JP2013546139A - ハイブリッドコンポジット発光性構成体およびこれを使用する発光デバイス - Google Patents
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Abstract
【選択図】図4
Description
本出願は、2010年11月11日に出願された米国仮出願61/412,505号に対する優先権の利益を主張し、その全体が本明細書に参考として組み込まれる。
ホスト化合物の一例の合成
4−ブロモベンゾイルクロリド(4.84g、22mmol)、2−ブロモアニリン(3.8g、22mmol)、CuI(0.21g、1.1mmol)、Cs2CO3(14.3g、44mmol)、1,10−フェナトロリン(0.398g、2.2mmol)の無水1,4−ジオキサン(80mL)中の混合物を脱気し、アルゴン下、約125℃で一晩加熱した。混合物を冷却し、酢酸エチル(約200mL)に注ぎ、濾過した。濾液をシリカゲルに吸収させ、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル4:1)で精製し、ヘキサンによって沈殿させ、白色固体(5.2g、収率87%)を得た。
1(4.45g、16mmol)、ビス(ピナコラート)ジボラン(4.09g、16.1mmol)、無水酢酸カリウム(3.14g、32mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.48g、0.66mmol)の無水1,4−ジオキサン(80mL)中の混合物を脱気し、アルゴン下、約85℃で約48時間加熱した。混合物を室温まで冷却し、この混合物を酢酸エチル(約200mL)に注ぎ、濾過した。濾液をシリカゲルに吸収させ、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル4:1)で精製し、白色固体(4.15g、収率81%)を得た。
3,6−ジブロモ−9−p−トリル−9H−カルバゾール(2.62g、6.35mmol)、1(4.08g、12.7mmol)、Pd(dppf)Cl2、KF(2.21g、38mmol)のDMF(100mL)中の混合物をアルゴン下、約120℃で一晩加熱した。混合物を室温まで冷却した後、この混合物を水(約200mL)に注ぎ、濾過した。固体を集め、クロロホルム(約200mL)に再び溶解した。水を除去した後、クロロホルム溶液をNa2SO4で乾燥させた。クロロホルム溶液をシリカゲルに吸収させ、カラムクロマトグラフィー(ジクロロメタンから、ジクロロメタン/酢酸エチル20:1への勾配あり)で精製し、ジクロロメタン中で再結晶化させ、淡黄色結晶性固体を得た(1.5g、収率37%)。
4’−ブロモ−N,N−ジ−p−トリルビフェニル−4−アミン(化合物4)
トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(353mg、0.385mmol)、トリ−tert−ブチルホスフィン(ヘキサン中10%溶液を3.11g)の混合物をトルエン(無水、50mL)中で20分間脱気した。ジ−p−トリルアミン(3.00g、15.2mmol)、4、4’−ジブロモビフェニル(4.80g、15.4mmol)を加え、混合物をさらに15分間脱気した。ナトリウム tert−ブトキシド(2.4g、25mmol)を加え、混合物をさらに10分間脱気した。全体をアルゴン下、120℃で一晩加熱した。冷却した後、混合物をジクロロメタン(DCM)に注ぎ、固体を濾別した。濾液を水および塩水で洗浄した。有機層を集め、硫酸ナトリウムで乾燥させ、次いで、シリカゲルに載せた。フラッシュカラム(ヘキサン中、2−20%酢酸エチルの勾配)によって、材料190mg(収率3%)を与え、HNMRによって純粋なことを確認した。
アミド1(9.6g、26mmol)の無水1,4−ジオキサン(100mL)懸濁物にオキシ塩化リン(POCl3)(9.2mL、100mmol)をゆっくりと加えた。次いで、全体をアルゴン下、100℃で一晩加熱した。室温まで冷却した後、混合物を攪拌しつつ、氷(200g)に注いだ。濾過し、次いで、DCM/ヘキサン中で再結晶化させ、淡灰色固体(化合物5)を得た(8.2g、収率90%)。
化合物5(0.70g、2mmol)、ビス(ピナコラート)ジボラン(0.533g、2.1mmol)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(Pd(dppf)Cl2)(0.060g、0.08mmol)、無水酢酸カリウム(0.393g、4mmol)の1,4−ジオキサン(20mL)中の混合物をアルゴン下、80℃で一晩加熱した。室温まで冷却した後、混合物全体を酢酸エチル(80mL)で希釈し、次いで濾過した。この溶液をシリカゲルに吸収させ、カラムクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル5:1から3:1)で精製し、白色固体(化合物6)を得た(0.64g、収率81%)。
化合物4(170mg、0.397mmol)、1−フェニル−2−(4−(4,4,5、5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)フェニル)−1H−ベンゾ[d]イミダゾール(173mg、0.436mmol)、1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(15mg、0.02mmol)、フッ化カリウム(70mg、1.2mmol)の混合物をジメチルホルムアミド(無水、15mL)中で30分間脱気した。混合物をアルゴン下、90℃で一晩加熱した。冷却した後、混合物を水に注ぎ、濾過した。固体をDCM(50mL)に溶解し、溶液を水および塩水で洗浄した。第1の濾過からの濾液をDCMで抽出した(100mL×2回)。すべての有機相を合わせ、硫酸ナトリウムで乾燥させ、シリカゲルに載せた。フラッシュカラム(ヘキサン中、10−20%酢酸エチルの勾配)、DCM/メタノール中の再沈殿によって、生成物146mg(化合物HO−3)(収率59%)を与え、HNMRによって確認した。
白色発光デバイス(デバイス−A)の一例であるハイブリッドの製造
ITOでコーティングされたガラス基材を、水、アセトン、次いで2−プロパノール中、超音波によって洗浄し、110℃で3時間焼き上げた後、酸素プラズマで5分間処理した。あらかじめ洗浄しておき、O2プラズマで処理した(ITO)基板に、PEDOT:PSSの層(H.C.Starckから購入したBaytron P)を3000rpmでスピンコーティングし、180℃で30分間アニーリングし、ほぼ55nmの厚みを得た。グローブボックスに収容された圧力10−7torr(1torr=133.322Pa)の真空蒸着システムで、まず、DTASiをPEDOT/PSS層の上面に蒸着速度0.06nm/sで堆積させ、厚み30nmの膜を得た。次いで、HO−3を加熱し、DTASiの上部に堆積させ、厚み5nmの膜を得て、次いで、HO−3、YE−1、Ir(PIQ)2(acac)を蒸着速度約0.06nm/sで一緒に堆積させて厚み5nmの層を形成し、厚みが約5nmの別のHO−3層を堆積させた。次いで、1,3,5−トリス(N−フェニルベンズイミダゾール−2−イル)ベンゼン(TPBI)を、最後のHO−3層の上に蒸着速度約0.06nm/sで堆積させ、厚みが40nmの厚い膜を形成した。次いで、LiF(1.0nm)、Al(100nm)をそれぞれ蒸着速度0.005nm/sおよび0.2nm/sで連続して堆積させた。それぞれの個々のデバイスは、面積が0.08cm2である。
デバイスB(図4)を同様の様式で、ただし、2つのHO−3層の厚みはそれぞれ15nmにして製造した。
すべてのスペクトルをOcean Optics HR 4000分光計で測定し、I−V−L特性をKeithley 2400 SourceMeter、Newport 2832−C電力計、818 UV検出器で得た。すべてのデバイスの操作は、窒素を満たしたグローブボックス内で行った。デバイス(デバイス−B)の構造の一例を図4に示す。
Claims (19)
- 発光性構成体であって、
第2の発光層と第3の発光層の間に配置された第1の発光層を含み、
第1の発光層がホスト材料を含み、第2の発光層が前記ホスト材料を含み、第3の発光層が前記ホスト材料を含み、ホスト材料が、蛍光によって青色光を発光し;
第1の発光層が、少なくとも第1の燐光ドーパントを含み、第2の発光層および第3の発光層は、ドープされていないか;または
第1の発光層はドープされておらず、第2の発光層は、少なくとも第1の燐光ドーパントを含み、第3の発光層は、少なくとも第2の燐光ドーパントを含み;
ホスト材料の三重項エネルギーは、第1の燐光ドーパントの三重項エネルギーより大きく;
以下:
第1の燐光ドーパントのHOMOエネルギー準位が、ホスト材料のHOMOエネルギー準位より大きい;
第1の燐光ドーパントのLUMOエネルギー準位が、ホスト材料のLUMOエネルギー準位よりも小さいという関係のうち、少なくとも1つが存在する、発光性構成体。 - ホスト材料の三重項エネルギーが、第2の燐光ドーパントの三重項エネルギーより大きい、請求項1に記載の発光性構成体。
- ホスト材料が両極性である、請求項1に記載の発光性構成体。
- 第1の発光層が、少なくとも第1の燐光ドーパントを含み、第2の発光層および第3の発光層がドープされていない、請求項1に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントが、赤色、黄色または橙色の光子を放射する、請求項4に記載の発光性構成体。
- 第1の発光層が、第2の燐光ドーパントをさらに含む、請求項4に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントおよび第2の燐光ドーパントが、両方とも赤色、黄色または橙色の光子を放射する、請求項5に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントが赤色の光子を放射し、第2の燐光ドーパントが緑色の光子を放射する、請求項5に記載の発光性構成体。
- 第1の発光層がドープされておらず、第2の発光層が、少なくとも第1の燐光ドーパントを含み、第3の発光層が、少なくとも第2の燐光ドーパントを含む、請求項1に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントおよび第2の燐光ドーパントが、両方とも赤色、黄色または橙色の光子を放射する、請求項9に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントが、赤色、黄色または橙色の光子を放射し、第2の燐光ドーパントが緑色の光子を放射する、請求項9に記載の発光性構成体。
- 発光性構成体であって、
第2の発光層と第3の発光層の間に配置された第1の発光層を含み、
第1の発光層がホスト材料を含み、第2の発光層が前記ホスト材料を含み、第3の発光層が前記ホスト材料を含み、ホスト材料が、蛍光によって青色光を発光し;
第1の発光層、第2の発光層、第3の発光層のうち、少なくとも1つが第1の燐光ドーパントを含み;
第1の発光層、第2の発光層、第3の発光層のうち、少なくとも1つがドープされていない、発光性構成体。 - 第1の発光層が第1の燐光ドーパントを含み、第2の発光層および第3の発光層がドープされていないか;または
第1の発光層がドープされておらず、第2の発光層は第1の燐光ドーパントを含み、第3の発光層は第2の燐光ドーパントを含む、請求項12に記載の発光性構成体。 - ホスト材料の三重項エネルギーが、第1の燐光ドーパントの三重項エネルギーより大きい、請求項12に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントのHOMOエネルギー準位が、ホスト材料のHOMOエネルギー準位より大きい、請求項12に記載の発光性構成体。
- 第1の燐光ドーパントのLUMOエネルギー準位が、ホスト材料のLUMOエネルギー準位より小さい、請求項12に記載の発光性構成体。
- ホスト材料の三重項エネルギーが、第2の燐光ドーパントの三重項エネルギーより大きい、請求項12に記載の発光性構成体。
- ホスト材料が両極性である、請求項12に記載の発光性構成体。
- 請求項1に記載の発光性構成体を含む発光デバイス。
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