JP6018098B2 - 電子輸送化合物、及びその化合物を用いた有機エレクトロルミネッセントデバイス - Google Patents
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Description
Ar1〜Ar7は、それぞれ独立に、水素、4〜12個の炭素原子を有する非置換もしくは置換の芳香族炭化水素、または4〜12個の炭素原子を有する非置換もしくは置換の縮合多環芳香族炭化水素を表し、Ar1〜Ar7が、隣接するX、Y以外の芳香族炭化水素と選択的に芳香族環構造を形成してもよい。)
で表される構造を有する、フルオランテン分子骨格に結合したベンゾチオフェンを提供する。
からなる群から選ばれた式を有する。
6gの3−ブロモ−7,12−ジフェニルベンゾ[k]フルオランテン(3−bromo−7,12−diphenylbenzo[k]fluoranthene)及び3.2gの4−ジベンゾチオフェニルボロン酸(4−dibenzothiophenyl boronic acid)を、30mLのトルエンにて攪拌し混合した。0.06gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(tetrakis(triphenylphosphine)palladium)、6.0gの炭酸カリウム及び15mLの水性エタノール(aqueous ethanol)を加えて、窒素雰囲気下で6時間還流反応させた。反応を水でクエンチし、セライトカラム(celite column)に通過させることによりトルエン層を除去した。
化合物A1の主要な紫外吸収ピークは、313nm、394nm及び417nmにある。
化合物A1のフォトルミネッセンススペクトルは、435nmで発光を示す。
化合物A1の1H−NMRスペクトルは、図4に示される。
1H NMR (CDCl3, δ): 8.21(dd, 1H)−8.20 (dd, 1H); 7.72−7.57 (m, 14H); 7.56−7.54 (m, 3H); 7.48 (d, 1H); 7.45−7.41 (m, 3H); 7.27−7.23 (m, 1H); 6.74 (d, 1H); 6.65 (d, 1H)。
10gの2−ブロモ−ジベンゾ[b,d]チオフェン(2−bromo−dibenzo[b,d]thiophene)、5.1gのフェニルボロン酸(phenylboronic acid)、2.2gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム及び18.38gの炭酸カリウムを、110mLのトルエンと20mLのエタノールと90mLの水との混合物にて、一夜還流反応させた。反応を水でクエンチし、セライトカラムに通過させることによりトルエン層を除去し、トルエン層をロータリーエバポレーターにより蒸発させ、5.2gの2−フェニル−ジベンゾ[b,d]チオフェン(2−phenyl−dibenzo[b,d]thiophene)が得られた。窒素雰囲気下で、5.2gの2−フェニル−ジベンゾ[b,d]チオフェンを50mLの無水テトラヒドロフラン(anhydrous tetrahydrofuran)に溶解させ、溶液を−78℃に冷却させた。反応混合物に20.0mLのn−ブチルリチウム(1.6M溶液)を添加し、温度が室温と平衡に達するまで連続的に攪拌した。反応混合物を−60℃に冷却させ、5.67mLのホウ酸トリメチル(trimethyl borate)を添加し、連続的に攪拌しながら一夜反応させた。反応を20%の塩酸水溶液でクエンチし、酢酸エチルで有機層を抽出し、抽出された酢酸エチル層を十分に水で洗った後、無水硫酸ナトリウム(anhydrous sodium sulfate)で乾燥させ、4.2gの8−フェニルジベンゾ[b,d]チオフェン−4−ボロン酸(8−phenyldibenzo[b,d]thiophene−4−boronic acid)が得られた。
化合物A2の1H−NMRスペクトルは、図5に示される。
1H NMR (CDCl3, δ): 8.45−8.39(m, 1H); 8.25 (dd, 1H); 7.83−7.56 (m, 17H); 7.51−7.36 (m, 8H); 7.27−7.24 (m, 1H); 6.73 (d, 1H); 6.63 (d, 1H)。
14gの2,8−ジブロモ−ジベンゾ[b,d]チオフェン、11.0gのフェニルボロン酸、3.8gのテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム及び20gの炭酸カリウムを、110mLのトルエンと20mLのエタノールと90mLの水との混合物にて、一夜還流反応させた。反応を水でクエンチし、セライトカラムに通過させることによりトルエン層を除去し、トルエン層をロータリーエバポレーターにより蒸発させ、6gの2,8−ジフェニル−ジベンゾ[b,d]チオフェン(2,8−diphenyl−dibenzo[b,d]thiophene)が得られた。窒素雰囲気下で、6gの2,8−ジフェニル−ジベンゾ[b,d]チオフェンを80mLの無水テトラヒドロフランに溶解させ、溶液を−78℃に冷却させた。反応混合物に20.0mLのn−ブチルリチウム(1.6M溶液)を添加し、温度が室温と平衡に達するまで連続的に攪拌した。反応混合物を−60℃に冷却させ、5.67mLのホウ酸トリメチルを添加し、連続的に攪拌しながら一夜反応させた。反応を20%の塩酸水溶液でクエンチし、酢酸エチルで有機層を抽出し、抽出された酢酸エチル層を十分に水で洗った後、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、4.5gの2,8−ジフェニルジベンゾ[b,d]チオフェン−4−ボロン酸(2,8−diphenyldibenzo[b,d]thiophene−4−boronic acid)が得られた。
化合物A5の1H−NMRスペクトルは、図6に示される。
1H NMR (CDCl3, δ): 8.46−8.42(m, 2H); 7.807.56 (m, 20H); 7.51−7.36 (m, 9H); 7.29−7.24 (m, 1H); 6.74 (d, 1H); 6.63 (d, 1H)。
基板を蒸発システムに入れる前に、予め基板を溶剤で脱脂し、紫外線オゾンで清浄した。その後、基板を真空蒸着チェンバーに移動させ、基板の上に全ての他の層を沈着した。約10−6 Torrの真空下で、熱ボートでの蒸発により、図2に示されるように、以下の層を順に沈着した。
b)正孔輸送層、厚さ110nm、N,N’−ジ−1−ナフチル−N,N’−ジフェニル−4,4’−ジアミノビフェニル(N,N’−di−1−naphthyl−N,N’−diphenyl−4,4’−diaminobiphenyl、即ちNPB)。
c)発光層、厚さ30nm、3%BDがドープされたBHを含む(BHおよびBDは、台湾の
d)電子輸送層、厚さ15nm、化合物A1を含む。
e)電子注入層、厚さ1nm、フッ化リチウム(LiF)。
f)カソード、厚さ約150nm、化合物A1を含む。
電子輸送層において化合物A1とリチウムキノラート(Lithium quinolate、即ちLiq)のn型ドーパントとを割合1:1で用いる以外、デバイス実施例1と類似する層構造で有機蛍光ELデバイスを製造した。デバイス実施例2のデバイス構造は、以下のように示される:ITO/HAT−CN(30nm)/NPB(110nm)/BH−3%BD(30nm)/Liqがドープされた化合物A1(15nm)/LiF(1nm)/化合物A1(150nm)。
電子輸送層において化合物A1の代わりにAlq3を用いる以外、デバイス実施例1と類似する層構造で有機ELデバイスを製造した。比較例1のデバイス構造は、以下のように示される:ITO/HAT−CN(30nm)/NPB(110nm)/BH−3%BD(30nm)/Alq3(15nm)/LiF(1nm)/化合物A1(150nm)。
110、210、310 基板
120、220、320 アノード
130、230、330 正孔注入層
140、240、340 正孔輸送層
150、250、350 発光層
160、260、360 電子輸送層
170、270、370 電子注入層
180、280、380 カソード
245 励起子
355 励起子ブロック層
Claims (9)
- アノードを有する基板の上に、請求項1又は2に記載の化合物を含む少なくとも一つの有機層を形成する工程、および、
前記少なくとも一つの有機層の上にカソードを形成する工程
を含む、有機エレクトロルミネッセントデバイスの製造方法。 - 真空蒸着法(vacuum deposition method)またはスピンコート法により、請求項1又は2に記載の化合物をアモルファス薄膜とする請求項3に記載の方法。
- 請求項1又は2に記載の化合物を利用した有機エレクトロルミネッセントデバイス。
- 前記化合物は、単独の材料として、またはn型ドーパント材料との組み合わせとして、
電子輸送層または電子注入層に用いられる請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。 - 前記化合物は、発光層、正孔ブロック層および電子ブロック層からなる群から選ばれた一つの層の材料として用いられる請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
- 前記化合物は、蛍光発光体または燐光発光体と組み合わせて、発光層の材料として用いられる請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
- 蛍光有機エレクトロルミネッセントデバイス及び燐光有機エレクトロルミネッセントデバイスのいずれかである請求項5に記載の有機エレクトロルミネッセントデバイス。
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