(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
少なくとも1つの有機層と少なくとも2つの電極とを含む電子デバイスであって、電子デバイスが、少なくとも1つの水素終端または官能化されたナノダイヤモンドイドを含む電子注入層を含むことを特徴とする電子デバイス。
【発明の概要】
【0001】
本発明は、ナノダイヤモンドイドと機能性有機化合物とを含む組成物であって、種々の電子デバイスにおいて使用することができる組成物に関する。本発明は、更に、1または1以上の有機機能層を含む電子デバイス、特に、発光ダイオードに関し、ここにおいて、少なくとも1つの層は少なくとも1つのナノダイヤモンドイド化合物を含む。本発明のもう1つの実施形態は、ナノダイヤモンドイド化合物を含む配合物であって、当該配合物から、少なくとも1つのナノダイヤモンドイド化合物を含む薄層が形成される配合物に関する。
【0002】
20年来、有機発光ダイオード(OLED)は、ディスプレイにおけるそれらの潜在的効果および照明利用のために多大な注目を受けている。OLEDは、液晶ディスプレイ(LCD)と比較して幾つかの魅力的な特徴を有する。それらは、LCDと比べて、例えば、高い色彩豊富性、軽重量、広い視野角、ハイコントラストおよび低い消費電力により特徴付けられる。
【0003】
飛躍的な進歩が、蒸発性小分子に基づくOLEDおよび可溶性ポリマーに基づくOLEDの両者に関するOLED研究開発においてなされた。しかしながら、OLEDは依然として短い寿命に悩まされている。更に、OLEDの適用は、高い駆動電圧を必要とする。一般的な照明市場における発光ダイオード(LED)との首尾よい競争のために、OLEDの電力効率を低減する必要がある。
【0004】
両側面は互いに密接な関係がある。駆動電圧の低減は、常に電力効率の増大を導き、通常、改善された寿命をもたらす。また、ディスプレー適用のためには、設計を維持することが可能な限り低い駆動電圧と、可能な限り容易なバックプレーンの製造とを維持することが不可欠である。今までのところ、幾つかの方法が駆動電圧を低減することを約束している:
1)キューウック(Kyuwook)らは、例えば、LiFなどのフッ化物と金属とを使用する組み合わせカソードを使用した(Appl.Phys.Lett.2003,83,2949−2951)。しかしながら、そのようなカソードの欠点は、それがユニバーサルなカソードではないことであり、即ち、それは選択された物質とのみ機能する。例えば、LiF/AlカソードおよびBa/Alカソードは両者とも、ポリマー発光ダイオード(PLED)のためには役に立たない。
【0005】
2)ノバレッド(Novaled)社により開発されたピン構造を有するOLEDは、正孔輸送層(HTL)若しくは電子輸送層(ETL)の何れか、またはその両方が電気的にドープされる。総括がレオ(Leo)らにより提供されている(Chem.Rev.2007,107,1233−1271)。この技術を使用すると、駆動電圧は低減する。しかしながら、ドーパント、即ち、p−およびn−ドーパントの両方が完全に反応性であり、酸素に対する感受性が強い。従って、大量生産において細部に亘り信頼性を保証することが難しい。
【0006】
3)ヒーガー(Heeger)らにより報告されるような発光電気化学セル(LEC)は(Science,1995,269,1086−1088)は、低電圧デバイスのための代替的なアプローチを提案するものであり、インサイチューpn接合が電解液からの可動性イオンのドリフトを経て形成され、発光ポリマーと混合される。しかしながら、pn接合を形成するための時間がやや長く、ディスプレー適用のためにLECを使用することを妨げる。
【0007】
従って、更に従来技術の欠点を克服するための代替的なアプローチを提供する必要がある。電気光学デバイスの電力効率は、適切な電極を提供することにより最適化される必要がある。加えて、電極は、費用効率性および信頼性のある製造プロセスの確立するために安定でなくてはならない。
【0008】
従って、本発明の目的は、OLEDおよび他の光電子デバイスの駆動電圧を低減するための代替的なアプローチを提供することであった。物質の安定性および製造プロセスの信頼性もまた、このアプローチおよび本発明の目的の重要な要素である。
【0009】
近年、シュナイダー(Schreiner)らにより報告されたように、ナノダイヤモンドイドは注目を集めている(Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,1022−1036)。シュナイダーらに従うと、ナノダイヤモンドイドは、ナノダイヤモンド粉末とは対照的に高純度を有する正確に定義された化学構造を有する。著者は、ナノダイアモンド粉末を異性体の混合物または広範なサイズ分布を有する異なる化合物の混合物とさえ定義する。ナノダイヤモンドイドは、天然源(例えば、石油、天然ガスまたは堆積物)から単離されるかまたは化学合成されるかの何れであってよく、幾つかの興味深い特性を有する。例えば、それらは負電子親和性を有し、単色性の電子エミッタとなる官能性のテトラマンタンに関与するものである(Science,2007,316,1460−1462)。ナノダイヤモンドイドは、薬理学的な適用のためにまたはポリマー化学の分野において、ガス濃縮物またはガソリンなどの石油製品のためのフィンガープリントとして適用することが提案されている。
【0010】
クレイら(Clay、Nano Letters,2009,9,57−61)およびドランモンド(Drummond、Nature Nanotechnology,2007,2,462−463)は、電界放出ディスプレイ(FED)のためにナノダイヤモンドイドの適用を提案した。またFEDは、フラットパネルディスプレイ技術であるが、OLEDとは対照的に、FEDは大領域の電子源を使用し、カラー画像を作るためにカラー発光体に衝突する前に真空を通過して移動する電子を提供する。
【0011】
驚くべきことに、OLEDなどの電気デバイスの駆動電圧が、ナノダイヤモンドイドの使用により低減できることが見出された。
【0012】
従って、本発明は、少なくとも1つのダイヤモンドイドおよび少なくとも1つの有機機能性物質を含む組成物に関する。
【0013】
用語、有機機能性物質は、その機能が有機溶媒の機能を超える少なくとも1つの有機化合物または有機金属化合物を含む何れかの物質に関する。機能性化合物は、好ましくは、例えば、発光および吸収化合物、磁気的に活性な化合物、バリアを通過する侵入を促進する化合物、安定化化合物、テンサイド(tenside)および保存剤を含む光活性化合物から選択されてよい。
【0014】
特に好ましい機能性化合物は、これらに制限するものではないが、導電体、半導体、染料、フルオレッセンス化合物、フォスフォレッセント化合物、光吸収化合物、光センシング化合物、光増感剤および他の光活性化合物が選択される。
【0015】
有機機能性物質は、更に、溶媒、溶媒の混合物、または有機若しくは有機金属化合物の機能を補助若しくは可能にする他の有機若しくは無機成分を含んでもよい。
【0016】
有機機能性物質は、小分子、ポリマー、オリゴマーまたはデンドリマー、それらの混成物または混合物の群から選択されてもよい。
【0017】
ここにおいて使用されるとき、用語、小分子は、ポリマー、オリゴマー、デンドリマーまたは混成物ではない分子と定義される。特に、繰り返し構造は小分子においては存在しない。小分子の分子量は、典型的にオリゴマーまたはそれ以下の低い数の繰り返し単位を有するポリマーの範囲にある。
【0018】
小分子の分子量は、好ましくは5000g/mol以下、特に好ましくは4000g/mol以下、および特に非常に好ましくは3000g/mol以下である。
【0019】
本発明のポリマーは、好ましくは10〜10000、特に好ましくは20〜5000および特に非常に好ましくは50〜2000の繰り返し単位を有する。本発明に従うオリゴマーは、好ましくは2〜9の繰り返し単位を有する。ポリマーおよびオリゴマーの枝分れ指数は0(枝分れなしの線状のポリマー)〜1(完全に枝分れしたデンドリマー)である。ここで使用するとき、用語、デンドリマーは、M.フィッシャーらに従い定義される(M.Fischer、Angew.Chem.,Int.Ed.1999,38,885)。
【0020】
本発明のポリマーの分子量M
Wは、好ましくは10000〜2000000g/molの範囲、特に好ましくは100000〜1500000g/molの範囲、特に非常に好ましくは200000〜1000000g/molの範囲である。M
wの測定は、当業者に公知の標準技術に従い、例えば、ポリスチレンを内部標準として用いるゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)を使用することにより行われてよい。
【0021】
混成物は、少なくとも1つのポリマー成分を含む混合物である。混成物のための好ましいマトリックス物質は、これらに制限されるものではないが、CBN(N,N−ビスカルバゾイルビフェニル)、カルバゾール(例えば、WO05/039246、US2005/0069729、JP2004/288381、EP1205527およびDE102007002714に従う)、アザカルバゾール(例えば、EP1617710、EP1617711、EP1731584およびJP2005/347160に従う)、ケトン(例えば、WO04/093207に従う)、ホスフィンオキシド、スルホキシドおよびスルホン(例えば、WO05/003253に従う)、オリゴフェニレン、芳香族アミン(例えば、US2005/0069729に従う)、マトリックスのための双極性物質(例えば、WO07/137725に従う)、シラン(例えば、WO05/111172に従う)、9,9−ジアリールフルオレン誘導体(例えば、DE102008017591に従う)およびアザボロールまたはボロニックエステル(boronic esters)(例えば、WO06/117052に従う)から選択される。
【0022】
本発明の好ましい実施形態において、組成物は、水素終端または官能化された少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む。ナノダイヤモンドイド骨格の何れの変形も官能化であると認められる。好ましい官能化は、ナノダイヤモンドイド骨格の1または1以上の炭素原子の非炭素原子での置換または原子群での置換、ナノダイヤモンドイド骨格への二重結合の導入、および少なくとも1つの水素原子の置換である。
【0023】
官能化は、ナノダイヤモンドイドの何れの位置で生じてもよく、好ましい位置は、ダイヤモンドイドの外面上の原子位置である。官能化のための好ましい位置は、例えば、WO2007/101535、WO2007/065409、WO2006/10362およびAngew.Chem.,Int.Ed(08)、47、1022−1036に提示される。アダマンタンの場合において、官能化のための好ましい位置は、1、3、5および/または7位である。ジアマンタンの場合において、好ましい位置は1、4、6および/または9位である。テトラマンタンの好ましい位置の1つは、例えば、6位である。
【0024】
ナノダイヤモンドイドは、炭素骨格の1または1以上の位置において官能化されてよい。
【0025】
また用語、官能化は、ナノダイヤモンドイドの非共有性の変化を含み、好ましくは疎水性相互作用、π相互作用およびファンデルワールス相互作用、これはまた常在性の双極子と誘導性の双極子の間の力、および即時誘導性の双極子と誘導性の双極子との間の力(ロンドン分散力)を含む相互作用によるナノダイヤモンドイドの非共有性の変化を含む。
【0026】
また用語、官能化は、官能化ナノダイヤモンドイドと更なる原子的実体または分子的実体との間の非共有性の相互作用を含み、好ましくは水素結合、双極子−双極子相互作用、イオン性相互作用、分子複合体の形成、π相互作用、疎水性の相互作用およびファンデルワールス力による相互作用を含む。
【0027】
ナノダイヤモンドイドは、好ましくは線状または枝分れしたアルキル、アルケニルまたはアルキニル基、芳香族、環式、複素環式炭水化物(環式炭化水素)基、およびWO2007/101535において開示されたようなダイヤモンドイドの群からの炭化水素のホルムアミドにより官能化されてよい。
【0028】
更に好ましく官能化されたナノダイヤモンドイドは、WO2007/065409に従い製造されてよく、カルボキシル化誘導体、ニトロオキシレート化誘導体(−ONO
2)および/またはメチル化誘導体を含む。
【0029】
好ましい官能化ナノダイヤモンドイドは更に、WO2006/10362に記載され、例えば、−OH、−O
−、−SH、−S
−、置換されたチオール、−SOH、−SO
3H、−NO、−NO
2、−CN、−NC、−NH
2、置換されたアミン、−CHO、−COOH、エステル、−O(CHO)、−(CH
2)
n−COOH、不飽和脂肪酸、アリールおよびヘテロアリールからなる選択される基を含む。
【0030】
−OH、−O
−、−SH、−S
−、置換されたチオール、−NO
2、−CN、−NC、−NH
2、置換されたアミン、−CHO、−COOH、エステル、−(CH
2)
n−COOH、不飽和脂肪酸、アリールおよびヘテロアリールでの官能化は特に好ましい。
【0031】
−SH、−OH、−COOHおよび−NH
2での官能化は特に非常に好ましい。
【0032】
官能化されたナノダイヤモンドイドは、例えば、W.L.ヤングらにより考察されたような自己集合層として製造されてもよい(W.L.Yang、Science、2007、316、1460−1462)。ナノダイヤモンドイドの官能化のための更なる例は、例えば、以下に見つけることができる(Gerzon Koert,J.Med.Chem.1967,10,60−606,EP0392059およびDE102006009279)。
【0033】
本発明の好ましい組成物は、これらに制限されるものではないが、アダマンタン(式1)、ジアマンタン(式2)、トリアマンタン(式3)、テトラマンタン(式4および5)、ペンタマンタン(式6および7)、シクロヘキサマンタン(式8)、デカマンタン(式9)、高次ダイアモンドイド(例えば、式10〜56)およびその異性体および 類似体から選択される少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む。
【化1】
【化2】
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【0034】
本発明の異性体は、立体配置異性、構造異性、縮退転移、鏡像異性、インアウト異性、立体異性または互変異性を含む何れの種類の異性を示してもよい。加えて、多形構造体もまた、異性体の種類に属すると看做される。多形構造体は、分子的実体の異なる結晶構造および非晶質構造、並びに水和物および溶媒和物を含む。
【0035】
本発明の特に好ましい組成物は、これらに制限するものではないが、アダマンタン(式1)、ジアマンタン(式2)、トリアマンタン(式3)、テトラマンタン(式4および5)、ペンタマンタン(式6および7)、シクロヘキサマンタン(式8)およびデカマンタン(式9)から選択される少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む。
【0036】
ナノダイヤモンドイドは、何れの位置において何れの基(R)
nにより官能化されてもよく、ここにおいてnは好ましくは0、1、2、3、4、5、6、7、8、9または10であり、特に好ましくはnは0、1、2、3、4または5であり、特に非常に好ましくはnは0または1である。
【0037】
好ましい実施形態において、(R)
nで官能化されたナノダイヤモンドイドは式1〜56を有する骨格を有する。
【0038】
組成物は、10〜90wt%、好ましくは20〜80wt%、特に好ましくは20〜50wt%および特に非常に好ましくは20〜40wt%の濃度で少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む。
【0039】
本発明の組成物は、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドに加えて、更に、少なくとも1つの有機機能性物質を含んでもよく、それはホスト物質、発光物質(EM)、正孔注入物質(HIM)、正孔輸送物質(HTM)、正孔阻止物質(HBM)、電子注入物質(EIM)、電子輸送物質(ETM)、電子阻止物質(EBM)、エキシトン阻止物質(ExBM)、光吸収物質、染料および金属錯体から選択される。
【0040】
本発明の組成物は、1〜90wt%、好ましくは20〜80wt%、特に好ましくは50〜80wt%および特に非常に好ましくは60〜80wt%のホスト物質、ポリマー性発光物質、HIM、HTM、HBM、EIM、ETM、EBM、ExBMおよび光吸収物質を含む。
【0041】
好ましい実施形態において、前記組成物は、2つの有機機能性物質を含み、第1の有機機能性物質は、低分子量の発光物質、染料、燐光エミッタとしての金属錯体から選択され、第2の有機機能性物質は、好ましくはホスト物質から選択される。前記第1の有機機能性物質は、0.1〜30wt%、好ましくは1〜25wt%、特に好ましくは2〜20wt%および特に非常に好ましくは5〜15wt%の濃度を有する。
【0042】
有機機能性物質または有機半導体について、重要な特徴は、結合エネルギーであり、これは電子エネルギー準位の真空準位、特に最高被占分子軌道(HOMO)および最低空分子軌道(LUMO)準位に関して測定される。これらの軌道準位は、例えば、X線光電子分光法(XPS)および紫外線光電子分光法(UPS)などの光子放出により、または例えば、酸化還元についてのシクロボルタンメトリー(CV)などにより測定されてよい。当該分野においては、絶対エネルギー準位が使用される方法に依存すること、および例えば、同じ方法のための評価方法であってさえ、例えば、曲線状のCVにおける開始点とピーク点では異なる値をもたらすことが十分に理解される。従って、妥当な比較が、同じ測定方法の同じ評価方法によりなされるべきである。最近になって、量子化学計算、例えば、密度関数理論(DFT)が、分子軌道、特に、被占分子軌道を計算するために確立された方法となっている。
【0043】
一重項準位は、UV/VIS分光法および/または蛍光分光法により測定されてよい。三重項準位は、低温でのフォトルミネッセンス分光法により測定されてよい。更にまた一重項および三重項準位は時間依存性DFTにより計算されてもよい。
【0044】
また本発明の組成物は、少なくとも1つの発光物質を有機機能性物質として含む。
【0045】
好ましい実施形態において、本発明の組成物は、電気放出物質が少なくとも1つのホスト物質および少なくとも1つのエミッタ物質を含み、ホスト物質が、アントラセン、ベンズアントラセン、ケトン、カルバゾール、トリアリールアミン、インデノフルオレン、フルオレン、スピロビフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、チオフェン、トリアジン、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする。
【0046】
特に好ましい実施形態において、本発明の組成物は、発光物質が、少なくとも1つのホスト物質および少なくとも1つのエミッタ物質を含み、ホスト物質がアントラセン、ベンズアントラセン、ケトン、カルバゾール、トリアリールアミン、インデノフルオレン、フルオレン、スピロビフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、チオフェンおよびトリアジンから選択されることを特徴とする。
【0047】
本発明のもう1つの好ましい実施形態において、発光物質は、少なくとも1つのホスト物質および少なくとも1つのエミッタ物質を含む。
【0048】
本発明のもう1つの実施形態において、発光物質は、ホスト物質がアントラセン、ベンズアントラセン、ケトン、カルバゾール、トリアリールアミン、インデノフルオレン、フルオレン、スピロビフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、チオフェン、トリアジン、その異性体および誘導体から選択される。
【0049】
また発光物質は、以下に記載される通りの金属錯体から選択されてもよい。
【0050】
特に好ましいものは、2つのホスト物質を含む発光物質であり、特に非常に好ましくは発光物質は1つのホスト物質を含む。
【0051】
特に好ましいものは2つのエミッタ物質を含む発光物質であり、特に非常に好ましくは発光物質は1つのエミッタ物質を含む。
【0052】
用語、エミッタは、他の構成単位からのエネルギー移動によるエキシトンエネルギーの受け取りにおいて、または電気的または光学的の何れかでエキシトンを形成することにより、発光のために放射崩壊を被る物質または構成単位をいう。
【0053】
ホスト物質は、一般的に、エミッタ物質に比べて最高被占分子軌道(HOMO)と最低空分子軌道(LUMO)との間により大きなエネルギーギャップを有する。加えて、ホスト物質は、電子輸送物質または正孔輸送物質の何れかとして振る舞う。またホスト物質は、電子輸送特性および正孔輸送特性の両方を有してよい。
【0054】
一重項遷移が主にOLEDにおけるフォトルミネッセンスに関与する場合、ホスト物質のフォトルミネッセンススペクトルとエミッタの吸収スペクトルとの間の最大限のオーバーラップが極めて望ましい。これがホスト物質からエミッタへのエネルギー移動を保証する。
【0055】
この目的のために適切なホスト物質は、種々のクラスの物質からの物質である。好ましいホスト物質は、オリゴアリーレン(例えば、EP676461に従う2,2’,7,7’−テトラフェニルスピロビフルオレンまたはジナフチルアントラセン)、特に、縮合された芳香族基、例えば、フェナントレン、テトラセン、コロネン、クリセン、フルオレン、スピロフルオレン、ペリレン、フタロペリレン、ナフタロペリレン、デカサイクレン、ルブレンなどを含むオリゴアリーレン、オリゴアリーレンビニレン(例えば、EP676461に従う4,4’−ビス(2,2−ジフェニルエテニル)−1,1’−ビフェニル(DPVBi)または4,4−ビス−2,2−ジフェニルビニル−1,1−スピロビフェニル(スピロ−DPVBi))、ポリポダル金属錯体(例えば、WO04/081017に従う)、特に、8−ヒドロキシキノリンの金属錯体、例えば、アルミニウム(III)トリス(8−ヒドロキシキノリン)(アルミニウムキノレート、Alq
3)またはビス(2−メチル−8−キノリノラト)−4−(フェニルフェノリノラト)アルミニウム、またイミダゾールキレート(US2007/0092753 A1)およびキノリン−金属錯体を含み、アミノキノリン金属錯体、ベンゾキノリン−金属錯体、正孔伝導化合物(例えば、WO04/058911に従う)、電子伝導化合物、特に、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシドなど(例えば、WO05/084081およびWO05/084082に従う)、アトロプ異性体(例えば、WO06/048268に従う)、ボロン酸誘導体(例えば、WO06/117052に従う)またはベンズアントラセン(例えば、DE102007024850)から選択される。特に好ましいホスト物質は、オリゴアリーレンのクラスから選択され、それは、ナフタレン、アントラセン、ベンズアントラセンおよび/またはピレンまたはこれらの化合物のアトロプ異性体、ケトン、ホスフィンオキシドおよびスルホキシドを含む。特に非常に好ましいホスト物質は、オリゴアリーレンのクラスから選択され、アントラセン、ベンズアントラセンおよび/またはピレンまたはこれらの化合物のアトロプ異性体を含む。本発明の目的のために、オリゴアリーレンは、そこにおいて少なくとも3つのアリールまたはアリーレン基が互いに結合している化合物を意味すると解されることが意図される。
【0056】
好ましいホスト物質は、特に、式57の化合物から選択される:
Ar
4−(Ar
5)
p−Ar
6 式57
ここにおいて、
Ar
4、Ar
5、Ar
6は、それぞれの存在において、同じまたは異なる5〜30の芳香族環原子を有するアリールまたはヘテロアリールであり、それは1または1以上の基により置換されてもよく、
pは1、2または3であり、
Ar
4、Ar
5およびAr
6におけるπ電子の合計は、p=1の場合には少なくとも30であり、p=2の場合には少なくとも36であり、p=3の場合には少なくとも42である。
【0057】
式57のホスト物質において、Ar
5がアントラセンを表し、それは1または1以上のR
1基により置換されてよく、Ar
4およびAr
6が9および10位で結合されていることが特に好ましい。特に非常に好ましくは、Ar
4および/またはAr
6基の少なくとも1つが1−または2−ナフチル、2−、3−または9−フェナントレニルまたは2−、3−、4−、5−、6−または7−ベンズアントラセニルから選択される縮合したアリール基であり、そのおのおのは1または1以上のR
1基により置換されてもよい。アントラセンに基づく化合物は、US2007/0092753 A1およびUS2007/0252517 A1に記載され、例えば、2−(4−メチルフェニル)−9,10−ジ−(2−ナフチル)アントラセン、9−(2−ナフチル)−10−(1,1’−ビフェニル)アントラセンおよび9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルエテニル)フェニル]アントラセン、9,10−ジフェニルアントラセン、9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラセンおよび1,4−ビス(9’−エチニルアントラセニル)ベンゼンである。また好ましくは、2つのアントラセン単位を含む化合物(US2008/0193796 A1)、例えば、10,10’−ビス[1,1’,4’,1’’]テルフェニル−2−イル−9,9’−ビスアントラセニルが挙げられる。
【0058】
更に好ましい化合物は、アリールアミンの誘導体、スチリルアミン、フルオレッセイン、ペリノン、フタロペリノン、ナフタロペリノン、ジフェニルブタジエン、テトラフェニルブタジエン、シクロペンタジエン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、クマリン、オキサジアゾール、ビスベンゾキサゾリン、オキサゾン、ピリジン、ピラジン、イミン、ベンゾチアゾール、ベンゾキサゾール、ベンズイミダゾール(US2007/0092753 A1)、例えば、2,2’,2’’−(1,3,5−フェニレン)トリス[1−フェニル−1H−ベンズイミダゾール]、アルダジン、スチルベン、スチリルアリーレン誘導体、例えば、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルエテニル)フェニル]アントラセンおよびジスチリルアリーレン誘導体(US5121029)、ジフェニルエチレン、ビニルアントラセン、ジアミノカルバゾール、ピラン、チオピラン、ジケトピロロピロール、ポリメチン、メロシアニン、アクリドン、キナクリドン、桂皮酸エステルおよび蛍光染料である。
【0059】
特に好ましくは、アリールアミンの誘導体およびスチリルアミン、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−(2−ナフチル)アミノ]ビフェニル(TNB)が挙げられる。
【0060】
金属−オキシノイド錯体、例えば、リチウムキノレート(Liq)またはAlq
3は共ホストとして使用されてよい。
【0061】
マトリックスとしてオリゴアリーレンを含む好ましい化合物は、例えば、US2003/0027016 A1、US7326371 B2、US2006/043858 A、US7326371 B2、US2003/0027016 A1、WO2007/114358、WO2008/145239、JP3148176 B2、EP1009044、US2004/018383、WO2005/061656 A1、EP0681019B1、WO2004/013073A1、US5077142、WO2007/065678およびUS2007/0205412 A1に開示されるような化合物である。特に好ましいオリゴアリーレンに基づく化合物は、式58〜64を有する化合物である。
【化7】
【0062】
更なる一重項ホスト物質は、スピロビフルオレンおよびその誘導体、例えば、EP0676461に開示されるようなスピロ−DPVBiおよびUS6562485に開示されるようなインデノフルオレンから選択されてよい。
【0063】
特に好ましい一重項OLEDのためのモノマーホスト物質は、ベンズアントラセン、アントラセン、トリアリールアミン、インデノフルオレン、フルオレン、スピロビフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレンおよびその異性体および誘導体から選択される。
【0064】
三重項エミッタがOLED(燐光OLED)におけるエレクトロルミネッセンスのために使用された場合には、ホスト物質が一重項OLEDにおけるホスト物質とはある程度異なるという条件が満たされるべきである。燐光OLEDにおけるホスト物質は、エミッタの三重項準位に比較して、エネルギーの高い三重項準位を有することが必要である。ホスト物質は、電子または正孔またはその両方の何れかを輸送できる。加えて、エミッタは、十分な一重項−三重項混合を促進するために、大きなスピン軌道結合定数を有しなければならない。これは金属錯体の使用により可能になる。
【0065】
好ましいマトリックス物質は、N,N−ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)、カルバゾール誘導体(例えば、WO05/039246、US2005/0069729、JP2004/288381、EP1205527またはDE102007002714に従う)、アゾカルバゾール(例えば、EP1617710、EP1617711、EP1731584、JP2005/347160に従う)、ケトン(例えば、WO04/093207に従う)、ホスフィンオキシド、スルホキシドおよびスルホン(例えば、WO05/003253に従う)、オリゴフェニレン、芳香族アミン(例えば、US2005/0069729に従う)、双極性マトリックス物質(例えば、WO07/137725に従う)、シラン(例えば、WO05/111172に従う)、9,9−ジアリールフルオレン誘導体(例えば、DE102008017591に従う)、アザボロールまたはホウ素酸エステル(例えば、WO06/117052に従う)、トリアゾール誘導体、オキサゾールおよびオキサゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、フェニレンジアミン誘導体、三級芳香族アミン、スチリルアミン、アミノ置換カルコン誘導体、インドール、スチリルアントラセン誘導体、アリール置換アントラセン誘導体、例えば、2,3,5,6−テトラメチルフェニル−1,4−(ビスフタルイミド)(TMPP、US2007−0252517 A1)、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、フルオレノン誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族ジメチリデン化合物、ポルフィリン化合物、カルボジイミド誘導体、ジフェニルキノン誘導体、テトラ炭素環式化合物、例えば、ナフタレンペリレン、フタロシアニン誘導体、8ヒドロキシキノリン誘導体の金属錯体、例えば、Alq
3などであり、また8ヒドロキシキノリン錯体は、トリアリールアミノフェノール配位子(US2007/0134514 A1)、配位子としてフタロシアニン、ベンゾキサゾールまたはベンゾチアゾールを含む種々の金属錯体−ポリシラン化合物、電子伝導ポリマー、例えば、ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)、アニリンコポリマー、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを含んでもよい。
【0066】
物質は、真性で使用されてもよく、またはドープされてもよく、例えば、真性4,4’−N,N−ジカルバゾールビフェニル(=9,9’−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジイルビス−9H−カルバゾール)(CBP)または4,4’−(ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−1,1’−ビフェニルでドープされた2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(=バソクプロイン)(BCP)であってもよい。
【0067】
好ましいカルバゾール誘導体の例は、1,3−N,N−ジカルバゾールベンゼン(=9,9’−(1,3−フェニレン)ビス−9H−カルバゾール)(mCP)、9,9’−(2,2’−ジメチル[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジイル)ビス−9H−カルバゾール(CDBP)、1,3−ビス(N,N’−ジカルバゾール)ベンゼン(=1,3−ビス(カルバゾール−9−イル)ベンゼン)、PVK(ポリビニルカルバゾール)、3,5−ジ(9H−カルバゾール−9−イル)ビフェニルおよび式65〜69の化合物である。
【化8】
【0068】
好ましいSiテトラアリール化合物は、例えば、(US2004−0209115、US2004/0209116、US2007/0087219 A1、US2007/0087219 A1)式70〜75の化合物である。
【化9】
【0069】
特に好ましい燐光ドーパントのためのマトリックスは、式76の化合物(EP652273 B1)である。
【化10】
【0070】
エミッタ化合物は、ホスト化合物に比べて小さいバンドギャップを有するようにしなければならない。一般に、小さいバンドギャップは、共役分子系のπ電子系を拡大することにより達成される。従って、エミッタ化合物は、ホスト分子よりも拡大した共役π電子系を有する傾向がある。多くの例は、例えば、JP2913116BおよびWO2001/021729 A1に開示されるようなスチリルアミン誘導体、並びにWO2008/006449およびWO2007/140847に開示されるようなインデノフルオレン誘導体を発表している。
【0071】
好ましいドーパントは、モノスチリルアミン、ジスチリルアミン、トリスチリルアミン、テトラスチリルアミン、スチリルホスフィン、スチリルエーテルおよびアリールアミンのクラスから選択される。
【0072】
モノスチリルアミンは、1つの置換または未置換のスチリル基および少なくとも1つの、好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。ジスチリルアミンは、2つの置換または未置換のスチリル基および少なくとも1つの、好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。トリスチリルアミンは、3つの置換または未置換のスチリル基および少なくとも1つの、好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。テトラスチリルアミンは、4つの置換または未置換のスチリル基および少なくとも1つの、好ましくは芳香族アミンを含む化合物を意味すると解される。スチリル基は、特に好ましくはスチルベンであり、これはまた更に置換されてもよい。対応するホスフィンおよびエーテルは、アミンに類似して定義される。本発明の目的のために、アリールアミンまたは芳香族アミンは、3つの置換または未置換の芳香族若しくは複素芳香族環系を含み、それは窒素に直接に結合している化合物を意味すると解される。少なくとも1つのこれらの芳香族または複素芳香族環系は、好ましくは縮合した環系であり、それは好ましくは少なくとも14の芳香族環原子を有する。その好ましい例は、芳香族アントラセン−アミン、芳香族アントラセン−ジアミン、芳香族ピレン−アミン、芳香族ピレン−ジアミン、芳香族クリセン−アミンおよび芳香族クリセン−ジアミンである。芳香族アントラセン−アミンは、1つのジアリールアミノ基が直接にアントラセン基に対して、好ましくは9位において結合する化合物を意味すると解される。芳香族アントラセン−ジアミンは、2つのジアリールアミノが直接にアントラセン基に対して、好ましくは9および10位において結合する化合物を意味すると解される。芳香族ピレン−アミン、ピレン−ジアミン、クリセン−アミンおよびクリセン−ジアミンは、それに類似して定義され、ピレンにおけるジアリールアミノ基は好ましくは1位または1,6位に結合する。
【0073】
更に好ましいドーパントは、例えば、WO06/122630に従うインデノフルオレン−アミンおよびインデノフルオレン−ジアミン、例えば、WO08/006449に従うベンゾインデノフルオレン−アミンおよびベンゾインデノフルオレン−ジアミン、並びに例えば、WO07/140847に従うジベンゾインデノフルオレン−アミンおよびジベンゾインデノフルオレン−ジアミンから選択される。
【0074】
スチリルアミンのクラスからのドーパントの例は、置換または未置換のトリスチルベン−アミンまたはWO06/000388、WO06/058737、WO06/000389、WO07/065549およびWO07/115610に記載されるドーパントである。ジスチリルベンゼンおよびジスチリルビフェニル誘導体はUS5121029に記載される。更に、スチリルアミンはUS2007/0122656 A1に見られる。
【0075】
特に好ましいスチリルアミンドーパントおよびトリアリールアミンドーパントは、式77〜82の化合物およびUS7250532 B2、DE10 2005 058557 A1、CN1583691 A、JP08053397 A、US6251531 B1およびUS2006/210830 Aに開示されるような化合物である。
【化11】
【0076】
更に好ましいドーパントは、EP1957606 A1およびUS2008/0113101 A1に開示されるようなトリアリールアミンの群から選択される。
【0077】
更に好ましいドーパントは、ナフタレンの誘導体、アントラセン、テトラセン、フルオレン、ペリフランテン、インデノペリレン、フェナントレン、ペリレン(US2007/0252517 A1)、ピレン、クリセン、デカサイクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、フルオレン、スピロフルオレン、ルブレン、クマリン(US4769292、US6020078、US2007/0252517 A1)、ピラン、オキサゾン、ベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンズイミダゾール、ピラジン、桂皮酸エステル、ジケトピロロピロール、アクリドンおよびキナクリドン(US2007/0252517 A1)から選択される。
【0078】
アントラセン化合物の特に好ましいものは、9,10−置換アントラセン、例えば、9,10−ジフェニルアントラセンおよび9,10−ビス(フェニルエチニル)アントラセンが挙げられる。1,4−ビス(9’−エチニルアントラセニル)ベンゼンもまた好ましいドーパントである。
青色蛍光エミッタは、好ましくはポリ芳香族化合物、例えば、9,10−ジ(2−ナフチルアントラセン)および他のアントラセン誘導体、テトラセンの誘導体、キサンテン、ペリレン、例えば、2,5,8,11−テトラ−t−ブチルペリレン、フェニレン、例えば、4,4’−(ビス(9−エチル−3−カルバゾビニレン)−1,1’−ビフェニルなど、フルオレン、アリールピレン(US2006/0222886)、アリーレンビニレン(US5121029、US5130603)、ルブレンの誘導体、クマリン、ローダミン、キナクリドン、例えば、N,N’−ジメチルキナクリドン(DMQA)など、ジシアノンエチレンピラン、例えば、4(ジシアノエチレン)−6−(4−ジメチルアミノスチリル−2−メチル)−4H−ピラン(DCM)など、チオピラン、ポリメチン、ピリリウムおよびチアピリリウム塩、ペリフランテン、インデノペリレン、ビス(アジニル)イミン−ボロン化合物(US2007/0092753 A1)、ビス(アジニル)メテン化合物およびカルボスチリル化合物である。
【0079】
更に好ましい青色蛍光エミッタはC.H.Chenら、「Recent developments in organic electroluminescent materials」、Macromol.Symp.125,(1997),1−48および「Recent progress of molecular organic electroluminescent materials and devices」Mat.Sci.およびEng.R,39(2002),143−222に記載される。
【0080】
ここで使用されるとき、用語、燐光は、1よりも大きいスピン多重度(2S+1)を有する励起状態からの発光と定義され、ここにおいてSはスピンである。励起状態は、例えば、五重項または三重項状態であってよく、好ましくは励起状態は三重項状態である。好ましい燐光分子は、イリジウムおよび白金を含む発光錯体である。
【0081】
ここで使用されるときの定義に従うと、また発光ランタニド錯体を含む3および4族の元素を有する発光遷移金属錯体は燐光物質である。
【0082】
燐光エミッタの例は、出願WO00/70655、WO01/41512、WO02/02714、WO02/15645、EP1191613、EP1191612、EP1191614およびWO05/033244により公開される。一般に、燐光OLEDのための従来技術に従い使用されるような、および有機エレクトロルミネッセンスの分野の当業者に公知のような全ての燐光錯体が適切であり、当業者は進歩性に関係なく更なる燐光錯体を使用することが可能であろう。
【0083】
三重項エミッタは金属錯体であってよく、好ましくは式M(L)
zを有し、ここにおいて、Mは金属原子、Lはおのおのの存在において互いに独立して有機配位子であり、それは1、2または2つ以上の位置によりMと結合または協調し、zは1以上、好ましくは1、2、3、4、5または6の整数であり、ここにおいてこれらの基は1または1以上、好ましくは1、2または3つの位置により、好ましくは配位子Lによりポリマーに結合している。
【0084】
Mは、特に遷移金属から選択される金属原子であり、好ましくはVIII族の遷移金属またはランタノイド系列若しくはアクチノイド系列から選択され、特に好ましくはRh、Os、Ir、Pt、Pd、Au、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Re、Cu、Zn、W、Mo、Pd、AgまたはRuから選択され、特に非常に好ましくはOs、Ir、Ru、Rh、Re、PdまたはPtから選択される。MはまたZnであってもよい。
【0085】
好ましい配位子は、2フェニルピリジン誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体、2(2−チエニル)ピリジン誘導体、2(1−ナフチル)ピリジン誘導体または2フェニルキノリン誘導体である。これらの全ての化合物は、例えば、青色のためにフルオロ−またはトリフルオロメチル置換基により置換されてもよい。補助的な配位子は、好ましくはアセチルアセトネートまたはピクリン酸である。
【0086】
特に、US2007/0087219 A1に開示されるような式83のテトラデンテート配位子を有するPtまたはPdの錯体、ここにおいて、R
1〜R
14およびZ
1〜Z
5は参考文献において定義される通りであり、拡大された環系を有するPtポルフィリン錯体(US2009/0061681 A1)およびIr錯体が適切であり、例えば、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H、23H−ポルフィリン−Pt(II)、テトラフェニル−Pt(II)−テトラベンゾポルフィリン(US2009/0061681 A1)、シス−ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)Pt(II)、シス−ビス(2−(2’−チエニル)ピリジナト−N,C3’)Pt(II)、シス−ビス(2−(2’−チエニル)キノリナト−N,C5’)Pt(II)、(2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’)Pt(II)アセチルアセトネートまたはトリス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)Ir(III)(Ir(ppy)3、緑色)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2)Ir(III)アセチルアセトネート(Ir(ppy)2アセチルアセトネート、緑色、US2001/0053462 A1、Baldo、Thompsonら、Nature、403、(2000)、750−753)、ビス(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)(2−フェニルピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)、ビス(2−フェニルピリジナト−N,C2’)(1−フェニルイソキノリナト−N,C2’)イリジウム(III)、ビス(2−(2’−ベンゾチエニル)ピリジナト−N,C3’)イリジウム(III)アセチルアセトネート、ビス(2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’)イリジウム(III)ピコリネート(Firpic、青色)、ビス(2−(4’,6’−ジフルオロフェニル)ピリジナト−N,C2’)Ir(III)テトラキス(1−ピラゾリル)ボレート、トリス(2−(ビフェニル−3−イル)−4−tert−ブチルピリジン)イリジウム(III)、(ppz)2Ir(5phdpym)(US2009/0061681 A1)、(45ooppz)2Ir(5phdpym)(US2009/0061681 A1)、2フェニルピリジン−Ir錯体の誘導体、例えば、イリジウム(III)ビス(2−フェニルキノリル−N,C2’)アセチルアセトネート(PQIr)、トリス(2−フェニルイソキノリナト−N,C)Ir(III)(赤色)、ビス(2−(2’−ベンゾ[4,5−a]チエニル)ピリジナト−N,C3)Irアセチルアセトネート([Btp2Ir(acac)]、赤色、Adachiら、Appl.Phys.Lett.78(2001)、1622−1624)などが適切である。
【化12】
【0087】
また適切なものは、三価のランタニド系列、例えば、Tb
3+およびEu
3+の錯体(J.Kidoら、Appl.Phys.Lett.65(1994),2124,Kidoら、Chem.Lett.657,1990,US2007/0252517 A1)またはマレオニトリルジチオレートを有するPt(II)、Ir(I)、Rh(I)の燐光錯体(Johnsonら、JACS、105,1983,1795)、Re(I)トリカルボニルジイミン錯体(とりわけ、Wrighton,JACS、96,1974,998)、シアノ配位子およびビピリジルまたはフェナントロリン配位子を有するOs(II)錯体(Maら、Synth.Metals、94,1998,245)またはホストを有さないAlq
3である。
【0088】
更なるトリデンテート配位子を有する燐光エミッタは、US6824895およびUS7029766に記載される。赤色エミッタ燐光錯体は、US6835469およびUS6830828において言及される。
【0089】
特に好ましい燐光ドーパントは、式84を有する化合物、更に例えば、US2001/0053462 A1に開示されるような化合物である。
【化13】
【0090】
更なる誘導体が、US7378162 B2、US6835469 B2およびJP2003/253145 Aに記載される。
【0091】
また本発明の組成物のエミッタは、コポリマーであってもよく、それはまた発光ポリマー(LEP)と称されてもよい。LEPは異なる機能を有してもよい。光を放出すること以外に、それは以下の骨子のように正孔または電子またはそれらの両方の何れかを輸送してもよい。
【0092】
異なる構造は、とりわけWO2002/077060 A1およびDE10337346 A1に開示されるようなもの、および広範囲に列記されるものである。これらは、参照により本発明の一部分と看做される。構造単位は、例えば、以下のクラスが起源であってもよい:
グループ1:ポリマーの正孔注入および/または輸送特性を増大する単位;
グループ2:ポリマーの電子注入および/または輸送特性を増大する単位;
グループ3:グループ1およびグループ2からの個々の単位の組み合わせを有する単位;
グループ4:電子燐光が電子蛍光の変わりに得られる範囲となるように発光特性を修飾する単位;
グループ5:所謂、一重項状態から三重項状態に遷移を改善する単位;
グループ6:得られるポリマーの形態および/または発光色に影響する単位;
グループ7:骨格として典型的に使用され、電子輸送機能、正孔輸送機能またはその両方を有し得る単位。
【0093】
本発明に従う好ましいポリマーは、少なくとも1つの構造要素が電荷担持特性を有するもの、即ち、グループ1および/または2からの単位を含むものである。
【0094】
グループ1からの構造要素は、正孔輸送特性を有し、例えば、トリアリールアミン、ベンジジン、テトラアリール−パラ−フェニレンジアミン、トリアリールホスフィン、フェノチアジン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、チアンスレン、ジベンゾ−パラ−ジオキシン、フェノキサチイン,カルバゾール、アズレン、チオフェン、ピロールおよびフラン誘導体および高いHOMO(HOMO=最高被占分子軌道)を有する更なるO−、S−またはN−含有複素環である。これらのアリールアミンおよび複素環は、ポリマーにおいて(真空準位に対して)好ましくは−5.8eVよりも大きい、特に好ましくは−5.5eVよりも大きいHOMOをもたらす。
【0095】
グループ2からの構造要素は、電子輸送特性を有し、例えば、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、オキサジアゾール、キノリン、キノキサリンおよびフェナジン誘導体、更にまたトリアリールボランおよび低いLUMO(LUMO=最低空分子軌道)を有する更なるO−、S−またはN−含有複素環である。ポリマーにおけるこれらの単位は、(真空準位に対して)−2.7eV未満、特に好ましくは−3.0eV未満のLUMOをもたらす。
【0096】
本発明に従うポリマーは、グループ3からの単位を含むことが好ましく、そこにおいて正孔移動度および電子移動度を増大する構造(即ち、グループ1および2からの単位)が直接に互いに結合している。これらの単位の幾つかは、エミッタとして機能してもよく、発光色を緑色、黄色または赤色にシフトしてもよい。従って、それらの使用は、例えば、本来は青色発光ポリマーから他の発光色を生成するために適切である。
【0097】
グループ4に従う構造単位は、室温でさえ高効率で三重項状態から発光できるもの、即ち、電子蛍光の代わりに電子燐光を示すことができるものであり、それは高い頻度でエネルギー効率の増大を引き起こす。この目的のために適切なものは、第一に、36よりも大きな原子番号を有する重原子を含む化合物である。好ましくはd−またはf−遷移金属を含む化合物が挙げられ、それは上述の条件を満たす。特に好ましくは、8〜10族からの元素(Ru、Os、Rh、Ir、Pd、Pt)を含む構造単位に対応するものがここで挙げられる。ここで、本発明に従うポリマーのための適切な構造単位は、例えば、WO2002/068435 A1、DE10116962 A1、EP1239526 A2およびDE10238903 A1に記載される通りの様々な錯体が例えば挙げられる。対応するモノマーは、WO2002/068435 A1およびDE10350606 A1に記載される。
【0098】
グループ5からの構成要素は、一重項状態から三重項状態への遷移を改善するものであり、グループ4からの構成要素を支持体として使用され、これらの構造要素の燐光特性を改善するものである。この目的のために適切なものは、特に、DE10304819 A1およびDE10328627 A1に記載されるようなカルバゾールおよび架橋カルバゾールダイマー単位である。またこの目的のために適切なものは、ケトン、ホスフィンオキシド、スルホキシド、スルホン、シラン誘導体およびDE10349033 A1に記載されるような同様な化合物である。
【0099】
グループ6からの構成要素は、ポリマーの形態および/または発光色に影響するものであり、上述されたもの以外に、上述の基に該当しない少なくとも1つの更なる芳香族または他の共役構造を有するものであり、即ち、電荷担持移動度においてほんの少しの効果のみを有し、有機金属錯体ではなく、一重項−三重項遷移において影響を有さないものである。このタイプの構造要素は、得られるポリマーの形態および/または発光色に影響を与えてよい。単位に依存して、従って、それらはエミッタとして使用されてもよい。好ましくは、6〜40のC原子を有する芳香族構造またはトラン、スチルベンまたはビススチリルアレーレン誘導体がここにおいて挙げられ、それらのおのおのは1または1以上のR
1により置換されてもよい。特に好ましくは、1,4−フェニレン、1,4−ナフチレン、1,4−または9,10−アンスリレン、1,6−、2,7−または4,9−ピレニレン、3,9−または3,10−ペリレニレン、4,4’−ビフェニリレン、4,4’’−テルフェニリレン、4,4’−ビ−1,1’−ナフチリレン、4,4’−トラニレン、4,4’−スチルベニレンまたは4,4’’−ビススチリルアレーレン誘導体の組み込みがここで挙げられる。
【0100】
グループ7からの構造要素は、6〜40のC原子を有する芳香族構造を含む単位であり、それらは典型的にポリマー骨格として使用される。これらは、例えば、US5962631、WO2006/052457 A2およびWO2006/118345A1に開示されるような4,5−ジヒドロピレン誘導体、4,5,9,10−テトラヒドロピレン誘導体、フルオレン誘導体、例えば、WO2003/020790 A1に開示されるような9,9’−スピロビフルオレン誘導体、例えば、WO2005/104264 A1に開示されるような9,10−フェナントレン誘導体、例えば、WO2005/014689 A2に開示されるような9,10−ジヒドロフェナントレン誘導体、例えば、WO2004041901 A1、WO2004113412 A2に開示されるような5,7−ジヒドロジベンゾオキセピン誘導体およびシス−およびトランス−インデノフルオレン誘導体、および例えば、WO2006/063852 A1に開示されるようなビナフチレン誘導体、並びに例えば、WO2005/056633A1、EP1344788A1およびWO2007/043495A1、WO2005/033174 A1、WO2003/099901A1およびDE102006003710.3に開示されるような更なる単位である。
【0101】
グループ7からの好ましい構造要素は式85のものである:
【化14】
【0102】
ここにおいて、
A、BおよびB’は、互いに独立しており、複数存在する場合、互いに独立して二価の基、好ましくは−CR
1R
2−、−NR
1−、−PR
1−、−O−、−S−、−SO−、−SO
2−、−CO−、−CS−、−CSe−、−P(=O)R
1−、−P(=S)R
1−および−SiR
1R
2−から選択され、
R
1およびR
2は、互いに独立して同じまたは異なる基であり、H、ハロゲン、−CN、−NC、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)NR
0R
00、−C(=O)X、−C(=O)R
0、−NH
2、−NR
0R
00、−SH、−SR
0、−SO
3H、−SO
2R
0、−OH、−NO
2、−CF
3、−SF
5、任意に置換されたシリル、または、任意に置換され、任意に1または1以上のヘテロ原子を有する1〜40のC原子を有するカルビルまたはヒドロカルビルから選択され、並びに任意にR
1よびR
2はそれらが付着するフルオレン部分を有するスピロ基を形成し、
Xはハロゲンであり、
R
0およびR
00は、互いに独立してHまたは任意に1または1以上のヘテロ原子を有する任意に置換されたカルビルまたはヒドロカルビル基であり、
それぞれgは、独立して0または1であり、同じサブユニット中のそれぞれ対応するhは、0または1以外であり、
mは1または1以上の整数であり、
Ar
1およびAr
2は、互いに独立してモノ−または多核のアリールまたはヘテロアリール(heteroraryl)であり、それは任意に置換され、および任意にインデノフルオレン基の7,8位または8,9位に対して融合しており、
aおよびbは互いに独立して0または1である。
【0103】
R
1およびR
2基がそれらが付着するフルオレン基を有するスピロ基を形成する場合、それは好ましくはスピロビフルオレンである。
【0104】
式85の基は、好ましくは次の下式85a〜85eから選択される:
【化15】
【0105】
ここにおいてR
1は、式85において定義された通りであり、rは0、1、2、3または4であり、RはR
1の意味の1つを有する。
【0106】
Rは、好ましくはF、Cl、Br、I、−CN、−NO
2、−NCO、−NCS、−OCN、−SCN、−C(=O)NR
0R
00、−C(=O)X
0、−C(=O)R
0、−NR
0R
00であり、任意に置換されたシリル、4〜40、好ましくは6〜20のC原子を有するアリールまたはヘテロアリール、またはそれは1〜20、好ましくは1〜12のC原子を有する直鎖、枝分かれ鎖または環式アルキル、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ(alkylcarbonlyoxy)またはアルコキシカルボニルオキシ、ここにおいて、1または1以上のH原子は、任意にFまたはClにより置換され、ここにおいてR
0、R
00およびX
0は上記で定義された通りである。
【0107】
式85の好ましい基は、次の下式から選択される:
【化16】
【0108】
ここにおいて、
LはH、ハロゲンまたは任意のフッ素化された直鎖または枝分かれ鎖の1〜12のC原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、好ましくはH、F、メチル、i−プロピル、t−ブチル、n−ペントキシまたはトリフルオロメチルであり、
L’は、任意にフッ素化された直鎖または枝分かれ鎖の1〜20のC原子を有するアルキルまたはアルコキシであり、好ましくはn−オクチルまたはn−オクチルオキシである。
【0109】
好ましくは、本発明に従うポリマーが挙げられ、それは同時にグループ1〜7から選択される1または1以上の単位を含む。同様に、1つのグループからの1よりも多い構造単位が同時に存在することが好ましい。
【0110】
好ましくは、本発明に従うポリマーが挙げられ、それはエミッタの構造単位に加えて、更に上述のグループからの少なくとも1つの構造単位を含む。少なくとも2つの構造単位は、上述のものの異なるクラスからのものであることが特に好ましい。
【0111】
ポリマーにおいて存在する場合、異なるクラスのグループの割合は、好ましくは各場合において少なくとも5mol%、特に好ましくは各場合において少なくとも10mol%である。特に、これらの構造単位の1つは、正孔伝導単位のグループから選択され、他のグループは発光単位であり、これらの2つの機能(正孔伝導および発光)は、同じ単位により得られてもよい。
【0112】
しかしながら、発光単位の少ない部分、特に緑色および赤色発光単位は、例えば、白色発光コポリマーの合成のためにも好ましい。白色発光コポリマーを製造できる方法は、詳細にDE10343606 A1に記載される。
【0113】
適切な溶解度を保証するために、繰り返し単位当たりの置換基に、平均して少なくとも2の非芳香族のC原子が存在することが好ましい。好ましくは、ここで少なくとも4および特に好ましくは少なくとも8のC原子を与えられる。加えて、これらの個々のC原子は、OまたはSにより置換されてよい。しかしながら、これは、繰り返し単位の、ある部分が何れの更なる非芳香族の置換基を有さないことを意味することも完全に可能である。
【0114】
膜の形態を損傷することを回避するために、直鎖において12よりも多くのC原子を有する長鎖置換基を有さないことが好ましく、特に好ましくは8のC原子よりも長い置換基を有さず、特に6のC原子よりも長い置換基を有さない。
【0115】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、正孔注入物質(HIM)であってもよい。HIMは、アノードから有機層またはアノードへの正孔(即ち、正電荷)の注入を促進することができる物質または単位をいう。典型的に、HIMは、アノードの仕事関数に匹敵する、またはそれよりも高いHOMO準位、即ち、−5.3eVまたは−5.3eVよりも高いHOMO準位を有する。
【0116】
適切な化合物は、トリアゾール誘導体(US3112197)、オキサゾール誘導体(US3257203)、オキサジアゾール誘導体(US3189447)、イミダゾール誘導体(JP昭和37(=1962)16096)、イミダゾロン、イミダゾールチオン、テトラヒドロイミダゾール、ポリアリールアルカン誘導体(US3615402)、ピラゾリンおよびピラゾロン誘導体(US3180729およびUS4278746)、フェニレンジアミン誘導体(US3615404)、アリールアミン誘導体(US3567450)、アミノ置換カルコン誘導体(US3526501)、スチリルアントラセン誘導体(JP昭和54(1979)110837)、ヒドラゾン誘導体(US3717462)、アシルヒドラゾン、スチルベン誘導体(JP昭和61(1986)210363)、シラザン誘導体(US4950950)、ポリシラン化合物(JP平成2(1990)204996)、PVKおよび他の電気伝導性高分子、アニリン基コポリマー(JP平成2(1990)282263)、電気伝導性高分子チオフェンオリゴマー(JP平成1(1989)211399)、PEDOT:PSS(スピンコーティングポリマー)、プラズマ堆積フルオロカーボンポリマー(US6127004、US6208075、US6208077)、ポルフィリン化合物(JP昭和63(1988)2956965、US4720432)、芳香族三級アミンおよびスチリルアミン(US4127412)、ベンジジンタイプのトリフェニルアミン、スチリルアミンタイプのトリフェニルアミン、並びにジアミンタイプのトリフェニルアミンである。アリールアミンデンドリマーもまた使用されてよく(JP平成8(1996)193191)、例えば、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体またはブタジエン誘導体、およびキノリン誘導体、例えば、ジピラジノ[2,3f:2’,3’h]キノキサリンヘキサカルボニトリルなども適切である。
【0117】
無機化合物、例えば、p型Siおよびp型SiCなど、並びに無機酸化物、例えば、酸化バナジウム(VO
x)、酸化モリブデン(MoO
x)または酸化ニッケル(NiO
x)もまた使用されてよい。
【0118】
特に好ましくは、三級芳香族アミン(US2008/0102311 A1)、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(3−トリル)ベンジジン(=4,4’−ビス[N−3−メチルフェニル]−N−フェニルアミノ)ビフェニル(NPD)(US5061569)、N,N’−ビス(N,N’−ジフェニル−4−アミノフェニル)−N,N−ジフェニル−4,4’−ジアミノ−1,1’−ビフェニル(TPD232)および4,4’,4’’−トリス[3−メチルフェニル)フェニルアミノ]−トリフェニルアミン(MTDATA)(JP平成4(1992)308688)またはフタロシアニン誘導体(例えば、H
2Pc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、Cl
2SiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc−O−GaPc)が挙げられる。
【0119】
特に好ましくは、式86(TPD232)、87、88および89の次のトリアリールアミン化合物が挙げられ、またそれは置換されてもよく、US7399537 B2、US2006/0061265 A1、EP1661888 B1およびJP08292586 Aに開示されるような更なる化合物であってもよい。
【0120】
正孔注入物質として適切な更なる化合物は、EP0891121 A1およびEP1029909 A1に開示される。正孔注入層は、一般にUS2004/0174116に記載される。
【化17】
【0121】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、正孔輸送物質(HTM)であってもよい。HTMは、正孔注入物質またはアノードから注入された正孔(即ち、正電荷)を輸送することができる物質または単位であることにより特徴付けられる。HTMは、通常、高いHOMO、典型的に、−5.4eVよりも高いHOMOを有する。多くの場合、HIMは、隣接層に依存してHTMとしても機能できる。
【0122】
正孔輸送物質は、アミン、トリアリールアミン、チオフェン、カルバゾール、フタロシアニン、ポルフィリン、その異性体および誘導体から選択される。
【0123】
好ましくは、正孔輸送物質は、アミン、トリアリールアミン、チオフェン、カルバゾール、フタロシアニンおよびポルフィリンから選択される。
【0124】
正孔輸送層のために適切な物質は、トリアゾール誘導体(US3112197)、オキサゾール誘導体、(US3257203)、オキサジアゾール誘導体(US3189447)、イミダゾール誘導体(JP B 37−16096)、ピラゾリンおよびピラゾロン誘導体(US3180729)、フェニレンジアミン誘導体(US3615404)、アリールアミン誘導体(US3567450)、アミノ置換カルコン誘導体(US3526501)、スチリルアントラセン誘導体(JP A 56−46234)、ポリ環式芳香族化合物(EP1009041)、ポリアリールアルカン誘導体(US3615402)、フルオレノン誘導体(JP A 54−110837)、ヒドラゾン誘導体(US3717462)、スチルベン誘導体(JP A 61−210363)、シラザン誘導体(US4950950)、ポリシラン(JP A 2−204996)、アニリンコポリマー(JP A 2−282263)、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン、PVK、ポリピロール、ポリアニリンおよび更なるコポリマー、例えば、ポリスチレンスルホネートを有するポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)の水分散液(PEDOT/PSS)、ポルフィリン化合物(JP A63−2956965)、芳香族ジメチリデンタイプの化合物、カルバゾール化合物、例えば、CDBP、CBP、mCP、芳香族三級アミンおよびスチリルアミン化合物(US4127412)、モノマートリアリールアミン(US3180730)、1または1以上のビニル基および/または活性水素を含む少なくとも1つの官能基を含むトリアリールアミン(US3567450およびUS3658520)またはテトラアリールジアミン(2つの三級アミン単位はアリール基を介して結合してる)である。更にまた多くのトリアリールアミノ基が分子内に存在してもよい。
【0125】
好ましくは、少なくとも2つの三級アミン単位を含む芳香族三級アミン(US4720432およびUS5061569)、例えば、4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(NPD、NPBまたはα−NPB)(US5061569)またはMTDATA(JP A 4−308688)、N,N,N’,N’−テトラ(4−ビフェニル)ジアミノビフェニレン(TBDB)、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)シクロヘキサン(TAPC)、1,1−ビス(4−ジ−p−トリルアミノフェニル)−3−フェニルプロパン(TAPPP)、1,4−ビス[2−[4−[N,N−ジ(p−トリル)アミノ]フェニル]ビニル]ベンゼン(BDTAPVB)、N,N,N’,N’−テトラ−p−トリル−4,4’−ジアミノビフェニル(TTB)、TPD、N,N,N’,N’−テトラフェニル−4,4’’’−ジアミノ−1,1’:4’,1’’:4’’,1’’’−クアテルフェニル、同様に、カルバゾール単位を含む三級アミン、例えば、4(9H−カルバゾール−9−イル)−N,N−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]ベンゼンアミン(TCTA)が挙げられる。好ましくは、同様にUS2007/0092755 A1に従うヘキサアザトリフェニレン化合物が挙げられる。
【0126】
特に好ましくは、以下の式90〜94のトリアリールアミン化合物が挙げられ、またそれは置換されてもよく、EP1162193 B1、EP650955 B1、Synth.Metals、1997、91(1−3)、209、DE19646119 A1、WO2006/122630 A1、EP1860097 A1、EP1834945 A1、JP08053397 AおよびUS6251531 B1に開示されるようであってもよい。
【化18】
【0127】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、正孔阻止物質(HBM)であってもよい。HBMは、多層構造において正孔輸送物質に対して隣接してコーティングされた場合、それを通過して正孔が流出することを防ぐ物質または単位をいう。通常、それは隣接する正孔輸送層におけるHTMのHOMO準位と比較して低いHOMOを有する。
【0128】
正孔阻止層は、燐光エミッタを含むデバイスにおいて高い頻度で発光層と電子輸送層との間に挿入される。
【0129】
適切な正孔阻止物質は、金属錯体(US2003/0068528)、例えば、ビス(2−メチル−8−キノリノラト)(4−フェニルフェノラト)−アルミニウム(III)(BAlQ)である。Fac−トリス(1−フェニルピラゾラト−N,C2)イリジウム(III)(Ir(ppz)
3)は同様にこの目的のために使用される(US2003/0175553 A1)。フェナントロリン誘導体、例えば、BCPまたはフタルイミド、例えば、TMPPが同様に使用される。
【0130】
適切な正孔阻止物質は、WO00/70655 A2、WO01/41512およびWO01/93642 A1に記載される。
【0131】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、電子注入物質(EIM)であってもよい。電子注入物質は、カソードから有機層への電子(即ち、負電荷)の流入を促進できる物質または単位をいう。EIMは、通常、カソードの作業機能に匹敵する、またはそれよりも低いLUMO準位を有する。典型的に、EIMは、−2.6eVよりも低いLUMOを有する。
【0132】
また、少なくとも1つの有機機能性物質が電子注入物質であることを特徴とし、それが、8−ヒドロキシキノリンの金属錯体、複素環式有機化合物、フルオレノン、フルオレニリデンメタン、ペリレンテトラカルボン酸、アントラキノンジメタン(アントラキノン ジメタン)、ジフェノキノン、アントロン、アントラキノンジエチレンジアミン、その異性体および誘導体から選択される少なくとも1つの有機化合物を含む組成物は、本発明の対象である。
【0133】
また、少なくとも1つの有機機能性物質が電子注入物質であることを特徴とし、それが、8−ヒドロキシキノリンの金属錯体、複素環式有機化合物、フルオレノン、フルオレニリデンメタン、ペリレンテトラカルボン酸、アントラキノンジメタン(アントラキノン ジメタン)、ジフェノキノン、アントロンおよびアントラキノンジエチレンジアミンから選択される少なくとも1つの有機化合物を含む組成物は、本発明の対象である。
【0134】
8ヒドロキシキノリンの金属錯体、例えば、Alq
3およびGaq
3が電子注入層のために使用されてもよい。カソードに対する接触面でのアルカリ金属またはアルカリ土類金属、例えば、Li、Cs、CaまたはMgによるドーピングの還元は有利である。好ましくは、Csを含む組み合わせ、例えば、CsとNa、CsとK、CsとRbまたはCs、NaとKが挙げられる。
【0135】
複素環式有機化合物、例えば、1,10−フェナントロリン誘導体、ベンズイミダゾール、チオピランジオキシド、オキサゾール、トリアゾール、イミダゾールまたはオキサジアゾールは同様に適切である。適切な窒素を含む5員環の例は、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾールおよびUS2008/0102311 A1に開示される化合物である。
【0136】
好ましいEIMは、式95〜97を有する化合物から選択され、それは置換されていても、未置換であってもよい。
【化19】
【0137】
また有機化合物、例えば、フルオレノン、フルオレニリデンメタン、ペリレンテトラカルボン酸、アントラキノンジメタン(アントラキノンジメタン)、ジフェノキノン、アントロンおよびアントラキノンジエチレンジアミンが使用されてもよく、例えば、以下であってもよい。
【化20】
【0138】
電子注入層(EIL)は、多くの場合、絶縁体および半導体から構成される。
【0139】
好ましいアルカリ金属カルコゲニドは、Li
2O、LiO、Na
2S、Na
2Se、NaO、K
2O、Cs
2Oである。
【0140】
好ましいアルカリ土類金属カルコゲニドは、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、CaSeである。
【0141】
好ましいアルカリ金属のハロゲン化物は、LiF、NaF、KF、CsF、LiCl、KCl、NaClである。
【0142】
好ましいアルカリ金属のハロゲン化物は、CaF
2、BaF
2、SrF
2、MgF
2、BeF
2である。
【0143】
同様に、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体、希土類金属(Sc、Y、Ce、Th、Yb)、希土類金属錯体、希土類金属化合物(好ましくは、YbF
3、ScF
3、TbF
3)などを使用することが可能である。
【0144】
EILの構成は、例えば、US5608287、US5776622、US5776623、US6137223、US6140763、US6914269に記載される。
【0145】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、電子輸送物質(ETM)であってもよい。ETMは、EIMまたはカソードから注入された電子(即ち、負電荷)を輸送することができる物質または単位をいう。ETMは、通常、低いLUMO、典型的に−2.7eVよりも低いLUMOを有する。多くの場合、EIMは、隣接層に依存して、ETMと同様に十分に機能する。
【0146】
少なくとも1つの有機機能性物質が電子輸送物質であり、それがイミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、オキサジアゾール、キノリン、キノキサリン、アントラセン、ベンズアントラセン、ピレン、ペリレン、ベンズイミダゾール、トリアジン、ケトン、ホスフィンオキシド、フェナジン、フェナントロリン、トリアリールボラン、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする組成物はまた、本発明の対象である。
【0147】
電子輸送層は、真性の物質からなってもよく、ドーパントを含んでもよい。Alq
3(EP278757 B1)およびLiq(EP0569827 A2)は真性層の例は、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(Bphen):Li、1:1(US2003/02309890)であり、ルブレン/LiFはドープされた層の例である。
【0148】
電子輸送層のために適切な化合物は、8ヒドロキシキノリンの金属キレート(例えば、Liq、Alq
3、Gaq
3、Mgq
2、Znq
2、Inq
3、Zrq
4)、Balq、4アゾフェナントレン−5−オール/Be錯体(US5529853 A;例えば、式100)、ブタジエン誘導体(US 4356429)、複素環式光学的光沢剤(US4539507)、ベンザゾール、例えば、1,3,5−トリス(2−N−フェニルベンズイミダゾリル)ベンゼン(TPBI)(US5766779、式101)、1,3,5−トリアジン、ピレン、アントラセン、テトラセン、フルオレン、スピロビフルオレン、デンドリマー、テトラセン、例えば、ルブレン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体(JP2003/115387、JP2004/311184、JP2001/267080、WO2002/043449)、シラシル−シクロペンタジエン誘導体(EP1480280、EP1478032、EP1469533)、ピリジン誘導体(JP2004/200162 コダック)、フェナントロリン、例えば、BCPおよびBphen、ビフェニルまたは他の芳香族基を介して結合した多くのフェナントロリン(US2007/0252517 A1)またはアントラセンに対して結合したフェナントロリン(US2007/0122656 A1例えば、式102および103)、1,3,4−オキサジアゾール、例えば、式104、トリアゾール、例えば、式105、トリアリールボラン、例えば、Siを有するトリアリールボラン(例えば、式73)、ベンズイミダゾール誘導体および他のN複素環式化合物(US2007/0273272 A1参照)、シラシクロペンタジエン誘導体、ボラン誘導体、Gaオキシノイド錯体である。
【0149】
好ましくは2,9,10−置換アントラセン(1−または2−ナフチルおよび4−または3−ビフェニルを有する)または2つのアントラセン単位を有する分子が挙げられる(US2008/0193796 A1)。
【化21】
【0150】
好ましくはアントラセン−ベンズイミダゾール誘導体、例えば、式106〜108の化合物、例えば、US6878469 B2、US2006/147747 AおよびEP1551206 A1に開示されるものなどが同様に挙げられる。
【化22】
【0151】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、電子阻止物質(EBM)であってもよい。EBMは、多層構造における電子伝達層に隣接してコーティングされた場合、それを通過して電子が流出することを防ぐ物質または単位をいう。通常、それは隣接する電子伝達層におけるETMのLUMOと比較して高いLUMOを有する。
【0152】
遷移金属錯体、例えば、Ir(ppz)
3(US2003/0175553)は電子阻止層のための物質として使用されてよい。
【0153】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、エキシトン阻止物質(ExBM)であってもよい。ExBMは、多層構造における発光層に隣接してコーティングされる場合、それを通過してエキシトンが拡散することを防ぐ物質または単位をいう。ExBMは、発光層または他の隣接層に比較して高い三重項準位または一重項準位の何れかを有するべきである。
【0154】
置換されたトリアリールアミン、例えば、MTDATAまたは4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(TDATA)は、電子阻止層のための物質として使用されてよい。置換されたトリアリールアミンは、例えば、US2007/0134514 A1に記載される。
【0155】
N−置換カルバゾール化合物、例えば、TCTAまたは複素環、例えば、BCPも適切である。
【0156】
金属錯体、例えば、Ir(ppz)
3またはAlq
3は同様にこの目的に使用されてよい。
【0157】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、染料であってもよい。染料は、通常、光を吸収し、そのために有色に見える無機または有機物質として記載できる。
【0158】
従って、本発明の組成物は、染料である少なくとも1つの有機機能性物質を含んでよく、それはペリレン、ルテニウム染料、フタロシアニン、アゾ染料、ペリレン−ジアミン、ポルフィリン、スクアライン、その異性体および誘導体から選択される。
【0159】
好ましい染料は、ペリレン、ルテニウム染料、フタロシアニン、アゾ染料、ペリレン−ジアミン、ポルフィリンおよびスクアラインから選択される。
【0160】
更なる染料は、アクリジン、アントラキノン、アリールメタン、ジアリールメタン、トリアリールメタン、アゾ系染料、シアニン、ジアゾニウム系染料、ニトロ系染料、ニトロソ系染料、キノン−イミン、アジン系染料、ユーロジン、サフラニン、インジュリン、インダミン、インドフェノール、オキサジン、オキサゾン、チアジン、チアゾール、キサンテン、フルオレン、ピロニン、フルオロンおよびローダミンから選択される。
【0161】
また本発明の組成物の有機機能性物質は、何れの金属錯体であってもよい。
【0162】
また少なくとも1つの有機機能性物質が金属錯体であり、ここにおいて、金属が遷移金属、希土類元素、ランタニドおよびアクチニドから選択されることを特徴とする組成物は、本発明の対象である。好ましくは、金属は、Ir、Ru、Os、Eu、Au、Pt、Cu、Zn、Mo、W、Rh、PdまたはAgから選択され、本発明の対象である。
【0163】
本発明の組成物は、電子および光電子デバイスにおいて使用されてよい。特に、組成物は、これらに限定するものではないが、発光、集光および光検出デバイスから選択される電子デバイスにおいて使用されてよい。従って、本発明は、ここで記載されるような、電子および光電子デバイスにおける組成物の使用に関する。
【0164】
本発明に従う組成物または本発明の組成物を含む配合物は、更なる技術処理のために使用されてもよい。配合物は、本発明における骨子の通りの有機機能性物質と、溶媒として作用する少なくとも1つの更なる非機能性化合物との混合物と理解されてよい。溶媒は、処理工程において除去されてもよく、除去されなくともよい。
【0165】
従って、本発明は、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドと少なくとも1つの溶媒とを含む配合物に関する。
【0166】
ナノダイヤモンドイドは、上述のようなナノダイヤモンドイドの群から選択されてもよい。
【0167】
また本発明に従う組成物と少なくとも1つの有機溶媒とを含む配合物は、本発明の対象である。
【0168】
好ましくは、少なくとも1つの溶媒は、有機溶媒の群から選択され、特に好ましくは、溶媒は、ジクロロメタン、トリクロロメタン、モノクロロベンゼン、o−ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン、アニソール、モルホリン、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、1,4−ジオキサン、アセトン、メチルエチルケトン、1,2−ジクロロエタン、1,1,1−トリクロロエタン、1,1,2,2−テトラクロロエタン、エチルアセテート、n−ブチルアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセタミド、ジメチルスルホキシド、テトラリン、デカリン、インダンおよびその混合物から選択される。
【0169】
本発明に従うナノダイヤモンドイドまたは組成物の配合物中の濃度は、0.001〜50wt%、好ましくは0.01〜20wt%、特に好ましくは、0.1〜10wt%および特に非常に好ましくは0.1〜5wt%である。また任意に、溶液は、レオロジー特性に適応する少なくとも1つの結合剤、WO2005/055248 A1のようなものを含む。
【0170】
適切な混合およびエイジングの後、配合物は、以下の1つのカテゴリーに割り当てられる:完全溶液、境界溶液または不溶性。等高線は溶解性と不溶性を区分する溶解性パラメータ水素結合限界の輪郭を描く。水溶性領域内の範囲に含まれる「完全」溶媒は、例えば、「Crowley,J.D.,Teague,G.S.Jr and Lowe,J.W.Jr.,Journal of Paint Technology,38,No496,296(1966)」に公開されるような文献値から選択できる。また溶媒混合は、「Solvents,W.H.Ellis,Federation of Societies for Coatings Technology,p9−10,1986」における記載のように使用されてよく、また分類できる。そのような手順は、「非」溶媒の混成物をもたらしてよく、それは本発明のナノダイヤモンドイドと更なる機能性化合物との両方を溶解するであろうが、混成物中に少なくとも1つの真の溶媒を有することが望ましい。
【0171】
本発明のもう一つの態様は、電子または光電子デバイスの製造のための本発明に従う組成物または配合物の使用に関する。
【0172】
本発明に従う組成物および配合物は、上述したようにそれらが特定の電子特性を有すること、例えば、伝導体または半導体などの電子特性を有することを特徴とし、そのために、何れかの種類の電子デバイスにおいて使用されてよい。好ましくは、本発明に従う組成物および配合物は光電子デバイスにおいて使用されてよく、好ましくは、紫外部、可視部または赤外部のスペクトルにおける、電磁放射の吸収および放出は、重要な役割、例えば、発光デバイス、光センサーまたは集光デバイス(例えば、太陽電池)などの役割を果たす。単に、用語「電子デバイス」がここにおいて使用されるとき、電子および/または光電子デバイスを意味する。
【0173】
本発明の電子デバイスは、電極間で減圧が生じないことを特徴とする。代わりに、無機または有機物質の薄層が配置される。
【0174】
本発明に従う組成物および配合物は電子および光電子デバイスを作るために使用されてよい。
【0175】
従って、本発明は、少なくとも1つの有機層および少なくとも2つの電極を有する電子デバイスであって、少なくとも1つの有機層が少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含むことを特徴とする電子デバイスに関する。
【0176】
使用されるナノダイヤモンドイドは、上述と同様である。ナノダイヤモンドイドは上述のように水素終端または官能化されてよい。従って、ナノダイヤモンドイドが水素終端または官能化されていることを特徴とする電子デバイスも本発明の対象である。
【0177】
好ましい実施形態において、本発明は、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタン、ペンタマンタン、シクロヘキサマンタン、デカマンタン、高級ダイヤモンドイド、およびその異性体および誘導体から選択されることを特徴とする電子デバイスに関する。
【0178】
また層は、少なくとも1つの水素終端または機能化されたナノダイヤモンドイドからなってもよい。従って、少なくとも1つの有機層が少なくともナノダイヤモンドイドからなることを特徴とする電子デバイスもまた、本発明の対象である。本発明のもう一つの実施形態は、これらの層の少なくとも1つが単一層である。このタイプの1よりも多くの単一層が電子または光電子デバイスにおいて存在してもよい。単一層は、上記で明確にされたような少なくとも1つの有機機能性物質を更に含んでもよい。
【0179】
また本発明の電子デバイスは、上記のような少なくとも1つの組成物または配合物を含んでもよい。従って、本発明のもう一つの対象は、本発明に従う電子デバイスであって、少なくとも1つの有機層が上記のような少なくとも1つの組成物を含むことを特徴とする電子デバイスである。
【0180】
電子デバイスは、ナノダイヤモンドイドを含む異なる層を含んでもよい。本発明に従うと、デバイスは、1または1以上のナノダイヤモンドイドを含む組成物を含む1または1以上の有機層と、加えてナノダイヤモンドイドの単一層を含む1または1以上の層を含んでもよい。更に、また本発明に従うデバイスは、上述の通りの少なくとも1つのナノダイヤモンドイドと更なる有機機能性物質との組成物を含む少なくとも1の層のみ、または少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む少なくとも1つの層のみの何れかを含んでもよく、それは一層を形成してもよい。
【0181】
単一層の特徴および製造は、Science 2007,316,1460−1462に記載される。
【0182】
好ましくは、電子デバイスは2つ、3つ、4つ、5つまたは6つの電極を有する。
【0183】
もう一つの好ましい実施形態において、本発明は、2つの電極を含む電子デバイスに関し、ここにおいて、第1の電極はアノードであり、第2の電極はカソードである。
【0184】
アノードのために好ましい物質は、これらに限定するものではないが、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、スズ酸化物(SnO)、ZnO、InO、アルミニウム亜鉛酸化物(AlZnO)および他の金属酸化物、例えば、亜鉛酸化物でドープされたAl−およびIn−亜鉛酸化物、マグネシウムインジウム酸化物およびニッケルタングステン酸化物から選択される金属酸化物である。金属窒化物、例えば、ガリウム窒化物および金属セレン化物、例えば、亜鉛セレン化物および金属硫化物、例えば、亜鉛硫化物も使用されてよい。更に、アノードのために使用できる物質は、電気伝導性のポリマー、例えば、ポリチオフェンおよびポリピロールである。
【0185】
アノードは、透明、不透明または反射性であってよい。またアノードは中間状態を選択されてもよく、例えば、部分的に反射性であり、且つ部分的に透明であるその両方であってもよい。
【0186】
アノードが部分的に透明ではない、または部分的にのみ透明である場合、更なる導電性物質が使用されてもよい。不透明または部分的に透明なアノードのための好ましい物質は、これらに限定するものではないが、Au、Ir、Mo、Pd、Pt、Cu、Ag、Sn、C、Al、V、Fe、Co、Ni、Wおよびその混合物から選択される。また導電性物質は、上述のような更なる導電性物質、例えば、In−Cuと混合されてもよい。
【0187】
アノードは、好ましくは透明であり、アノードのために特に好ましい物質はITOである。ボトム発光デバイスの場合において、ガラスまたはプラスチックはITOで好ましくコーティングされる。トップ発光デバイスの場合において、アノードは好ましくは反射性物質である。更なる物質がアノードのために使用されてよく、それは当業者に公知である。
【0188】
基板およびアノードのフレキシブル且つ透明な組み合わせは、例えば、US5844363 B2およびUS6602540 B2に記載される。
【0189】
カソードは、透明、不透明または反射性であってよい。カソードは、低い仕事関数を有する金属または合金から選択される。好ましくは、4.0eV未満の仕事関するを有する金属、合金または導電性化合物若しくは物質が使用される。特に好ましいカソードは、これらに制限するものではないが、Ba、Ca、Sr、Yb、Ga、Cd、Si、Ta、Sb、Zn、Mg、Al、In、Li、Na、Cs、Ag、2または2以上の元素の混合物、例えば、Mg/AlまたはAl/LiまたはAl/Sc/LiまたはMg/Agを含む合金、または金属酸化物、例えば、ITOまたはIZOから選択される。
【0190】
薄い誘電性層を形成するために使用されるカソードのために更に好ましい物質は、LiF、Li
2O、BaF
2、MgOまたはNaFと混合された金属から選択される。典型的な組み合わせはLiF/Alである。
【0191】
トップにITO層を有するMg/Alカソードは、US5703436、US5707745、US6548956 B2、US6576134 B2に記載される。An Mg/Ag 合金はUS4885221に記載される。
【0192】
基板は、リジッドであっても、フレキシブルであってもよい。それは、透明、半透明、不透明または反射性であってもよい。使用される物質は、ガラス、プラスチック、セラミックまたは金属ホイルであってよく、プラスチックおよび金属ホイルは、フレキシブル基板のために好ましく使用される。しかしながら、半導体材料、例えば、シリコーンウエハまたはプリント基板(PCB)材料が、コンダクタトラックの産生を簡素化するために使用されてもよい。また他の基板が使用されてもよい。
【0193】
使用されるガラスは、例えば、ソーダ石灰ガラス、BaまたはSr含有ガラス、鉛ガラス、ケイ酸アルミニウムガラス、ホウケイ酸ガラス、Baホウケイ酸ガラスまたは石英であってよい。
【0194】
プラスチック板は、例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ビニル塩化物樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、エポシキ樹脂、フェノール性樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテル硫化物樹脂またはポリスルホン樹脂からなってよい。
【0195】
透明膜のために、例えば、ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、PVC、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、テトラフルオロエチレン−ペルフルオロアルキルビニルエーテルコポリマー、ポリビニルフルオリド、テトラフルオロエチレン−エチレンコポリマー、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレンコポリマー、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミドまたはポリエーテルイミドで作られたものが使用される。
【0196】
基板は、疎水性層と共に提供される。基板は好ましくは透明である。
【0197】
ここで言及されたもの以外の他の材料もまた使用されてよい。適切な材料は当業者に公知である。
【0198】
また、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、発光層、正孔阻止層、エキシトン阻止層、電子輸送層、電子注入層および光吸収層から選択される少なくとも1つの機能性層に混合されていることを特徴とするエレクトロニックも本発明の対象である。
【0199】
光吸収層は、上記で明確にされたような少なくとも1つの染料を含む。
【0200】
また本発明は、電子デバイスであり、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが少なくとも1つの電子注入層に混合されていることを特徴とする電子デバイスに関する。EIMとして適切な何れの物質も使用されてよく、好ましいEIMは上述される。
【0201】
少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む有機層が、少なくとも1つの電極に隣接することを特徴とする電子デバイスは、本発明の好ましい実施形態である。
【0202】
本発明の更なる好ましい実施形態において、電子デバイスは、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む有機層がカソードに隣接することを特徴とする。
【0203】
好ましいカソードは、Au、AgおよびITOを含む。
【0204】
また、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む有機層が、芳香族および複素芳香族系から選択される少なくとも1つの更なる有機化合物を含むことを特徴とする電子デバイスも本発明の対象である。
【0205】
少なくとも1つの更なる有機化合物は、上述されたようなホスト物質、EIM、ETM、EBM、HIM、HTM、HBM、光吸収物質、ExBM、染料および金属錯体の群から選択される。
【0206】
何れの芳香族および複素芳香族系が使用されてもよく、好ましくは、それは上述の化合物から選択される。
【0207】
本発明の電子デバイスは、光の放出、収集および検知のために使用されてもよい。そのために、本発明はまた、デバイスが、光放出、光変換、集光または光センシングし、太陽電池、光ダイオードおよびセンサーの群から選択されることを特徴とする電子デバイスに関する。
【0208】
好ましくは、電子デバイスは、有機発光ダイオード(OLED)、ポリマー発光ダイオード(PLED)、有機発光電気化学セル、有機電界効果トランジスタ(OFET)、薄膜トランジスタ(TFT)、有機太陽電池(O−SC)、有機レーザーダイオード(O−laser)、有機集積回路(O−IC)、無線IC(RFID)タグ、光検出器、センサー、論理回路、記憶素子、キャパシタ、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止膜、伝導性基板またはパターン、光伝導体、電子写真素子、有機発光トランジスタ(OLET)、有機スピンデバイスおよび有機プラズモン放出デバイス(OPED)から選択される。
【0209】
有機プラズモン放出デバイス(OPED)は好ましくは、Kollerらにより、Nature Photonics 2008,2,684−687に報告されているようなデバイスと言える。少なくとも1のアノードおよびカソードが発光層からの表面プラズモンと結合できなくてはならないことを除いて、OPEDは、OLEDと同様である。OPEDは、本発明に従う1つのナノダイヤモンドイドまたは組成物を含むことが好ましい。
【0210】
電子写真素子は、基板、電極および電極上方の電荷輸送層、並びに電極と電荷輸送層との間の任意の電荷発生層を含む。そこにおいて使用されるデバイスの詳細および変形および材料は、文献(Organic Photoreceptors for Xerography,Marcell Dekker,Inc.,Ed.by Paul M.Borsenberger & D.S.Weiss(1998))で言及される。そのようなデバイスは、上述および後述するような1つのナノダイヤモンドイドまたは混合物を含むことが好ましく、電荷輸送層に含むことが特に好ましい。
【0211】
好ましい有機スピンデバイスは、スピンバルブデバイスであり、それはZ.H.XiongらによりNature、2004、Vol427、821に報告されるようなものであり、2つの強磁性電極と、2つの強磁性電極の間の有機層とを含み、ここにおいて、少なくとも1つの有機層は本発明に従う化合物を含み、強磁性電極は、Co、Ni、Fe若しくはその合金、またはReMnO
3若しくはCrO
2から構成され、ここにおいてReは希土類元素である。
【0212】
有機発光電気化学セル(OLEC)は、2つの電極と、その間にある電解質および蛍光種の混合物または混成物とを含み、それはPeiおよびHeegerにより、Science、1995、269、1086−1088において最初に報告されている通りである。本発明に従うナノダイヤモンドイドまたは組成物はそのようなデバイスにおいて使用されることが望ましい。
【0213】
色素増感太陽電池(DSSC)は、電極/色素増感TiO
2多孔性薄膜/電解質/対極を含み、それはO’ReganおよびGratzelによりNature、1991、353、737−740において最初に報告された通りである。液体電解質は、固体正孔輸送層により置き換えられてもよく、それはNature、1998、395、583−585において報告されている通りである。
【0214】
特に好ましくは、有機発光ダイオード(OLED)であることを特徴とする本発明に従う電子デバイスである。
【0215】
OLEDにおいて見るとき、層の典型的な並びは、例えば:
− 任意の第1の基板、
− アノード層、
− 任意の正孔注入層(HIL)、
− 任意の正孔輸送層(HTL)および/または電子阻止層(EBL)、
− 任意の活性層、それは電気的または光学的な励起において、エキシトンを生ずる、
− 任意の電子輸送層(ETL)および/または正孔阻止層(HBL)、
− 任意の電子注入層(EIL)、
− 少なくとも1つのナノダイヤモンドイドと任意の少なくとも1つの有機機能性物質とを含む任意の層、
− カソード層、
− 任意の第2の基板、
である。
【0216】
挙げられた層構造の並びは、代表的なものである。他の並びも可能である。上述のデバイスにおける活性層に依存して、異なる光電子デバイスが得られるだろう。第1の好ましい実施形態において、活性層は、アノードとカソードとの間に電圧を適用することにより電気的励起においてエキシトンを生じ、更に、エキシトンの放射崩壊において光を放出する。一般に、これは発光デバイスと呼ばれる。もう一つの好ましい実施形態において、活性層は、光を吸収することによりエキシトンを生じ、更に、エキシトンの解離により自由電荷担体を生じる。一般に、これは光起電性または太陽電池と呼ばれる。
【0217】
ここで使用されるとき、用語、中間層は、ポリマー発光ダイオード(PLED)中の正孔注入層(または緩衝層)と発光層との間の層と定義され、それは電子阻止層であり、例えば、WO2004/084260 A2に開示される通りである。
【図面の簡単な説明】
【0218】
【
図1】
図1は、本発明に従う小分子に基づくOLEDのための好ましいデバイス構造を示し、ここで層1はナノダイヤモンドイドからなる薄膜であり、好ましくは20nm未満、特に好ましくは10nm未満の厚さを有し、特に非常に好ましくはナノダイヤモンドイドの単一層である。カソード電極は、Ba、Mg、Al、Au、Ag、ITO、特に好ましくはAlおよびAu、またはそれらの組み合わせから選択されてよい。
【
図2】
図2は、カソード/LEP/中間層/HIL/アノードを含むポリマーに基づくOLEDのための最先端のデバイス構造を示す。
【
図3】
図3は、本発明に従うポリマーに基づくOLEDのための好ましいデバイス構造を示し、ここで層2はナノダイヤモンドイド、例えばテトラマンタンからなる薄膜である。層2の厚さは、好ましくは20nm未満、特に好ましくは10nm未満であり、特に非常に好ましくはナノダイヤモンドイドの単一層である。カソードは、Ba、Mg、Al、Au、Ag、ITO、好ましくはAlおよびAu、またはそれらの組み合わせから選択されてよい。
【
図4】
図4は、本発明に従うOLEDのための好ましいデバイス構造を示し、ここで層6はナノダイヤモンドイドおよび発光有機物質を含み、それは、小分子またはポリマーまたはその組合せの何れかである。カソードは、Ba、Mg、Al、Au、AgおよびITO、好ましくはAlおよびAu、またはそれらの組合せから選択されてよい。
【
図5】
図5は、本発明に従う小分子(a)およびポリマー(b)に基づくOLEDのための好ましい新しいデバイス構造を示し、ここで層3はナノダイヤモンドイド、好ましくはテトラマンタンおよび特に好ましくはアノード上でアンカーとして役立つ基で官能化されたテトラマンタンを含む薄膜である。層3の厚さは、好ましくは20nm未満、特に好ましくは10nm未満である。特に非常に好ましい層3は、ナノダイヤモンドイドを含む単一層である。アノードは、Au、Ag、PtおよびITO、特に好ましくはAg、AuおよびITO、またはそれらの組合せから選択されてよい。
【
図6】
図6は、小分子(a)およびポリマー(b)に基づくOLEDのための好ましい新しいデバイス構造を示し、ここで層5はAuの薄膜であり、好ましくは5nm未満、特に好ましくは2nm未満の厚さを有する。層4は、ナノダイヤモンドイド、好ましくはテトラマンタンおよび特に好ましくはAu表面上でアンカーとして役立つ基で官能化されたテトラマンタンを含む薄膜である。これは例えば、ナノダイヤモンドイドの骨格への、好ましくはテトラマンタンへのチオール基の導入によって達成されてもよい。特に非常に好ましくは、層4は、ナノダイヤモンドイドの単一層である。アノードは、透明金属酸化物、例えばITO、IZO、SnO
2、または導電炭素ナノチューブおよび/またはグラフェンに基づく組成物から選択されてもよい。
【0219】
多種多様な更なるデバイス構造が可能であり、当業者は、独創性を伴わずに本発明の開示に基づいてデバイス構造を明示できる。
【0220】
本発明はまた本発明に従う配合物および/または組成物を使用する電子デバイスの製造のための方法に関する。
【0221】
現代のマイクロエレクトロニクスにおける小構造またはパターンを生成し、生産コストおよび電力消費を低減することが望ましい。本発明の層のパターニングは例えばフォトリソグラフィー、電子ビームリソグラフィー、ナノ−インプリントリソグラフィー(例えば、サイエンス1999、283、661−663に報告される通り)または「ディップペン」ナノリソグラフィー(例えば、サイエンス1999、283、661−663に報告されている通り)によって実行されてよい。
【0222】
電子または光電子デバイスにおける薄層としての使用のために、本発明のナノダイアモンドナイド、組成物および配合物は、何れかの適切な方法により堆積されてよい。OLEDのようなデバイスにとって、液体コーティングは真空堆積技術に比べてより好ましい。溶液堆積のための方法は好ましい。
【0223】
従って、本発明はまた電子デバイスを製造する方法に関し、デバイスの少なくとも1つの層が溶液によりコーティングされることを特徴とする。
【0224】
好ましくは、電子デバイスを製造する方法は印刷方式である。
【0225】
本発明の好ましい印刷方式は、スピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、ドクターブレード印刷から選択され、特に好ましくはインクジェット印刷である。
【0226】
本発明の更に好ましい印刷方式は、浸漬コーティング、活版印刷、ローラー捺染、リバースローラー捺染、オフセットリソグラフィー印刷、ウェブ印刷、スプレーコーティング、ブラシコーティングまたはパッド印刷、およびスロット−ダイコーティングである。
【0227】
インクジェット印刷またはマイクロディスペンスによって適用されるために、本発明のナノダイヤモンドイドまたはその組成物若しくは配合物は、まず最初に適切な溶媒に溶解されるべきである。溶媒は、上述で規定された必要条件を満たさなければならず、かつ選択された印刷ヘッドにおいて何れの有害作用を有するべきではない。加えて、印刷ヘッドの内部での溶液が完全に乾燥しきることにより引き起こされる操作性の問題を防ぐために、溶媒は、100℃よりも高い、好ましくは140℃よりも高い、特に好ましくは150℃よりも高い沸点を有するべきである。前述した溶媒を除けば、適切な溶媒は、置換および未置換キシレン誘導体、ジ−C
1−2−アルキルホルムアミド、置換および未置換アニソールおよび他のフェノール−エーテル誘導体、置換複素環、例えば、置換ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピロリジン、置換および未置換N,N−ジ−C
1−2−アルキルアニリンおよび他のフッ素化または塩素化芳香族を含む。
【0228】
本発明に従うナノダイヤモンドイド、組成物または配合物をインクジェット印刷により堆積するための好ましい溶媒は、ベンゼン誘導体を含み、それは1つまたはそれ1以上の置換基により置換されたベンゼン環を有し、ここで1つまたは1以上の置換基中の炭素原子の総数は少なくとも3つである。例えば、ベンゼン誘導体は少なくともプロピレン基または少なくとも3つのメチル基で置換されてもよい。そのような溶媒は、形成されるべきインクジェット流体がポリマーと共に溶媒を含むことを可能にし、それはスプレー中のノズルの目詰まりと成分の分離とを低減または防ぐ。溶媒は、これに限定するものではないが、ドデシルベンゼン、1−メチル−4−tert−ブチルベンゼン、テルピネオールリモネン、イソズレン、テルピノレン、シメン、ジエチルベンゼンから選択される少なくとも1つの溶媒を含む。溶媒または2または2以上の溶媒の組み合わせは、100℃よりも高い、好ましくは140℃よりも高い沸点を有する。またそのような溶媒は堆積された層中の膜構成を促進し、かつ層中の不具合を減少する。
【0229】
インクジェット流体は、溶媒、結合剤およびナノダイヤモンドイドの組成物であり、ここでまたナノダイヤモンドイドは本発明に従う組成物および配合物に従って使用されてよく、インクジェット流体は、好ましくは20℃で1〜100mPa・s、特に好ましくは1〜50mPa・s、特に非常に好ましくは1〜30mPa・sの粘度を有する。
【0230】
本発明のナノダイヤモンドイドまたは組成物または配合物は、少なくとも1つの更なる成分をさらに含んでよい。この更なる成分は、界面活性化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水性化剤、接着剤、流動改質剤、脱泡剤、脱気装置、希釈剤、それは反応性または非反応性であってよく、補助剤、着色剤、染料または顔料、増感剤、安定剤または阻害物質から好ましくは選択される。
【0231】
また特に、ナノダイヤモンドイド、ナノダイヤモンドイドを含む組成物、または組成物の他の化合物が適切な溶解度を有さない、または所望の溶媒に溶解しない場合には、本発明の組成物は気相から堆積されてもよい。
【0232】
従って、本発明はまた、電子デバイスの製造のための方法であって、少なくとも1つの機能性層が気相蒸堆積、および熱真空相堆積により堆積されることを特徴とする方法に関する。
【0233】
堆積のための異なる技術が、本発明に従うデバイスを完成するために適用されてもよい。使用される技術は例えば堆積されるべき物質に依存する。従って、1つの層の気相堆積の後に、例えばスピンコーティングによる別の層の堆積が続いてもよい。
【0234】
気相堆積法は、熱真空蒸着、有機蒸発噴射印刷(OVJP)(Appl.Phys.Lett.(08),92,053301/1−053301/3)、および当業者に知られる何れか他の標準技術から選択されてよい。
【0235】
本発明の前述の実施形態のために変形がなされることは可能であり、同時にそれが本発明の範囲内に依然として収まることは十分に理解されるだろう。本明細書において開示された各々の特徴は、他に言及がない限り、同じ、均等または同様の目的を果たす代替的な特徴により置き換えられてもよい。従って、他に言及がない限り、開示された各々の特徴は、一般的な一連の均等または同様の特徴の単に1つの例である。
【0236】
本明細書に開示された全ての特徴は、何れかの組み合わせにおいて、組み合わされてもよいが、そのような特徴および/または工程の少なくとも幾つかが、互いに排他的な組み合わせを除く。特に、本発明の好ましい特徴は、本発明の全ての態様に対して適用され、何れかの組み合わせにおいて使用されてもよい。同様に、不必要な組み合わせにおいて記載される特徴は(組み合わせにおいてではなく)独立して使用されてよい。
【0237】
上述において記載された、とりわけ好ましい実施形態の多くの特徴は、それら独自の権利において特許性を有し、本発明の実施形態の一部分としてのみのものではないことは十分に理解されるだろう。独立した保護が、現在請求されている何れかの発明に加えて、またはそれに代えて要求されてもよい。
【0238】
ここに開示されるような教示は、短く纏められてもよく、開示された他の例と組み合わされてもよい。
【0239】
本発明の他の特徴は、以下の典型的な実施形態の記載の過程において明らかになり、それは本発明を説明するために挙げられたものであり、それに制限するべきことを意図するものではない。
【0240】
実施例
例1−ポリマー性物質
次のポリマーはスズキカップリングを使用することによって合成される。反応は、当業者に周知の合成方法に従って実行されてよい。方法は、例えばWO2003/048225に記述される。
【0241】
中間層として用いられるポリマーIL1は、示される通りのモル%で次のモノマーを含むコポリマーである。
【化23】
【0242】
結果として得られるポリマーの分子量は、200000から300000g/モルに分布する。
【0243】
発光ポリマー(LEP)として用いられるポリマーLEP1は、示される通りのモル%で次のモノマーを含むコポリマーである。
【化24】
【0244】
結果として得られるポリマーの分子量は、300000から400000g/モルに分布する。
【0245】
例2−ナノダイヤモンドイド
次のナノダイヤモンドイド;テトラマンタンおよびテトラマンタン−6Sを本発明で用いる。
【化25】
【0246】
テトラマンタン−6Sの合成は当業者に周知の合成方法に従って行う。合成経路は、例えばOrganic Letters,2006、Vol.8,No.9, 1767−1770に報告されている。
【0247】
例3:配合物1
LEP1およびテトラマンタンを含む配合物1は、次のような当業者に周知の方法に従って製造される:
1)80mgのLEP1および20mgのテトラマンタンを10mlのトルエンに溶解する;
2)清澄な溶液が得られるまで配合物を撹拌する;
3)Millipore Millex LS、疎水性のPTFE 5.0μmを使用して溶液を濾過する。
【0248】
配合物1は、コーティングによりLEまたはETLを含む発光層を構築するために使用されてよい。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0249】
例4−組成物1
LEP1およびテトラマンタンを含む固体粉末組成物1は、配合物1の溶媒を蒸発することによって得られる。結果として得られる固体粉末は、更なる配合物を製造するために使用されてもよい。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0250】
例5:配合物2
LEP1およびテトラマンタン−6Sを含む配合物2は、次のような当業者に周知の方法に従って製造される:
1)80mgのLEP1および20mgのテトラマンタン−6Sを10mlのトルエンに溶解する;
2)清澄な溶液が得られるまで配合物を撹拌する;
3)Millipore Millex LS、疎水性のPTFE 5.0μmを使用して溶液を濾過する。
【0251】
配合物2は、コーティングによりLEPまたはETLを含む発光層を構築するために使用されてよい。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0252】
例6−組成物2
LEP1およびテトラマンタン−6Sを含む固体粉末組成物2は、配合物2の溶媒を蒸発することによって得られる。結果として得られる固体粉末は、更なる配合物を製造するために使用される。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0253】
例7:配合物3
LEP1およびテトラマンタン−6Sを含む配合物3は、次のような当業者に周知の方法に従って製造される:
1)40mgのIL1および10mgのテトラマンタン−6Sを10mlのトルエンに溶解する;
2)清澄な溶液が得られるまで配合物を撹拌する;
3)Millipore Millex LS、疎水性のPTFE 5.0μmを使用して溶液を濾過する。
【0254】
配合物3は、コーティングにより中間層を構築するために使用されてよい。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0255】
例8−組成物3
IL1およびテトラマンタン−6Sを含む固体粉末組成物3は、配合物3の溶媒を蒸発することにより得られる。結果として得られる固体粉末は、更なる配合物を製造するために使用される。適用される手順は、当業者に周知の標準技術である。
【0256】
例9:PLED1コントロールデバイス
図2に示される通りのPLED1は、当業者に周知の標準技術を使用する次の手順に従って製造される:
1)PEDOT(Baytron P AI 4083)をスピンコーティングによってITOコーティングガラス基板上に80nmの厚さで堆積し、次に180℃で10分間加熱する;
2)20nmのIL1をグローブボックス内で0.5wt%の濃度を有するトルエン溶液からスピンコーティングによって堆積する;
3)IL1層をグローブボックス内で180℃で1時間加熱する;
4)0.5〜1wt%の濃度でトルエン中にLEP1を含む配合物をスピンコーティングすることによってLEP層を堆積し、65nmの厚さを有する層を得る;
5)デバイスを180℃で10分間加熱する;
6)Ba/Alカソードを3nm/150nmの厚さで発光層上に蒸着により堆積する;
7)デバイスを封入する。
【0257】
例10:PLED2デバイス
図3に示される通りのPLED2は、当業者に周知の標準技術を使用する次の手順に従って製造される。
【0258】
1)〜4)例9で記述される通りの手順;
5)0.5%の濃度のペンタン中のテトラマンタン−6Sの溶液からスピンコーティングによりEILを堆積する。層の厚さは10nmである;
6)デバイスを180℃で10分間加熱する;
7)Ba/Al(3nm/150nm)カソードをEIL上に蒸着により堆積する;
8)デバイスを封入する。
【0259】
例11:PLED3デバイス
テトラメンタンを含む
図4に示される通りのPLED3を当業者に周知の標準方法を使用する次の手順に従って製造する。
【0260】
1)〜3)例9で記述される通りの手順;
4)配合物1をスピンコーティングにより堆積する。層の厚さは65nmである;
5)〜7)例9で記述される通りの手順。
【0261】
例12:PLED4デバイス
テトラメンタン−6Sを含む
図4に示される通りのPLED4は、当業者に周知の標準方法を使用する次の手順に従って製造される:
1)〜3)例9で記述される通りの手順;
4)配合物2をスピンコーティングによって堆積する。層の厚さは65nmである;
5)〜7)例9で記述される通りの手順。
【0262】
例13:PLED5デバイス
テトラメンタン−6SおよびAuカソードを含む
図6(b)に示される通りのPLED5は当業者に周知の標準方法を使用する次の手順に従って製造される。
【0263】
1)3−5nmのAuを真空熱蒸着によってITOコーティングガラス基板上に堆積する;
2)Au上のテトラマンタン−6Sの自己集合単一層(SAM)を、AuコーティングITOガラス基板を1wt%の濃度のエタノール/トルエン(1:1)中のテトラマンタン−6Sの溶液に2日間浸漬することによって完成する。次に基板をトルエンおよびエタノールで洗浄する。溶媒を加熱によって除去する(Science 2007,316,1460−1462);
3)0.5〜1wt%の濃度でトルエン中にLEP1を含む配合物をスピンコーティングすることによりLEP層を堆積する。層の厚さは65nmである;
4)NPB(20nm)を真空熱蒸着によってLEP層上にHILとして堆積する;
5)カソードをAu/Al(3nm/150nm)を発光層上に蒸着によって堆積する;
6)デバイスを封入する。
【0264】
例14:PLED6コントロールデバイス2
PLED6は、PLED5のためのコントロールデバイスとして製造される。PLED6は、PLED5と殆ど同じデバイス構造を有する(
図6(b)参照)。PLED5に対し、PLED6はテトラマンタン−6Sを含むSAMを有さない。
【0265】
PLED6は例13に概説されるような手順に従って製造されるが、工程2は行わない。
【0266】
例15:PLED1〜6における測定
デバイスPLED1〜6を当業者に周知の標準方法を使用する種々の物理特性について調査する。記録される特性は:電圧−電流ルミネッセンス(VIL)特性、エレクトロルミネッセンス(EL)スペクトル、カラーコーディネイト(CIE)、効率および駆動電圧である。
【0267】
対照としてPLED1を用いる比較を表1に纏め、ここにおいてUonはターンオン電圧を表し、U(100)は100ニトでの電圧であり、かつU(1000)は1000ニトでの電圧である。外部量子効率は、EQEとして略記される.
【表1】
【0268】
表1のデータは、OLED内のナノダイヤモンドイドの組み込みがOLEDの性能を有意に改善することを示す。最良の性能は、EIL(PLED2)としてテトラマンタン−6Sを用い、引き続いてテトラマンタン−6S(PLED4)を含む混合LEP層によって達成される。テトラマンタンおよびPLED1の混合物を含むOLEDは、コントロールデバイスPLED1に匹敵するか、または僅かに良好な性能を与える。
【0269】
PLED5は、従来の構造に比べて有益な特性を有する新しいデバイス構造を示す。表2は、PLED5とPLED6との間の比較を示し、SAMを除いて非常に類似したデバイス構造を有する。PLED6は、正孔単独デバイスのように作用する。光を放出せず、1つはエレクトロルミネッセンススペクトルを得られない。これに対し、カソードとしてAu/SAMを有するPLED5は良好な性能を伴い作用する。
【表2】
【0270】
例16:SMOLEDデバイス1および2
次に、小分子(SMOLED)に基づく更なるOLEDを製造し、比較する。
【0271】
ここで使用される機能性小分子物質を次の通り列記する:HTM1はHTLに、ETM1はETLに用いられ、EMLは両SMOLEDのために体積比が95:5のホスト1とエミッタ1との混合物からなる。エミッタ1の合成は、WO2008/006449A1に開示される。
【化26】
【0272】
SMOLEDの製造は、WO2004/058911またはWO2008/006449に記述されるような手順に従って行われる。PEDOT層を除いて、他の全ての有機層を真空熱蒸着によって堆積する。SMOLEDを次の通りに製造する:
SMOLED1は、
図5aに示される通りの本発明の好ましいデバイス構造に従うOLEDであるが、HILは省略される。SMOLED1の層構造は、ITO/Au(3nm)/SAM/ETM1(20nm)/ホスト1:5%エミッタ1(30nm)/HTM1(60nm)/Au(150nm)であり、ここにおいてSAMはテトラマンテン−6Sの自己集合単一層である。積層ITO/Au(3nm)/SAM/はカソードとして用いられ、例13のPLED5のために概説されるものと同じ手順に従って製造される。
【0273】
SMOLED2は、SMOLED1と同じ構造を有するが、AuおよびETLを含む層の間にSAMがない。SMOLED2の構造は、ITO/Au(3nm)/ETM1(20nm)/ホスト1:5%エミッタ1(30nm)/HTM1(60nm)/Au(150nm)である。
【0274】
SMOLED1およびSMOLED2を分析し、それらの性能特徴を表3に纏める。PLEP6と同様に、SMOLED1は電子がITO/Auから注入できないので、光を放出しない。
【0275】
SMOLED1の性能はSMOLED2に比べて有意に改良される。
【表3】
以下に、本願発明の態様を付記する。
1. 少なくとも1つのナノダイヤモンドイドと少なくとも1つの有機機能性物質とを含む組成物。
2. 1に記載の組成物であって、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが水素終端または官能化されていることを特徴とする組成物。
3. 1または2に記載の組成物であって、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが、アダマンタン、ジアマンタン、トリアマンタン、テトラマンタン、ペンタマンタン、シクロヘキサマンタン、デカマンタン、高級ダイアモンドイド、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする組成物。
4. 1〜3の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が、ホスト物質、発光物質(EM)、正孔注入物質(HIM)、正孔輸送物質(HTM)、正孔阻止物質(HBM)、電子注入物質(EIM)、電子輸送物質(ETM)、電子阻止物質(EBM)、エキシトン阻止物質(ExBM)、光吸収物質、染料および金属錯体から選択されることを特徴とする組成物。
5. 1〜4の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が発光物質であることを特徴とする組成物。
6. 5に記載の組成物であって、発光物質が、少なくとも1つのホスト物質と少なくとも1つのエミッタ物質とを含み、ホスト物質が、アントラセン、ベンズアントラセン、ケトン、カルバゾール、トリアリールアミン、インデノフルオレン、フルオレン、スピロビフルオレン、フェナントレン、ジヒドロフェナントレン、チオフェン、トリアジン、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする組成物。
7. 1〜6の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が電子注入物質であり、それが、8−ヒドロキシキノリンの金属錯体、複素環式有機化合物、フルオレノン、フルオレニリデンメタン、ペリレンテトラカルボン酸、アントラキノンジメタン、ジフェノキノン、アントロンおよびアントラキノンジエチレンジアミン、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする組成物。
8. 1〜7の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が電子輸送物質であり、それが、イミダゾール、ピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、オキサジアゾール、キノリン、キノキサリン、アントラセン、ベンズアントラセン、ピレン、ペリレン、ベンズイミダゾール、トリアジン、ケトン、ホスフィンオキシド、フェナジン、フェナントロリン、トリアリールボラン、その異性体および誘導体から選択されることを特徴とする組成物
9. 1〜8の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が染料であり、それが、ペリレン、ルテニウム染料、フタロシアニン、アゾ染料、ペリレン−ジアミン、ポルフィリン、スクアライン、その異性体およびその誘導体から選択されることを特徴とする組成物。
10. 1〜9の1または1以上に記載の組成物であって、少なくとも1つの有機機能性物質が金属錯体であり、当該金属が、遷移金属、希土類元素、ランタニドおよびアクチニドから選択され、好ましくは前記金属がIr、Ru、Os、Eu、Au、Pt、Cu、Zn、Mo、W、Rh、PdおよびAgから選択されることを特徴とする組成物。
11. 1〜10の1または1以上に記載の組成物と少なくとも1つの有機溶媒とを含む配合物。
12. 電子デバイスまたは光電子デバイスを製造するための1〜10の1または1以上に記載の組成物または11に記載の配合物の使用。
13. 少なくとも1つの有機層と少なくとも2つの電極とを含む電子デバイスであって、少なくとも1つの有機層が、少なくとも1つの水素終端または官能化されたナノダイヤモンドイドを含むことを特徴とする電子デバイス。
14. 13に記載の電気デバイスであって、少なくとも1つの有機層が、少なくとも1つの水素終端または官能化されたナノダイヤモンドイド、好ましくは官能化されたナノダイヤモンドイドからなることを特徴とする電気デバイス。
15. 14に記載の電子デバイスであって、少なくとも1つの当該層が単一層であることを特徴とする電子デバイス。
16. 13〜15の1または1以上に記載の電子デバイスであって、少なくとも1つの有機層が1〜10の1または1以上に記載の少なくとも1つの組成物を含むことを特徴とする電子デバイス。
17. 13〜16の1または1以上に記載の電子デバイスであって、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドが少なくとも1つの電子注入層に混合されていることを特徴とする電子デバイス。
18. 13〜17の1または1以上に記載の電子デバイスであって、少なくとも1つのナノダイヤモンドイドを含む有機層が、少なくとも1つの電極に隣接する、好ましくはAu、AgおよびITOを含むカソードに好ましくは隣接することを特徴とする電子デバイス。
19. 13〜18の1または1以上に記載の電子デバイスであって、デバイスが、有機発光ダイオード、ポリマー発光ダイオード(PLED)、有機発光電気化学セル、有機電界効果トランジスタ(OFET)、薄膜トランジスタ(TFT)、有機太陽電池(O−SC)、有機レーザーダイオード(O−laser)、有機集積回路(O−IC)、無線IC(RFID)タグ、光検出器、センサー、論理回路、記憶素子、キャパシタ、電荷注入層、ショットキーダイオード、平坦化層、帯電防止膜、導電性基板またはパターン、光導電体、電子写真素子、有機発光トランジスタ(OLET)、有機スピンデバイスおよび有機プラズモン放出デバイス(OPEDs)から選択され、好ましくは有機発光ダイオードから選択される光放出デバイス、光変換デバイス、集光デバイスまたは光センサーデバイスであることを特徴とする電子デバイス。
20. 11に記載の配合物または1〜10の1または1以上に記載の組成物を使用することによる13〜19の何れか1項に記載の電子デバイスを製造する方法。
21. 20に記載の方法であって、デバイスの少なくとも1つの層が溶液からコーティングされていることを特徴とする方法。
22. 20または21に記載の方法であって、使用される方法が、印刷方法であり、好ましくは印刷方式が、スピンコーティング、インクジェット印刷、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、ローラー捺染、リバースローラー捺染、ウェブ印刷およびパッド印刷から選択されることを特徴とする方法。
23. 20〜22の1または1以上に記載の方法であって、少なくとも1つの機能層が気相堆積および熱真空相堆積によって堆積されることを特徴とする方法。