[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20000071604A - 중합체성 형광 물질 및 중합체 광 방출 소자 - Google Patents

중합체성 형광 물질 및 중합체 광 방출 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20000071604A
KR20000071604A KR1020000018252A KR20000018252A KR20000071604A KR 20000071604 A KR20000071604 A KR 20000071604A KR 1020000018252 A KR1020000018252 A KR 1020000018252A KR 20000018252 A KR20000018252 A KR 20000018252A KR 20000071604 A KR20000071604 A KR 20000071604A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
carbon atoms
alkyl
substituents
heterocyclic compound
Prior art date
Application number
KR1020000018252A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100723275B1 (ko
Inventor
노구치다카노부
도이슈지
기타노마코토
야마구치후미
Original Assignee
고오사이 아끼오
스미또모 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP11389799A external-priority patent/JP3747686B2/ja
Application filed by 고오사이 아끼오, 스미또모 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 filed Critical 고오사이 아끼오
Publication of KR20000071604A publication Critical patent/KR20000071604A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100723275B1 publication Critical patent/KR100723275B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00—Electroluminescent light sources
    • H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14—Carrier transporting layers
    • H10K50/15—Hole transporting layers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10—Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • H10K85/114—Poly-phenylenevinylene; Derivatives thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1007—Non-condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1011—Condensed systems
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1003—Carbocyclic compounds
    • C09K2211/1014—Carbocyclic compounds bridged by heteroatoms, e.g. N, P, Si or B
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1044—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing two nitrogen atoms as heteroatoms
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/917—Electroluminescent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

고체 상태에서 형광을 방출하며, 화학식 1의 반복 단위를 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상의 양으로 포함하는 중합체성 형광 물질을 제공한다.
화학식 1
위의 화학식 1에서,
X1은 -CR3=CR4-, -C≡C-, -SiR5R6-, -NR7-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -SO2-, 탄소-탄소 단일 결합, -O- 및 -S-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이다.
중합체성 형광 물질은 형광성이 강하고, 중합체 LED 및 레이저용 염료로서 적합하게 사용할 수 있다.

Description

중합체성 형광 물질 및 중합체 광 방출 소자{Polymeric fluorescent substance and polymer light emitting device}
본 발명은 중합체성 형광 물질, 광 방출 층에 이를 함유하는 중합체 광 방출 소자(이하, 중합체 LED로 칭함) 및 이를 사용하는 장치에 관한 것이다.
광 방출 물질로서 무기 발광 물질을 사용하는 무기 전기발광 소자(이하, 종종 무기 EL 소자로 칭함)는, 예를 들면, 배면광 및 디스플레이(예: 평면 디스플레이)의 편광원으로 사용되지만, 광 방출을 위해서는 고압의 변환 전류가 필요하다.
최근, 탕(Tang) 등은 광 방출 층으로서 유기 형광 염료가 전자사진술 등의 감광층에 사용되는 유기 하전 투명 화합물과 적층되어 있는 이중층 구조를 갖는 유기 전기발광 소자(이하, 종종 유기 EL 소자로 칭함)를 제작하였다[일본 공개특허공보 제(소)59-194393호]. 유기 EL 소자는 무기 EL 소자와 비교하여 낮은 구동 전압 및 높은 발광성 이외에 많은 색상의 광 방출을 용이하게 수득하는 특징이 있기 때문에, 소자 구조, 유기 EL 소자의 유기 형광 염료 및 유기 하전 투명 화합물에 대해 많은 시도가 보고되었다[참조: Jpn. J. Appl. Phys., 27, L269(1988), J. Appl. Phys., 65, 3610(1989)].
또한, 주로 저분자량의 유기 화합물을 사용하는 유기 EL 소자 이외에, 고분자량의 광 방출 물질을 사용하는 중합체 광 방출 소자(이하, 종종 중합체 LED로 칭함)가 다음 문헌에 제안되었다[참조: 국제공개공보 제90/13148호, 일본 공개특허공보 제(평)3-244630호, Appl. Phys. Lett., 58, 1982(1991)]. 국제공개공보 제90/13148호에는, 가용성 전구체의 필름을 전극 위에 형성시키고, 이를 열처리함으로써 전구체를 공액 중합체로 전환시켜 수득한 폴리(p-페닐렌 비닐렌)의 박막을 사용하는 EL 소자가 실시예에 기재되어 있다.
또한, 일본 공개특허공보 제(평)3-244630호에는, 자체가 용매에 가용성이고 열처리가 필요없는 특징을 갖는 공액 중합체가 예시되어 있다. 또한, 문헌[참조: Appl. Phys. Lett., 58, 1982(1991)]에는, 용매에 가용성인 중합체성 광 방출 물질 과 이를 사용하여 제작된 중합체 LED가 기재되어 있다.
중합체 LED는 면적이 넓은 필름을 형성하는 데 유리하며, 저분자량의 물질을 증착시키는 경우와 비교하여, 유기 층을 피복에 의해 용이하게 형성시킬 수 있으며, 생성된 필름의 기계적 강도가 이들의 고분자량 때문에 높을 것으로 생각되기 때문에 단가 절감면에서도 유리하다.
통상적으로, 이러한 중합체 LED에 사용되는 광 방출 물질로서, 위에서 언급한 폴리(p-페닐렌 비닐렌) 외에, 폴리플루오렌[참조: Jpn. J. Appl. Phys., 30, L1941(1991)], 폴리 p-페닐렌 유도체[참조: Adv. Mater., 4, 36(1992)] 등이 보고되어 있다.
선형 또는 측쇄 알킬 그룹 이외에, 측쇄로서 알콕시 그룹 또는 아릴 그룹을 갖는 광 방출 물질로서, 측쇄로서 사이클로알킬 그룹을 갖는 폴리티오펜 유도체[참조: Nature, 372, 444(1994)] 및 콜레스테릭 화합물의 알콕시 그룹을 갖는 폴리(p-페닐렌비닐렌)(국제공개공보 제94/20589호)이 보고되어 있다.
측쇄로서 페닐에테닐 그룹을 갖는 PPV가 문헌[참조: Macromolecules, 27, No. 19, 5239(1994)]에 보고되어 있다. 이러한 중합체는 용매에 항상 가용성이 아니기 때문에, PPV 유도체 박막은 중합체의 박막을 형성시킨 다음 열처리하여 수득하지만, 이러한 중합체의 광 방출 특성은 공지되어 있지 않다.
그러나, 광 방출 물질의 발광성의 양자 수율, 및 중합체 LED에 사용시 광 방출 물질의 구동 전압 및 광 방출 효율을 추가로 개선시킬 필요가 있다.
본 발명의 목적은 강력한 형광을 방출하는 중합체성 형광 물질, 중합체성 형광 물질을 사용함으로써 저전압에서 고효율로 구동시킬 수 있는 고성능 중합체 LED 및 소자를 제공하는 것이다.
본 발명자들은 이러한 상황의 관점에서 집중적으로 연구한 결과, 특정 치환체를 갖는 반복 단위를 함유하는 중합체성 형광 물질이 특히 강력한 형광을 방출하며 이러한 중합체성 형광 물질을 사용함으로써 저전압에서 고효율로 구동시킬 수 있는 고성능 중합체 LED 및 소자를 발견하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 한 개 이상의 화학식 1의 반복 단위를 포함하며, 기재한 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상인 중합체성 형광 물질[1]에 관한 것이다.
위의 화학식 1에서,
Ar1은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X1-Ar2로 나타낸 치환체 이외에 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar2는 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 5 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 5 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 한 개 이상의 치환체를 가지고; 이들 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
X1은 -CR3=CR4-, -C≡C-, -SiR5R6-, -NR7-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R3내지 R7은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)을 나타내며,
m은 1 내지 4, 바람직하게는 1의 정수이고,
R1및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며,
Ar2의 치환체 또는 R1내지 R7의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR8=CR9-, -C≡C-, -SiR10R11-, -NR12-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R8내지 R12는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
Ar2의 치환체 또는 R1내지 R7의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 1의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
n은 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 2의 반복 단위를 한 개 이상 포함하며, 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상인 중합체성 형광 물질[2]에 관한 것이다:
위의 화학식 2에서,
Ar3은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60이고 질소, 산소 및 규소로부터 선택된 한 개 이상의 원자를 갖는 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X2-Ar4로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar4는 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 포화 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이고; 이들 치환체 이외에 다른 치환체를 가질 수도 있고, 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
k는 1 내지 4의 정수이고,
X2는 탄소-탄소 단일 결합, -O- 및 -S-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며,
R13및 R14는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
Ar4의 치환체 또는 R13및 R14의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭 중의 하나일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR15=CR16-, -C≡C-, -SiR17R18-, -NR19-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R15내지 R19는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수 있으며,
Ar4의 치환체 또는 R13및 R14의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 2의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
l은 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 3의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 4의 반복 단위 한 개 이상을 포함하며 화학식 3의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이며, 화학식 3 및 화학식 4의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질[3]에 관한 것이다.
위의 화학식 3 및 화학식 4에서,
Ar5은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X3-Ar6으로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar6는 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하며,
X3은 -O-, -S-, -CR22=CR23-, -C≡C-, -SiR24R25-, -NR26-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R22내지 R26은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이다)을 나타내고,
i는 1 내지 4의 정수이며,
R20및 R21은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이고,
Ar4의 치환체 또는 R15내지 R21의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR27=CR28-, -C≡C-, -SiR29R30-, -NR31-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R27내지 R31은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
Ar6의 치환체 또는 R20내지 R26의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 3의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
j는 0 또는 1이고,
Ar7은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar8이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
Ar8은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하고,
g는 1 내지 4의 정수이며,
R32및 R33은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
Ar8의 치환체 또는 R32및 R33의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR34=CR35-, -C≡C-, -SiR36R37-, -NR38-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R34내지 R38은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
Ar8의 치환체 또는 R32및 R33의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 4의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
h는 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 5의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 6의 반복 단위를 한 개 이상을 포함하며, 화학식 5의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이며 화학식 5 및 화학식 6의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질[4]에 관한 것이다.
위의 화학식 5 및 화학식 6에서,
Ar9는 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X4-Ar10으로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수 있고, 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
Ar10은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이며,
X4는 -CR41=CR42-, -C≡C-, -SiR43R44-, -NR45-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R41내지 R45는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)이고,
e는 1 내지 4의 정수이며,
R39및 R40은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
Ar10의 치환체 또는 R39및 R45의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR46=CR47-, -C≡C-, -SiR48R49-, -NR50-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R46내지 R50은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
Ar10의 치환체 또는 R39내지 R45가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 5의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
f는 0 또는 1이고,
Ar11은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar12이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar12는 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하며,
c는 1 내지 4의 정수이고,
R51및 R52는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며,
Ar12의 치환체 또는 R51및 R52의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있고, 임의로, 다수의 알킬 그룹의 말단은 결합하여 환을 형성할 수 있으며; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR53=CR54-, -C≡C-, -SiR55R56-, -NR57-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R53내지 R57은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있고,
R51및 R52가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있으며,
화학식 6의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있고,
d는 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 7의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 8의 반복 단위 한 개 이상을 포함하며 화학식 7 및 화학식 8의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상이며 화학식 7의 반복 단위의 양이, 화학식 7 및 화학식 8의 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 9몰%인 중합체성 형광 물질[5]에 관한 것이다.
위의 화학식 7 및 화학식 8에서,
Ar13은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X5-Ar14로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수 있으며; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
Ar14는 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수 있고; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
X5는 -O- 및 -S-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
a는 1 내지 4의 정수이며,
R58및 R59는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
Ar14의 치환체 또는 R58및 R59의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR60=CR61-, -C≡C-, -SiR62R63-, -NR64-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R60내지 R64는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
Ar14의 치환체 또는 R58및 R59의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 7의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수 있으며,
b는 0 또는 1이고,
Ar15는 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar16이외의 다른 치환체를 가질 수 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
Ar16은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이고; 치환체를 추가로 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하고,
o는 1 내지 4의 정수이며,
R65및 R66은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며,
Ar16의 치환체 또는 R65및 R66의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR67=CR68-, -C≡C-, -SiR69R70-, -NR71-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹(여기서, R67내지 R71은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로부터 선택된 그룹으로 대체될 수도 있으며; 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
화학식 8의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
p는 0 또는 1이다.
또한, 본 발명은 둘 중 하나 이상이 투명하거나 반투명한 음극과 양극으로 이루어진 한 쌍의 전극과 전극 사이에 배치된 광 방출 층을 한 개 이상 포함하며, 화학식 1 내지 화학식 5의 중합체성 형광 물질이 광 방출 층에 함유되어 있는 중합체 광 방출 소자[6]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 도전성 중합체를 함유하는 층이 적어도 전극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 도전성 중합체를 함유하는 층이 위에서 기재한 전극에 인접하고 있는, [6]에 따르는 중합체 광 방출 소자[7]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 두께가 2㎚ 이하인 절연층이 적어도 전극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 절연층이 전극에 인접하고 있는, [6]에 따르는 중합체 광 방출 소자[8]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 음극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 위에서 기재한 광 방출 층과 인접하고 있는, [6] 내지 [8] 중의 하나에 따르는 중합체 광 방출 소자[9]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 양극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층과 인접하고 있는, [6] 내지 [8] 중 하나에 따르는 중합체 광 방출 소자[10]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 음극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층과 인접하고 있고, 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 양극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층과 인접하고 있는, [6] 내지 [8] 중의 하나에 따르는 중합체 광 방출 소자[11]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [6] 내지 [11] 중의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 편광원[12]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [6] 내지 [11] 중의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 세그먼트 디스플레이[13]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 [6] 내지 [11] 중의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 도트 매트릭스 디스플레이[14]에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 후광으로서 [6] 내지 [11] 중의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 액정 디스플레이[15]에 관한 것이다.
본 발명의 중합체성 형광 물질, 및 이를 사용하여 수득한 중합체 LED 및 소자를 이후 상세하게 설명한다.
본 발명의 중합체성 형광 물질의 양태 중 하나는 위에서 기재한 화학식 1 또는 화학식 2의 단위를 한 개 이상 포함하며, 위에서 기재한 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상인 중합체성 형광 물질이다. 반복 단위의 구조에 따라서 상이하지만, 위에서 기재한 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 중합체성 형광 물질의 다른 양태는 한 개 이상의 위의 화학식 3의 반복 단위와 한 개 이상의 위의 학식 4의 반복 단위를 포함하며, 화학식 3의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이고 화학식 3 및 화학식 4의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질: 위에서 기재한 화학식 5의 한 개 이상의 반복 단위와 위에서 기재한 화학식 6의 한 개 이상의 반복 단위를 포함하며, 화학식 5의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이고 위에서 기재한 화학식 5 및 화학식 6의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질: 또는 위에서 기재한 화학식 7의 한 개 이상의 반복 단위와 위에서 기재한 화학식 8의 한 개 이상의 반복 단위를 포함하며, 화학식 7의 반복 단위의 양이, 화학식 7 및 화학식 8의 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 9몰%이고 위에서 기재한 화학식 7 및 화학식 8의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질이다. 화학식 3 또는 화학식 5의 각각의 반복 단위의 양은 반복 단위의 구조에 따라 상이하지만, 0.1 내지 9몰%가 더욱 바람직하다.
여기서, Ar1, Ar5, Ar7, Ar9, Ar11, Ar13및 Ar15는 서로 독립적으로 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹이다.
이들 그룹은 중합체 형광 물질의 발광 특성을 열화시키기 않도록 선택하는 것이 유리할 수 있으며, 이들의 특정 예로는 다음 화학식 9 내지 화학식 22에 예시된 2가 그룹이 있다.
또한, Ar3의 예로는 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수 4 내지 60이고 질소, 산소 및 규소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 원자 한 개 이상을 갖는 헤테로사이클릭 화합물 그룹이 있으며, 화학식 9 내지 22로 예시되는 2가 기중에서, 질소, 산소 및 규소로 이루어진 그룹으로부터 선택된 한 개 이상의 원자를 갖지 않는 헤테로사이클릭 화합물 그룹은 제외된다.
위의 화학식 9 내지 화학식 22에서,
R은 수소원자, 화학식 1 내지 화학식 8에 기재된 치환체(비닐렌 그룹의 치환체 예외), 또는 기타 치환체이다.
여기서, 위의 화학식 1 내지 화학식 8에 기재된 치환체(비닐렌 그룹의 치환체 예외) 중에서 치환 가능한 치환체의 수는 1 내지 4이다. R이 수소원자 외의 다른 것을 나타낼 경우, 이의 예로는 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹 등이지만, 다른 치환체도 포함할 수 있다.
위에서 기재한 예에서, 다수의 R이 하나의 구조식에 존재하며, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고, 독립적으로 선택된다. 용매에서의 용해도를 향상시키기 위해서는, 치환체를 함유하는 반복 단위의 대칭 특성이 낮은 것이 바람직할 수 있다.
Ar2, Ar4, Ar6, Ar8, Ar10, Ar12, Ar14및 Ar16은 다음 ArA내지 ArD그룹으로부터 선택되는 특정 그룹이다;
ArA그룹; 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹,
ArB그룹; 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹,
ArC그룹; 탄소수 4 내지 60의 포화 헤테로사이클릭 탄화수소 그룹,
ArD그룹; 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹.
Ar2는 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 5 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 5 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 치환체를 한 개 이상 갖는다.
Ar4는 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 치환체를 한 개 이상 갖는다.
여기서, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹, 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 포화 헤테로사이클릭 화합물 그룹의 특정예로는 다음 화학식 23 내지 29에 예시된 기들이 있다. 이들 중에서, 아릴 그룹의 예는 화학식 23에 나타내며, 헤테로사이클릭 화합물 그룹의 예는 화학식 24, 25, 28 및 29에 나타내고, 사이클릭 포화 탄화수소 그룹의 예는 화학식 26 및 화학식 27에 나타낸다. 포화 헤테로사이클릭 화합물 그룹은 헤테로사이클릭 화합물 그룹중에 불포화 결합을 갖지 않는 것들이며, 화학식 28 및 화학식 29에 예시된 그룹들이 언급된다.
위의 화학식 23 내지 화학식 29에서,
R'는 수소원자 또는 치환체이고, 수소원자 이외에 R'의 예로는 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹이 있으며, 이들 그룹 외에 다른 치환체를 포함할 수 있다.
위에서 기재한 예에서, 다수의 R이 구조식 하나에 존재하며, 이들은 동일하거나 상이하고, 독립적으로 선택된다.
X1, X2, X3, X4및 X5는 다음 XA내지 XC그룹으로부터 선택된 특정 그룹이다:
XA그룹; 탄소-탄소 단일 결합,
XB그룹; -O-, -S-,
XC그룹; -CR"=CR"-, -C≡C-, -SiR"R"-, -NR"-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -SO2-,
즉, X1및 X4는 XC그룹으로부터 선택된 그룹이고, X2는 XA그룹 및 XB그룹으로부터 선택된 그룹이며, X3은 XB그룹 및 XC그룹으로부터 선택된 그룹이고, X5는 X2그룹으로부터 선택된 그룹이다. 여기서, R"는 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이다.
알킬 그룹을 함유하는 치환체에, R 및 R'의 예에서, 이들은 직쇄, 측쇄 또는 사이클릭, 또는 이들의 혼합일 수 있으며, 직쇄가 아닌 경우, 이들의 예로는 이소부틸 그룹, 이소아밀 그룹, 2-에틸헥실 그룹, 3,7-디메틸옥틸 그룹, 사이클로헥실그룹, 4-C1내지 C12알킬사이클로헥실 그룹 등이 있다. 용매에 중합체성 형광 물질의 용해도를 향상시키기 위해서는, 사이클릭 또는 측쇄 알킬 쇄가 위에서 기재한 치환체 중의 한 개 이상에 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 두 개의 알킬 쇄의 말단은 결합하여 환을 형성할 수도 있다. 또한, 알킬 쇄 중 일부의 -CH2- 그룹은 위에서 기재한 XB그룹 및 XC그룹으로부터 선택된 그룹으로 대체될 수도 있다.
R 및 R'의 예에서, R 및 R'가 이들 구조에 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 함유할 때, 이들 그룹은 한 개 이상의 치환체를 추가로 함유할 수도 있다.
화학식 1 내지 화학식 8에 포함된 R1, R2, R13, R14, R20, R21, R32, R33, R39, R40, R51, R52, R58, R59, R65및 R66은 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이다.
특정 치환체의 경우, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹의 예로는 메틸 그룹, 에틸 그룹, 프로필 그룹, 부틸 그룹, 펜틸 그룹, 헥실 그룹, 헵틸 그룹, 옥틸 그룹, 노닐 그룹, 데실 그룹, 라우릴 그룹 등이 있으며, 펜틸 그룹, 헥실 그룹, 옥틸 그룹 및 데실 그룹이 바람직하다. 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹의 예에는 펜틸 그룹, 헥실 그룹, 헵틸 그룹, 옥틸 그룹, 노닐 그룹, 데실 그룹, 라우릴 그룹 등이 포함되며, 펜틸 그룹, 헥실 그룹, 옥틸 그룹 및 데실 그룹이 바람직하다.
탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹의 예로는 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, 프로필옥시 그룹, 부톡시 그룹, 펜틸옥시 그룹, 헥실옥시 그룹, 헵틸옥시 그룹, 옥틸옥시 그룹, 노닐옥시 그룹, 데실옥시 그룹, 라우릴옥시 그룹 등이 있으며 펜틸옥시 그룹, 헥실옥시 그룹, 옥틸옥시 그룹 및 데실옥시 그룹이 바람직하다. 탄소수 5 내지 20의 알콕시 그룹의 예로는 펜틸옥시 그룹, 헥실옥시 그룹, 헵틸옥시 그룹, 옥틸옥시 그룹, 노닐옥시 그룹, 데실옥시 그룹, 라우릴옥시 그룹 등이 있으며, 펜틸옥시 그룹, 헥실옥시 그룹, 옥틸옥시 그룹 및 데실옥시 그룹이 바람직하다.
탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹의 예로는 메틸티오 그룹, 에틸티오 그룹, 프로필티오 그룹, 부틸티오 그룹, 펜틸티오 그룹, 헥실티오 그룹, 헵틸티오 그룹, 옥틸티오 그룹, 노닐티오 그룹, 데실티오 그룹, 라우릴티오 그룹 등이 있으며, 펜틸티오 그룹, 헥실티오 그룹, 옥틸티오 그룹 및 데실티오 그룹이 바람직하다. 탄소수 5 내지 20의 알킬티오 그룹의 예로는 펜틸티오 그룹, 헥실티오 그룹, 헵틸티오 그룹, 옥틸티오 그룹, 노닐티오 그룹, 데실티오 그룹, 라우릴티오 그룹 등이 있으며, 펜틸티오 그룹, 헥실티오 그룹, 옥틸티오 그룹 및 데실티오 그룹이 바람직하다.
탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹의 예로는 메틸실릴 그룹, 에틸실릴 그룹, 프로필실릴 그룹, 부틸실릴 그룹, 펜틸실릴 그룹, 헥실실릴 그룹, 헵틸실릴 그룹, 옥틸실릴 그룹, 노닐실릴 그룹, 데실실릴 그룹, 라우릴실릴 그룹, 트리메틸실릴 그룹, 에틸디메틸실릴 그룹, 프로필디메틸실릴 그룹, 부틸디메틸실릴 그룹, 펜틸디메틸실릴 그룹, 헥실디메틸실릴 그룹, 헵틸디메틸실릴 그룹, 옥틸디메틸실릴 그룹, 노닐디메틸실릴 그룹, 데실디메틸실릴 그룹, 라우릴디메틸실릴 그룹 등이 있으며, 펜틸실릴 그룹, 헥실실릴 그룹, 옥틸실릴 그룹, 데실실릴 그룹, 펜틸디메틸실릴 그룹, 헥실디메틸실릴 그룹, 옥틸디메틸실릴 그룹 및 데실디메틸실릴 그룹이 바람직하다. 탄소수 5 내지 60의 알킬실릴 그룹의 예로서 트리에틸실릴 그룹, 트리프로필실릴 그룹, 트리부틸실릴 그룹, 트리펜틸실릴 그룹, 트리섹실실릴 그룹, 트리헵틸실릴 그룹, 트리옥틸실릴 그룹, 트리노닐실릴 그룹, 트리데실실릴 그룹, 트리라우릴실릴 그룹, 프로필디메틸실릴 그룹, 부틸디메틸실릴 그룹, 펜틸디메틸실릴 그룹, 헥실디메틸실릴 그룹, 헵틸디메틸실릴 그룹, 옥틸디메틸실릴 그룹, 노닐디메틸실릴 그룹, 데실디메틸실릴 그룹, 라우릴디메틸실릴 그룹 등이 있으며, 트리펜틸실릴 그룹, 트리헥실실릴 그룹, 트리옥틸실릴 그룹, 트리데실실릴 그룹, 펜틸디메틸실릴 그룹, 헥실디메틸실릴 그룹, 옥틸디메틸실릴 그룹 및 데실디메틸실릴 그룹이 바람직하다.
탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹의 예로는 메틸아미노 그룹, 디메틸아미노 그룹, 에틸아미노 그룹, 프로필아미노 그룹, 부틸아미노 그룹, 펜틸아미노 그룹, 헥실아미노 그룹, 헵틸아미노 그룹, 옥틸아미노 그룹, 노닐아미노 그룹, 데실아미노 그룹, 라우릴아미노 그룹 등이 있으며, 펜틸아미노 그룹, 헥실아미노 그룹, 옥틸아미노 그룹 및 데실아미노 그룹이 바람직하다. 탄소수 5 내지 40의 알킬아미노 그룹의 예로는 펜틸아미노 그룹, 헥실아미노 그룹, 헵틸아미노 그룹, 옥틸아미노 그룹, 노닐아미노 그룹, 데실아미노 그룹, 라우릴아미노 그룹, 디프로필아미노 그룹, 디부틸아미노 그룹, 디펜틸아미노 그룹, 디헥실아미노 그룹, 디헵틸아미노 그룹, 디옥틸아미노 그룹, 디노닐아미노 그룹, 디데실아미노 그룹, 디라우릴아미노 그룹 등이 있으며, 펜틸아미노 그룹, 헥실아미노 그룹, 옥틸아미노 그룹, 데실아미노 그룹, 디펜틸아미노 그룹, 디헥실아미노 그룹, 디옥틸아미노 그룹 및 디데실아미노 그룹이 바람직하다.
탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹의 예로는 페닐 그룹, C1내지 C12알콕시페닐 그룹(C1내지 C12는 탄소수 1 내지 12임을 나타내며: 이하 동일함), C1내지 C12알킬페닐 그룹, 1-나프틸 그룹, 2-나프틸 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐 그룹이 바람직하다.
탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹의 예로는 페녹시 그룹, C1내지 C12알콕시페녹시 그룹, C1내지 C12알킬페녹시 그룹, 1-나프틸옥시 그룹, 2-나프틸옥시 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페녹시 그룹 및 C1내지 C12알킬페녹시 그룹이 바람직하다.
탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹의 예로는 페닐-C1내지 C12알킬 그룹, C1내지 C12알콕시페닐-C1내지 C12알킬 그룹, C1내지 C12알킬페닐-C1내지 C12알킬 그룹, 1-나프틸-C1내지 C12알킬 그룹, 2-나프틸-C1내지 C12알킬 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐-C1내지 C12알킬 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐-C1내지 C12알킬 그룹이 바람직하다. 이들의 더욱 상세한 예로는 페닐메틸 그룹, 페닐에틸 그룹, 페닐프로필 그룹, C1내지 C12알콕시페닐메틸 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에틸 그룹, C1내지 C12알콕시페닐프로필 그룹, C1내지 C12알킬페닐메틸 그룹, C1내지 C12알킬페닐에틸 그룹, C1내지 C12알킬페닐프로필 그룹, 나프틸메틸 그룹, 나프틸에틸 그룹, 나프틸프로필 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐메틸 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에틸 그룹, C1내지 C12알콕시페닐프로필 그룹, C1내지 C12알킬페닐메틸 그룹, C1내지 C12알킬페닐에틸 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐프로필 그룹이 바람직하다.
탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹의 예로는 페닐-C1내지 C12알콕시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐-C1내지 C12알콕시 그룹, C1내지 C12알킬페닐-C1내지 C12알콕시 그룹, 1-나프틸-C1내지 C12알콕시 그룹, 2-나프틸-C1내지 C12알콕시 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐-C1내지 C12알콕시 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐-C1내지 C12알콕시 그룹이 바람직하다. 이들의 더욱 상세한 예로는 페닐메톡시 그룹, 페닐에톡시 그룹, 페닐프로필옥시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐메톡시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에톡시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐프로필옥시 그룹, C1내지 C12알킬페닐메톡시 그룹, C1내지 C12알킬페닐에톡시 그룹, C1내지 C12알킬페닐프로필옥시 그룹, 나프틸메톡시 그룹, 나프틸에톡시 그룹, 나프틸프로필옥시 그룹 등이 있으며 C1내지 C12알콕시페닐메톡시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에톡시 그룹, C1내지 C12알콕시페닐프로필옥시 그룹, C1내지 C12알킬페닐메톡시 그룹, C1내지 C12알킬페닐에톡시 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐프로필옥시 그룹이 바람직하다.
탄소수 6 내지 60의 아릴알케닐 그룹의 예로는 페닐에테닐 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에테닐 그룹, C1내지 C12알킬페닐에테닐 그룹, 나프틸에테닐 그룹, 안트릴에테닐 그룹, 피레닐에테닐 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐에테닐 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐에테닐 그룹이 바람직하다.
탄소수 6 내지 60의 아릴알키닐 그룹의 예로는 페닐에티닐 그룹, C1내지 C12알콕시페닐에티닐 그룹, C1내지 C12알킬페닐에티닐 그룹, 나프틸에티닐 그룹, 안트릴에티닐 그룹, 피레닐에티닐 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐에티닐 그룹 및 C1내지 C12알킬페닐에티닐 그룹이 바람직하다.
탄소수 7 내지 60의 아릴아미노 그룹의 예로는 페닐아미노 그룹, 디페닐아미노 그룹, C1내지 C12알콕시페닐아미노 그룹, 비스(C1내지 C12알콕시페닐)아미노 그룹, 비스(C1내지 C12알킬페닐)아미노 그룹, 1-나프틸아미노 그룹, 2-나프틸아미노 그룹 등이 있으며, C1내지 C12알콕시페닐아미노 그룹 및 비스(C1내지 C12알콕시페닐)아미노 그룹이 바람직하다.
탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹의 예로는 티에닐 그룹, C1내지 C12알킬티에닐 그룹, 피롤릴기, 푸릴기, 피리딜 그룹, C1내지 C12알킬피리딜 그룹 등이 있으며, 티에닐 그룹, C1내지 C12알킬티에닐 그룹, 피리딜 그룹 및 C1내지 C12알킬피리딜 그룹이 바람직하다.
중합체성 형광 물질의 말단 그룹은 특별하게 제한되지 않으며, 활성 중합가능기가 본래 상태로 남아있다면, 상기 물질을 소자에 사용시, 광 방출 특성 및 효력이 가능하게 감소될 수 있기 때문에, 말단 그룹은 안정한 그룹으로 보호 또는 대체될 수도 있다. 주쇄의 공액 구조에 연속적으로 공액 결합을 갖는 것들이 바람직하며, 비닐렌 그룹을 통하여 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹에 대한 결합을 함유하는 구조를 예로 들 수 있다. 특히, 일본 공개특허공보 제(평)9-45478호에 기재되어 있는 치환체, 화학식 10 등을 예로 들 수 있다.
본 중합체성 형광 물질을 합성하기 위해서는, 주쇄가 비닐렌 그룹을 갖는 경우, 일본 공개특허공보 제(평)5-202355호에 기재되어 있는 방법을 예로 들 수 있다. 즉, 디알데히드 화합물과 디포스포늄 염 화합물 또는 알데히드와 포스포늄 염 그룹을 둘 다 갖는 화합물의 위티히 반응(Wittig reaction)에 의한 중합반응, 디비닐 화합물과 디할로겐 화합물 또는 비닐할로겐 화합물 단독의 헥크 반응(Heck reaction)에 의한 중합반응, 디알데히드 화합물과 디포스페이트 에스테르 화합물 또는 알데히드와 포스페이트 에스테르 그룹을 둘 다 갖는 화합물의 호너-왓스워쓰-에몬스법(Horner-Wadsworth-Emmons method)에 의한 중합반응, 메틸 할라이드 그룹을 두 개 갖는 화합물의 탈수소할로겐화법에 의한 축중합반응, 설포늄 염 그룹을 두 개 갖는 화합물의 설포늄염 분해법에 의한 축중합반응, 디알데히드 화합물과 디아세토니트릴 화합물 또는 알데히드와 아세토니트릴 그룹을 둘 다 갖는 화합물의 크뇌페나겔 반응(Knoevenagel reaction)에 의한 중합반응, 디알데히드 화합물의 맥머리 반응(McMurry reaction)에 의한 중합반응, 방향족 쉬프 염기와 메틸 그룹을 둘다 갖는 화합물의 지그리스트 반응(Siegrist reaction)에 의한 중합반응 등을 예로 들 수 있다.
또한, 주쇄가 비닐렌 그룹을 갖지 않는 경우, 중합반응을 대응하는 단량체로부터 스즈키 커플링 반응(Suzuki coupling reaction)으로 수행하는 방법, 중합반응을 그리냐르 반응(Grignard reaction)으로 수행하는 방법, 중합반응을 Ni(0) 촉매를 사용하여 수행하는 방법, 중합반응을 FeCl3등과 같은 산화제를 사용하여 수행하는 방법, 산화 중합반응을 전기화학식으로 수행하는 방법, 적합한 방출그룹을 갖는 중합체 중합체를 분해시키는 방법 등을 예로 들 수 있다.
본 중합체성 형광 물질은 화학식 1 내지 화학식 8의 반복 단위 외에 다른 반복 단위를 발광 특성 및 전하 운반 특성을 열화시키지 않는 범위로 함유할 수 있다. 화학식 1 내지 화학식 8의 반복 단위 또는 화학식 1 내지 화학식 8의 반복 단위 외의 다른 단위는 비공액 단위을 통하여 연결될 수 있거나, 상기와 같은 비공액 부분은 또한 반복 단위에 포함될 수 있다. 연결 구조로서, 다음 화학식 30에 나타낸 것 들, 화학식 38에 나타낸 것과 비닐렌 그룹과의 배합물, 화학식 38에 나타낸 것 두 개 이상의 배합물 등을 예로 들 수 있다. 여기서, R은 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹이며, Ar는 탄소수 6 내지 60의 탄화수소 그룹이다. 이들기의 특정 예는 상기 예시된 것들과 동일하다.
또한, 본 중합체성 형광 물질은 랜덤, 블럭 또는 그라프트 공중합체, 또는 이들의 중간체 구조를 갖는 중합체, 예로는 차단 특성을 갖는 랜덤 공중합체일 수 있다. 형광성 양자 수율이 높은 중합체성 형광 물질을 수득하기 위한 관점에서, 차단 특성을 갖는 랜덤 공중합체 및 블럭 또는 그래프트 공중합체가 완전 랜덤 공중합체 보다 바람직하다. 수지 상 덴드리머 또는 주쇄에 측쇄를 가지며 세 개 이상의 말단 그룹을 갖는 공중합체도 포함된다.
또한, 중합체성 형광 물질로서, 고체 상에서 형광을 방출하는 것들이 박막으로부터의 광 방출을 이용하기 때문에, 이들이 적합하게 사용된다.
중합체성 형광 물질에 대해 양호한 용매의 예로서, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄, 테트라하이드로푸란, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 테트랄린, 데칼린, n-부틸벤젠 등을 들 수 있다. 중합체성 형광 물질은 중합체성 형광 물질의 구조 및 분자량에 따라서 양이 상이하지만, 일반적으로 이들 용매에 0.1중량% 이상의 양으로 용해시킬 수 있다.
중합체성 형광 물질의 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이며, 이들의 중합도는 이들의 반복 구조 및 비율에 따라서 변한다. 필름 형성 특성의 관점으로부터, 일반적으로 반복 구조의 총량은 바람직하게는 20 내지 10000, 더욱 바람직하게는 30 내지 10000, 특히 바람직하게는 50 내지 5000이다.
이들 중합체성 형광 물질이 중합체 LED의 광 방출 물질로서 사용되는 경우, 이들의 순도는 광 방출 특성에 영향을 발휘하며, 따라서, 중합 전에 단량체를 증류, 승화 정화, 재결정화 등과 같은 방법으로 정화시키는 것이 바람직하고, 또한, 합성후에 재침전 정화법, 크로마토그라피성 분리 등과 같은 정화 처리를 수행하는 것이 바람직하다.
이 후, 본 발명의 중합체 LED를 설명한다. 본 발명의 중합체 LED는 둘 중 하나가 투명하거나 반투명한 양극과 음극으로 구성된 한 쌍의 전극과 전극 사이에 배치된 광 방출 층을 포함하는 중합체 LED이며, 본 발명의 중합체 형광 물질은 광 방출 층에 함유되어 있다.
본 발명의 중합체 LED로서, 음극과 광 방출 층 사이에 배치된 전자 운반층을 갖는 중합체 LED, 양극과 광 방출 층 사이에 배치된 홀 운반층을 갖는 중합체 LED, 음극과 광 방출 층 사이에 배치된 전자 운반층을 가지며 양극과 광 방출 층 사이에 배치된 홀 운반층을 갖는 중합체 LED가 열거된다.
예를 들면, 다음 (a) 내지 (d)의 구조가 특히 예시된다;
양극/광 방출 층/음극(a), 양극/홀(hole) 운반층/광 방출 층/음극(b), 양극/광 방출 층/전자 운반층/음극(c) 및 양극/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/음극(d)(여기서 /는 층의 인접한 적층을 나타내며, 이하, 동일함).
여기서, 광 방출 층은 광을 방출하는 기능을 갖는 층이며, 홀 운반층은 홀을 운반하는 기능을 갖는 층이고, 전자 운반층은 전자를 운반하는 기능을 갖는 층이다. 여기서, 전자 운반층 및 홀 운반층은 관용적으로 전하 운반층으로 통칭된다.
광 방출 층, 홀 운반층 및 전자 운반층은 또한 서로 독립적으로 두 개 이상의 층에 사용될 수 있다.
전극에 인접하여 배치된 전하 운반층 중에서, 전극으로부터의 전하 방출 효율을 향상시키는 기능을 가지며 소자의 구동 전압을 감소시키는 효과를 갖는 것을 종종 특히 전하 방출 층(홀 방출 층, 전자 방출 층)으로 통칭된다.
전극과의 접착성을 향상시키고 전극으로부터의 전하 방출을 향상시키기 위하여, 위에서 기재한 전하 방출 층 또는 두께가 2㎚ 이하인 절연층이 전극과 인접하여 제공될 수도 있으며, 또한, 계면의 접착성을 향상시키고, 혼합 등을 방지하기 위하여, 얇은 완충층이 또한 전하 운반층과 광 방출 층의 계면에 삽입될 수 있다.
광 방출 효율과 소자의 효력을 고려할 때, 적층된 층의 순서 및 수와 각 층의 두께를 적절하게 적용시킬 수 있다.
본 발명에서, 전하 방출 층(전자 방출 층, 홀 방출 층)이 제공된 중합체 LED로서, 음극과 인접하여 전하 방출 층이 제공된 중합체 LED 및 양극과 인접하여 전하 방출 층이 제공된 중합체 LED가 예시된다.
예를 들면, 다음 (e) 내지 (p)의 구조가 특히 예시된다;
양극/전하 방출 층/광 방출 층/음극(e), 양극/광 방출 층/전하 방출 층/음극(f), 양극/전하 방출 층/광 방출 층/음극(g), 양극/전하 방출 층/홀 운반층/광 방출 층/음극(h), 양극/홀 운반층/광 방출 층/전하 방출 층/음극(i), 양극/전하 방출 층/홀 운반층/광 방출 층/전하 방출 층/음극(j), 양극/전하 방출 층/광 방출 층/전자 운반층/음극(k), 양극/광 방출 층/전자 운반층/전자 방출 층/음극(l), 양극/전하 방출 층/광 방출 층/전자 운반층/전하 방출 층/음극(m), 양극/전하 방출 층/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/음극(n), 양극/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/전하 방출 층/음극(o) 및 양극/전하 방출 층/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/전하 방출 층/음극(p).
전하 방출 층의 특정 예로서, 도전성 중합체를 함유하는 층, 양극과 홀 운반층 사이에 배치되어 있으며 양극 물질의 이온화 전위와 홀 운반층에 함유된 홀 운반 물질의 이온화 전위 사이의 이온화 전위를 갖는 물질을 함유하는 층, 음극과 전자 운반층 사이에 배지되어 있으며 음극 문질의 전자 친화도와 전자 운반층에 함유된 전자 운반 물질의 전자 친화도 사이의 전자 친화도를 갖는 물질을 함유하는 층 등이 예시된다.
위에서 기재한 전하 방출 층이 도전성 중합체를 함유하는 층인 경우, 도전성 중합체의 전기 전도도는 바람직하게는 10-5내지 103S/㎝이며, 광 방출 픽셀 사이의 희박한 전류를 감소시킬 경우, 더욱 바람직하게는 10-5내지 102S/㎝이고, 또한 바람직하게는 10-5내지 101S/㎝이다.
일반적으로, 10-5내지 103S/㎝ 이하의 도전성 중합체의 전기 전도도를 제공하기 위하여, 적합한 양의 이온을 도전성 중합체에 도핑시킨다.
도핑되는 이온의 종류의 경우, 홀 방출 층에는 음이온이 사용되면 전자 방출 층에는 양이온이 사용된다. 음이온의 예로서, 폴리스티렌 설포네이트 이온, 알킬벤젠 설포네이트 이온, 캄포르 설포네이트 이온 등이 예시되며, 양이온의 예로서, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 테트라부틸 암모늄 이온 등이 예시된다.
전하 방출 층의 두께는, 예를 들면, 1 내지 100㎚, 바람직하게는 2 내지 50㎚이다.
전하 방출 층에 사용되는 물질은 전극과 인접하는 층의 재료와의 관계를 고려하여 적합하게 선택할 수 있으며, 폴리아닐린 및 이의 유도체, 폴리티오펜 및 이의 유도체, 폴리피롤 및 이의 유도체, 폴리(페닐렌 비닐렌)과 이의 유도체, 폴리(티에닐 비닐렌)과 이의 유도체, 폴리퀴놀린과 이의 유도체, 폴리퀴녹살린과 이의 유도체, 주쇄 또는 측쇄에 방향족 아민 구조를 함유하는 중합체 등과 같은 도전성 중합체, 및 금속 프탈로시아닌(구리 프탈로시아닌 등), 탄소 등이 예시된다.
두께가 2㎚ 이하인 절연층은 전하 방출을 용이하게 하는 기능을 갖는다. 상기한 절연층의 물질로서, 금속 불화물, 금속 산화물, 유기 절연재 등이 열거된다. 두께가 2㎚ 이하인 절연층을 갖는 중합체 LED로서, 두께가 2㎚ 이하인 절연층이 음극에 인접하여 제공된 중합체 LED, 및 두께가 2㎚ 이하인 절연층이 양극에 인접하여 제공된 중합체 LED가 열거된다.
특히, 예를 들면, 다음 (q) 내지 (ab)의 구조가 열거된다:
양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/광 방출 층/음극(q), 양극/광 방출 층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(r), 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/광 방출 층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(s), 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/홀 운반층/광 방출 층/음극(t), 양극/홀 운반층/광 방출 층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(u), 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/홀 운반층/ 광 방출 층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(v), 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/광 방출 층/전자 운반층/음극(w), 양극/광 방출 층/전자 운반층/두께가 2㎚ 이항인 절연층/음극(x), 양극/두께가 2㎚ 이항인 절연층/광 방출 층/전자 운반층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(y), 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/음극(z), 양극/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(aa) 및 양극/두께가 2㎚ 이하인 절연층/홀 운반층/광 방출 층/전자 운반층/두께가 2㎚ 이하인 절연층/음극(ab).
중합체 LED를 생산하는 데 있어서, 필름이 유기 용매에 가용성인 이러한 중합체성 형광 물질을 사용함으로써 용액으로부터 형성되는 경우, 용액을 코팅시킨 후 건조에 의해 용매를 제거하는 것 만이 요구되며, 전하 운반층과 광 방출물질의 혼합인 경우라도, 동일한 방법을 적용시켜 생산의 이점을 극대화시킨다. 용액으로부터의 필름 형성법으로서, 스핀 코팅법, 주조법, 미세 그라비어 코팅법, 그라비어 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 분무 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등과 같은 코팅법이 사용될 수 있다.
광 방출 층의 두께의 경우, 사용되는 물질에 따라서 최적 수치가 상이하며, 구동 전압 및 광 방출 효율이 최적 수치가 되도록 적합하게 선택할 수 있고, 예를 들면, 1nm 내지 1㎛, 바람직하게는 2 내지 500㎚, 더욱 바람직하게는 5 내지 200㎚이다.
본 발명의 중합체 LED에서는, 위에서 기재한 중합체성 형광 물질 이외의 광 방출 물질을 또한 광 방출 층에 혼합시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 중합체 LED에서는, 위에서 기재한 중합체성 형광 물질 외의 광 방출 물질을 함유하는 광 방출 층을 위에서 기재한 중합체성 형광 물질을 함유하는 광 방출 층과 적층시킬 수도 있다.
광 방출 물질로서, 공지된 물질을 사용할 수 있다. 저분자량 화합물에서, 예를 들면, 나프탈렌 유도체, 안트라센 또는 이의 유도체, 페릴렌 또는 이의 유도체; 폴리메틴 염료, 크산텐 염료, 쿠오마린 염료, 시아닌 염료와 같은 염료; 8-하이드록시퀴놀린 또는 이의 유도체, 방향족 아민, 테트라페닐사이클로펜탄 또는 이의 유도체, 또는 테트라페닐부타디엔 또는 이의 유도체의 금속 착화물 등을 사용할 수 있다.
특히, 예를 들면, 일본 공개특허공보 제(소)57-51781호, 제(소)59-195393호 등에 기재된 것들과 같은 공지된 화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 중합체 LED가 홀 운반층을 갖는 경우, 사용되는 홀 운반 물질로서, 폴리비닐카바졸 또는 이의 유도체, 폴리실란 또는 이의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민을 갖는 폴리실록산 유도체, 피라졸린 유도체, 아릴아민 유도체, 스틸벤 유도체, 트리페닐디아민 유도체, 폴리아닐린 또는 이의 유도체, 폴리티오펜 또는 이의 유도체, 폴리피롤 또는 이의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체 등이 예시된다.
홀 운반 물질의 특정 예로는 일본 공개특허공보 제(소)63-70257호, 제(소)63-175860호, 제(평)2-135359호, 제(평)2-135361호, 제(평)2-209988호, 제(평)3-37992호 및 제(평)3-152184호에 기재된 것들이 있다.
이들 중에서, 홀 운반층에 사용되는 홀 운반 물질로서, 폴리비닐카바졸 또는 이의 유도체, 폴리실란 또는 이의 유도체, 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 화합물 그룹을 갖는 폴리실록산 유도체, 폴리아닐린 또는 이의 유도체, 폴리티오펜 또는 이의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체 등과 같은 중합체 홀 운반 물질이 바람직하며, 폴리비닐카바졸 또는 이의 유도체, 폴리실란 또는 이의 유도체 및 측쇄 또는 주쇄에 방향족 아민 화합물 그룹을 갖는 폴리실록산 유도체가 더욱 바람직하다. 분자량이 낮은 홀 운반 물질인 경우, 중합체 결합제중에 분산시키는 것이 바람직하다.
폴리비닐카바졸 또는 이의 유도체는, 예를 들면, 비닐 단량체로부터 양이온 중합반응 또는 라디칼 중합반응에 의해 수득한다.
폴리실란 또는 이의 유도체로서, 문헌[참조: Chem. Rev., 89, 1359(1989) 및 영국 공개특허공보 제2 300 196호] 등에 기재된 화합물이 예시된다. 합성의 경우, 이들에 기재된 방법을 사용할 수 있으며, 키핑법(Kipping method)을 특히 적합하게 사용할 수 있다.
폴리실록산 또는 이의 유도체로서, 실록산 골격 구조의 홀 운반 특성이 불량하기 때문에, 측쇄 또는 주쇄에 저분자량의 위에서 기재한 홀 운반 물질의 구조를 갖는 것들이 예시된다. 특히, 측쇄 또는 주쇄에 홀 운반 특성을 갖는 방향족 아민을 갖는 것들이 예시된다.
홀 운반층을 형성시키기 위한 방법은 제한되지 않으며, 저분자량의 홀 운반층의 경우, 중합체 결합제와의 혼합 용액으로부터 층을 형성시키는 방법이 예시된다. 중합체 홀 운반 물질의 경우, 용액으로부터 층을 형성시키는 방법이 예시된다.
용액으로부터의 필름 형성에 사용되는 용매는 홀 운반 물질을 용해시킬 수 있는 것이라면 특별하게 제한되지 않는다. 용매로서, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄 등과 같은 염소 용매, 테트라하이드로푸란 등과 같은 에테르 용매, 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소 용매, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등과 같은 케톤 용매, 및 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트와 같은 에스테르 용매 등이 예시된다.
용액으로부터의 필름 형성법으로서, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 미세 그라비어 코팅법, 그라비어 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 분무 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등과 같은 용액으로부터의 코팅법을 사용할 수 있다.
혼합되는 중합체 결합제는 전하 운반을 극단적으로 방해하지 않는 것이 바람직하며, 가시 광선의 흡광도가 강하지 않은 것이 적합하게 사용된다. 이러한 중합체 결합제로서, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리실록산 등이 예시된다.
홀 운반층의 두께의 경우, 최적 수치는 사용되는 물질에 따라서 상이하며, 구동 전압 및 광 방출 효율이 최적 수치가 되도록 적절하게 선택할 수 있으며, 적어도 핀 홀이 생기지 않는 두께가 필수적이고, 두께가 너무 큰 것은 소자의 구동 전압을 증가시키기 때문에 바람직하지 못하다. 그러므로, 홀 운반층의 두께는, 예를 들면, 1nm 내지 1 ㎛이며, 바람직하게는 2 내지 500㎚, 더욱 바람직하게는 5 내지 200㎚이다.
본 발명의 중합체 LED가 전자 운반층을 갖는 경우, 공지된 화합물을 전자 운반재로서 사용하며, 옥사디아졸 유도체, 안트라퀴논디메탄 또는 이의 유도체, 벤조퀴논 또는 이의 유도체, 나프토퀴논 또는 이의 유도체, 안트라퀴논 또는 이의 유도체, 테트라시아노안트라퀴노디메탄 또는 이의 유도체, 플루오레논 유도체, 디페닐디시아노에틸렌 또는 이의 유도체, 디페노퀴논 유도체, 또는 8-하이드록시퀴놀린 또는 이의 유도체, 폴리퀴놀린 및 이의 유도체, 폴리퀴녹살린 및 이의 유도체, 폴리플루오렌 또는 이의 유도체의 금속 착화합물 등이 예시된다.
특히, 일본 공개특허공보 제(소)63-70257호, 제(소)63-175860호, 제(평)2-135359호, 제(평)2-135361호, 제(평)2-209988호, 제(평)3-37992호 및 제(평)3-152184호에 기재된 것들이 예시된다.
이들 중에서, 옥사디아졸 유도체, 벤조퀴논 또는 이의 유도체, 안트라퀴논 또는 이의 유도체, 또는 8-하이드록시퀴놀린 또는 이의 유도체, 폴리퀴놀린 및 이의 유도체, 폴리퀴녹살린 및 이의 유도체, 폴리플루오렌 또는 이의 유도체의 착화합물이 바람직하며, 2-(4-비페닐)-5-(4-t-부틸페닐)-1,3,4-옥사디아졸, 벤조퀴논, 안트라퀴논, 트리스(8-퀴놀리놀)알루미늄 및 폴리퀴놀린이 더욱 바람직하다.
전자 운반층을 형성시키는 방법은 특별하게 제한되지 않으며, 저분자량의 전자 운반 물질의 경우, 분말로부터의 증착법, 또는 용액 또는 용융된 상태로부터 필름-형성법이 예시되며, 중합체 전자 운반 물질의 경우, 용액 또는 용융된 상태로부터 필름-형성법이 각각 예시된다.
용액으로부터의 필름 형성에 사용되는 용매는 전자 운반재 및(또는) 중합체 결합제를 용해시킬 수 있다면 특별하게 제한되지 않는다. 용매로서, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 디클로로에탄 등과 같은 염소 용매, 테트라하이드로푸란 등과 같은 에테르 용매, 톨루엔, 크실렌 등과 같은 방향족 기타 용매, 툴로엔, 크실렌 등과 같은 방향족 탄화수소 용매, 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등과 같은 케톤 용매, 및 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트 등과 같은 에테르 용매가 예시된다.
용액 또는 용융된 상태로부터 필름 형성법으로서, 스핀 코팅법, 캐스팅법, 미세 그라비어 코팅법, 그라비어 코팅법, 바 코팅법, 롤 코팅법, 와이어 바 코팅법, 딥 코팅법, 분무 코팅법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 잉크젯 인쇄법 등과 같은 코팅법을 사용할 수 있다.
혼합시킬 중합체 결합제는 전하 운반 능력을 극단적으로 방해하지 않는 것이 바람직하며, 가시 광선의 흡광도가 강력하지 않은 것이 적합하게 사용된다. 이러한 중합체 결합제로서, 폴리(N-비닐카바졸), 폴리아닐린 또는 이의 유도체, 폴리티오펜 또는 이의 유도체, 폴리(p-페닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체, 폴리(2,5-티에닐렌비닐렌) 또는 이의 유도체, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리(메틸 아크릴레이트), 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리실록산 등이 예시된다.
전자 운반층의 두께에 대해서, 최적 수치는 사용되는 물질에 따라 상이하며, 구동 전압 및 광 방출 효율이 최적 수치가 되도록 적절하게 선택할 수 있으며, 핀 홀이 생성되지 않는 최소의 두께가 필요하며, 두께가 너무 두꺼우면 소자의 구동 전압이 상승하기 때문에 바람직하지 못하다. 그러므로, 전자 운반층의 두께는, 예를 들면, 1nm 내지 1㎛, 바람직하게는 2 내지 500㎚, 더욱 바람직하게는 5 내지 200㎚이다.
본 발명의 중합체 LED를 형성하는 기판은 전극과 유기 재질 층을 형성하는 데 있어서 변화되지 않는 것이 바람직할 수 있으며, 유리, 플라스틱, 중합체 필름, 실리콘 기판 등이 예시된다. 불투명한 기판의 경우, 반대 전극을 투명하거나 반투명한 것이 바람직하다.
본 발명에서, 양극은 투명 또는 반투명한 것이 바람직하고, 양극 물질로서, 전자 도전성 금속 산화물 필름, 반투명한 금속 박막 등이 사용된다. 특히, 산화인듐, 산화아연, 산화주석, 및 금속 산화물 복합체인, 인듐·주석·산화물(ITO), 인듐·아연·산화물 등을 사용하여 제작한 필름(NESA 등)이 사용되며, 금, 백금, 은, 구리 등이 사용되고, 이 중에서, ITO, 인듐·아연·산화물, 산화주석이 바람직하다. 제작 방법으로서, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 도금법 등을 사용한다. 양극으로서, 폴리아닐린 또는 이의 유도체, 폴리티오펜 또는 이의 유도체 등과 같은 유기 투명 도전성 필름을 사용할 수 있다.
양극의 두께는 광의 투과성과 전기 전도도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 10nm 내지 10㎛, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 500㎚이다.
또한, 용이한 전하 방출을 위하여, 양극에 중합체, 탄소 등을 전도시키는 프탈로시아닌 유도체를 포함하는 층, 또는 금속 산화물, 금속 블화물, 유기 절연재 등을 포함하는, 두께 2㎚ 이하의 평균 막을 갖는 층이 제공될 수 있다.
본 발명의 중합체 LED중에 사용되는 음극 물질로서는, 작업 기능이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 리튬, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘, 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 알루미늄, 스칸듐, 바나듐, 아연, 이트듐, 인듐, 세륨, 사마륨, 유로퓸, 테르븀, 이테르븀 등과 같은 금속, 또는 이들 중 2종 이상을 포함하는 합금, 또는 이들 중의 한 개 이상과 금, 은, 백금, 구리, 망간, 티탄, 코발트, 니켈, 텅스텐 및 주석을 포함하는 합금, 흑연 또는 흑연 내위 첨가 화합물 등이 사용된다. 합금의 예로는 마그네슘-은 합금, 마그네슘-인듐 합금, 마그네슘-알루미늄 합금, 인듐-은 합금, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-마그네슘 합금, 리튬-인듐 합금, 칼슘-알루미늄 합금 등이 있다. 음극은 두 개 이상의 층의 적층 구조물로 형성될 수 있다.
음극의 두께는 광의 투과성과 전기 전도도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있으며, 예를 들면, 10㎚ 내지 10㎛, 바람직하게는 20㎚ 내지 1㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 500㎚이다.
음극 제작 방법으로서, 진공 증착법, 스퍼터링법, 금속 박막을 가열 및 압력하에 접착시키는 적층법 등을 사용한다. 또한, 음극과 유기 층 사이에, 도전성 중합체를 포함하는 층, 또는 평균 필름 두께가 2㎚ 이하이며 금속 산화물, 금속 불화물, 유기 절연재 등을 포함하는 층이 제공될 수도 있으며, 음극 제작후, 중합체 LED를 보호하는 보호층이 또한 제공될 수 있다. 중합체 LED를 장기간 동안 안정하게 사용하기위해서는, 외부 손상으로부터 소자를 보호하기 위하여 소자 보호용 보호층 및(또는) 보호 커버를 제공하는 것이 바람직하다.
보호층으로서, 중합체 화합물, 금속 산화물, 금속 불화물, 금속 붕화물 등이 사용될 수 있다. 보호 커버로서, 유리판, 플라스틱판, 수-침투성을 저하시키기 위한 처리를 한 표면 등을 사용할 수 있으며, 봉합을 위하여 열고정 수지 또는 광-경화 수지에 의해 커버를 소자 기판과 붙이는 방법을 적합하게 사용한다. 스페이서를 사용하여 공간을 유지하고자 할 경우, 소자가 손상되지 않도록 보호하는 것이 용이하다. 질소 및 아르곤과 같은 내부 가스를 위에서 기재한 공간에 봉할 경우, 음극의 산화를 방지할 수 있으며, 위에서 기재한 공간에 산화바륨 등과 같은 건조제를 배치함으로써, 제조 공정중 부착된 수분에 의한 소자의 손상을 억제하는 것도 용이하다. 이들 중에서, 한 개 이상의 수단을 채택하는 것이 바람직하다.
본 발명의 중합체 LED를 사용하여 평면형으로 광을 방출시키기 위해서는, 평면형중의 양극과 음극이 서로 적층되도록 이들을 적절하게 배치할수 있다. 또한, 패턴형으로 광을 방출시키기 위해서는, 패턴형으로 창을 갖는 차폐물을 위에서 기재한 평면 광 방출 소자상에 배치하는 방법, 비-광 방출 부분에 유기 층을 형성시켜 실질적으로 광이 방출되지 않는 극단적으로 큰 두께를 수득하는 방법, 및 양극 또는 음극 중의 한 개 또는 이들을 둘 다 패턴식으로 형성시키는 방법도 있다. 이들 방법 중 하나에 의해 패턴을 형성시키고 독립적인 온/오프가 가능하도록 일부 전극을 배치시킴으로써, 디지트, 문자, 단순 마크 등을 디스플레이할 수 있는 세그먼트 타입의 디스플레이 소자가 수득된다. 또한, 도트 매트릭스 소자를 형성시키기 위해서는, 양극과 음극이 스트라이프 형태가 되도록 하고, 이들이 우각에서 교차하도록 배치하는 것이 유리할 수 있다. 상이한 색상의 광을 방출하는 다수종의 중합체성 형광 물질을 별도록 배치하는 방법 또는 색상 필터 또는 발광 커버 필터를 사용하는 방법에 의해, 영역 색상 디스플레이 및 멀티 컬러 디스플레이가 수득된다. 수동적 구동, 또는 TFT 등과 배한된 능동적 구동에 의해 도트 매트릭스 디스플레이를 구동시킬 수 있다. 이들 디스플레이 소자는 컴퓨터, 텔레비젼, 휴대용 단말기, 휴대 전화, 자동차 네비게이션, 비디오 카메라의 뷰 파인더 등의 디스플레이로서 사용될 수 있다.
또한, 평면형의 위에서 기재한 광 방출 소자는 얇은 자체광 방출 소자이며, 액정 디스플레이의 배광용 편광원, 또는 발광용 편광원으로서 사용한다. 또한, 가요성 판이 사용되는 경우, 굴곡 광원 또는 디스플레이로서 사용할 수도 있다.
실시예
다음 실시예는 본 발명을 상세하게 추가로 설명하지만, 본 발명의 범주를 제한하려는 것은 아니다.
여기서, 수평균분자량의 경우, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량은 용매로서 클로로포름을 사용하여 겔 투과 크로마토그라피(GPC)로 측정한다.
실시예 1
단량체 1의 합성
불활성 대기하에, 4-(4-프로필사이클로헥실)에틸벤젠 23중량부와 p-포름알데히드 12중량부에 브롬화수소와 아세트산의 용액 200중량부를 가하고, 혼합물을 실온에서 1시간 동안 교반한 다음, 85℃에서 40시간 동안 가열하여 반응시킨다. 실온으로 냉각시킨 후, 이온 교환수를 가하고, 분리된 생성물을 회수한다. 회수된 생성물을 물로 수회 세척한 다음, 감압하에 건조시켜 조 생성물을 22중량부 수득한다. 이를 실리카겔 컬럼 크로마토그라피로 정제한다. 생성된 생성물을 단량체 1로 칭한다.
중합체성 형광 물질 1의 합성
불활성 대기하에, 단량체 1 4.2중량부와 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-크실릴렌 디클로라이드 0.067중량부를 무수 1,4-디옥산 350중량부에 용해시키고, 탈그룹을 위하여 용액을 통하여 15분 동안 질소를 버블링시킨 다음, 용액을 95℃로 가열한다. 이러한 용액에 칼륨 t-부톡사이드 2.9중량부와 무수 1,4-디옥산 40중량부의 용액을 5분에 걸쳐 적가한다. 또한, 용액을 97℃로 가열한 다음, 칼륨 t-부톡사이드 2.24중량부와 무수 1,4-디옥산 30중량부를 1분에 걸쳐 적가하고, 용액을 98℃에서 2시간 동안 반응을 위하여 유지한다. 이 후, 용액을 50℃로 냉각시키고, 여기에 아세트산/1,4-디옥산의 혼합 용액을 가하여 중화시킨다. 실온으로 냉각시킨 후, 생성된 용액을 교반하에 이온교환수에 부어넣는다. 이 후, 침전물을 여과하고, 메탄올로 세척한다. 이를 감압하에 50℃에서 건조시킨 다음, 테트라하이드로푸란/메탄올로부터 재침전법으로 정제한다. 침전물을 감압하에 건조시켜 중합체를 0.3중량부 수득한다. 생성된 중합체를 중합체성 형광 물질 1로 칭한다.
중합체성 형광 물질 1의 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량은 2.6×104이다. 중합체성 형광 물질 1의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 5:95의 몰 비의 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌과 2-에틸-4-(4-프로필사이클로헥실)-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
소자의 제작 및 평가
두께가 150㎚인 ITO 필름이 스퍼터링법에 의해 제공된 유리 기판 위에 중합체성 형광 물질 1의 0.4중량% 클로로포름 용액을 스핀-코팅시켜 두께가 70㎚인 필름을 형성한다. 또한, 이를 80℃ 감압하에 1시간 동안 건조시키고, 음극으로서 칼슘을 25㎚ 두께로 증착시킨 다음 알루미늄을 40㎚의 두께로 증착시켜 중합체 LED를 수득한다. 증착중 진공 정도는 침착 동안 1 내지 8×10-6torr로 유지시킨다. 생성된 소자는 4.8V의 인가 전압에서 1cd/㎡의 발광을 나타내며 최대 발광은 5610cd/㎡이다. 최대 전기발광 효율은 1.0cd/A이다. 전기발광 피크 파장은 중합체성 형광 물질 1의 박막의 형광 피크 파장에 대략 대응하는 538㎚이며, 이는 중합체성 형광 물질 1로부터 방출됨을 나타낸다.
실시예 2
중합체성 형광 물질 2의 합성
단량체 1을 트리페닐포스핀과 N,N-디메틸포름아미드 용매에서 반응시켜 포스포늄 염을 합성한다. 생성된 포스포늄 염 2.0중량부와 2,5-디옥틸옥시테레프탈알데히드 0.78중량부를 에탄올/톨루엔 혼합 용매 60중량부에 용해시킨다. 용액에 실온에서, 메탄올 중 리튬 메톡사이드 12% 용액 5중량부와 에탄올 20중량부를 혼합하여 제조된 용액 25중량부를 적가한다. 첨가 후, 용액을 실온에서 5시간 동안 반응시킨다.
실온에서 밤새 방치시킨 후, 생산된 침전물을 회수하고 에탄올로 세척한다. 이 후, 이러한 침전물을 톨루엔에 용해시키고, 이에 메탄올을 가하여 정제용으로 재침전시킨다. 이를 감압하에 건조시켜, 중합체를 0.1중량부 수득한다. 생성된 중합체를 중합체성 형광 물질 2로 칭한다.
중합체성 형광 물질 2의 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량은 4×103이다. 중합체성 형광 물질 2의 구조를1H-NMR로 분석하여 2,5-디옥틸-p-페닐렌 비닐렌과 2-에틸-4-(4-프로필사이클로헥실)-p-페닐렌 비닐렌의 교호의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
소자의 제작 및 평가
두께가 150㎚인 ITO 필름이 스퍼터링법에 의해 제공된 유리 기판 위에, 폴리비닐카바졸의 1.0% 클로로포름 용액을 스핀-코팅시켜 두께가 120㎚인 필름을 형성시킨다. 여기에, 중합체성 형광 물질 2의 2.0중량% 톨루엔 용액을 스핀-코팅시켜 두께가 45㎚인 필름을 형성한다. 또한, 이를 80℃ 감압하에 1시간 동안 건조시키고, 음극으로서 칼슘을 25㎚ 두께로 증착시킨 다음, 알루미늄을 40㎚의 두께로 증착시켜 중합체 LED를 수득한다. 증착중 진공 정도는 침착 동안 1 내지 8×10-6torr로 유지시킨다. 생성된 소자는 13.8V의 인가 전압에서 1cd/㎡의 발광을 나타내며 최대 발광은 2742cd/㎡이다. 최대 전기발광 효율은 0.9cd/A이다. 전기발광 피크 파장은 상기 중합체성 형광 물질 2의 박막의 형광 피크 파장에 대략 대응하는 522㎚이며, 이는 중합체성 형광 물질 2로부터 방출됨을 나타낸다. 발광은 전류 밀도에 대략 비례한다.
실시예 3
2,5-디메틸-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠의 합성
2,5-디메틸벤질 클로라이드를 트리페닐포스핀과 N,N-디메틸포름아미드 용매에서 반응시켜 포스포늄 염을 합성한다. 생성된 포스포늄 염 19.42g과 4-n-옥틸옥시벤즈알데히드 12.03g을 무수 에틸 알코올/클로로포름의 혼합 용매에 무수 아르곤 대기하에 용해시킨다. 이러한 용액에 리튬 메톡사이드를 2.68g 함유하는 메틸 알코올/에틸 알코올의 혼합 용액을 실온에서 적가하고, 혼합물을 실온에서 5시간 동안 교반한다. 용매를 증류에 의해 반응 용액으로부터 제거하고, 잔사를 에틸 알코올로 세척한다. 이를 여과하고, 에틸 알코올/물의 혼합 용매, 및 에틸 알코올로 세척한 다음, 감압하에 50℃에서 건조시켜 백색 고체를 7.47g 수득한다.
생성된 생성물은 2,5-디메틸-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠에 대응하는 핵자기 공명 스펙트럼(1H-NMR)을 나타낸다(본 화합물중 에테닐 그룹의 대부분은 트랜스 배위를 갖는다).
1H-NMR: 0.88 - 0.94[m](옥틸옥시 그룹의 메틸 그룹), 1.32 - 1.87 [m](옥틸옥시 그룹의 산소원자에 결합하지 않는 메틸렌 그룹) 2.36[s](메틸 그룹), 2.39 [s](메틸 그룹), 3.98[t](옥틸옥시 그룹의 산소원자에 결합하지 않는 메틸렌 그룹), 6.87 -7.49[m](방향족 그룹)
2,5-비스(브로모메틸)-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠의 합성
무수 아르곤 대기하에, 사염화탄소 중의 위에서 기재한 2,5-디메틸-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠의 용액에 70℃에서 N-브로모숙신이미드 9.33g과 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴) 0.25g을 가하고, 혼합물을 환류 온도에서 5시간 30분간 교반한다. 반응 용액을 냉각시키고, 염을 여과 회수하여, 용매를 증류 제거한다. 잔사(점성 액체)를 에틸 아세테이트 3mL에 가하고, 0℃에서 밤새 방치시킨 다음, 침전된 고체를 여과하고, 에틸 알코올로부터 재결정화시켜 백색 고체를 0.5g 수득한다. 생성된 생성물은 2,5-비스(브로모메틸)-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠에 대응하는 핵자기 공명 스펙트럼(1H-NMR)을 나타낸다(본 화합물 중 에테닐 그룹의 대부분은 트랜스 배위를 갖는다).
1H-NMR: 0.85 - 0.91[m](옥틸옥시 그룹의 메틸 그룹), 1.30 - 1.85[m](옥틸옥시 그룹의 산소원자에 결합하지 않는 메틸렌 그룹), 3.98[t](옥틸옥시 그룹의 산소원자에 결합하지 않는 메틸렌 그룹), 4.49[s](브로모메틸 그룹), 4.59[s](브로모메틸 그룹), 6.88 -7.63[m](방향족 그룹)
중합체성 형광 물질 3의 합성
무수 아르곤 대기하에, 아르곤의 버블링에 의해 산소가 제거된 무수 디옥산 70mL에 무수 디옥산 중 위에서 기재한 2,5-비스(브로모메틸)-1-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)벤젠 0.5g의 용액 3mL를 가하고 상기 용액을 95℃로 가열한다. 이러한 용액에 무수 디옥산 중의 칼륨 t-부톡사이드 0.533g의 용액 5mL에 2.8mL를 적가하고, 혼합물을 5분간 교반한다. 이 후, 나머지 용액 2.2mL를 적가한다. 혼합물을 100℃에서 2시간 동안 교반한 다음, 아세트산 0.26g과 디옥산 0.26g의 혼합 용액을 50℃에서 가하고, 혼합물을 10분간 교반한다. 실온으로 냉각시킨 후, 반응 용액을 교반하에 증류수 100mL에 부어, 중합체를 침전시킨다. 상기 중합체를 여과하고, 메탄올로 세척한 다음, 감압하에 50℃에서 건조시켜, 오렌지색 조 중합체를 0.26g 수득한다.
무수 아르곤 대기하에, 아르곤의 버블링에 의해 산소가 제거된 테트라하이드로푸란 27mL에 이러한 조 중합체를 가하고, 혼합물을 60℃로 가열하고 1시간 동안 교반한다. 용액은 오렌지색으로 착색되었지만, 불용성 분획은 남아있다. 이 용액을 실온으로 냉각시킨 다음, 메틸 알코올 27mL를 가하여 중합체를 침전시킨다. 이 중합체를 여과하고, 메틸 알코올로 세척하여, 감압하에 50℃에서 건조시켜 오렌지색 중합체를 0.17g 수득한다. 생성된 중합체는 폴리[2-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)-1,4-페닐렌)비닐렌]이다. 이를 중합체성 형광 물질 3으로 칭한다.
중합체성 형광 물질 3의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 7.9×103이다. 중합체성 형광 물질 3의 구조를1H-NMR로 분석하여 폴리[2-(2-(4-옥틸옥시페닐)에테닐)-1,4-페닐렌)비닐렌]에 대응하는 스펙트럼을 수득한다. 중합체성 형광 물질 3은 극단적으로 강력한 형광성을 가지며, 형광 피크 파장은 542㎚이다. 중합체성 형광 물질 3은 톨루엔, 클로로포름 등과 같은 유기 용매에 용해시킬 수 있다.
소자의 제작 및 평가
두께가 150㎚인 ITO 필름이 스퍼터링법에 의해 제공된 유리 기판 위에, 중합체성 형광 물질 3의 0.4중량% 클로로포름 용액을 스핀-코팅시켜 두께가 100㎚인 필름을 형성한다. 또한, 이를 80℃ 감압하에 1시간 동안 건조시키고, 음극으로서 칼슘을 25㎚ 두께로 증착시킨 다음 알루미늄을 40㎚의 두께로 증착시켜 중합체 LED를 수득한다. 증착중 진공 정도는 침착 동안 1 내지 8×10-6torr로 유지시킨다. 생성된 소자는 중합체성 형광 물질 3으로부터의 전기 발광을 나타내도록 전압을 인가한다. 발광은 대략 전류 밀도와 비례하며, 발광이 1cd/㎡ 이상인 전압은 약 3V 였으며, 전기발광 효율은 0.2cd/A이다.
실시예 4
중합체성 형광 물질 4의 합성
p-(2-에틸헥실)톨루엔의 브로모메틸화 화합물 2g과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-트실렌 디클로라이드 0.067g을 무수 1,4-디옥산 350g에 용해시킨 다음, 탈그룹을 위하여 질소를 상기 용액을 통하여 15분간 버블링시키고, 이어서 반응 용액을 95℃로 가열한다. 이러한 용액에 무수 칼륨 t-부톡사이드 1.4g 및 무수 1,4-디옥산 20g의 용액을 5분에 걸쳐 적가한다. 또한, 이러한 용액을 97℃로 가열한 다음, 칼륨 t-부톡사이드 1.2g과 무수 1,4-디옥산 15g의 용액을 적가한다. 용액을 98℃에서 2시간 동안 반응을 위하여 유지시킨다. 반응 후, 용액을 50℃로 냉각시키고, 여기에 아세트산/1,4-디옥산의 혼합 용액을 중화용으로 가한다. 실온으로 냉각시킨 후, 생성된 용액을 이온-교환된 물에 교반하에 붓는다. 이 후, 침전물을 여과하고, 메탄올로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체를 0.3g 수득한다.
이 후, 이를 테트라하이드로푸란에 용해시키고, 혼합물을 메탄올에 부어 정제를 위하여 재침전시킨다. 이러한 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 감압하에 건조시켜 중합체성 형광 물질 4를 수득한다.
중합체성 형광 물질 4의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 6.4×104이다. 중합체성 형광 물질 4의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 92:8의 몰 비의 2-메톡시-5-(2-에틸헥실)-p-페닐렌 비닐렌과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
실시예 5
중합체성 형광 물질 5의 합성
2,5-디옥틸-p-크실렌 디브로마이드 2.44g과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-크실렌 디클로라이드 0.13g을 크실렌 150g에 용해시킨 다음, 여기에 테트라하이드로푸란 30g에 칼륨 t-부톡사이드 3.36g을 용해시켜 제조한 용액을 실온에서 적가한 다음, 용액을 7시간 동안 반응시킨다. 이 후, 이러한 반응 용액을 빙초산 1.8mL를 함유하는 메탄올에 부어 적색 침전물을 수득하고 이를 여과 회수한다.
이 후, 이러한 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 에탄올/이온-교환된 물 혼합 용매로 반복해서 세척하고, 최종적으로 에탄올로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체 1.5g을 수득한다. 이 후, 이러한 중합체를 클로로포름에 용해시킨다. 이 중합체 용액을 메탄올에 부어 정제를 위하여 재침전시킨다. 침전물을 회수한 다음, 감압하에 건조시켜 중합체성 형광 물질 5를 수득한다.
중합체성 형광 물질 5의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 4.0×105이다. 중합체성 형광 물질 5의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 96:4의 몰 비의 2,5-디옥틸-p-페닐렌 비닐렌과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
실시예 6
중합체성 형광 물질 6의 합성
2,5-디옥틸-p-크실렌 디브로마이드 2.44g과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-크실렌 디클로라이드 0.21g을 무수 1,4-디옥산 300g에 용해시키고, 탈기를 위하여 질소를 당해 용액을 통하여 15분간 버블링시킨 다음, 반응 용액을 90℃로 가열한다. 이러한 용액에 칼륨 t-부톡사이드 1.4g과 무수 1,4-디옥산 20g의 용액을 5분에 걸쳐 적가한다. 또한, 이러한 용액을 97℃로 가열한 다음, 칼륨 t-부톡사이드 1.2g과 무수 1,4-디옥산을 적가한다. 상기 용액을 95℃에서 3시간 동안 반응을 위하여 유지시킨다. 반응 후, 당해 용액을 50℃로 냉각시키고, 여기에 아세트산/1,4-디옥산의 혼합 용액을 중화용으로 가한다. 실온으로 냉각시킨 후, 당해 반응 용액을 이온-교환된 물에 교반하에 붓는다.
이 후, 침전물을 여과하고, 에탄올로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체 1.1g을 수득한다. 이 후, 이를 클로로포름에 용해시키고, 혼합물을 메탄올에 부어 정제용 재침전을 일으킨다. 이러한 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 감압하에 건조시켜 중합체성 형광 물질 6을 수득한다.
중합체성 형광 물질 6의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 3.6×105이다. 중합체성 형광 물질 5의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 92:8의 몰 비의 2,5-디옥틸-p-페닐렌 비닐렌과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
실시예 7
중합체성 형광 물질 7의 합성
2,5-디옥틸-p-크실렌 디브로마이드 2.44g과 2,5-디옥틸옥시-p-크실렌 디클로라이드 0.17g을 무수 크실렌 300g에 용해시키고, 테트라하이드로푸란 30g에 칼륨 t-부톡사이드 3.36g을 용해시켜 제조된 용액을 실온에서 적가한 다음, 상기 용액을 7시간 동안 반응시킨다. 이 후, 이러한 용액을 빙초산 1.8mL를 함유하는 메탄올에 부어 적색 침전물을 수득하고, 이를 여과 회수한다.
이 후, 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 에탄올/이온-교환된 물 혼합 용매로 반복해서 세척하고, 최종적으로 에탄올로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체를 1.3g 수득한다. 이 후, 이를 클로로포름에 용해시킨다. 이러한 중합체 용액을 메탄올에 부어 정제용 재침전을 일으킨다. 당해 침전물을 회수한 다음, 감압하에 건조시켜, 중합체성 형광 물질 7을 수득한다.
중합체성 형광 물질 7의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 4.0×105이다. 중합체성 형광 물질 7의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 96:4의 몰 비의 2,5-디옥틸-p-페닐렌 비닐렌과 2,5-디옥틸옥시-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
비교실시예 1
중합체성 형광 물질 8의 합성
2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-크실렌 디클로라이드 3.32g을 테트라하이드로푸란 300g에 용해시킨 다음, 여기에 테트라하이드로푸란 30g에 칼륨 t-부톡사이드 6.72g을 용해시켜 제조한 용액을 실온에서 적가한 다음, 당해 용액을 7시간 동안 반응시킨다. 이 후, 이러한 반응 용액을 빙초산 3.5mL를 함유하는 메탄올에 부어 적색 침전물을 수득하고, 이를 여과 회수한다.
이 후, 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 에탄올/이온 교환수 혼합 용매로 반복해서 세척하고, 에탄올로 최종적으로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체를 1.3g 수득한다. 이 후, 이러한 중합체를 톨루엔에 용해시킨다. 이러한 중합체 용액을 메탄올에 부어 정제용 재침전을 일으킨다. 당해 침전물을 회수한 다음, 감압하에 건조시켜, 중합체성 형광 물질 8을 수득한다.
중합체성 형광 물질 8의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 9.9×104이다. 중합체성 형광 물질 8의 구조를1H-NMR로 분석하여 폴리(2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
비교실시예 2
중합체성 형광 물질 9의 합성
2,5-디옥틸-p-크실렌 디브로마이드 2.44g과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-크실렌 디클로라이드 1.66g을 크실렌 300g에 용해시키고, 테트라하이드로푸란 30g에 칼륨 t-부톡사이드 6.72g을 용해시켜 제조한 용액을 실온에서 적가한 다음, 당해 용액을 7시간 동안 반응시킨다. 이 후, 이러한 반응 용액을 빙초산 3.5mL를 함유하는 메탄올에 부어 적색 침전물을 수득하고, 이를 여과 회수한다.
이 후, 침전물을 에탄올로 세척한 다음, 에탄올/이온-교환된 물 혼합 용매로 반복해서 세척하고, 에탄올로 최종적으로 세척한다. 이를 감압하에 건조시켜 중합체를 1.7g 수득한다. 이 후, 이를 클로로포름에 용해시킨다. 이러한 중합체 용액을 메탄올에 부어 정제용 재침전을 일으킨다. 당해 침전물을 회수한 다음, 감압하에 건조시켜, 중합체성 형광 물질 9를 수득한다.
중합체성 형광 물질 7의 폴리스티렌으로서의 수평균분자량은 6.0×105이다. 중합체성 형광 물질 5의 구조를1H-NMR로 분석하여 약 50:50의 몰 비의 2,5-디옥틸-p-페닐렌 비닐렌과 2-메톡시-5-(2-에틸헥실옥시)-p-페닐렌 비닐렌의 공중합체에 대응하는 스펙트럼을 수득한다.
실시예 8
흡광 스펙트럼, 발광 스펙트럼의 측정
중합체성 형광 물질 5 내지 9는 클로로포름에 용해시킬 수 있다. 이의 0.1% 클로로포름 용액을 석영판에 스핀-코팅시켜 중합체의 필름을 생성시킨다. 이들 박막의 자외선 흡광 스펙터럼과 형광 스펙트럼을 각각 자동 기록 분광광도계 UV365[시마즈 코포레이션(Shimadzu Corp.)] 및 형광 분광광도계 850[히타치 리미티드(Hitachi Ltd.)]을 사용하여 측정한다. 또한, 각각의 중합체성 형광 물질에서, 가로좌표상에 파장을 세팅하면서 410㎚에서 여기된 경우, 형광 스펙트럼을 플로팅하고 면적을 계산하여, 생성된 면적을 410㎚에서의 흡광도로 나누어 형광 밀도(상대적 수치)를 수득한다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 4 내지 실시예 7의 중합체성 형광 물질 4 내지 실시예 7은 비교실시예 1 및 비교실시예 2의 중합체성 형광 물질 8 및 9의 형광과 비교하여 더욱 강력한 형광 수치를 갖는다.
중합체성 형광 물질 형광 피크(㎚) 형광 밀도(상대적 수치)
실시예 4 중합체성 형광 물질 4 554 1.23
실시예 5 중합체성 형광 물질 5 546 1.57
실시예 6 중합체성 형광 물질 6 548 1.41
실시예 7 중합체성 형광 물질 7 554 1.19
비교실시예 1 중합체성 형광 물질 8 588 0.29
비교실시예 2 중합체성 형광 물질 9 578 0.51
실시예 9
소자의 제작 및 평가
두께가 150㎚인 ITO 필름이 스퍼터링법에 의해 제공된 유리 기판 위에, 중합체성 형광 물질 4의 0.4중량% 클로로포름 용액을 스핀-코팅시켜 두께가 100㎚인 필름을 형성한다. 또한, 이를 80℃ 감압하에 1시간 동안 건조시키고, 음극으로서 칼슘을 25㎚ 두께로 증착시킨 다음, 알루미늄을 40㎚의 두께로 증착시켜 중합체 LED를 수득한다. 증착중 진공 정도는 침착 동안 1 내지 8×10-6torr로 유지시킨다. 생성된 소자는 중합체성 형광 물질 4로부터의 전기 발광을 나타내도록 전압을 인가하였다. 전기발광 효율은 3.3cd/A이다.
본 발명의 특정 반복 단위를 갖는 중합체성 형광 물질은 형광성이 강하고, 중합체 LED 및 레이저용 염료로서 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 중합체성 형광 물질을 사용하여 수득한 중합체 LED는 저전압과 높은 전기발광 효율을 나타낸다. 따라서, 본 중합체 LED는 액정 디스플레이 소자의 배광으로서 또는 발광용 굴곡 또는 평면형의 광원, 및 세그먼트 타입 또는 도트 매트릭스 타입의 평면 디스플레이 등으로 적합하게 적용할 수 있다.

Claims (15)

  1. 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 1의 반복 단위를 한 개 이상 포함하며, 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상인 중합체성 형광 물질.
    화학식 1
    위의 화학식 1에서,
    Ar1은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X1-Ar2로 나타낸 치환체 이외에 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    Ar2는 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 5 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 5 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 5 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 한 개 이상의 치환체를 가지고; 이들 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    X1은 -CR3=CR4-, -C≡C-, -SiR5R6-, -NR7-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R3내지 R7은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)을 나타내며,
    m은 1 내지 4, 바람직하게는 1의 정수이고,
    R1및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며,
    Ar2의 치환체 또는 R1내지 R7의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR8=CR9-, -C≡C-, -SiR10R11-, -NR12-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R8내지 R12는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
    Ar2의 치환체 또는 R1내지 R7의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 1의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    n은 0 또는 1이다.
  2. 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 2의 반복 단위를 한 개 이상 포함하며, 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 20몰% 이상인 중합체성 형광 물질.
    화학식 2
    위의 화학식 2에서,
    Ar3은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60이고 질소, 산소 및 규소로부터 선택된 한 개 이상의 원자를 갖는 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X2-Ar4로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    Ar4는 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 포화 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알콕시 그룹, 탄소수 1 내지 20의 알킬티오 그룹, 탄소수 1 내지 60의 알킬실릴 그룹, 탄소수 1 내지 40의 알킬아미노 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴옥시 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알콕시 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알케닐 그룹, 탄소수 8 내지 60의 아릴알키닐 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴아미노 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이고; 이들 치환체 이외에 다른 치환체를 가질 수도 있고, 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    k는 1 내지 4의 정수이고,
    X2는 탄소-탄소 단일 결합, -O- 및 -S-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며,
    R13및 R14는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
    Ar4의 치환체 또는 R13및 R14의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭 중의 하나일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR15=CR16-, -C≡C-, -SiR17R18-, -NR19-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R15내지 R19는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수 있으며,
    Ar4의 치환체 또는 R13및 R14의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 2의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    l은 0 또는 1이다.
  3. 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 3의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 4의 반복 단위 한 개 이상을 포함하며, 화학식 3의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이며 화학식 3 및 화학식 4의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질.
    화학식 3
    화학식 4
    위의 화학식 3 및 화학식 4에서,
    Ar5은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X3-Ar6으로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    Ar6는 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 탄소수 5 내지 16의 사이클릭 포화 탄화수소 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하며,
    X3은 -O-, -S-, -CR22=CR23-, -C≡C-, -SiR24R25-, -NR26-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R22내지 R26은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이다)을 나타내고,
    i는 1 내지 4의 정수이며,
    R20및 R21은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이고,
    Ar4의 치환체 또는 R15내지 R21의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR27=CR28-, -C≡C-, -SiR29R30-, -NR31-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R27내지 R31은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
    Ar6의 치환체 또는 R20내지 R26의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 3의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    j는 0 또는 1이고,
    Ar7은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar8이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    Ar8은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하고,
    g는 1 내지 4의 정수이며,
    R32및 R33은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
    Ar8의 치환체 또는 R32및 R33의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR34=CR35-, -C≡C-, -SiR36R37-, -NR38-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R34내지 R38은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
    Ar8의 치환체 또는 R32및 R33의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 4의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    h는 0 또는 1이다.
  4. 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 5의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 6의 반복 단위 한 개 이상을 포함하며, 화학식 5의 반복 단위의 양이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 20몰%이며 화학식 5 및 화학식 6의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상인 중합체성 형광 물질.
    화학식 5
    화학식 6
    위의 화학식 5 및 화학식 6에서,
    Ar9는 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X4-Ar10으로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수 있고, 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    Ar10은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이며,
    X4는 -CR41=CR42-, -C≡C-, -SiR43R44-, -NR45-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R41내지 R45는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)이고,
    e는 1 내지 4의 정수이며,
    R39및 R40은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
    Ar10의 치환체 또는 R39및 R45의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR46=CR47-, -C≡C-, -SiR48R49-, -NR50-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R46내지 R50은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
    Ar10의 치환체 또는 R39내지 R45가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 5의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    f는 0 또는 1이고,
    Ar11은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar12이외의 다른 치환체를 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    Ar12는 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹 및 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수도 있고; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하며,
    c는 1 내지 4의 정수이고,
    R51및 R52는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내며,
    Ar12의 치환체 또는 R51및 R52의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있고, 임의로, 다수의 알킬 그룹의 말단은 결합하여 환을 형성할 수 있으며; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR53=CR54-, -C≡C-, -SiR55R56-, -NR57-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R53내지 R57은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있고,
    R51및 R52가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있으며,
    화학식 6의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있고,
    d는 0 또는 1이다.
  5. 고체 상태에서 형광을 방출하며, 폴리스티렌으로 환산한 수평균분자량이 103내지 108이고, 화학식 7의 반복 단위 한 개 이상과 화학식 8의 반복 단위 한 개 이상을 포함하며, 화학식 7 및 화학식 8의 반복 단위의 총량이, 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 50몰% 이상이며 화학식 7의 반복 단위의 양이, 화학식 7 및 화학식 8의 모든 반복 단위의 총량을 기준으로 하여, 0.1 내지 9몰%인 중합체성 형광 물질.
    화학식 7
    화학식 8
    위의 화학식 7 및 화학식 8에서,
    Ar13은 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; -X5-Ar14로 나타낸 치환체 이외의 다른 치환체를 가질 수 있으며; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있고,
    Ar14는 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이며; 치환체를 추가로 가질 수 있고; 다수의 치환체를 갖는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    X5는 -O- 및 -S-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
    a는 1 내지 4의 정수이며,
    R58및 R59는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타내고,
    Ar14의 치환체 또는 R58및 R59의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR60=CR61-, -C≡C-, -SiR62R63-, -NR64-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹(여기서, R60내지 R64는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로 대체될 수도 있으며,
    Ar14의 치환체 또는 R58및 R59의 치환체가 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 7의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수 있으며,
    b는 0 또는 1이고,
    Ar15는 주쇄에 함유된 탄소수 6 내지 60의 아릴렌 그룹 또는 주쇄에 함유된 탄소수가 4 내지 60인 헤테로사이클릭 화합물 그룹이고; Ar16이외의 다른 치환체를 가질 수 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이할 수 있으며,
    Ar16은 탄소수 5 내지 20의 알킬 그룹 또는 탄소수 7 내지 60의 아릴알킬 그룹이고; 치환체를 추가로 가질 수도 있으며; 다수의 치환체를 가지는 경우, 이들은 동일하거나 상이하고,
    o는 1 내지 4의 정수이며,
    R65및 R66은 서로 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹이며,
    Ar16의 치환체 또는 R65및 R66의 치환체가 알킬 쇄를 포함하는 경우, 알킬 쇄는 직쇄, 측쇄 및 사이클릭일 수 있으며, 또는, 다수의 알킬 그룹의 말단이 결합하여 환을 형성할 수 있고; 이러한 알킬 쇄에 함유된 한 개 이상의 -CH2- 그룹은 -O-, -S-, -CR67=CR68-, -C≡C-, -SiR69R70-, -NR71-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- 및 -SO2-로 이루어진 그룹(여기서, R67내지 R71은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 20의 알킬 그룹, 탄소수 6 내지 60의 아릴 그룹, 탄소수 4 내지 60의 헤테로사이클릭 화합물 그룹 및 시아노 그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 그룹을 나타낸다)으로부터 선택된 그룹으로 대체될 수도 있으며; 아릴 그룹 또는 헤테로사이클릭 화합물 그룹을 포함하는 경우, 이들은 치환체를 추가로 가질 수도 있고,
    화학식 8의 반복 단위에 함유된 한 개 이상의 수소원자는 F, Cl 및 Br로 이루어진 그룹으로부터 선택된 할로겐 원자로 대체될 수도 있으며,
    p는 0 또는 1이다.
  6. 둘 중 하나 이상이 투명하거나 반투명한 음극과 양극으로 이루어진 한 쌍의 전극과 전극 사이에 배치된 광 방출 층을 한 개 이상 포함하며, 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항의 중합체성 형광 물질이 광 방출 층에 함유되어 있는 중합체 광 방출 소자.
  7. 제6항에 있어서, 도전성 중합체를 함유하는 층이 적어도 전극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 도전성 중합체를 함유하는 층이 전극에 인접하고 있는 중합체 광 방출 소자.
  8. 제6항에 있어서, 두께가 2㎚ 이하인 절연층이 적어도 전극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 절연층이 전극에 인접하고 있는 중합체 광 방출 소자.
  9. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 음극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층에 인접하고 있는 중합체 광 방출 소자.
  10. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 홀 운반 화합물(hole transporting compound)을 포함하는 층이 양극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층에 인접하고 있는 중합체 광 방출 소자.
  11. 제6항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 있어서, 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 음극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 전자 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층에 인접하고 있고, 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 양극과 광 방출 층 사이에 배치되어 있어 홀 운반 화합물을 포함하는 층이 광 방출 층에 인접하고 있는 중합체 광 방출 소자.
  12. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 편광원.
  13. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 세그먼트 디스플레이.
  14. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 도트 매트릭스 디스플레이.
  15. 제6항 내지 제11항 중의 어느 한 항의 중합체 광 방출 소자를 사용하여 수득한 액정 디스플레이.
KR1020000018252A 1999-04-09 2000-04-07 중합체성 형광 물질 및 중합체 발광 장치 KR100723275B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP99-102531 1999-04-09
JP10253199 1999-04-09
JP11389699 1999-04-21
JP99-113896 1999-04-21
JP99-113897 1999-04-21
JP11389799A JP3747686B2 (ja) 1999-04-21 1999-04-21 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20000071604A true KR20000071604A (ko) 2000-11-25
KR100723275B1 KR100723275B1 (ko) 2007-05-30

Family

ID=27309732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000018252A KR100723275B1 (ko) 1999-04-09 2000-04-07 중합체성 형광 물질 및 중합체 발광 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6521359B1 (ko)
EP (5) EP2280583B1 (ko)
KR (1) KR100723275B1 (ko)
DE (1) DE60045533D1 (ko)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4472056B2 (ja) * 1999-07-23 2010-06-02 株式会社半導体エネルギー研究所 エレクトロルミネッセンス表示装置及びその作製方法
TW511394B (en) * 2000-08-21 2002-11-21 Sumitomo Chemical Co Polymeric fluorescent substance and polymer light emitting device
SG100772A1 (en) * 2000-12-06 2003-12-26 Sumitomo Chemical Co Polymeric fluorescent substance and polymer light-emiting device using the same
TWI293964B (en) * 2001-02-05 2008-03-01 Sumitomo Chemical Co Polymeric fluorescent substance, production thereof and polymer light-emitting device
TW541855B (en) * 2001-04-27 2003-07-11 Sumitomo Chemical Co Polymeric fluorescent substance and polymer light-emitting device using the same
EP1399979A2 (en) 2001-06-12 2004-03-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. (electro)luminescent polymer-acceptor system comprising a polymer and an acceptor for transferring excitation energy
US7148513B2 (en) * 2001-06-20 2006-12-12 Reveo, Inc Backlight units for liquid crystal displays
KR100441282B1 (ko) * 2001-07-23 2004-07-22 일진다이아몬드(주) 시클로헥실 또는 페닐이 치환된 실릴기를 측쇄로 구비하는폴리(ｐ-페닐렌비닐렌)유도체, 이를 포함한 전기발광소자및 동 유도체의 제조방법
AU2003244054A1 (en) 2002-06-26 2004-01-19 Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. Polymer and polymeric luminescent element comprising the same
JP3705282B2 (ja) * 2002-10-03 2005-10-12 セイコーエプソン株式会社 表示パネル及びその表示パネルを備えた電子機器並びに表示パネルの製造方法
US7355337B2 (en) * 2002-12-27 2008-04-08 Seiko Epson Corporation Display panel, electronic apparatus with the same, and method of manufacturing the same
EP2276088B1 (en) * 2003-10-03 2018-02-14 Semiconductor Energy Laboratory Co, Ltd. Light emitting element, and light emitting device using the light emitting element
WO2005064995A1 (en) * 2003-12-26 2005-07-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light-emitting element
KR100563971B1 (ko) * 2004-06-14 2006-03-29 이엘코리아 주식회사 플렉시블 무기 ｅｌ 소자
TW200619300A (en) * 2004-08-31 2006-06-16 Sumitomo Chemical Co Luminescent-polymer composition and luminescent -polymer device
WO2006033285A1 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device
GB2442655B (en) * 2005-06-22 2010-05-05 Sumitomo Chemical Co Polymeric material and polymeric luminescent element
CN101198633A (zh) * 2005-06-22 2008-06-11 住友化学株式会社 高分子材料和高分子发光器件
WO2007142252A1 (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Sumitomo Chemical Company, Limited 高分子化合物および高分子発光素子
US20090058276A1 (en) * 2007-08-20 2009-03-05 Holliday Bradley J METAL-CONTAINING POLYMERS and uses thereof
JP2018507280A (ja) 2014-12-30 2018-03-15 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド 官能化シロキサン材料
JP2018500445A (ja) 2014-12-30 2018-01-11 モメンティブ パフォーマンス マテリアルズ インコーポレイテッド シロキサン配位ポリマー
KR20210137678A (ko) * 2020-05-11 2021-11-18 동우 화인켐 주식회사 중합체 및 이를 포함하는 하드마스크용 조성물

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4356429A (en) 1980-07-17 1982-10-26 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent cell
US4539507A (en) 1983-03-25 1985-09-03 Eastman Kodak Company Organic electroluminescent devices having improved power conversion efficiencies
JPS59195393A (ja) 1983-04-21 1984-11-06 Toshiba Corp メモリ装置
JPS6372665A (ja) 1986-09-12 1988-04-02 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真用電荷輸送材料の製造方法
JPS63175860A (ja) 1987-01-16 1988-07-20 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体
JP2651237B2 (ja) 1989-02-10 1997-09-10 出光興産株式会社 薄膜エレクトロルミネッセンス素子
JPH02135359A (ja) 1988-11-16 1990-05-24 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体
JPH02135361A (ja) 1988-11-16 1990-05-24 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体
GB8909011D0 (en) 1989-04-20 1989-06-07 Friend Richard H Electroluminescent devices
JPH0337992A (ja) 1989-07-04 1991-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JPH03152184A (ja) 1989-11-08 1991-06-28 Nec Corp 有機薄膜ｅｌ素子
JP2987865B2 (ja) 1990-02-23 1999-12-06 住友化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US5679757A (en) 1990-12-12 1997-10-21 The Regents Of The University Of California Highly organic solvent soluble, water insoluble electroluminescent polyphenylene vinylenes having pendant steroid groups and products and uses thereof
JP3191374B2 (ja) 1992-01-29 2001-07-23 住友化学工業株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子
US5759709A (en) * 1994-03-10 1998-06-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Polymeric fluorescent substance and organic electroluminescence device
JPH10506426A (ja) * 1994-09-30 1998-06-23 ヘキスト・アクチェンゲゼルシャフト ポリ（パラフェニレンビニレン）誘導体およびそれらのエレクトロルミネセンス材料としての使用
DE19505416A1 (de) 1995-02-17 1996-08-22 Hoechst Ag Poly(paraphenylenvinylen)-Derivate und ihre Verwendung als Elektrolumineszenzmaterialien
TW334474B (en) 1995-02-01 1998-06-21 Sumitomo Kagaku Kk Method for making a polymeric fluorescent substrate and organic electrolumninescent element
JP3367064B2 (ja) 1995-02-01 2003-01-14 住友化学工業株式会社 高分子蛍光体とその製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子
US5830972A (en) 1995-04-10 1998-11-03 Sumitomo Chemical Company, Limited Polysilane, its production process and starting materials therefor
US6207301B1 (en) 1996-08-21 2001-03-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Polymer fluorescent substance and organic electroluminescence device
US5853905A (en) * 1997-09-08 1998-12-29 Motorola, Inc. Efficient single layer electroluminescent device
JPH11102531A (ja) * 1997-09-30 1999-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光ピックアップ

Also Published As

Publication number Publication date
EP2277979B1 (en) 2012-07-11
EP2280584B1 (en) 2012-07-11
KR100723275B1 (ko) 2007-05-30
EP2280584A1 (en) 2011-02-02
US6521359B1 (en) 2003-02-18
DE60045533D1 (de) 2011-03-03
EP2292717A1 (en) 2011-03-09
EP1043382A3 (en) 2002-08-14
EP2277979A1 (en) 2011-01-26
EP1043382A2 (en) 2000-10-11
EP2280583A1 (en) 2011-02-02
EP1043382B1 (en) 2011-01-19
EP2280583B1 (en) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1074600B1 (en) Polymeric fluorescent substance and polymer light emitting device
KR100723275B1 (ko) 중합체성 형광 물질 및 중합체 발광 장치
KR100770961B1 (ko) 고분자 형광체, 이의 제조방법 및 이를 사용하는 고분자발광소자
US7396571B2 (en) Polymeric fluorescent substance and polymer light-emitting device
KR101031992B1 (ko) 고분자 형광체 및 이를 사용한 고분자 발광 소자
JP2003155476A (ja) 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子
JP4934889B2 (ja) 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子
JP2002338665A (ja) 高分子化合物、その製造方法および高分子発光素子
US6994921B2 (en) Polymeric fluorescent substance and polymer light emitting device
JP2003147347A (ja) 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子
KR20020001551A (ko) 고분자 형광체 및 이를 사용한 고분자 발광 소자
JP2003034715A (ja) 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子
KR100803649B1 (ko) 고분자 형광 물질 및 중합체 발광 소자
JP2003138252A (ja) 高分子蛍光体およびそれを用いた高分子発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120503

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130502

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee