って回転自由度を有する結合を最小限にする組み合わせ;
(ii)発光繰り返し単位の結合ベクトル間の角度を最小値にする組み合わせ;
(iii)発光繰り返し単位が結合している各原子が、遷移双極子モーメントベクトルに平行な線から1つ以下の結合であるような組み合わせ;および
(iv)りん光金属錯体の場合、金属がポリマー主鎖中にある組み合わせ。
例えば、複数の結合が、繰り返し単位への結合について同じ最小θ値を、または繰り返し単位からの結合について同じ最小θ値を与える場合、結合位置は、1つ以上の(i)~(iv)に従って選択されてもよい。
工程505において、2つの重合性基が発光単位上に提供され、発光モノマーを形成する。重合性基は、結果として生じる繰り返し単位がポリマー主鎖と整列するように、発光単位の原子に結合される。
工程507では、発光モノマーを1つ以上のコモノマーと重合させて、発光モノマーから形成された発光繰り返し単位を含む発光ポリマーを形成する。
図7は、発光繰り返し単位(LERU)および共繰り返し単位セグメント(CRUS)(単一共繰り返し単位または共繰り返し単位の鎖であり得る)のHOMOおよびLUMO準位を示す。共役ポリマーの発光繰り返し単位は、好ましくは、共繰り返し単位セグメントの場合よりも真空に近いHOMO準位および共繰り返し単位セグメントの場合よりも真空から離れたLUMO準位を有する。
好ましくは、発光繰り返し単位のHOMOは、共繰り返し単位セグメントのHOMOよりも真空に少なくとも0.1eV(少なくとも0.2eVであってもよい)近い。
好ましくは、発光繰り返し単位のLUMOは、共繰り返し単位セグメントのそれよりも真空から少なくとも0.1eV(少なくとも0.2eVであってもよい)遠い。
HOMOおよびLUMO準位は矩形波ボルタンメトリによって測定されてもよい。
発光繰り返し単位のHOMOおよびLUMO準位は、対応する発光単位の測定から取得することができ、発光繰り返し単位の隣接する繰り返し単位への結合がHへの結合で置換される。
共繰り返し単位から形成される残りのポリマーのHOMOおよびLUMO準位は、共繰り返し単位のみからなるポリマーの測定から得ることができる。
本明細書に記載されるポリマーは好適には、約1×10~1×10、好ましくは1×10~5×10の範囲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換算数平均分子量(Mn)を有する。本明細書で記載されるポリマーのポリスチレン換算重量平均分子量(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である。
発光単位
発光単位は、制限なく、赤色、緑色または青色発光繰り返し単位であってもよい。
青色発光単位は、400~490nmの範囲にピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有していてもよい。
緑色発光単位は、490nm超~580nmまでの範囲のピークを有するフォトルミネセンススペクトルを有することができる。
赤色発光単位は、580nm超~650nm、好ましくは600~630nmのそのフォトルミネセンススペクトルにピークを有していてもよい。
発光単位のフォトルミネッセンススペクトルは、0.3~0.4の透過率値を達成するために石英基材上にPMMAフィルム中の材料5重量%をキャスティングし、Hamamatsuによって供給される装置C9920-02を用いて窒素環境中で測定することによって測定されてもよい。
発光繰り返し単位は、蛍光またはりん光発光繰り返し単位であってもよい。ポリマーは、少なくとも1つの発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列しているという条件で、ただ1つの発光繰り返し単位を含有してもよく、または2つ以上の異なる発光繰り返し単位を含有してもよい。
例示的な蛍光繰り返し単位は、C10-40芳香族炭化水素繰り返し単位(C14-40芳香族炭化水素繰り返し単位であってもよい)であり、これは非置換であってもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。典型的な蛍光繰り返し単位としては、アントラセン、フルオランテンおよびペリレンが挙げられるが、これらに限定されない。
例示的な整列した蛍光性炭化水素繰り返し単位は、以下の構造を有する:
Figure 0007021948000004
蛍光C10-40芳香族炭化水素繰り返し単位は、非置換であるか、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。置換基は:
-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、1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよい);および
-式-(Arの基(ここで各Arは、独立に、非置換であってもよくまたは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基であり、rは少なくとも1である(1、2または3であってもよい))
からなる群から選択されてもよい。
好ましくは、Arは、各出現時において独立に、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)で置換されていてもよいC6-20アリール基(フェニルであってもよい)である。
-(Arは、rが2より大きい場合、アリール基またはヘテロアリール基の分枝鎖または直鎖基を形成してもよい。
好ましいりん光繰り返し単位は、遷移金属錯体、好ましくはイリジウム錯体である。
例示的なりん光繰り返し単位は、式(I)を有する:
ML
(I)
式中、Mは金属であり;L、LおよびLの各々は、各出現時において独立して、非置換であるかまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよいリガンドであり;qは正の整数であり;rおよびsはそれぞれ独立に0または正の整数である。
(a.q)+(b.r)+(c.s)の合計はM上で利用可能な配位部位の数に等しく、aはL上の配位部位の数であり、bはL上の配位部位の数であり、cはL上の配位部位の数である。
a、bおよびcは、それぞれ独立に、1、2または3であることが好ましい。好ましくは、a、bおよびcはそれぞれ二座リガンド(a、bおよびcはそれぞれ2である)である。
好ましくは、金属錯体はヘテロレプティックである。好ましい実施形態では、qは2であり、rは1であり、sは0である。別の好ましい実施形態では、qは1であり、rは2であり、sは0である。
重元素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としては、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。Mは金属原子またはイオン、好ましくはイオンであってもよい。イリジウム(III)が特に好ましい。
好ましくは、LはMLCTを製造するのに適したリガンドである。
は式(II)を有していてもよい:
Figure 0007021948000005
式中、ArおよびArは同一または異なっていてもよく、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いてもよく、独立に、炭素または窒素から選択され;ArおよびArはともに縮合してもよい。
が炭素であり、Yが窒素であるリガンド(C,N-シクロメタル化リガンド)が好ましく、より好ましくはArが単環または縮合芳香族基、例えばフェニルまたはナフチルであり、Ar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るリガンドである。
赤色発光を達成するために、Arは、フェニル、フルオレン、ナフチルから選択されてもよく、Ar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てもよい。
緑色発光を達成するために、Arは、フェニルまたはフルオレンから選択されてもよく、Arはピリジンであってもよい。
青色発光を達成するために、Arはフェニルであってもよく、Arは、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾールおよびテトラゾールから選択されてもよい。
式(II)の二座リガンドの例を以下に示す:
Figure 0007021948000006
式中、Rは下記に記載される通りの置換基である。
別の実施形態において、Lは、カルベン配位基を含んでもよい。
好ましくは、りん光繰り返し単位は、式(II)のリガンドから選択される1つまたは2つのリガンドLまたはカルベン配位基を含むリガンドLを有し、このそれぞれのリガンドLは、本明細書に記載されるポリマー主鎖との整列のための結合位置を介して結合する。ポリマー主鎖に結合したこの各リガンドLは、隣接する共繰り返し単位に直接結合していてもよく、または離間してもよく、式(Va-m)および(Vb-m)を参照して記載されるような、式(Arの基によって離間してもよい。
リガンドLは、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。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。
リガンドLの置換基は置換基Rであってもよく、ここでR
-C1-20アルキル(ここで、1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよい)(ここで1つ以上の非隣接C原子はO、S、C=O、COOまたはNRで置き換えられてもよく、Rは、非置換または1つ以上のC1-10アルキル基で置換されてもよいC1-20ヒドロカルビルであり(C1-20アルキルまたはフェニルであってもよい);
-フッ素;および
-(Ar(式中、各Arは、独立して、非置換であっても1つ以上の置換基で置換されていてもよいアリール基またはヘテロアリール基であり、bは少なくとも1(1、2または3であってもよい))である
から選択される。
Arは、各出現時において好ましくはC6-20アリール基、より好ましくはフェニルである。基-(Arは、rが少なくとも2である場合、アリール基またはヘテロアリール基の直鎖または分枝鎖を形成してもよい。Arの好ましい置換基は、C1-20アルキル基である。
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、例えば国際公開第02/45466号、国際公開第02/44189号、米国特許出願公開第2002/117662号明細書および米国特許出願公開第2002/182441号明細書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、特開2002-324679号公報に開示される通りであってもよい);カルバゾール(これは、例えば国際公開第02/81448号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);非置換であってもよくまたは1つ以上のC1-10アルキル基で置換されてもよいフェニルまたはビフェニル;およびデンドロン(これは、例えば国際公開第02/66552号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。
りん光繰り返し単位は、少なくとも1つのリガンドLが少なくとも1つのデンドロンで置換されている式(I)のコアを含むデンドリマー性りん光繰り返し単位であってもよい。各デンドロンは、分岐点および2つ以上の樹枝状分岐を含む。好ましくは、デンドロンは、少なくとも部分的に共役し、分岐点および樹枝状分岐の少なくとも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(III)を有していてもよい
Figure 0007021948000007
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。Gは、置換されてもよい式(IIIa)にあるように、2つ以上の第2世代分岐基Gなどで置換されてもよい:
Figure 0007021948000008
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(IIIb)の置換または非置換デンドロンである:
Figure 0007021948000009
式中、は、Lへのデンドロンの結合点を表す。
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C1-20アルキルまたはアルコキシ基で置換されてもよい。
1つの好ましい実施形態において、qは2であり、LはC,N-シクロメタル化リガンドであり;rは1であり;sは0である。
例示的なリガンドLは:
N,N-キレートリガンド(ピリジンカルボキサミド;ピリジルピラゾレート;ピリジルトリアゾレート;アミデートであってもよい);
N,O-キレートリガンド(ピコリネートまたはイミノフェノールであってもよい);および
O,O-キレートリガンド(ジケトネートであってもよい);または
アセテートである。
N,O-キレートリガンドは、式(VIII)のリガンドを含む:
Figure 0007021948000010
式中、Arは、ヘテロアリール、好ましくは、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C1-10アルキル基であってもよい)で置換されてもよいCおよびN原子の5~10員のヘテロアリールである。
例示的なN,N-キレートリガンドは、式(XIII)を有する:
Figure 0007021948000011
式中、Ar20は、各出現時において独立して、5~10員のヘテロアリール基(NおよびC原子を含む5員のヘテロアリールであってもよく、ピラゾールまたはトリアゾールであってもよい)である。
式(IV)のリガンドは、非置換であってもよく、または1つ以上の置換基で置換されていてもよい。例示的な置換基は、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよいC6-10アリールまたは5~10員ヘテロアリール基(フェニルであってもよい)およびC1-10アルキル(ここで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く、1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよい)である。
式(XIII)の例示的なリガンドは以下の通りである:
Figure 0007021948000012
好ましいリガンドLは、ジケトネート、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されてもよいアセチルアセトナト(acac)およびカルベンから選択される。
は式(IV)のリガンドであってもよい:
Figure 0007021948000013
式中、R16は各出現時において独立して置換基、好ましくはC1-10アルキルであり、R17はHまたは置換基、好ましくはHまたはC1-10アルキルであり;1つのR16およびR17は連結して環(非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基(C1-20ヒドロカルビル基から選択される1つ以上の置換基であってもよい)で置換されてもよい6~10員の芳香族またはヘテロ芳香族環であってもよい)を形成してもよい。
式(IV)の例示的なリガンドはacacおよび:
Figure 0007021948000014
である。好ましいりん光発光繰り返し単位は、1つまたは2つのMLCT生成リガンドを含み、そのリガンドまたは各リガンドに関連するその遷移双極子モーメントまたは各遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列している。
式(II)のリガンドを含む好ましいりん光発光繰り返し単位は、式(Va)または(Vb)を有する:
Figure 0007021948000015
式中、Arは芳香族基、好ましくはC6-20アリール基、より好ましくはフェニルまたはナフチルであり;各Xは、独立して、NまたはCR14であり、ここで、R14は、各出現時において独立して、Hまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、ここで各R15は独立してHまたは置換基であり;Lは上記のリガンドであり;nは0、1または2である。Lは、式(Va)または(Vb)の式(II)のリガンドとは異なる。
式(Va)または(Vb)の繰り返し単位は、式(Va-m)および(Vb-m)を参照して記載されるように、隣接する共繰り返し単位に直接結合されていてもよく、あるいは離間されてもよい(式(Arの基で離間されていてもよい)。
Yの置換基とArの置換基は連結して環を形成していてもよい。
好ましくは、R14およびR15はそれぞれ、各出現時において独立して、HまたはRであり、ここで、Rは、上記で記載される通りである。好ましくは、nは1または2である。より好ましくは、nは1である。
共繰り返し単位
発光ポリマーは、好ましくは0.8以下、好ましくは0.7以下、より好ましくは0.5以下の異方性係数αを有する。異方性係数αの値は、発光繰り返し単位および/または共繰り返し単位の構造および/またはモル百分率によって影響され得る。共繰り返し単位は、整列した発光繰り返し単位と組み合わせて、ポリマーの必要な異方性係数αを与えるように選択されてもよい。
適切な共繰り返し単位には、電子輸送共繰り返し単位;正孔輸送共繰り返し単位;および発光共繰り返し単位を含み、ここで発光共繰り返し単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列していない。
共繰り返し単位は、棒状主鎖を形成してもよい。
発光ポリマーは、式(VI)の共繰り返し単位を含んでいてもよい:
Figure 0007021948000016
式中、Arはアリールまたはヘテロアリール基、より好ましくはC6-20アリール基であり、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよく、角度θは140°~180°である。
角度θは160°~180°であってもよく、170°~180°であってもよい。ポリマーの繰り返し単位の1~99モル%(10~90モル%または20~80モル%であってもよい)は、式(VI)の繰り返し単位であってもよい。式(VI)の例示的な繰り返し単位としては、限定されないが、1,4-連結フェニレン繰り返し単位;2,7-連結フルオレン繰り返し単位;2-8結合フェナントレン繰り返し単位;2,8-連結ジヒドロフェナントレン繰り返し単位;および2,7-連結トリフェニレン繰り返し単位が挙げられる。
好ましくは、少なくとも1つの共繰り返し単位は、少なくとも1つの可溶化基(C1-20アルキル基であってもよい)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置換される。
1,4-フェニレン繰り返し単位は、式(VII)を有していてもよい:
Figure 0007021948000017
式中、wは、各出現時において独立して、0、1、2、3または4(1または2であってもよい)であり;Rは、各出現時において独立して、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-COO-で置き換えられてもよく、1つ以上のH原子はFで置き換えられてもよい);
非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよいアリールまたはヘテロアリール基、好ましくは1つ以上のC1-20アルキル基で置換されるフェニル;および
-(Ar(ここで各Arは、独立に、非置換であってもよくまたは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基であり、cは少なくとも1である(1、2または3であってもよい))
からなる群から選択されてもよい。
Arは、各出現時において、好ましくはC6-20アリール基、より好ましくはフェニルである。基-(Arは、cが少なくとも2である場合、アリールまたはヘテロアリール基の直鎖または分枝鎖を形成してもよい。Arの好ましい置換基はC1-20アルキル基である。
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。
好ましくは、各Rは、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;および線状または分岐状鎖のフェニル基(ここで各フェニルは、非置換であってもよくもしくは1つ以上の置換基で置換されてもよい)から選択される。
式(VII)の置換基Rは、存在する場合、繰り返し単位の連結位置に隣接し、これは式(VII)の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式(VII)の繰り返し単位を生じる。
式(VII)の特に好ましい繰り返し単位は式(VIIa)を有する:
Figure 0007021948000018
2,7-連結フルオレン繰り返し単位は、式(IX)を有していてもよい:
Figure 0007021948000019
式中、Rは、各出現時において、同一または異なり、置換基であり、ここで2つの基Rは、連結して環を形成してもよく;Rは上記で記載される置換基であり;dは0、1、2または3である。
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-COO-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(非置換であってもよくもしくは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;および
-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(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Arは、独立にアリールまたはヘテロアリール基であり、dは少なくとも2(2または3であってもよい)である)、好ましくは分岐状または線状鎖のフェニル基(そのそれぞれは非置換であってもよくもしくは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てもよい。
好ましくは、各Rは、独立にC1-40ヒドロカルビル基である。
異なる基Rは、国際公開第2012/104579号に開示されており、その内容は参考により全体が組み込まれる。
置換されたNは、存在する場合、-NR-であってもよく、式中、Rは上記で記載される通りである。
例示的な置換基R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、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、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C1-20アルキル基を挙げてもよい。
ポリマー主鎖における隣接繰り返し単位のアリールまたはヘテロアリール基に対する式(IX)の繰り返し単位の共役度は、(1または複数の)隣接繰り返し単位と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(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)、制御されてもよい。
式(VI)の繰り返し単位は、式(X)または(XI)を有していてもよい:
Figure 0007021948000020
式中、R、Rおよびdは上記の式(VII)および(IX)を参照して記載される通りである。
式(X)および(XI)の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(XI)のR基のいずれかは、R基の他のいずれかに連結して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。
ポリマーの繰り返し単位の50モル%まで、好ましくはポリマーの繰り返し単位の20モル%まで、より好ましくは10モル%までがポリマー主鎖と整列した遷移双極子モーメントを有する発光繰り返し単位であってもよく、残りの単位は共繰り返し単位である。
重合法
本明細書に記載の共役発光ポリマーは、国際公開第00/53656号、国際公開第03/091355号および欧州特許第1245659号明細書に開示されているようなYamamoto重合およびSuzuki重合などの金属触媒重合によって形成されてもよく、これらの文献の内容は参考として本明細書に組み込まれる。
好ましくは、ポリマーは、モノマーの重合時に脱離する脱離基を含むモノマーを重合することによって形成される。好ましくは、ポリマーは、モノマーの芳香族炭素原子に結合したボロン酸およびエステル基を含むモノマーを、モノマーの芳香族炭素原子に結合したハロゲン、スルホン酸またはスルホン酸エステル、好ましくは臭素またはヨウ素から選択される脱離基を含むモノマーと、パラジウム(0)またはパラジウム(II)触媒および塩基の存在下で重合させることにより形成される。
例示的なボロン酸エステルは、式(XII)を有する:
Figure 0007021948000021
式中、Rは各出現時において独立してC1-20アルキル基であり、*はボロン酸エステルのモノマーの芳香環への結合点を表し、2つの基Rは連結して環を形成してもよい。
溶液加工処理
本明細書に記載されるような発光ポリマーを含む発光層は、溶媒または溶媒混合物に溶解させた、ポリマーおよび存在する場合には発光層のいずれかの他の成分の溶液から発光ポリマーを堆積させることによって形成されてもよい。
例示的な溶媒は、C1-10アルキルおよびC1-10アルコキシ、および塩素から選択された1つ以上の置換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である。
例示的な溶液堆積技術には、スピンコーティング、ディップコーティング、フレキソ印刷、インクジェット印刷、スロットダイコーティングおよびスクリーン印刷のような印刷およびコーティング技術が含まれる。スピンコーティングおよびインクジェット印刷が特に好ましい。
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。
発光層は、堆積後にアニーリングされてもよい。好ましくは、アニーリングはポリマーのガラス転移温度未満である。
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、特にフル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インクジェット印刷され得る。パターニングされた層は、通常、例えば欧州特許第0880303号明細書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。
OLEDのアノードとカソードとの間の追加の層(存在する場合)は、本明細書に記載の溶液堆積法によって形成されてもよい。
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、OLEDのアノードと(1または複数の)発光層との間に提供されて、アノードから半導体ポリマーの(1または複数の)層への正孔注入を改善してもよい。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)、特に欧州特許第0901176号明細書および欧州特許第0947123号明細書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号明細書および米国特許第5798170号明細書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),2750-2753に開示されるような、VOx、MoOxおよびRuOxが挙げられる。
正孔輸送層が存在する場合、アノードと正孔輸送層との間に正孔注入層を提供してもよい。
電荷輸送および電荷ブロッキング層
正孔輸送層は、アノードと(1または複数の)発光層との間に提供されてもよい。電子輸送層は、カソードと(1または複数の)発光層との間に提供されてもよい。
電子ブロッキング層は、アノードと発光層との間に提供されてもよく、正孔ブロッキング層は、カソードと発光層との間に提供されてもよい。輸送およびブロッキング層は、組み合わせて使用されてもよい。そのHOMOおよびLUMO準位に依存して、単一層が、正孔および電子の1つを輸送するとともに、正孔および電子の他方をブロックしてもよい。
正孔輸送層は、サイクリックボルタンメトリで測定される場合、好ましくは5.5eV以下、より好ましくは約4.8~5.5eV以下のHOMO準位を有する。正孔輸送層のHOMO準位は、これらの層間の正孔輸送に対して小さいバリアを提供するために、隣接層(例えば発光層)の0.2eV(0.1eVであってもよい)内であるように選択されてもよい。正孔輸送層は、例えば国際公開第99/54385号、国際公開第2005/049546号、国際公開第2013/108022号、または国際公開第2013/108023号に記載されているようなアリールアミン繰り返し単位を含むポリマーであってもよく、その内容は参考により本明細書に組み込まれる。アリールアミン繰り返し単位を含むポリマーは、ホモポリマーであってもよく、または1以上の共繰り返し単位(非置換であってもよくまたは1以上の置換基(1以上のC1-40ヒドロカルビル基であってもよい)で置換されていてもよいC1-40アリーレン繰り返し単位であってもよい)を含んでいてもよい。例示的なアリーレン共繰り返し単位は、本明細書に記載の式(VII)、(IX)、(X)および(XI)の繰り返し単位である。
正孔輸送材料は、その堆積後に正孔輸送材料を架橋するために反応する架橋性基で置換されていてもよい。正孔輸送材料がポリマーである場合、架橋性基は、ポリマーの繰り返し単位の置換基、好ましくはポリマーのアリーレン繰り返し単位の置換基として提供され得る。本明細書に記載のアリーレン単位の置換基RまたはRは、架橋性基であってもよい。例示的な架橋性基は、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C1-10アルキル基であってもよい)で置換されていてもよいベンゾシクロブタンを含む基および式-CR10=CH(式中、R10はHまたは置換基であり、HまたはC1-10アルキル基であってもよい)の単位を含む基である。
発光層とカソードとの間に位置する電子輸送層は、サイクリックボルタンメトリによって測定される場合に、好ましくは約2.5~3.5eVのLUMO準位を有する。例えば、0.2~2nmの範囲の厚さを有する一酸化ケイ素もしくは二酸化ケイ素の層または他の薄層誘電体層はカソードに最も近い発光層とカソードとの間に提供されてもよい。HOMOおよびLUMO準位は、サイクリックボルタンメトリを用いて測定されてもよい。
電子輸送層は、置換されていてもよいアリーレン繰り返し単位の鎖、例えばフルオレン繰り返し単位の鎖を含むポリマーを含有してもよい。
カソード
カソードは、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。カソードと発光材料との間の不利な相互作用の可能性といった他の要因がカソードの選択に影響を及ぼす。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、例えば複数の導電性金属、例えば国際公開第98/10621号に開示されるように、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、例えば国際公開第98/57381号、Appl.Phys.Lett.2002,81(4),634および国際公開第02/84759号に開示されるように、元素状バリウムの層を含んでいてもよい。カソードは、有機半導体層と1つ以上の伝導性カソード層との間に、電子注入を補助するために、金属化合物の薄い(例えば1~5nm)層、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、例えば国際公開第00/48258号に開示されるようにフッ化リチウム;例えば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の層を含んでいてもよい。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3.2eV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),4729,1977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性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、例えば英国特許第2348316号明細書に開示される。
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、例えば交互のプラスチックおよび誘電体バリア層の基材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、湿分および酸素の進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、またはポリマーおよび誘導体の交互のスタック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、例えば一酸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大気中湿分および/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。
測定
異方性係数αは、M Flammich et al,Organic Electronics 12,2011,p.1663-1668に記載されているように発光分光法を用いて測定され、その内容は参考により本明細書に組み込まれる。平均双極子配向は、z方向が薄膜の平面に対して垂直であるベクトル(x,y,z)によって表すことができる。これは、Flammichらが使用するように、平行成分と垂直成分の比p||:p=(x+y):zとしてまたはこの文書を通して使用されるように異方性係数α=z/x=z/yとして、さらにパラメータ化することができる。このように、等方性の配向は、(1,1,1)で表すことができ、ここで、p||:p=2:1であり、α=1である。さらに、異方性配向の例は、(0.3571,0.3571,0.2858)として表すことができ、ここで、p||:p=2.5:1およびα=0.8である。
本明細書のいずれかに記載されているような矩形波のサイクリックボルタンメトリは、作用電極電位を時間に対して線形に増加させることによって行われてもよい。矩形波ボルタンメトリが設定電位に到達すると、作用電極の電位傾斜が反転する。この反転は、一回の実験の間に複数回生じ得る。作用電極における電流を印加電圧に対してプロットし、サイクリックボルタモグラム線図を得る。
CVによるHOMOまたはLUMOエネルギー準位を測定するための装置は、アセトニトリル中のtert-ブチルアンモニウムペルクロラート/またはtertブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート溶液、ガラス状炭素作用電極(ここでサンプルがフィルムとしてコーティングされる)、白金対電極(電子のドナーまたはアクセプタ)および参照ガラス電極ノーリークAg/AgClを含有するセルを含んでいてもよい。フェロセンは、計算目的で実験の終了時にセルに添加される。
Ag/AgCl/フェロセンとサンプル/フェロセンとの電位差の測定。
方法および設定:直径3mmのガラス状炭素作用電極
Ag/AgCl/ノーリーク参照電極
Ptワイヤ補助電極
アセトニトリル中の0.1Mのテトラブチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート
LUMO=4.8-フェロセン(ピーク対ピーク最大平均)+オンセット
サンプル:トルエン中5mg/mLの1滴、3000rpm回転
LUMO(還元)
測定:
良好な可逆的還元事象は、通常、200mV/sおよび-2.5Vのスイッチング電位にて測定された厚いフィルムについて観察される。還元事象は、10サイクルにわたって測定および比較されるべきであり、通常測定は3番目のサイクルが採用される。オンセットは、還元事象の最も急勾配部分の最良あてはめ線と基線との交点をとる。HOMOおよびLUMO値は、周囲温度で測定されてもよい。
[実施例]
比較モデル繰り返し単位1
比較モデル繰り返し単位1は、本明細書に記載のGaussian09ソフトウェアを用いて分析した。
Figure 0007021948000022
比較モデル繰り返し単位1
図3Aを参照すると、遷移双極子モーメントベクトルは、遷移双極子モーメントベクトルTDMVによって示されるように配向されていることがわかり、比較モデル繰り返し単位1を含むポリマーは高い異方性係数αを有することが示された。
TDMVと各結合ベクトルとの間の角度θは89.9°であると決定された。
蛍光モノマー実施例1
ジフェニルフルオランテン単位の遷移双極子モーメントの方向は、Gaussian,Inc.から入手可能なGaussian09ソフトウェアを使用して、本明細書に記載されるように決定した。この配向は、図3Aの遷移双極子モーメントベクトルTDMVによって示される通りである。
この配向に基づいて、整列した発光繰り返し単位を形成するための蛍光モノマー実施例1(異性体混合物)を形成した:
Figure 0007021948000023
蛍光ポリマー実施例1
フルオレン繰り返し単位を含むポリマーおよび蛍光モノマー実施例1の重合によって形成された繰り返し単位は、国際公開第00/53656号に記載されているSuzuki重合によって調製した。
りん光モノマー実施例1
りん光モノマー実施例1は、以下の反応スキームに従って調製された:
Figure 0007021948000024
工程1:中間体2の合成
Figure 0007021948000025
Figure 0007021948000026
装置の設置:
メカニカルオーバーヘッドスターラ、熱ソケット、窒素入口および排気口を備えた5Lの3ツ口丸底フラスコ。
実験手順:
1)THF(2000mL)中の4-ブロモピリジン塩酸塩(80g、0.4113モル)の懸濁液をフラスコに入れた。
2)反応混合物を-78℃に冷却し、1Mのフェニルマグネシウムブロミド(917mL、0.9172モル)を追加の漏斗で1時間かけて添加し、内部温度を-75℃~-70℃に維持した。
3)反応混合物を-78℃で30分間維持した。
4)フェニルクロロホルメート(54.2mL、0.4319モル)を-78℃で反応混合物に滴下した。
5)反応混合物をゆっくりと室温まで温め、室温で16時間維持した。
6)20%塩化アンモニウム溶液(1000mL)を反応混合物に添加した。
7)反応混合物を酢酸エチル(2×1000mL)で抽出した。
8)合わせた有機層をNaSOで乾燥させ、濃縮して、180gの粗中間体2を淡褐色の粘性油状物として得た。
9)粗生成物を、溶離液としてヘキサン中の2%酢酸エチルを用いてシリカゲル(230~400メッシュ)上のフラッシュカラムクロマトグラフィにより精製して、淡黄色粘性油状物としてHPLC純度78.1%の112gの中間体2を得た(収率=76.5%)。
工程2:中間体3の合成
Figure 0007021948000027
Figure 0007021948000028
装置の設置:
メカニカルオーバーヘッドスターラ、窒素入口および排気口を備えた5Lの3ツ口丸底フラスコ。
実験手順:
1.中間体2(112g、0.3144モル)をトルエン(2000mL)を含む5L反応フラスコに入れた。
2.酢酸(1500mL)中のo-クロラニル(85g、0.3458モル)の溶液を室温で30分かけて反応混合物に添加した。
3.反応混合物を室温で16時間撹拌した。
4.その後、混合物を氷浴中で0℃に冷却した。
5.20%NaOH水溶液(5L)を反応混合物にゆっくり加えてpH範囲を10~11に調整した。
6.溶液をメチルt-ブチルエーテル(2000mL×3)で抽出した。
7.合わせた有機層を水(2000mL)、ブライン溶液(1500mL)で洗浄し、NaSOで乾燥し、濃縮して108gの粗生成物3を淡褐色の粘性油状物として得た。
8.粗生成物を、溶離液としてヘキサン中の2%EtOAcを使用するGraceカラムクロマトグラフィにより、3バッチ(それぞれ36g)で精製して、58.8gの3を97.8%HPLC純度で淡黄色の粘性油状物として得た。それは不純物として3のクロロ誘導体1.88%を含有していた(収率=80%)。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ[ppm]7.43(dd,J=1.76,5.28Hz,1H),7.47-7.53(m,3H),7.93(d,J=1.72Hz,1H),7.98-8.00(m,2H),8.53(d,J=5.28Hz,1H)。
工程3:中間体4の合成
Figure 0007021948000029
Figure 0007021948000030
装置の設置:
メカニカルオーバーヘッドスターラ、コンデンサ、窒素入口および排気口を備えた3Lの4ツ口丸底フラスコ。
実験手順:
1.ジオキサン(1090mL)中の中間体3(58.8g、0.2511モル)をR.B.フラスコに入れた。
2.ビス(ピナコラト)ジボロン(95.67g、0.3768モル)および酢酸カリウム(74g、0.7533モル)を混合物に添加した。
3.混合物をNガスで1時間脱気した。
4.PdCl(dppf)(4.1g、0.005モル)を混合物に添加した。
5.反応混合物を90℃に加熱し、3時間維持した。
6.反応混合物を室温に冷却し、n-ヘキサン(2L)で希釈し、40分間撹拌し、セライト床で濾過した。
7.濾液を濃縮して、108gの中間体4を粗生成物として得た。
8.粗生成物を、溶離液として中性のAlおよびヘキサン中の5%酢酸エチルを使用するカラムクロマトグラフィにより精製して、HPLC純度95.93%の68gの中間体4(収率=96.3%)を得た。
工程4:6の合成
Figure 0007021948000031
Figure 0007021948000032
装置の設置:
メカニカルオーバーヘッドスターラ、コンデンサ、窒素入口および排気口を備えた5Lの4ツ口丸底フラスコ。
実験手順:
1.中間体4(65g、0.2313モル)および5-ブロモ-2-ヨードトルエン(5)(68.67g、0.2313モル)を、トルエン/エタノール(3:1)混合物(1360mL)に入れた。
2.混合物をNガスで40分間脱気した。
3.炭酸ナトリウム(73.55g、0.6939モル)を添加した後、水(340mL)を加え、Nガスで30分間パージした。
4.Pd(PPh(5.34g、0.0046モル)を加え、さらに30分間Nガスでパージした。
5.反応混合物を80℃に加熱し、20時間維持した。
6.反応混合物を室温に冷却し、水(1.5L)を加えた。
7.有機層を分離し、水層をEtOAc(1000mL×3)で抽出した。
8.合わせた有機層を水(1.5L)、ブライン(1.5L)で洗浄し、NaSOで乾燥し、濃縮して80gの粗生成物6を淡褐色の粘性油状物として得た。
9.粗生成物を、溶離液としてヘキサン中の230-400シリカゲルおよび6%ジエチルエーテルを使用する繰り返しカラムクロマトグラフィによって精製して、99.78%のHPLC純度(収率=40%)を有する30gの6を淡橙色固体として得た。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ[ppm]2.31(s,3H),7.14-7.19(m,2H),7.43-7.52(m,5H),7.67(s,1H),8.03(d,J=7.60Hz,2H),8.75(d,J=5.20Hz,1H)。
工程5:7の合成
Figure 0007021948000033
Figure 0007021948000034
装置の設置:
マグネチックスターラ、コンデンサ、窒素入口および排気口を備えた250mLの3ツ口丸底フラスコ。
実験手順:
1.中間体6(5g、0.0154モル)および塩化イリジウム(III)(1.84g、0.0062モル)を、2-エトキシエタノール:水(3:1)混合物(57mL)中に入れた。
2.混合物をNガスで90分間脱気した。
3.混合物を130℃の油浴温度に20時間加熱した。
4.反応混合物を周囲温度に冷却した後、水(100mL)を加えて中間体7を沈殿させた。
5.反応混合物を水(400mL)を入れたビーカに注ぎ、撹拌して中間体7を微細な黄色粉末として沈殿させた。
6.固体をガラス焼結漏斗で濾過し、固体を水(200mL)で洗浄し、ダイアフラムポンプを用いて焼結漏斗上で乾燥させた。
7.乾燥した固体をメタノール(100mL)でさらに洗浄し、次いでヘプタン(400mL)ですすいだ。
8.中間体7を50℃の真空オーブンで乾燥して、3.75g(収率69.2%)を得た。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ[ppm]2.31(s,12H),6.05(d,J=3.7Hz 4H),6.63(t,J=7.5Hz,4H),6.71(d,J=3Hz,4H),6.78(t,J=7.5Hz,4H),7.04(d,J=4Hz),7.36(d,J=4Hz),7.49(d,J=4Hz,4H),7.80(d,J-=0.6Hz,4H),9.39(d,J=1Hz,4H)
工程6:りん光モノマー1の合成
Figure 0007021948000035
Figure 0007021948000036
装置の設置:
マグネチックスターラ、コンデンサ、窒素入口および排気口を備えた250mLの一口丸底フラスコ。
実験手順:
1.中間体7(3.27g、0.002モル)、2,2,6,6-テトラメチルヘプタン-3,5-ジオン(1.17g、0.0062モル)および炭酸ナトリウム(2.24g、0.022モル)を、2-エトキシエタノール(37mL)に入れた。
2.混合物をNガスで120分間脱気し、次いで120℃で20時間加熱した。
3.室温に冷却した後、混合物を水のビーカに注ぎ、沈殿物を形成させた。
4.沈殿物を濾過し、水(300mL)およびメタノール(100mL)で洗浄した。
5.固体を真空下で乾燥させた後、最小量のジクロロメタンを用いて沈殿させ、メタノール(400mL)中に沈殿させた。
6.所望の純度に達するまで沈殿をさらに2回繰り返した。
真空オーブン中で50℃で乾燥させた後、りん光モノマー1(1.54g、40.6%)が得られた。
H-NMR(400MHz,CDCl):δ[ppm]0.92(s,18H),2.35(s,6H),5.51(s,1H),6.50(d,J=4Hz 2H),6.73(t,J=7.4Hz,2H),6.83(t,J=7.4Hz,2H),7.00(d,J=3Hz,2H),7.24(d,J=4.4Hz,2H),7.47(d,J=4Hz.2H),7.52(d,J=0.7Hz,2H),7.56(d,J=3.8Hz,2H),7.56(d,J=0.7Hz,2H),8.42(d,J=3Hz,2H)
ポリマー実施例1
ポリマーは、モノマー1(50モル%);モノマー2(43モル%)および7モル%のりん光モノマー実施例1の国際公開第00/53656号に記載されているSuzuki重合によって調製した。
Figure 0007021948000037
ポリマー実施例1は0.31の異方性係数αを有する。
ポリマー実施例2
ポリマーは、モノマー3(50モル%);式(IX)の繰り返し単位を形成するためのジブロミドモノマー(43モル%);および7モル%のりん光モノマー実施例1の国際公開第00/53656号に記載されているSuzuki重合によって調製した。
Figure 0007021948000038
ポリマー実施例2は0.17の異方性係数αを有する。
比較ポリマー1
りん光モノマー実施例1を比較りん光モノマー1で置き換えた以外は、ポリマー実施例2について記載したように比較ポリマー1を調製した。
Figure 0007021948000039
比較ポリマー1は1.78の異方性係数αを有する。
デバイス実施例1
以下の構造を有する有機発光デバイスを調製した:
ITO/HIL/HTL/LEL/カソード
ここでITOがインジウムスズオキシドアノードの45nm厚さの層である;HILは、Nissan Chemical Industries Ltd.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65nmの厚さの層である;HTLは、キシレン溶液から正孔輸送ポリマーをスピンコーティングし、ポリマーを加熱により架橋することによって形成された20nm厚さの正孔輸送ポリマーである;LELは電荷輸送性ポリマー(25モル%)とブレンドされたポリマー実施例2の組成物(75モル%)をスピンコーティングすることによって形成された厚さ80nmの発光層である;カソードは、フッ化ナトリウムの層(2nm)、アルミニウムの層(100nm)および銀の層(100nm)を蒸発させることによって形成される。
正孔輸送ポリマーは、式(VIIa)のフェニレン繰り返し単位、国際公開第2005/049546号に記載のアミン繰り返し単位および式(IX)の架橋性繰り返し単位を含む。
電荷輸送ポリマーは、国際公開第00/53656号に記載されているSuzuki重合によって形成され、式(VIIa)の繰り返し単位(50モル%)、式(XI)の繰り返し単位(25モル%)および国際公開第02/083760号に記載されているトリフェニルトリアジン繰り返し単位(25モル%)を含む。
比較デバイス1
発光層を、比較ポリマー1(60モル%)、および国際公開第00/53656号に記載されるようなSuzuki重合により形成された電荷輸送ポリマー(40モル%)、ならびに式(VIIa)の繰り返し単位(50モル%)、式(XI)の繰り返し単位(40モル%)および国際公開第02/083760号に記載されているトリフェニルトリアジン繰り返し単位(10モル%)を含む組成物をスピンコーティングすることによって形成された以外は、デバイス実施例1に記載したようにデバイスを調製した。
図8を参照すると、ポリマー実施例2を含むデバイス実施例1の外部量子効率は、比較ポリマー1を含む比較デバイス1の場合より約50%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。
本発明は一態様において以下を提供する。
(項目1)
ポリマーの主鎖中に発光繰り返し単位を含む発光ポリマーであって、前記ポリマーの異方性係数αが0.8以下であり、前記発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントが、前記
ポリマー主鎖と整列している、発光ポリマー。
(項目2)
前記ポリマーが0.5以下の異方性係数αを有する、項目1に記載の発光ポリマー。
(項目3)
前記発光繰り返し単位が蛍光繰り返し単位である、項目1または2に記載の発光ポリマー。
(項目4)
前記蛍光繰り返し単位が、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよいC10-40芳香族炭化水素繰り返し単位である、項目3に記載の発光ポリマー。
(項目5)
前記発光繰り返し単位がりん光繰り返し単位である、項目1または2に記載の発光ポリマー。
(項目6)
前記りん光繰り返し単位がりん光金属錯体を含む、項目5に記載の発光ポリマー。
(項目7)
前記りん光繰り返し単位がイリジウム錯体である、項目6に記載の発光ポリマー。
(項目8)
前記りん光金属錯体の金属が前記ポリマー主鎖中にある、項目6または7に記載の発光ポリマー。
(項目9)
前記発光繰り返し単位が、少なくとも1つのC,N-シクロメタル化リガンドを含む、項目6から8のいずれかに記載の発光ポリマー。
(項目10)
前記発光繰り返し単位が式(Va)または(Vb)を有する、項目6から9のいずれかに記載の発光ポリマー:
Figure 0007021948000040

式中、Mは金属であり;Ar は芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR 4であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;L2はリガンドであり;nは0、1または2である。
(項目11)
前記発光繰り返し単位が、第1の結合ベクトルを有する第1の結合位置および第2の結合ベクトルを有する第2の結合位置を有し、前記第1および第2の結合ベクトルが前記ポリマー主鎖に沿って同じ方向にある、項目1から10のいずれかに記載の発光ポリマー。
(項目12)
前記ポリマーが、式(VI)の1つ以上の共繰り返し単位を含む、項目1から11のいずれかに記載のポリマー:
Figure 0007021948000041

式中、Arはアリールまたはヘテロアリール基であり、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよく、角度θは180°±40°である。
(項目13)
りん光繰り返し単位の遷移双極子モーメントがポリマー主鎖と整列している、ポリマーの主鎖にりん光繰り返し単位を含む発光ポリマー。
(項目14)
有機発光デバイスであって、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間にある発光層とを含み、前記発光層が、項目1から13のいずれかに記載のポリマーを含む有機発光デバイス。
(項目15)
項目1から13のいずれか1項に記載のポリマーを、溶液堆積法によって堆積させることによって前記発光層を形成する工程を含む、項目13に記載の有機発光デバイスの形成方法。
(項目16)
ポリマーの主鎖に発光繰り返し単位を含むポリマーを形成する方法であって、前記方法が:
発光単位の遷移双極子モーメントの配向を決定する工程;および
前記発光単位を重合して前記ポリマー主鎖中に発光繰り返し単位を形成する工程
を含み、
前記発光単位は、前記発光単位の遷移双極子モーメントが前記ポリマー主鎖と整列するように重合される、方法。
(項目17)
式(Va)または(Vb)の発光繰り返し単位を含む発光ポリマー:
Figure 0007021948000042

式中、Mは金属であり;Ar は芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR 4であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;L2はリガンドであり;nは0、1または2である。
(項目18)
式(Va-m)または(Vb-m)のモノマー:
Figure 0007021948000043

式中、Mは金属であり、Ar は芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR 4であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;LGは脱離基であり;Ar4はアリールまたはヘテロアリール基であり;zは、0、1、2または3であり;L2はリガンドであり;nは0、1または2である。
(項目19)
項目18に記載のモノマーを反応させる工程を含む、ポリマーの形成方法。
(項目20)
ポリマーの主鎖に発光繰り返し単位を含む発光ポリマーであって;
前記発光繰り返し単位は、第1の結合ベクトルを有する第1の結合位置、第2の結合ベクトルを有する第2の結合位置および遷移双極子モーメントベクトルを有する遷移双極子モーメントを有し;
前記第1の結合ベクトルと前記遷移双極子モーメントベクトルとの間の第1の角度および前記第2の結合ベクトルと前記遷移双極子モーメントベクトルとの間の第2の角度の平均は、約30°以下であり;および
前記ポリマーの異方性係数αは0.8以下である、ポリマー。

Claims (18)

  1. ポリマーの主鎖中にりん光発光繰り返し単位を含む発光ポリマーであって、前記発光ポリマーの異方性係数αが0.8以下であり、前記りん光発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントが、前記発光ポリマー主鎖と整列している、発光ポリマー。
  2. 前記発光ポリマーが0.5以下の異方性係数αを有する、請求項1に記載の発光ポリマー。
  3. 前記りん光発光繰り返し単位が、該りん光発光繰り返し単位の第1および第2の結合原子のみを介してポリマー主鎖に結合している、請求項1または2に記載の発光ポリマー。
  4. 前記りん光発光繰り返し単位がりん光金属錯体を含む、請求項1、2または3に記載の発光ポリマー。
  5. 前記りん光発光繰り返し単位がイリジウム錯体である、請求項4に記載の発光ポリマー。
  6. 前記りん光金属錯体の金属が前記発光ポリマー主鎖中にある、請求項4または5に記載の発光ポリマー。
  7. 前記りん光発光繰り返し単位が、少なくとも1つのC,N-シクロメタル化リガンドを含む、請求項4から6のいずれかに記載の発光ポリマー。
  8. 前記りん光発光繰り返し単位が式(Va)または(Vb)を有する、請求項4から7のいずれかに記載の発光ポリマー:
    Figure 0007021948000044

    式中、Mは金属であり;Arは芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR14であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;Lはリガンドであり;nは1である。
  9. 前記りん光発光繰り返し単位が、第1の結合ベクトルを有する第1の結合位置および第2の結合ベクトルを有する第2の結合位置を有し、前記第1および第2の結合ベクトルが前記発光ポリマー主鎖に沿って同じ方向にある、請求項1から8のいずれかに記載の発光ポリマー。
  10. 前記発光ポリマーが、式(VI)の1つ以上の共繰り返し単位を含む、請求項1から9のいずれかに記載の発光ポリマー:
    Figure 0007021948000045
    式中、Arはアリールまたはヘテロアリール基であり、非置換であってもよくまたは1つ以上の置換基で置換されていてもよく、角度θは180°±40°である。
  11. りん光発光繰り返し単位の遷移双極子モーメントが発光ポリマー主鎖と整列している、発光ポリマーの主鎖にりん光発光繰り返し単位を含む発光ポリマー。
  12. 有機発光デバイスであって、アノードと、カソードと、前記アノードと前記カソードとの間にある発光層とを含み、前記発光層が、請求項1から11のいずれかに記載の発光ポリマーを含む有機発光デバイス。
  13. 請求項1から11のいずれか1項に記載の発光ポリマーを、溶液堆積法によって堆積させることによって前記発光層を形成する工程を含む、請求項12に記載の有機発光デバイスの形成方法。
  14. 発光ポリマーの主鎖にりん光発光繰り返し単位を含む発光ポリマーを形成する方法であって、前記方法が:
    りん光発光単位の遷移双極子モーメントの配向を決定する工程;および
    前記りん光発光単位を重合して前記ポリマー主鎖中にりん光発光繰り返し単位を形成する工程
    を含み、
    前記りん光発光単位は、前記発光単位の遷移双極子モーメントが前記発光ポリマー主鎖と整列するように重合される、方法。
  15. 式(Va)または(Vb)のりん光発光繰り返し単位を含む発光ポリマー:
    Figure 0007021948000046
    式中、Mは金属であり;Arは芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR14であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;Lはリガンドであり;nは1である。
  16. 式(Va-m)または(Vb-m)のモノマー:
    Figure 0007021948000047
    式中、Mは金属であり、Arは芳香族基であり;各Xは、独立して、NまたはCR14であり、ここで、R14は、各出現時において独立してHまたは置換基であり、同じ環に結合した2つの基R14は連結して環を形成してもよく;各Yは独立してNまたはCR15であり、各R15は独立してHまたは置換基であり;LGは脱離基であり;Arはアリールまたはヘテロアリール基であり;zは、0、1、2または3であり;Lはリガンドであり;nは1である。
  17. 請求項16に記載のモノマーを反応させる工程を含む、発光ポリマーの形成方法。
  18. 発光ポリマーの主鎖にりん光発光繰り返し単位を含む発光ポリマーであって;
    前記りん光発光繰り返し単位は、第1の結合ベクトルを有する第1の結合位置、第2の結合ベクトルを有する第2の結合位置および遷移双極子モーメントベクトルを有する遷移双極子モーメントを有し;
    前記第1の結合ベクトルと前記遷移双極子モーメントベクトルとの間の第1の角度および前記第2の結合ベクトルと前記遷移双極子モーメントベクトルとの間の第2の角度の平均は、30°以下であり;および
    前記発光ポリマーの異方性係数αは0.8以下である、発光ポリマー。
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