JP7013459B2 - 有機機能材料の調合物 - Google Patents
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Description
- 第1の有機溶媒Aが250~350℃の範囲の沸点と15mPasより高い粘度を有し、
- 第2の有機溶媒Bが200~350℃の範囲の沸点と10mPas以下の粘度を有し、
- 第2の有機溶媒Bにおける少なくとも1種の有機機能材料の溶解度が5g/l以上であり、
- 第1の有機溶媒Aの沸点が第2の有機溶媒Bの沸点より少なくとも10℃高いことを特徴とする、調合物、
およびこれらの調合物を使用することにより調製されるエレクトロルミネッセントデバイスに関する。
背景技術
有機発光デバイス(OLED)は、長い間真空蒸着プロセスによって作成されてきた。
他の技法、たとえばインクジェット印刷が、その利点、たとえばコスト削減および規模拡大の可能性のため、最近徹底的に研究されている。多層印刷における主な課題の1つは、基板上に均一なインク堆積を得るための関連するパラメータを特定することである。こうしたパラメータ、たとえば表面張力、粘度、または沸点を誘発するため、幾つかの添加剤を調合物に添加することができる。
技術的課題および発明の目的
インクジェット印刷用の有機電子デバイスにおいて、多くの溶媒が提案されている。しかし、堆積および乾燥プロセス時に役割を果たす重要なパラメータの数が、溶媒の選択を非常に困難にしている。したがって、インクジェット印刷による堆積に使用される有機半導体を含有する調合物は、依然として改善する必要がある。本発明の1つの目的は、良好な層特性と効率性能を有する有機半導体層を形成するための制御された堆積を可能にする有機半導体の調合物を提供することである。本発明のさらなる目的は、たとえばインクジェット印刷法を用いて基板上に堆積させ乾燥させた場合に優れた膜均一性を可能とし、それにより、良好な層特性および効率性能をもたらす有機半導体の調合物を提供することである。
課題に対する解決法
本発明の上記の目的は、少なくとも1種の有機機能材料と、少なくとも2種の異なる有機溶媒である第1の有機溶媒Aおよび第2の有機溶媒Bとを含む調合物であって、第1の有機溶媒Aが250~350℃の範囲の沸点と15mPas以上の粘度を有し、第2の有機溶媒Bが200~350℃の範囲の沸点と10mPas以下の粘度を有し、第2の有機溶媒Bにおける少なくとも1種の有機機能材料の溶解度が5g/l以上であり、第1の有機溶媒Aの沸点が第2の有機溶媒Bの沸点より少なくとも10℃高いことを特徴とする、調合物を提供することによって解決される。
発明の効果
発明者らは、驚くべきことに、本発明の調合物の使用が、良好な層特性および性能を有する均一かつ明確に画定された機能材料の有機層を形成するための効果的なインクの堆積を可能にすることを発見した。
- 1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または3~12個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、-O-、-S-、-NR1-、-CO-O-、-C=O-、-CH=CH-または-C≡C-によって置きかえられていてもよく、1個以上の水素原子は、Fによって置きかえられていてもよい)、または4~14個の炭素原子を有し、1つ以上の非芳香族R1ラジカルによって置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール基であり、複数の置換基R1は、同じ環上または2つの異なる環上のいずれかで、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよく、あるいは、2つのRは、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい、4~14個の炭素原子を有する単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよいか、あるいは
- 4~14個の炭素原子を有し、1つ以上の非芳香族R1ラジカルによって置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール基であり、複数の置換基R1は、同じ環上または2つの異なる環上のいずれかで、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよく、あるいは、2つのRは、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい、4~14個の炭素原子を有する単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよい
のいずれかである。
Rは、
- 1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキル基または3~12個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、-O-、-S-、-NR1-、-CO-O-、-C=O-、-CH=CH-または-C≡C-によって置きかえられていてもよく、1個以上の水素原子は、Fによって置きかえられていてもよい)、または4~14個の炭素原子を有し、1つ以上の非芳香族R1ラジカルによって置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール基であり、複数の置換基R1は、同じ環上または2つの異なる環上のいずれかで、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよいか、あるいは、
- 4~14個の炭素原子を有し、1つ以上の非芳香族R1ラジカルによって置換されていてもよいアリールもしくはヘテロアリール基であり、複数の置換基R1は、同じ環上または2つの異なる環上のいずれかで、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよく、または、2つのRは、一緒になって複数の置換基R1によって置換されていてもよい、4~14個の炭素原子を有する単環もしくは多環式の脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を形成してもよい
のいずれかであり、
R1は、それぞれの場合において同一であるかまたは異なり、1~12個の炭素原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基、または3~20個の炭素原子を有する分枝もしくは環状アルキルもしくはアルコキシ基(ここで、1つ以上の隣接していないCH2基は、-O-、-S-、-CO-O-、-C=O-、-CH=CH-または-C≡C-によって置きかえられていてもよい)である)
による溶媒である。
による溶媒である。
による溶媒である。
第2の有機溶媒Bは、第1の有機溶媒Aと共に利用される。
Ten Angstromから入手可能である。好ましくは、ペンダントドロップ法を用いて表面張力を判定することができる。この測定技術は、バルク液体または気相中のニードルから液滴を分注する。液滴の形状は、表面張力と重力と密度差との関係に由来する。ペンダントドロップ法を用い、http://www.kruss.de/services/education-theory/glossary/drop-shape-analysisを使用して表面張力をペンダントドロップの影画像から計算する。一般に使用され市販されている高精度液滴形状分析ツール、即ちFirst Ten ÅngstromのFTA1000を使用して全ての表面張力測定を遂行した。表面張力は、ソフトウェアFTA1000によって決定される。測定は全て、20℃乃至25℃の範囲である室温で遂行した。標準的な操作手順は、新しい使い捨ての液滴分注システム(注射器およびニードル)を用いた各調合物の表面張力の決定を含む。各液滴は、後で平均化される60回の測定を伴う1分の持続時間に亘って測定される。各調合物について、3滴測定される。最終的な値が、前記測定を平均化したものである。ツールは、表面張力が周知の様々な液体に照らして定期的にクロスチェックされる。
HOMO(eV)=((HEh*27.212)-0.9899)/1.1206
LUMO(eV)=((LEh*27.212)-2.0041)/1.385
本願の目的のため、これらの値をそれぞれ材料のHOMOおよびLUMOエネルギー準位とみなすこととする。
Ar1、Ar2、Ar3は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、1つ以上のラジカルR1によって置換されていてもよい、5~30個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基であり、ただし、Ar2は、アントラセン、ナフタセンまたはペンタセンを表さず;
Xは、出現する毎に同一であるかまたは異なり、BR2、C(R2)2、Si(R2)2、C=O、C=NR2、C=C(R2)2、O、S、S=O、SO2、NR2、PR2、P(=O)R2およびP(=S)R2から選択される基であり;
R1、R2は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(Ar4)2、C(=O)Ar4、P(=O)(Ar4)2、S(=O)Ar4、S(=O)2Ar4、CR2=CR2Ar4、CHO、CR3=C(R3)2、CN、NO2、Si(R3)3、B(OR3)2、B(R3)2、B(N(R3)2)2、OSO2R3、1~40個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、または2~40個のC原子を有する直鎖アルケニルもしくはアルキニル基、または3~40個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(これらのそれぞれは、1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい)(ここで、各場合において1つ以上の隣接していないCH2基は、R3C=CR3、C≡C、Si(R3)2、Ge(R3)2、Sn(R3)2、C=O、C=S、C=Se、C=NR3、P(=O)R3、SO、SO2、NR3、O、SもしくはCONR3によって置きかえられていてもよく、1個以上のH原子は、F、Cl、Br、I、CNもしくはNO2によって置きかえられていてもよい)、または5~60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(これらは、各場合において1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい)、またはこれらの系の組合せであり;2つ以上の置換基R1またはR2は、互いに単環もしくは多環式の脂肪族もしくは芳香族環系を形成してもよく;
R3は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、または1~20個のC原子を有する脂肪族もしくは芳香族炭化水素ラジカルであり;
Ar4は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、1つ以上の非芳香族ラジカルR1によって置換されていてもよい、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;同じ窒素またはリン原子上の2つのラジカルArは、単結合または架橋Xにより互いに結合していてもよく;
m、nは、0または1であり、ただし、m+n=1であり;
pは、1、2、3、4、5または6であり;
ここで、Ar1、Ar2およびXは、一緒になって5員環または6員環を形成し、Ar2、Ar3およびXは、一緒になって5員環または6員環を形成し、ただし、式(1)の化合物中の符号Xが全て5員環中に結合しているか、または式(1)の化合物中の符号Xが全て6員環中に結合しているかのいずれかであり;
基Ar1、Ar2およびAr3中の全てのπ電子の合計は、p=1であるとき少なくとも28であり、p=2であるとき少なくとも34であり、p=3であるとき少なくとも40であり、p=4であるとき少なくとも46であり、p=5であるとき少なくとも52であり、p=6であるとき少なくとも58であることを特徴とし;
ここで、n=0またはm=0は、対応する基Xが存在せず、代わりに水素または置換基R1がAr2およびAr3の対応する位置に結合していることを意味する)
の炭化水素である。
Ar1は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、1つ以上のラジカルR1によって置換されていてもよい、6~18個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基であり;
Ar2は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、6個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基であり;
X1は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、BR3、C(R3)2、-C(R3)2-C(R3)2-、-C(R3)2-O-、-C(R3)2-S-、-R3C=CR3-、-R3C=N-、Si(R3)2、-Si(R3)2-Si(R3)2-、C=O、O、S、S=O、SO2、NR3、PR3またはP(=O)R3であり;
R1、R2、R3は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R4、CN、Si(R4)3、N(R4)2、P(=O)(R4)2、OR4、S(=O)R4、S(=O)2R4、1~20個のC原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基、または3~20個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキルもしくはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上記言及した基はそれぞれ、1つ以上のラジカルR4によって置換されていてもよく、上記言及した基中の1つ以上のCH2基は、-R4C=CR4-、-C≡C-、Si(R4)2、C=O、C=NR4、-C(=O)O-、-C(=O)NR4-、NR4、P(=O)(R4)、-O-、-S-、SOもしくはSO2によって置きかえられていてもよい)、または各場合において1つ以上のラジカルR4によって置換されていてもよい、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(ここで、2つ以上のラジカルR3は、互いに結合していてもよく、環を形成してもよい)であり;
R4は、出現する毎に、同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、C(=O)R5、CN、Si(R5)3、N(R5)2、P(=O)(R5)2、OR5、S(=O)R5、S(=O)2R5、1~20個のC原子を有する直鎖アルキルもしくはアルコキシ基、または3~20個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキルもしくはアルコキシ基、または2~20個のC原子を有するアルケニルもしくはアルキニル基(ここで、上記言及した基はそれぞれ、1つ以上のラジカルR5によって置換されていてもよく、上記言及した基中の1つ以上のCH2基は、-R5C=CR5-、-C≡C-、Si(R5)2、C=O、C=NR5、-C(=O)O-、-C(=O)NR5-、NR5、P(=O)(R5)、-O-、-S-、SOもしくはSO2によって置きかえられていてもよい)、または各場合において1つ以上のラジカルR5によって置換されていてもよい、5~30個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系(ここで、2つ以上のラジカルR4は、互いに結合していてもよく、環を形成してもよい)であり;
R5は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、または1~20個のC原子を有する脂肪族、芳香族もしくはヘテロ芳香族有機ラジカルであって、加えて、1個以上のH原子は、DもしくはFによって置きかえられていてもよく;ここで、2つ以上の置換基R5は、互いに結合していてもよく、環を形成してもよく;
ここで、2つの基Ar1の少なくとも一方は、10個以上の芳香族環原子を含有しなければならず;
ここで、2つの基Ar1の一方がフェニル基である場合、2つの基Ar1の他方は、14個を超える芳香族環原子を含有してはならない)
の炭化水素である。
Ar1は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、各場合において1つ以上のラジカルR1によって置換されていてもよい、6~18個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基を表し、ここで、式(1)中の基Ar1少なくとも1つは10個以上の芳香族環原子を有し;
Ar2は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、各場合において1つ以上のラジカルR1によって置換されていてもよい、6個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基を表し;
Ar3、Ar4は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、各場合において1つ以上のラジカルR1によって置換されていてもよい、5~25個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系を表し;
Eは、出現する毎に同一であるかまたは異なり、-BR0-、-C(R0)2-、-C(R0)2-C(R0)2-、-C(R0)2-O-、-C(R0)2-S-、-R0C=CR0-、-R0C=N-、Si(R0)2、-Si(R0)2-Si(R0)2-、-C(=O)-、-C(=NR0)-、-C(=C(R0)2)-、-O-、-S-、-S(=O)-、-SO2-、-N(R0)-、-P(R0)-および-P((=O)R0)-から選択され、2つの基Eは、互いに対してcis-またはtrans-位置にあってもよく;
R0、R1は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar5)2、C(=O)Ar5、P(=O)(Ar5)2、S(=O)Ar5、S(=O)2Ar5、NO2、Si(R2)3、B(OR2)2、OSO2R2、1~40個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3~40個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらのそれぞれは、1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい)(ここで、各場合において1つ以上の隣接していないCH2基は、R2C=CR2、C≡C、Si(R2)2、Ge(R2)2、Sn(R2)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R2)、SO、SO2、O、SまたはCONR2によって置きかえられていてもよく、1個以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2によって置きかえられていてもよい)、各場合において1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5~60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、または1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい、5~40個の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(ここで、2つの隣接する置換基R0および/または2つの隣接する置換基R1は、1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成してもよい)を表し;
R2は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CHO、CN、N(Ar5)2、C(=O)Ar5、P(=O)(Ar5)2、S(=O)Ar5、S(=O)2Ar5、NO2、Si(R3)3、B(OR3)2、OSO2R3、1~40個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3~40個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(これらのそれぞれは、1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい)(ここで、各場合において1つ以上の隣接していないCH2基は、R3C=CR3、C≡C、Si(R3)2、Ge(R3)2、Sn(R3)2、C=O、C=S、C=Se、P(=O)(R3)、SO、SO2、O、SまたはCONR3によって置きかえられていてもよく、1個以上のH原子は、D、F、Cl、Br、I、CNまたはNO2によって置きかえられていてもよい)、各場合において1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい5~60個の芳香族環原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系、または1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい、5~60個の芳香族環原子を有するアリールオキシ基(ここで、2つの隣接する置換基R2は、1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい単環もしくは多環式の脂肪族環系もしくは芳香族環系を形成してもよい)を表し;
R3は、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、CN、1~20個のC原子を有する直鎖アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基、または3~20個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキル、アルコキシもしくはチオアルキル基(ここで、各場合において1つ以上の隣接していないCH2基は、SO、SO2、O、Sによって置きかえられていてもよく、1個以上のH原子は、D、F、Cl、BrもしくはIによって置きかえられていてもよい)、または5~24個のC原子を有する芳香族もしくはヘテロ芳香族環系を表し;
Ar5は、各場合において1つ以上のラジカルR3によって置換されていてもよい5~24個の芳香族環原子、好ましくは5~18個の芳香族環原子を有する芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;
nは、1~20の整数であり;
ここで、nが1に等しく、基Ar3またはAr4の少なくとも一方がフェニル基を表す場合、式(1)の化合物は、2~40個のC原子を有する直鎖アルキル基または3~40個のC原子を有する分枝もしくは環状アルキル基(これらのそれぞれは、1つ以上のラジカルR2によって置換されていてもよい)を表す少なくとも1つの基R0またはR1を持つ)
の炭化水素である。
群1:正孔注入および/または正孔輸送特性を生成することができる構造要素;
群2:電子注入および/または電子輸送特性を生成することができる構造要素;
群3:群1および群2に関連して記載される特性を併せ持つ構造要素;
群4:発光特性、特にリン光基を有する構造要素;
群5:いわゆる一重項状態から三重項状態への移行を改善する構造要素;
群6:結果として得られるポリマーの形態または発光色に影響を与える構造要素;
群7:典型的には骨格として使用される構造要素。
Ar1は、各場合において、異なる反復単位に対して同一であるかまたは異なり、単結合、または任意に置換されていてもよい単環式もしくは多環式アリール基であり;
Ar2は、各場合において、異なる反復単位に対して同一であるかまたは異なり、任意に置換されていてもよい単環式または多環式アリール基であり;
Ar3は、各場合において、異なる反復単位に対して同一であるかまたは異なり、任意に置換されていてもよい単環式または多環式アリール基であり;
mは、1、2または3である)。
Raは、出現する毎に同一であるかまたは異なり、H、置換もしくは無置換芳香族もしくはヘテロ芳香族基、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アラルキル、アリールオキシ、アリールチオ、アルコキシカルボニル、シリルもしくはカルボキシル基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、またはヒドロキシ基であり;
rは、0、1、2、3または4であり、
sは、0、1、2、3、4または5である)。
T1およびT2は、チオフェン、セレノフェン、チエノ[2,3-b]チオフェン、チエノ[3,2-b]チオフェン、ジチエノチオフェン、ピロールおよびアニリンから独立して選択され、ここで、これらの基は1つ以上のラジカルRbによって置換されていてもよく;
Rbは、出現する毎にハロゲン、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0R00、-C(=O)X、-C(=O)R0、-NH2、-NR0R00、-SH、-SR0、-SO3H、-SO2R0、-OH、-NO2、-CF3、-SF5、任意に置換されていてもよく任意に1個以上のヘテロ原子を含有していてもよい、1~40個の炭素原子を有する任意に置換されていてもよいシリル、カルビルまたはヒドロカルビル基から独立して選択され;
R0およびR00は、それぞれ独立してH、または任意に置換されていてもよく任意に1個以上のヘテロ原子を含有していてもよい、1~40個の炭素原子を有する任意に置換されていてもよいカルビルもしくはヒドロカルビル基であり;
Ar7およびAr8は、互いに独立して、任意に置換されていてもよく任意に隣接するチオフェンまたはセレノフェン基の一方または両方の2,3位に結合していてもよい、単環式または多環式アリールまたはヘテロアリール基を表し;
cおよびeは、互いに独立して0、1、2、3または4であり、ここで、1<c+e≦6であり;
dおよびfは、互いに独立して0、1、2、3または4である)。
A、BおよびB’はそれぞれ、また、異なる反復単位に対して同一であるかまたは異なっており、好ましくは-CRcRd-、-NRc-、-PRc-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-、-CS-、-CSe-、-P(=O)Rc-、-P(=S)Rc-および-SiRcRd-から選択される二価基であり;
RcおよびRdは、出現する毎にH、ハロゲン、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0R00、-C(=O)X、-C(=O)R0、-NH2、-NR0R00、-SH、-SR0、-SO3H、-SO2R0、-OH、-NO2、-CF3、-SF5、任意に置換されていてもよく任意に1個以上のヘテロ原子を含有していてもよい1~40個の炭素原子を有する任意に置換されていてもよいシリル、カルビルまたはヒドロカルビル基から独立して選択され、ここで、RcおよびRdは、任意にそれらが結合しているフルオレンラジカルと共にスピロ基を形成してもよく;
Xは、ハロゲンであり;
R0およびR00はそれぞれ独立して、H、または任意に置換されていてもよく任意に1個以上のヘテロ原子を含有していてもよい、1~40個の炭素原子を有する任意に置換されていてもよいカルビルもしくはヒドロカルビル基であり;
gは、各場合において、独立して0または1であり、hは、各場合において、独立して0または1であり、ここで、副単位中のgとhの合計は好ましくは1であり;
mは、1以上の整数であり;
Ar1およびAr2は、互いに独立して任意に置換されていてもよく任意にインデノフルオレンの7,8位または8,9位に結合されていてもよい単環式または多環式アリールまたはヘテロアリール基を表し;
aおよびbは、互いに独立して0または1である)。
Lは、H、ハロゲン、または1~12個のC原子を有する任意にフッ素化されていてもよい直鎖状もしくは分枝アルキルもしくはアルコキシ基であり、好ましくはメチル、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を表し;
L’は、1~12個のC原子を有する任意にフッ素化されていてもよい直鎖状または分枝アルキルまたはアルコキシ基であり、好ましくはn-オクチルまたはn-オクチルオキシを表す)。
ただし、混合マトリックス成分の所望の電子輸送および正孔輸送特性は、単一の混合マトリックス成分が主として、あるいは完全に併せ持っていてもよく、この場合、さらなる混合マトリックス成分(複数可)は、他の機能を果たす。ここで、2種の異なるマトリックス材料は、1:50~1:1、好ましくは1:20~1:1、より好ましくは1:10~1:1、最も好ましくは1:4~1:1の比で存在してもよい。混合マトリックス系は、好ましくはリン光有機エレクトロルミネッセントデバイスで利用される。混合マトリックス系に関するさらなる詳細は、たとえばWO2010/108579に見出すことができる。
1.本発明による調合物を用いて得ることができる電子デバイスは、従来の方法を用いて得られる電子デバイスと比較して、非常に高い安定性と非常に長い寿命を呈する。
2.本発明による調合物は、従来の方法を用いて加工することができ、その結果、費用優位性を実現することができる。
3.本発明による調合物に利用される有機機能材料は、特定の制約を何ら受けることなく、本発明の方法を包括的に利用することを可能とする。
4.本発明の調合物を用いて得ることができるコーティングは、特にコーティングの均一性に関して優れた品質を呈する。
本発明において開示されるそれぞれの特徴は、明確に排除されない限り、同一、同等または類似の目的を果たす代替的特徴によって置きかえることができる。したがって、本発明において開示されるそれぞれの特徴は、特に断らない限り、包括的シリーズの一例、または同等もしくは類似の特徴とみなすべきである。
A)膜形成
表1に示すように、正孔注入層(HIL)用に7g/L、正孔輸送層(HTL)用に7g/L、および発光層(EML)用に12g/Lで11種のインクを製造した。使用した材料は、以下のデバイス例において記載する。インクをインクジェット印刷し、乾燥後に膜プロファイルを測定した。溶媒3-フェノキシトルエンを参考として選び、HIL(図2)およびHTL(図4)ではU字形、EML(図8)では丘形の膜プロファイルを示している。1-フェニルナフタレン(PNA)を含有する溶媒を添加することにより、膜プロファイルが大幅な向上を示し、平坦な膜を実現できる。平坦な膜は、1-フェニルナフタレンの割合を0~5%に調節することにより実現できる。PNAは、他の溶媒、たとえばヘキサン酸シクロヘキシルおよびイソ吉草酸メンチルと共に機能する(表1参照)。より重要なことには、1-フェニルナフタレンは、全ての機能層に有効である。さらに、PNAは、溶媒混合物(3種以上の共溶媒)中でも機能することができる。例11では、HTLインク用にPNAを溶媒混合物(ヘキサン酸シクロヘキシル:ペンチルベンゼン70:27)に添加した。結果は、例6(ヘキサン酸シクロヘキシル中PNA)と同程度の平坦さを示している。これは、一般的な共溶媒としてPNAを添加すると、平坦な膜プロファイルが可能となることを意味する。検討対象の層に応じてPNA量のわずかな調節のみが必要である。
Hedgeはピクセルエッジの高さであり、Hcenterは、ピクセルの短軸方向で測定したピクセル中央部の高さである)。
インクがデバイス性能に適切であるかさらにチェックするため、3つのデバイスを作成した。デバイス構造を、図1に示す。デバイス例1は、全ての層を3-フェノキシトルエン中で印刷して調製し、デバイス例2は、HIL/HTLを3-フェノキシトルエン中で印刷し、EMLを3-フェノキシトルエン:1-フェニルナフタレン(98:2)の混合物中で印刷して調製する。デバイス例3は、HILを1-エチルナフタレン:1-フェニルナフタレン(99:1)で、HTLをヘキサン酸シクロヘキシル:1-フェニルナフタレン(98:2)中で、EMLを3-フェノキシトルエン:1-フェニルナフタレン(98:2)の混合物中で印刷して調製する。
作成方法の説明
予め構造化されたITOとバンク材料で被覆したガラス基板をイソプロパノール中とその後の脱イオン水中での超音波処理を用いて洗浄し、次いでエアガンを用いて乾燥させ、続いてホットプレート上にて230℃で2時間アニーリングした。
結果および考察
表2は、1000cd/m2での発光効率と外部量子効率(EQE)、および2000cd/m2でのデバイス寿命(LT90)をまとめたものである。実施例におけるデバイスは、参考とほぼ同じ性能を示している。寿命は特に、参考と同じくらいに高い値を示している。これらの結果から、新規な溶媒系は、デバイスに損傷を与えず、膜プロファイルを大幅に改善することがわかる。エレクトロルミネッセンス画像を図13(丘形EML)および図14(平坦EML)および図15(平坦EML)に示す。PNAを使用すると、膜プロファイルとエレクトロルミネッセンスが遙かに良好になることを明確に認めることができる。これは、発光色が膜厚に強く依存するトップエミッションデバイスの場合にとりわけ重要である。層が平坦ではない場合、トップエミッションデバイスの色がピクセル中で均一にはならない。
Claims (17)
- 少なくとも1種の有機機能材料と、少なくとも2種の異なる有機溶媒である第1の有機溶媒Aおよび第2の有機溶媒Bとを含有する調合物であって、
前記第1の有機溶媒Aが250~350℃の範囲の沸点と15mPasより高い粘度を有し、
前記第2の有機溶媒Bが200~350℃の範囲の沸点と10mPas以下の粘度を有し、
前記第2の有機溶媒Bにおける前記少なくとも1種の有機機能材料の溶解度が5g/l以上であり、
前記第1の有機溶媒Aの沸点が前記第2の有機溶媒Bの沸点より少なくとも10℃高く、
前記第1の有機溶媒Aが、ナフタレン誘導体、部分的に水素化されたナフタレン誘導体、完全に水素化されたナフタレン誘導体、インダン誘導体、および完全に水素化されたアントラセン誘導体から選択される
ことを特徴とする、調合物。 - 前記第1の有機溶媒Aの含有量が、前記調合物中の溶媒の総量を基準として0.1~50vol%の範囲であることを特徴とする、請求項1に記載の調合物。
- 前記第1の有機溶媒Aが、260~340℃の範囲の沸点を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の調合物。
- 前記第1の有機溶媒が、20mPasより高い粘度を有することを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載の調合物。
- 前記第2の有機溶媒Bの含有量が、前記調合物中の溶媒の総量を基準として50~99.9vol%の範囲であることを特徴とする、請求項1~4の何れか一項に記載の調合物。
- 前記第2の有機溶媒Bが、225~325℃の範囲の沸点を有することを特徴とする、請求項1~5の何れか一項に記載の調合物。
- 前記調合物が、15~70mN/mの範囲の表面張力を有することを特徴とする、請求項1~6の何れか一項に記載の調合物。
- 前記調合物が、0.8~50mPa・sの範囲の粘度を有することを特徴とする、請求項1~7の何れか一項に記載の調合物。
- 前記調合物中の前記少なくとも1種の有機機能材料の含有量が、前記調合物の全重量を基準として0.001~20重量%の範囲であることを特徴とする、請求項1~8の何れか一項に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の有機機能材料が、有機導電体、有機半導体、有機蛍光化合物、有機リン光化合物、有機光吸収化合物、有機感光性化合物、有機光増感剤、および他の有機光活性化合物、たとえば遷移金属、希土類、ランタニドおよびアクチニドの有機金属錯体からなる群から選択されることを特徴とする、請求項1~9の何れか一項に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の有機機能材料が、蛍光発光体、リン光発光体、ホスト材料、マトリックス材料、励起子阻止材料、電子輸送材料、電子注入材料、正孔伝導材料、正孔注入材料、nドーパント、pドーパント、ワイドバンドギャップ材料、電子阻止材料、および正孔阻止材料からなる群から選択されることを特徴とする、請求項10に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の有機機能材料が、正孔注入、正孔輸送、発光、電子輸送および電子注入材料からなる群から選択される有機半導体であることを特徴とする、請求項11に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の有機半導体が、正孔注入、正孔輸送および発光材料からなる群から選択されることを特徴とする、請求項12に記載の調合物。
- 前記正孔注入および正孔輸送材料が、高分子化合物または高分子化合物と非高分子化合物のブレンドであることを特徴とする、請求項12または13に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の発光材料が、低分子量を有する2種以上の異なる化合物の混合物であることを特徴とする、請求項12または13に記載の調合物。
- 前記少なくとも1種の有機機能材料と前記少なくとも2種の溶媒とが混合されることを特徴とする、請求項1~15の何れか一項に記載の調合物を調製する方法。
- エレクトロルミネッセントデバイスの少なくとも1つの層が、請求項1~15の何れか一項に記載の調合物を表面に堆積させ、続いて乾燥させることにより製造されることを特徴とする、エレクトロルミネッセントデバイスを製造する方法。
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