WO1999065961A1 - Hole injector polymers - Google Patents
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Classifications
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- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F12/00—Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring
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- C08F12/14—Monomers containing only one unsaturated aliphatic radical containing one ring substituted by hetero atoms or groups containing heteroatoms
- C08F12/26—Nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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- C08F20/34—Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
Definitions
- the invention relates to side chain polymers capable of injecting holes in an electroluminescent material capable of being used in visualization.
- Cathode ray tubes suffer from limitations such as their size, their weight, or the difficulty of obtaining by such technology curved screens of complex shape and of large dimension.
- Liquid crystal displays require a relatively complex implementation (backlighting, alignment layer) and have a limited viewing angle.
- Plasma panels operate at high voltages which increase the cost of the control circuits and must be vacuum sealed.
- organic electroluminescent materials offer a certain number of decisive advantages which would allow them in the more or less long term to take a significant market share of visualization systems.
- organic electroluminescent materials offer a certain number of decisive advantages which would allow them in the more or less long term to take a significant market share of visualization systems.
- Emission by electroluminescence results from the non-thermal deactivation of an exciton formed by the recombination within the material of an electron and a hole.
- the material is deposited by sublimation under vacuum or centrifugation between two electrodes of different nature, one of them being transparent in order to visualize the emission of light.
- the application of a sufficient voltage across the terminals of the device allows the passage of current which is accompanied by light emission.
- the phenomena involved during the different stages of the emission process are the injection of charges, the transport of carriers, recombination and emission.
- the charge injection stage is controlled by the redox properties of the anode and the cathode, which must be a good oxidant for injecting holes and a good reducer for injecting electrons, respectively (see Figure 1). More precisely, by assimilating the emitting layer to an organic semiconductor characterized by its valence band and its conduction band, the injection of holes will be optimal when the work of extraction of the anode will be energetically close to the top of the valence band , ie HOMO (“Highest Occupied Molecular Orbital”); similarly, the injection of electrons will be all the better as the work of extraction of the cathode is energetically close to the bottom of the conduction band, namely LUMO ("Lowest Unoccupied Molecular Orbital").
- the organic electroluminescent materials known to date are characterized by a LUMO of relatively low energy and a HOMO of high energy. Consequently, the cathode must be a reducing metal of low extraction work (Ca, Mg, In, Sm, Al) and the anode an oxidant of high extraction work.
- the need for a transparent electrode is such that Indium oxide doped with Tin is generally chosen to make the anode.
- the transport of the charges in the material takes place by jumps and in the form of polarons. When the polarons relative to the electron and to the hole are at a distance such that the Coulomb attraction outweighs the other forces, there is a recombination of these two charges giving rise to an exciton.
- Energy efficiency is directly linked to the ability of the electrodes to inject an equal number of holes and electrons into the material.
- majority carriers circulate in the material, they pass through the device without recombining, thus creating a Joule effect, a rise in temperature of the material which contributes to its degradation.
- One way to solve this problem is to insert intermediate layers between the emitter and the electrodes, the function of which is to facilitate the injection of electrons and to block the passage of holes (see Figure 2) or to facilitate the injection of holes and block the passage of electrons (see Figure 3).
- Electroluminescent displays are most often built on a substrate covered with ITO by deposition:
- these are polymers comprising active groups in terms of hole injection, of simplified structure compared to that of the prior art and in particular that described by the applicant in published patent application 2757 525.
- the invention proposes structures of simplified chemistry and in particular of the monopyrazoline or monoamine type, while retaining properties equivalent to those obtained with the molecules of the known art.
- the subject of the invention is a polymer with side chains, suitable for injecting holes in electroluminescent materials, characterized in that it comprises a molar percentage x of side chains comprising a group of type: * 2 - (2-hydroxyphenyl) benzoxazole
- the side chains are attached to a main chain of the polystyrene type. According to another variant of the invention, the side chains are attached to a main chain of polyacrylate type or of polymethacrylate type.
- the invention also relates to an electroluminescent device comprising a layer of electroluminescent material and a layer of hole injector material comprising a polymer with side chains according to the invention.
- the invention finally relates to a method for manufacturing an electroluminescent device comprising the following steps: - The deposition by centrifugation of a polymer with side chains according to the invention on a substrate covered with a transparent electrode, to obtain a hole injector film;
- FIG. 1 illustrates the energy levels of the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest vacant molecular orbital (LUMO) of an electroluminescent material as well as the work of extraction of the anode and the cathode;
- HOMO highest occupied molecular orbital
- LUMO lowest vacant molecular orbital
- FIG. 2 illustrates the energy levels corresponding to a two-layer system consisting of a hole injector film (HTL) and an electroluminescent film;
- HTL hole injector film
- FIG. 3 illustrates the energy levels corresponding to a bilayer system formed by an electroluminescent film and an electron injector film
- FIG. 4 illustrates an example of a reaction scheme for obtaining a polymer according to the invention with a main chain of styrene type
- - Figure 5 illustrates an example of a reaction scheme for obtaining a polymer according to the invention with a main chain of polyacrylate or polymethacrylate type
- FIG. 6 illustrates a structure of an electroluminescent device using a polymer according to the invention for injecting holes in a layer of electroluminescent material
- FIG. 7 illustrates the reaction scheme for the synthesis of an amino salycylidene type hole injector group
- FIG. 8 illustrates a first example of a reaction scheme for the synthesis of a precursor of an amino salicylidene type injector group
- FIG. 9 illustrates a second example of a reaction scheme for the synthesis of a precursor of an amino salicydene type injector group
- FIG. 10 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a pyrazoline type hole injector group
- FIG. 11 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a first example of polymerization according to the invention
- FIG. 12 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a second example of polymer according to the invention.
- the main chain of the polymers with side chains can be of the polystyrene type.
- FIG. 4 illustrates an example of synthesis making it possible to develop such a polymer. More precisely, we can proceed to the condensation of the hole injector pattern and referenced on 4-chloromethylstyrene in the presence of sodium methanolate in dimethylformamide followed by polymerization initiated with azobisisobutyronitrile of the monomer obtained in the presence of an amount of styrene varying from 0 to 50 mol% in dimethylformamide.
- the main chain of the polymers with side chains can be of the polyacrylate or polymethacrylate type.
- FIG. 5 illustrates an example of synthesis making it possible to develop such polymers. It is thus possible to condense a hole injector pattern referenced ⁇ Gp— OH on acryloyl or methacryloyl chloride in the presence of
- the polymers according to the invention have excellent solubility in conventional organic solvents and can therefore easily be dissolved to be deposited by centrifugation on a substrate, in order to produce an electroluminescent device.
- the structure of such a device can be that illustrated in FIG. 6 in which the hole-injecting polymer 3 is deposited by centrifugation on a glass substrate 1 covered with a conductive layer of retium-doped indium oxide (ITO) 2.
- the emitting element is an electroluminescent material of low molecular mass that can be deposited by sublimation under vacuum 4. Depending on the emission color, it can be: - to emit in the green: tris (aluminum 8-hydroxyquilolinate) )
- Aminomethylt ⁇ phenylene is obtained in 5 steps from triphenylene.
- 1,3-diphenyl-5- (4-hydroxyphenyl) -2-pyrazoline is prepared in 3 steps from 4-hydroxybenzaldehyde.
- a viscous oil is obtained which is taken up in 20 ml of a 1: 1 methanol / dichloromethane mixture. The solution is then concentrated until precipitation begins and then placed in the refrigerator for a few hours, the precipitate formed is drained on a frit under vacuum and then air dried. 11 g of an analytically pure powder are obtained. Yield: 74.5%
- the polymer is obtained in two stages from 2- (hydroxyphenyl) -benzothiazole and 4-chloromethylstyrene.
- a two-layer light-emitting diode was produced using the polymer described above as the hole injector and the aluminum tris (8-hydroxyquinolinate) as the emitter.
- Poly (methacryloyloxybenzylidenenaphthylmethylamine) is prepared in 2 steps from methacyloyole chloride and 2-hydroxybezylidenenaphthylmethylamine.
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Abstract
The invention relates to a new type of material that can be used for visual presentation in electroluminescent displays. The invention consists of straight-chain polymers containing active groups in terms of hole injection in an electroluminescent material. The above-mentioned active groups can be of a monopyrazoline or monoamine type.
Description
POLYMERES INJECTEURS DE TROUS HOLE INJECTOR POLYMERS
L'invention concerne des polymères à chaînes latérales capables d'injecter des trous dans un matériau électroluminescent susceptible d'être utilisé en visualisation.The invention relates to side chain polymers capable of injecting holes in an electroluminescent material capable of being used in visualization.
Le monde de la visualisation est un domaine en perpétuelle mutation, ceci pour satisfaire une attente de plus en plus exigeante. En particulier, il existe une demande croissante d'afficheurs plats, légers, bon marché, consommant peu d'énergie et générant une image lumineuse visible sous un grand angle de vue.The world of visualization is a constantly changing field, this to satisfy an increasingly demanding expectation. In particular, there is a growing demand for flat, light, inexpensive displays that consume little energy and generate a bright image visible from a wide angle of view.
Les tubes à rayons cathodiques souffrent de limitations telles leur encombrement, leur poids, ou encore la difficulté à obtenir par une telle technologie des écrans courbes de forme complexe et de grande dimension.Cathode ray tubes suffer from limitations such as their size, their weight, or the difficulty of obtaining by such technology curved screens of complex shape and of large dimension.
Les écrans à cristaux liquides quant à eux requièrent une mise en oeuvre relativement complexe (rétroéclairage, couche d'alignement) et ont un angle de vue limité. Les panneaux à plasma fonctionnent sous des tensions élevées qui augmentent le coût des circuits de commande et doivent être scellés sous vide.Liquid crystal displays require a relatively complex implementation (backlighting, alignment layer) and have a limited viewing angle. Plasma panels operate at high voltages which increase the cost of the control circuits and must be vacuum sealed.
Dans ce contexte, les matériaux organiques électroluminescents offrent un certain nombre d'avantages décisifs qui leur permettraient à plus ou moins long terme de prendre une part de marché importante des systèmes de visualisation. En particulier :In this context, organic electroluminescent materials offer a certain number of decisive advantages which would allow them in the more or less long term to take a significant market share of visualization systems. In particular :
- Ils peuvent conduire aisément à des afficheurs plats et légers puisque le dispositif est assemblé sous forme de couches minces (< 1 μm). - Ils permettent d'accéder à des écrans de grande dimension éventuellement courbes (lorsque le substrat est flexible) et peu coûteux par l'utilisation de polymères déposées par voie humide.- They can easily lead to flat and light displays since the device is assembled in the form of thin layers (<1 μm). - They allow access to large screens, possibly curved (when the substrate is flexible) and inexpensive by the use of wet-deposited polymers.
- Ils offrent un excellent angle de vue (émission lambertienne) et leur mise en oeuvre est simple (pas de couche d'alignement, pas de rétroéclairage).- They offer an excellent angle of view (Lambertian emission) and their implementation is simple (no alignment layer, no backlighting).
- Ils consomment relativement peu d'énergie et fonctionnent à de faibles tensions de commande (< 10 V).
- Enfin, ils ne nécessitent pas à priori le développement d'une nouvelle technologie puisqu'il est possible de réutiliser une grande partie des étapes de la réalisation des écrans plats cristal liquide qui relèvent du domaine général de l'électronique grand surface (dépôts sous vide des électrodes, dépôts de films par centrifugation, sérigraphie, matrices de transistors...).- They consume relatively little energy and operate at low control voltages (<10 V). - Lastly, they do not a priori require the development of a new technology since it is possible to reuse a large part of the stages in the production of liquid crystal flat screens which fall within the general field of large area electronics (deposits under vacuum of electrodes, film deposits by centrifugation, screen printing, transistor matrices ...).
L'émission par électroluminescence résulte de la désactivation non thermique d'un exciton formé par la recombinaison au sein même du matériau d'un électron et d'un trou. Le matériau est déposé par sublimation sous vide ou centrifugation entre deux électrodes de nature différente, l'une d'elle étant transparente afin de visualiser l'émission de lumière.Emission by electroluminescence results from the non-thermal deactivation of an exciton formed by the recombination within the material of an electron and a hole. The material is deposited by sublimation under vacuum or centrifugation between two electrodes of different nature, one of them being transparent in order to visualize the emission of light.
L'application d'une tension suffisante aux bornes du dispositif permet le passage du courant qui s'accompagne d'émission de lumière. Les phénomènes mis en jeu au cours des différentes étapes du processus d'émission sont l'injection de charges, le transport des porteurs, la recombinaison et l'émission.The application of a sufficient voltage across the terminals of the device allows the passage of current which is accompanied by light emission. The phenomena involved during the different stages of the emission process are the injection of charges, the transport of carriers, recombination and emission.
L'étape d'injection des charges est contrôlée par les propriétés oxydo-réductrices de l'anode et de la cathode qui doivent être respectivement un bon oxydant pour injecter des trous et un bon réducteur pour injecter des électrons (voir figure 1). Plus précisément, en assimilant la couche émettrice à un semiconducteur organique caractérisé par sa bande de valence et sa bande de conduction, l'injection de trous sera optimale lorsque le travail d'extraction de l'anode sera énergétiquement proche du haut de la bande valence, c'est à dire de la HOMO (« Highest Occupied Molecular Orbital ») ; de même, l'injection d'électrons sera d'autant meilleure que le travail d'extraction de la cathode est énergétiquement proche du bas de la bande de conduction, à savoir de la LUMO (« Lowest Unoccupied Molecular Orbital »).The charge injection stage is controlled by the redox properties of the anode and the cathode, which must be a good oxidant for injecting holes and a good reducer for injecting electrons, respectively (see Figure 1). More precisely, by assimilating the emitting layer to an organic semiconductor characterized by its valence band and its conduction band, the injection of holes will be optimal when the work of extraction of the anode will be energetically close to the top of the valence band , ie HOMO (“Highest Occupied Molecular Orbital”); similarly, the injection of electrons will be all the better as the work of extraction of the cathode is energetically close to the bottom of the conduction band, namely LUMO ("Lowest Unoccupied Molecular Orbital").
Les matériaux organiques électroluminescents connus à ce jour sont caractérisés par une LUMO de relativement faible énergie et une HOMO de forte énergie. Par conséquent, la cathode doit être un métal réducteur de faible travail d'extraction (Ca, Mg, In, Sm, Al) et l'anode un oxydant de fort travail d'extraction. La nécessité de disposer d'une électrode transparente est telle que l'oxyde d'Indium dopé à l'Etain est généralement choisi pour réaliser l'anode.
Le transport des charges dans le matériau a lieu par sauts et sous forme de polarons. Lorsque les polarons relatifs à l'électron et au trou se trouvent à une distance telle que l'attraction coulombienne l'emporte sur les autres forces, il y a recombinaison de ces deux charges donnant naissance à un exciton. 25 % des excitons formés sont dans un état de symétrie singulet, 75 % sont dans un état de symétrie triplet. Ces excitons migrent au sein du matériau avant de revenir à l'état fondamental ; seule la désactivation de l'exciton singulet est radiative et conduit à l'émission d'un photon, ce qui limite le rendement d'électroluminescence à 0,25 η (η étant le rendement de photoluminescence du matériau).The organic electroluminescent materials known to date are characterized by a LUMO of relatively low energy and a HOMO of high energy. Consequently, the cathode must be a reducing metal of low extraction work (Ca, Mg, In, Sm, Al) and the anode an oxidant of high extraction work. The need for a transparent electrode is such that Indium oxide doped with Tin is generally chosen to make the anode. The transport of the charges in the material takes place by jumps and in the form of polarons. When the polarons relative to the electron and to the hole are at a distance such that the Coulomb attraction outweighs the other forces, there is a recombination of these two charges giving rise to an exciton. 25% of the excitons formed are in a state of singlet symmetry, 75% are in a state of triplet symmetry. These excitons migrate within the material before returning to the ground state; only the deactivation of the singlet exciton is radiative and leads to the emission of a photon, which limits the electroluminescence yield to 0.25 η (η being the photoluminescence yield of the material).
Le rendement énergétique quant à lui est directement lié à la capacité des électrodes à injecter un nombre égal de trous et d'électrons dans le matériau. En effet, lorsque des porteurs majoritaires circulent dans le matériau, ils traversent le dispositif sans se recombiner créant ainsi par effet joule une élévation de température du matériau qui concourt à sa dégradation. Un moyen de résoudre ce problème est d'intercaler entre l'émetteur et les électrodes des couches intermédiaires ayant pour fonction de faciliter l'injection des électrons et de bloquer le passage des trous (voir figure 2) ou bien de faciliter l'injection des trous et de bloquer le passage des électrons (voir figure 3).Energy efficiency is directly linked to the ability of the electrodes to inject an equal number of holes and electrons into the material. In fact, when majority carriers circulate in the material, they pass through the device without recombining, thus creating a Joule effect, a rise in temperature of the material which contributes to its degradation. One way to solve this problem is to insert intermediate layers between the emitter and the electrodes, the function of which is to facilitate the injection of electrons and to block the passage of holes (see Figure 2) or to facilitate the injection of holes and block the passage of electrons (see Figure 3).
Les afficheurs électroluminescents sont le plus souvent construits sur un substrat recouvert d'ITO par dépôt :Electroluminescent displays are most often built on a substrate covered with ITO by deposition:
- soit du matériau émetteur seul ;- either of the emitting material alone;
- soit d'une couche injectrice de trous puis d'une couche émettrice ;- either a hole injecting layer and then an emitting layer;
- soit d'une couche émettrice puis d'une couche injectrice d'électrons ;- either of an emitting layer then of an electron injecting layer;
- soit d'une couche injectrice de trous puis d'une couche émettrice puis d'une couche injectrice d'électrons. Dans le cas de la centrifugation de polymères, il est nécessaire de prendre des précautions particulières, puisque le solvant d'enduction de la couche émettrice ne doit pas dissoudre la couche inférieure injectrice de trous. Il faut en effet dans ce cas rendre insoluble cette couche injectrice de trous.
La sublimation de petites molécules offre l'avantage de n'imposer aucune contrainte sur l'empilement des différentes couches de matériaux. L'invention s'inscrit dans ce contexte et propose une nouvelle famille de matériaux, particulièrement adaptés à l'injection de trous à l'intérieur de couches émettrices formées à partir de petites molécules électroluminescentes.- either of a hole injecting layer then of an emitting layer then of an electron injecting layer. In the case of the centrifugation of polymers, it is necessary to take special precautions, since the coating solvent of the emitting layer must not dissolve the bottom layer injecting holes. In this case, it is necessary to make this hole-injecting layer insoluble. The sublimation of small molecules offers the advantage of not imposing any constraint on the stacking of the different layers of materials. The invention falls within this context and proposes a new family of materials, particularly suitable for injecting holes inside emitting layers formed from small electroluminescent molecules.
D'une manière générale, il s'agit de polymères comportant des groupements actifs en terme d'injection de trous, de structure simplifiée par rapport à celle de l'art antérieur et notamment celle décrite par la demanderesse dans la demande de brevet publiée 2757 525.In general, these are polymers comprising active groups in terms of hole injection, of simplified structure compared to that of the prior art and in particular that described by the applicant in published patent application 2757 525.
En effet, selon l'art antérieur, la tendance était de transposer les structures de petites molécules connues pour leurs propriétés en tant qu'injectrices de trous, directement sur des chaînes polymériques. L'invention propose des structures de chimie simplifiée et notamment de type monopyrazoline ou monoamine, tout en conservant des propriétés équivalentes à celles obtenues avec les molécules de l'art connu.Indeed, according to the prior art, the tendency was to transpose the structures of small molecules known for their properties as hole injectors, directly on polymer chains. The invention proposes structures of simplified chemistry and in particular of the monopyrazoline or monoamine type, while retaining properties equivalent to those obtained with the molecules of the known art.
Plus précisément, l'invention a pour objet un polymère à chaînes latérales, adaptées à l'injection de trous dans des matériaux électroluminescents, caractérisé en ce qu'il comprend un pourcentage molaire x de chaînes latérales comportant un groupe de type : * 2 - (2-hydroxyphenyl)benzoxazoleMore specifically, the subject of the invention is a polymer with side chains, suitable for injecting holes in electroluminescent materials, characterized in that it comprises a molar percentage x of side chains comprising a group of type: * 2 - (2-hydroxyphenyl) benzoxazole
ou * 2 - (2-hydroxyphenyl benzothiazole)or * 2 - (2-hydroxyphenyl benzothiazole)
avec R groupement aryle dérivé du benzène, du naphtalène, de l'anthracène, du phénanthrène, du fluorène ou du triphénylènewith R aryl group derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, fluorene or triphenylene
avec Ar : groupement aryle de type phenyle ou biphenylewith Ar: phenyl or biphenyl aryl group
Selon une variante de l'invention, les chaînes latérales sont attachées à une chaîne principale de type polystyrène. Selon une autre variante de l'invention, les chaînes latérales sont attachées à une chaîne principale de type polyacrylate ou de type polyméthacrylate.According to a variant of the invention, the side chains are attached to a main chain of the polystyrene type. According to another variant of the invention, the side chains are attached to a main chain of polyacrylate type or of polymethacrylate type.
L'invention a aussi pour objet un dispositif électroluminescent comprenant une couche de matériau électroluminescent et une couche de matériau injecteur de trous comportant un polymère à chaînes latérales selon l'invention.The invention also relates to an electroluminescent device comprising a layer of electroluminescent material and a layer of hole injector material comprising a polymer with side chains according to the invention.
L'invention a enfin pour objet un procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent comportant les étapes suivantes :
- le dépôt par centrifugation d'un polymère à chaînes latérales selon l'invention sur un substrat recouvert d'une électrode transparente, pour obtenir un film injecteur de trous ;The invention finally relates to a method for manufacturing an electroluminescent device comprising the following steps: - The deposition by centrifugation of a polymer with side chains according to the invention on a substrate covered with a transparent electrode, to obtain a hole injector film;
- le dépôt par sublimation de petites molécules de matériau électroluminescent à la surface du film injecteur de trous ;- the deposition by sublimation of small molecules of electroluminescent material on the surface of the hole injector film;
- la réalisation d'une contre électrode à la surface de la couche préalablement formée de matériau électroluminescent.- The production of a counter electrode on the surface of the previously formed layer of electroluminescent material.
L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the description which follows given without limitation and thanks to the appended figures among which:
- la figure 1 illustre les niveaux d'énergie de la plus haute orbitale moléculaire occupée (HOMO) et de la plus basse orbitale moléculaire vacante (LUMO) d'un matériau électroluminescent ainsi que les travaux d'extraction de l'anode et de la cathode ;- Figure 1 illustrates the energy levels of the highest occupied molecular orbital (HOMO) and the lowest vacant molecular orbital (LUMO) of an electroluminescent material as well as the work of extraction of the anode and the cathode;
- la figure 2 illustre les niveaux d'énergie correspondant à un système bicouche constitué d'un film injecteur de trous (HTL) et d'un film électroluminescent ;- Figure 2 illustrates the energy levels corresponding to a two-layer system consisting of a hole injector film (HTL) and an electroluminescent film;
- la figure 3 illustre les niveaux d'énergie correspondant à un système bicouche formé par un film électroluminescent et un film injecteur d'électrons ;- Figure 3 illustrates the energy levels corresponding to a bilayer system formed by an electroluminescent film and an electron injector film;
- la figure 4 illustre un exemple de schéma réactionnel permettant d'obtenir un polymère selon l'invention à chaîne principale de type styrène ; - la figure 5 illustre un exemple de schéma réactionnel permettant d'obtenir un polymère selon l'invention à chaîne principale de type polyacrylate ou polyméthacrylate ;- Figure 4 illustrates an example of a reaction scheme for obtaining a polymer according to the invention with a main chain of styrene type; - Figure 5 illustrates an example of a reaction scheme for obtaining a polymer according to the invention with a main chain of polyacrylate or polymethacrylate type;
- la figure 6 illustre une structure de dispositif électroluminescent utilisant un polymère selon l'invention pour injecter des trous dans une couche de matériau électroluminescent ;FIG. 6 illustrates a structure of an electroluminescent device using a polymer according to the invention for injecting holes in a layer of electroluminescent material;
- la figure 7 illustre le schéma réactionnel de synthèse d'un groupement injecteur de trous de type salycylidène aminé ;- Figure 7 illustrates the reaction scheme for the synthesis of an amino salycylidene type hole injector group;
- la figure 8 illustre un premier exemple de schéma réactionnel de synthèse d'un précurseur d'un groupement injecteur de trous de type salicylidène aminé ;
- la figure 9 illustre un second exemple de schéma réactionnel de synthèse d'un précurseur d'un groupement injecteur de trous de type salicydène aminé ;- Figure 8 illustrates a first example of a reaction scheme for the synthesis of a precursor of an amino salicylidene type injector group; - Figure 9 illustrates a second example of a reaction scheme for the synthesis of a precursor of an amino salicydene type injector group;
- la figure 10 illustre le schéma réactionnel de la synthèse d'un groupement injecteur de trous de type pyrazoline ;- Figure 10 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a pyrazoline type hole injector group;
- la figure 11 illustre le schéma réactionnel de la synthèse d'un premier exemple de polymérisation selon l'invention ;- Figure 11 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a first example of polymerization according to the invention;
- la figure 12 illustre le schéma réactionnel de la synthèse d'un second exemple de polymère selon l'invention. Selon une première variante de l'invention, la chaîne principale des polymères à chaînes latérales peut être de type polystyrène.- Figure 12 illustrates the reaction scheme for the synthesis of a second example of polymer according to the invention. According to a first variant of the invention, the main chain of the polymers with side chains can be of the polystyrene type.
La figure 4 illustre un exemple de synthèse permettant d'élaborer un tel polymère. Plus précisément, on peut procéder à la condensation du motif injecteur de trous et référencé
sur le 4-chlorométhylstyrène en présence de méthanolate de sodium dans la dimethylformamide suivi d'une polymérisation initiée à l'azobisisobutyronitrile du monomère obtenu en présence d'une quantité de styrène variant de 0 à 50 % en mole dans la dimethylformamide. Selon une seconde variante de l'invention, la chaîne principale des polymères à chaînes latérales peut être de type polyacrylate ou polymethacrylate.FIG. 4 illustrates an example of synthesis making it possible to develop such a polymer. More precisely, we can proceed to the condensation of the hole injector pattern and referenced on 4-chloromethylstyrene in the presence of sodium methanolate in dimethylformamide followed by polymerization initiated with azobisisobutyronitrile of the monomer obtained in the presence of an amount of styrene varying from 0 to 50 mol% in dimethylformamide. According to a second variant of the invention, the main chain of the polymers with side chains can be of the polyacrylate or polymethacrylate type.
La figure 5 illustre un exemple de synthèse permettant d'élaborer de tels polymères. On peut ainsi procéder à la condensation d'un motif injecteur de trous référencé ÇGp— OH sur le chlorure d'acryloyle ou de methacryloyle en présence deFIG. 5 illustrates an example of synthesis making it possible to develop such polymers. It is thus possible to condense a hole injector pattern referenced ÇGp— OH on acryloyl or methacryloyl chloride in the presence of
EtβN dans le 1 ,3 dimethyl.3,4,5,6 tetrahydro-2(1 H) pyrimidone suivi d'une polymérisation initiée à l'azobisisobutyronitrile du monomère obtenu en présence d'une quantité d'acrylate de méthyle ou de methacrylate de méthyle variant de 0 à 50 % en mole dans la dimethylformamide.EtβN in 1, 3 dimethyl.3,4,5,6 tetrahydro-2 (1 H) pyrimidone followed by a polymerization initiated with azobisisobutyronitrile of the monomer obtained in the presence of an amount of methyl acrylate or methacrylate methyl ranging from 0 to 50 mol% in dimethylformamide.
De manière générale, les polymères selon l'invention présentent une excellente solubilité dans les solvants organiques classiques et peuvent donc facilement être mis en solution pour être déposés par centrifugation sur un substrat, en vue de réaliser un dispositif électroluminescent. La structure
d'un tel dispositif peut être celle illustrée en figure 6 dans laquelle le polymère injecteur de trous 3 est déposé par centrifugation sur un substrat de verre 1 recouvert d'une couche conductrice d'oxyde d'indium dopé à rétain (ITO) 2. L'élément émetteur est un matériau électroluminescent de faible masse moléculaire pouvant être déposé par sublimation sous vide 4. Selon la couleur d'émission, il peut s'agir : - pour émettre dans le vert : du tris (8-hydroxyquilolinate d'aluminium)In general, the polymers according to the invention have excellent solubility in conventional organic solvents and can therefore easily be dissolved to be deposited by centrifugation on a substrate, in order to produce an electroluminescent device. The structure of such a device can be that illustrated in FIG. 6 in which the hole-injecting polymer 3 is deposited by centrifugation on a glass substrate 1 covered with a conductive layer of retium-doped indium oxide (ITO) 2. The emitting element is an electroluminescent material of low molecular mass that can be deposited by sublimation under vacuum 4. Depending on the emission color, it can be: - to emit in the green: tris (aluminum 8-hydroxyquilolinate) )
pour émettre dans le bleu d'un complexe de zinc dérivé du bis(2- sal icyl idèneamino)hexaneto emit into the blue a zinc complex derived from bis (2- sal icyl idèneamino) hexane
pour émettre dans le orange, du bis(2-naphtylidène-8- hydroxyquinolinate) de zincto emit into the orange bis (2-naphthylidene-8-hydroxyquinolinate) of zinc
L'évaporation finale d'une électrode de calcium 5 a lieu sous vide.The final evaporation of a calcium electrode 5 takes place under vacuum.
Nous allons décrire ci-après des exemples de synthèse de groupements injecteurs de trous, de précurseurs de groupements injecteurs de trous ainsi que deux exemples de polymères à chaînes latérales selon l'invention.
Exemple 1We will describe below examples of synthesis of hole injector groups, precursors of hole injector groups as well as two examples of side chain polymers according to the invention. Example 1
Synthèse du salycilldène aminométhylnaphtalène, illustrée en figure 7Synthesis of salycilldene aminomethylnaphthalene, illustrated in Figure 7
A une solution de 2 g (12, 34 mmol) de naphtalène-2-aminométhyl dans 80 ml de methanol, on ajoute 1.35 ml (12,67 mmol) d'aldéhyde salicylique. Le mélange est agité pendant 15 minutes à température ambiante. Le précipité est essoré sur fritte sous vide, lavé au methanol puis laissé à l'air. On obtient 2 g d'un solide jaune analytiquement pur. Rendement : 62 %To a solution of 2 g (12.34 mmol) of naphthalene-2-aminomethyl in 80 ml of methanol, 1.35 ml (12.67 mmol) of salicylic aldehyde is added. The mixture is stirred for 15 minutes at room temperature. The precipitate is drained on a frit under vacuum, washed with methanol and then left in air. 2 g of an analytically pure yellow solid are obtained. Yield: 62%
Exemple 2 :Example 2:
Synthèse du 9-aminométhylphénathrène illustrée en figure 8Synthesis of 9-aminomethylphenathrene illustrated in FIG. 8
A une solution refroidie à -78 °C contenant 0,5 g (2,5 mmomol) de 9-cyanophénanthrène dissous dans 75 ml de tetrahydrofurane, on ajoute 16 ml (16 mmol) d'une solution molaire de diborane dans le tetrahydrofurane. Le mélange est lentement remonté à température ambiante, agité pendant 1 nuit puis traité par 50 ml d'une solution 2M d'acide chlorhydrique. le tetrahydrofurane est ensuite évaporé, le résidu est redissous dans 50 ml de dichlorométhane et acidifié par 2 ml d'acide chlorhydrique concentré. Le précipité obtenu est essoré sur fritte sous vide, repris dans 50 ml de dichlorométhane et traité par 50 ml d'une solution 2M de soude. La phase organique est séparée, lavée 2 fois par 50 ml d'eau distillée, séchée sur sulfate de magnésium, filtrée puis concentrée à l'évaporateur rotatif. On obtient 0,5 g d'un solide analytiquement pure. Rendement : 73 % Point de fusion : 109 °C
Exemple 3To a solution cooled to -78 ° C. containing 0.5 g (2.5 mmomol) of 9-cyanophenanthrene dissolved in 75 ml of tetrahydrofuran, 16 ml (16 mmol) of a molar solution of diborane in tetrahydrofuran are added. The mixture is slowly brought up to room temperature, stirred overnight and then treated with 50 ml of a 2M solution of hydrochloric acid. the tetrahydrofuran is then evaporated, the residue is redissolved in 50 ml of dichloromethane and acidified with 2 ml of concentrated hydrochloric acid. The precipitate obtained is drained on a frit under vacuum, taken up in 50 ml of dichloromethane and treated with 50 ml of a 2M sodium hydroxide solution. The organic phase is separated, washed twice with 50 ml of distilled water, dried over magnesium sulfate, filtered and then concentrated in a rotary evaporator. 0.5 g of an analytically pure solid is obtained. Yield: 73% Melting point: 109 ° C Example 3
Synthèse de l'aminométhylthphénylène, illustrée en figure 9Synthesis of aminomethylthphenylene, illustrated in Figure 9
L'aminométhyltήphénylène est obtenu en 5 étapes à partir du triphénylène.Aminomethyltήphenylene is obtained in 5 steps from triphenylene.
Synthèse du triphénylène-2-carboxaldéhydeSynthesis of triphenylene-2-carboxaldehyde
A une solution refroidie à 0 °C contenant 1 g (4,38 mmol) de triphénylène et 3,3 g (17,4 mmol) de chlorure de Titane fraîchement distillé dans 75 ml de dichlorométhane sec, on ajoute goutte à goutte 5 g (43,4 mmol) de bis(chlorométhyl) éther. Le mélange est agité à température ambiante pendant 6 heures puis hydrolyse lentement par 100 ml d'une solution 2M d'acide chlorhydrique. La phase organique est récupérée, lavée par 2 fois 100 ml de la solution 2M d'acide chlorhydrique, lavée par fractions de 100 ml d'eau distillée jusqu'à neutralité, séchée sur sulfate de magnésium puis concentrée à l'évaporateur rotatif, le produit brut est recristallisé à chaud dans un mélange dichlorométhane/hexane. On obtientTo a solution cooled to 0 ° C. containing 1 g (4.38 mmol) of triphenylene and 3.3 g (17.4 mmol) of titanium chloride freshly distilled in 75 ml of dry dichloromethane, 5 g are added dropwise (43.4 mmol) bis (chloromethyl) ether. The mixture is stirred at room temperature for 6 hours and then hydrolyzed slowly with 100 ml of a 2M solution of hydrochloric acid. The organic phase is recovered, washed with 2 times 100 ml of the 2M hydrochloric acid solution, washed in fractions of 100 ml of distilled water until neutral, dried over magnesium sulfate and then concentrated on a rotary evaporator, the crude product is recrystallized hot from a dichloromethane / hexane mixture. We obtain
0,88 g d'un solide brun/orange analytiquement pur. Rendement : 78 % Point de fusion : 148 °C0.88 g of an analytically pure brown / orange solid. Yield: 78% Melting point: 148 ° C
Synthèse du 2-(hydroxyméthyl)triphénylène A une solution de 0,5 g (1,95 mmol) de triphénylène-2- carboxaldéhyde dans 75 ml de tetrahydrofurane sec refroidi à 0 °C, on ajoute 3 ml (3 mmol) d'une solution molaire de complexe borane- tetrahydrofurane. La solution est agitée pendant 2 heures à température ambiante puis hydrolysée par 75 ml d'une solution molaire de soude. La phase organique est récupérée, lavée par fractions de 50 ml d'eau distillée jusqu'à neutralité, séchée sur sulfate de magnésium puis concentrée à
l'évaporateur rotatif. Le produit brut est trituré dans du dichlorométhane. On obtient après essorage sur fritte, 0,47 g d'un solide analytiquement pur. Rendement : 93 % Point de fusion : 152 °CSynthesis of 2- (hydroxymethyl) triphenylene To a solution of 0.5 g (1.95 mmol) of triphenylene-2-carboxaldehyde in 75 ml of dry tetrahydrofuran cooled to 0 ° C., 3 ml (3 mmol) of a molar solution of borane-tetrahydrofuran complex. The solution is stirred for 2 hours at room temperature and then hydrolyzed with 75 ml of a molar solution of soda. The organic phase is recovered, washed in fractions of 50 ml of distilled water until neutral, dried over magnesium sulfate and then concentrated to the rotary evaporator. The crude product is triturated in dichloromethane. 0.47 g of an analytically pure solid is obtained after spinning on a frit. Yield: 93% Melting point: 152 ° C
Synthèse du 2-(bromométhyl)triphénylèneSynthesis of 2- (bromomethyl) triphenylene
A une solution de 0,5 g (1,94 mmol) de 2- (hydroxyméthyl)triphénylène dans 75 ml de toluène, on ajoute 0,79 g (2,9 mmol) d'une solution molaire de tribromure de phosphore. La solution est agitée pendant 2 heures à 50 °C puis neutralisée par 75 ml d'une solution molaire de soude. La phase organique est récupérée, lavée par fractions deTo a solution of 0.5 g (1.94 mmol) of 2- (hydroxymethyl) triphenylene in 75 ml of toluene, 0.79 g (2.9 mmol) of a molar solution of phosphorus tribromide is added. The solution is stirred for 2 hours at 50 ° C. and then neutralized with 75 ml of a molar solution of soda. The organic phase is recovered, washed in fractions of
50 ml d'eau distillée jusqu'à neutralité, séchée sur sulfate de magnésium puis concentrée à l'évaporateur rotatif. On obtient après essorage sur fritte,50 ml of distilled water until neutral, dried over magnesium sulfate and then concentrated on a rotary evaporator. We obtain after spinning on frit,
0,59 g d'un solide blanc analytiquement pur. Rendement : 94 % Point de fusion : 137 °C0.59 g of an analytically pure white solid. Yield: 94% Melting point: 137 ° C
Synthèse du 2-(phta/imidométhy/)triphénylèneSynthesis of 2- (phta / imidomethy /) triphenylene
A une solution de 0,5 g (1,56 mmol) de 2- (bromométhyl)triphénylène dans 25 ml de dimethylformamide, on ajoute 0,32 g (1,72 mmol) de phtalimide de potassium. La solution est agitée pendant 1 nuit à 40 °C puis concentrée à l'évaporateur rotatif. Le résidu est dissous dans 50 ml de dichlorométhane lavée par 3 fois 50 ml d'une solution 0,1 M de soude, lavée par fractions de 50 ml d'eau distillée jusqu'à neutralité, séchée sur sulfate de magnésium puis concentrée à l'évaporateur rotatif. On obtient 0,6 g d'un solide blanc analytiquement pur.To a solution of 0.5 g (1.56 mmol) of 2- (bromomethyl) triphenylene in 25 ml of dimethylformamide, 0.32 g (1.72 mmol) of potassium phthalimide is added. The solution is stirred overnight at 40 ° C. and then concentrated on a rotary evaporator. The residue is dissolved in 50 ml of dichloromethane washed with 3 times 50 ml of a 0.1 M sodium hydroxide solution, washed in portions of 50 ml of distilled water until neutral, dried over magnesium sulfate and then concentrated to 1%. 'Rotary evaporator. 0.6 g of an analytically pure white solid is obtained.
Rendement : 100 % Point de fusion : 213 °CYield: 100% Melting point: 213 ° C
Synthèse du 2-(aminométhyl)t phénylèneSynthesis of 2- (aminomethyl) t phenylene
A une solution contenant 0,5 g (1,29 mmol) de 2- (phtalimidométhyl) triphénylène dans 50 ml d'éthanol, on ajoute 0,32 g (6,46 mmol) d'hydrazine monohydrate. La solution est portée à reflux pendant 2 heures, traitée par 0,5 ml d'acide chlorhydrique concentré, de nouveau porté à reflux pendant 2 heures puis concentrée à l'évaporateur rotatif. Le résidu est repris par 50 ml de dichlorométhane et 50 ml d'eau distillée. La phase organique est récupérée, lavée par 2 fois 50 ml d'eau distillée puis de nouveau acidifiée par 1 ml d'acide chlorhydrique concentré. Le solide jaune
obtenu est repris par 50 ml de dichlorométhane puis basifié 50 ml d'une solution molaire de soude. La phase organique est ensuite séparée, lavée par fractions de 50 ml d'eau distillée jusqu'à neutralité, séchée sur sulfate de magnésium puis concentrée à l'évaporateur rotatif. On obtient 0,35 g d'une huile analytiquement pure. Rendement : 94 %To a solution containing 0.5 g (1.29 mmol) of 2- (phthalimidomethyl) triphenylene in 50 ml of ethanol, 0.32 g (6.46 mmol) of hydrazine monohydrate is added. The solution is brought to reflux for 2 hours, treated with 0.5 ml of concentrated hydrochloric acid, again brought to reflux for 2 hours then concentrated on a rotary evaporator. The residue is taken up in 50 ml of dichloromethane and 50 ml of distilled water. The organic phase is recovered, washed with 2 times 50 ml of distilled water and then again acidified with 1 ml of concentrated hydrochloric acid. The yellow solid obtained is taken up in 50 ml of dichloromethane and then basified in 50 ml of a molar solution of soda. The organic phase is then separated, washed in fractions of 50 ml of distilled water until neutral, dried over magnesium sulfate and then concentrated on a rotary evaporator. 0.35 g of an analytically pure oil is obtained. Efficiency: 94%
Exemple 4 illustré en figure 10 Synthèse du 1,3-diphényl-5-(4-hydroxyphényl)-2-pyrazolineExample 4 illustrated in FIG. 10 Synthesis of 1,3-diphenyl-5- (4-hydroxyphenyl) -2-pyrazoline
La 1,3-diphényl-5-(4-hydroxyphényl)-2-pyrazoline est préparée en 3 étapes à partir du 4-hydroxybenzaldéhyde.1,3-diphenyl-5- (4-hydroxyphenyl) -2-pyrazoline is prepared in 3 steps from 4-hydroxybenzaldehyde.
Synthèse du 4-Çbutyldiphénylsilyloxy)benzaldéhydeSynthesis of 4-Cbutyldiphenylsilyloxy) benzaldehyde
A une solution contenant 5g (40,9 mmol) de 4- hydroxybenzaldéhyde dissous dans 45 ml de dimethylformamide, on ajoute 5 g (73,4 mmol) d'imidazole et 14 g (50,9 mmol) de 'butylchlorodiphénylsilane. le mélange est agité pendant 72 heures à température ambiante puis traité par 150 ml d'une solution aqueuse d'hydrogénocarbonate de sodium à 5%. Les produits de la réaction sont extraits par 3 fois 100 ml d'hexane. Les 3 phases organiques réunies sont lavées par 3 fois 25 ml d'eau desionisée, séchées sur sufate de sodium puis concentrées à l'évaporateur rotatif. On obtient une huile visqueuse que l'on reprend par 20 ml d'un mélange 1 :1méthanol/dichlorométhane. La solution est alors concentrée jusqu'à début de précipitation puis placée au réfrigérateur pendant quelques heures, le précipité formé est essoré sur fritte sous vide puis séché à l'air. On obtient 11 g d'une poudre analytiquement pure. Rendement : 74,5 %To a solution containing 5 g (40.9 mmol) of 4-hydroxybenzaldehyde dissolved in 45 ml of dimethylformamide, 5 g (73.4 mmol) of imidazole and 14 g (50.9 mmol) of butylchlorodiphenylsilane are added. the mixture is stirred for 72 hours at room temperature and then treated with 150 ml of a 5% aqueous sodium hydrogencarbonate solution. The reaction products are extracted with 3 times 100 ml of hexane. The 3 combined organic phases are washed with 3 times 25 ml of deionized water, dried over sodium sufate and then concentrated in a rotary evaporator. A viscous oil is obtained which is taken up in 20 ml of a 1: 1 methanol / dichloromethane mixture. The solution is then concentrated until precipitation begins and then placed in the refrigerator for a few hours, the precipitate formed is drained on a frit under vacuum and then air dried. 11 g of an analytically pure powder are obtained. Yield: 74.5%
Synthèse de la 4-hydroxyphényl-phényl chalconeSynthesis of 4-hydroxyphenyl-phenyl chalcone
A une solution de 5 g (13,9 mmol) de 4- ('butyldiphénylsilyloxyjbenzaldéhyde dans 50 ml d'éthanol à 95 c, on ajoute 1 ,62 ml (13,9 mmol) d'acetophenone préalablement distillée sur chlorure de calcium et 720 mg (13,3 mmol) de méthylate de sodium. Le mélange est agité pendant 4 jours à température ambiante puis traité pendant 2 jours par 50 ml d'une solution molaire d'acide chlorhydrique. Le précipité est essoré
sur fritte sous vide, recristallisé à chaud dans le toluène puis laissé séché à l'air. On obtient 1,2g de produit analytiquement pur. Rendement : 50 %To a solution of 5 g (13.9 mmol) of 4- (butyldiphenylsilyloxyjbenzaldehyde in 50 ml of ethanol at 95 c , 1.62 ml (13.9 mmol) of acetophenone previously distilled on calcium chloride are added and 720 mg (13.3 mmol) of sodium methylate The mixture is stirred for 4 days at room temperature and then treated for 2 days with 50 ml of a molar solution of hydrochloric acid. The precipitate is drained on a vacuum frit, recrystallized hot from toluene and then left to air dry. 1.2 g of analytically pure product are obtained. Yield: 50%
Synthèse de la 1,3-diphényf-5-(4-hydroxyphényl)-2-pyrazolineSynthesis of 1,3-diphenyf-5- (4-hydroxyphenyl) -2-pyrazoline
A une supension de 1 g (2,15 mmol) de 4-hydroxyphényl-phényl chalcone dans 30 ml d'acide acétique, on ajoute 3 ml de phénylhydrazine.To a suspension of 1 g (2.15 mmol) of 4-hydroxyphenyl-phenyl chalcone in 30 ml of acetic acid, 3 ml of phenylhydrazine are added.
Le mélange est porté à rreflux sosu argon pendant 24 heures. progressivement, la cétone de départ se solubilise avec coloration rouge de la solution puis un solide jaune précipite. Le précipité est essoré sur fritte sous vide, lavé abondamment puis digéré à chaud dans l'éthanol 95°puis laissé séché à l'air. On obtient 1 ,25 g d'un solide anlytiquement pur. Rendement : 90 %The mixture is brought to reflux under argon for 24 hours. gradually, the starting ketone dissolves with red coloration of the solution then a yellow solid precipitates. The precipitate is drained on a frit under vacuum, washed thoroughly and then digested hot in 95 ° ethanol and then left to dry in air. 1.25 g of an anally pure solid are obtained. Efficiency: 90%
Exemple 5Example 5
Synthèse du poly (4-(2-(2benzothiazoyl)) phényloxy-méthyl)styrène) illustrée en figure 11Synthesis of poly (4- (2- (2benzothiazoyl)) phenyloxy-methyl) styrene) illustrated in Figure 11
Le polymère est obtenu en deux étapes à partir du 2- (hydroxyphényl)-benzothiazole et du 4-chlorométhylstyrène.The polymer is obtained in two stages from 2- (hydroxyphenyl) -benzothiazole and 4-chloromethylstyrene.
Synthèse du 4-(2-(2-benzothiazoyl))phényloxométhyl)styrèneSynthesis of 4- (2- (2-benzothiazoyl)) phenyloxomethyl) styrene
A une solution de 1 g (4,40 mmol) de 2-(2- hydroxyphényl)benzothiazole dans 10 ml de dimethylformamide distillée, on ajoute 0,72 g (12,44 mmol) de méthylate de sodium. Le mélange est agité pendant une demi heure à température ambiante puis on ajoute 0,55 ml (4,58 mmol) de chlorométhylstyrène distillé et on porte à 70 βC pendant 24 heures. Après retour à température ambiante, le mélange est jeté dans 20 ml
d'eau désionisée puis trituré jusqu'à obtenir un solide blanchâtre. Ce produit brut essoré sur fritte sous vide est purifié par chromatographie sur une colonne de silice en éluant avec un mélange dichlorométhane-éther de pétrole 50:50. Les fractions contenant le produit pur sont réunies et concentrées à l'évaporateur rotatif, on obtient une huile qui cristallise après trituration dans de l'éther de pétrole. On obtient après essorage sur fritte sous vide et séchage à l'air jusqu'à poids constant 1g de produit pur. Rendement : 69 %To a solution of 1 g (4.40 mmol) of 2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazole in 10 ml of distilled dimethylformamide, 0.72 g (12.44 mmol) of sodium methylate is added. The mixture is stirred for half an hour at room temperature then 0.55 ml (4.58 mmol) of distilled chloromethyl styrene and heated to 70 β C for 24 hours. After returning to room temperature, the mixture is thrown into 20 ml deionized water then triturated until a whitish solid is obtained. This crude product, drained on a frit under vacuum, is purified by chromatography on a silica column, eluting with a dichloromethane-petroleum ether mixture 50:50. The fractions containing the pure product are combined and concentrated on a rotary evaporator, an oil is obtained which crystallizes after trituration in petroleum ether. After drying on a vacuum frit and drying in air until constant weight 1 g of pure product is obtained. Yield: 69%
Synthèse du polymèreSynthesis of the polymer
Dans une ampoule préscellée, on introduit 1 g de (1,46 mmol) de1 g of (1.46 mmol) of
4-(2-(2-benzothiazoyl))phényloxométhyl)styrène, 5 ml de dimethylformamide distillé et 4,8 mg (29,3 mmol) d'AIBN. La solution est dégazée trois fois sous vide puis l'ampoule est scellée sous vide et on porte à 60 °C pendant 24 °C.4- (2- (2-benzothiazoyl)) phenyloxomethyl) styrene, 5 ml of distilled dimethylformamide and 4.8 mg (29.3 mmol) of AIBN. The solution is degassed three times under vacuum, then the vial is sealed under vacuum and the mixture is brought to 60 ° C. for 24 ° C.
Après retour à température ambiante, l'ampoule est ouverte et on précipite le polymère trois fois dans le methanol. On obtient 1 g de produit pur. Rendement : 100 % Transition vitreuse : 119 °CAfter returning to ambient temperature, the ampoule is opened and the polymer is precipitated three times in methanol. 1 g of pure product is obtained. Yield: 100% Glass transition: 119 ° C
Une diode électroluminescente bicouche a été réalisée en utilisant le polymère décrit précédemment comme injecteur de trous et le tris (8-hydroxyquinolinate) d'aluminium comme émetteur.A two-layer light-emitting diode was produced using the polymer described above as the hole injector and the aluminum tris (8-hydroxyquinolinate) as the emitter.
Exemple 6.Example 6.
Synthèse du poly (méthacryloyloxybenzylidènenaphtylméthylamine) illustré en figure 12Synthesis of poly (methacryloyloxybenzylidenenaphthylmethylamine) illustrated in Figure 12
Le poly (méthacryloyloxybenzylidènenaphtylméthylamine)est préparé en 2 étapes à partir du chlorure de méthacyloyole et du 2- hydroxybezylidènenaphtylméthylamine.Poly (methacryloyloxybenzylidenenaphthylmethylamine) is prepared in 2 steps from methacyloyole chloride and 2-hydroxybezylidenenaphthylmethylamine.
Synthèse du méthacryloyloxybenzylidènenaphtylméthylamineSynthesis of methacryloyloxybenzylidènenaphtylméthylamine
5 g (19,13 mmol) de 4-hydroxybenzylidènenaphtylméthylamine sont disssous dans 100 ml de DMPU portés à 100 °C. On ajoute 6,5 ml (46,6 mmol) de triéthylamine puis goutte à goutte 4 ml ( 40,9 mmol) de chlorure de méthacryloyle distillée. Après retour à température ambiante, le mélange est agité pendant 18 heures à température ambiante, le chlorhydrate de
triéthylamine précipite progressivement. Le mélange est ensuite jeté dans5 g (19.13 mmol) of 4-hydroxybenzylidenenaphthylmethylamine are dissolved in 100 ml of DMPU brought to 100 ° C. 6.5 ml (46.6 mmol) of triethylamine are added and then 4 ml (40.9 mmol) of distilled methacryloyl chloride are added dropwise. After returning to ambient temperature, the mixture is stirred for 18 hours at ambient temperature, the hydrochloride of triethylamine gradually precipitates. The mixture is then thrown into
200 ml d'eau distillée. Le précipité est essoré sur fritte sous vide, lavé par200 ml of distilled water. The precipitate is drained on a vacuum frit, washed with
200 ml d'eau distillée puis 300 ml d'hexane et laissé sécher à l'air. Le produit brut est purifié par chromatographie sur silice en éluant avec un mélange dichlorométhane/hexane 1:1. Les fractions contenant le produit pur sont réunies puis concentrées à l'évaporateur rotatif. On obtient 3 g d'un solide analytiquement pur. Rendement : 47 %200 ml of distilled water then 300 ml of hexane and allowed to air dry. The crude product is purified by chromatography on silica, eluting with a 1: 1 dichloromethane / hexane mixture. The fractions containing the pure product are combined and then concentrated on a rotary evaporator. 3 g of an analytically pure solid are obtained. Yield: 47%
Synthèse du poly (méthacryloyloxybenzylidènenaphtylméthylamine)Synthesis of poly (methacryloyloxybenzylidenenaphthylmethylamine)
Dans une ampoule préscellée, on introduit 1 g (3,03 mmol) de méthacryloyloxybenzilidène-naphtylméthylamine, 5 ml de dimethylformamide distillé et 5 mg (30,3 μg) d'AIBN. La solution dégazée trois fois sous vide puis l'ampoule est scellée sous vide. On porte à 60 °C pendant 24 heures. Après retour à température ambiante, l'ampoule est ouverte et on précipite le polymère trois fois dans le methanol. On obtient 0,9 g de produit pur. Rendement : 90 %
1 g (3.03 mmol) of methacryloyloxybenzilidene-naphthylmethylamine, 5 ml of distilled dimethylformamide and 5 mg (30.3 μg) of AIBN are introduced into a pre-sealed vial. The solution degassed three times under vacuum then the ampoule is sealed under vacuum. It is brought to 60 ° C for 24 hours. After returning to ambient temperature, the ampoule is opened and the polymer is precipitated three times in methanol. 0.9 g of pure product is obtained. Efficiency: 90%
Claims
1. Polymère à chaînes latérales, adaptées à l'injection de trous dans des matériaux électroluminescents, caractérisé en ce qu'il comprend un pourcentage molaire x de chaînes latérales comportant un groupe de type : * 2 - (2-hydroxyphenyl)benzoxazole1. Polymer with side chains, suitable for injecting holes into electroluminescent materials, characterized in that it comprises a molar percentage x of side chains comprising a group of the type: * 2 - (2-hydroxyphenyl)benzoxazole
ou * 2 - (2-hydroxyphenyl benzothiazole)or * 2 - (2-hydroxyphenyl benzothiazole)
ou * salicylidèneamineor * salicylideneamine
avec R groupement aryle dérivé du benzène, du naphtalène, de l'anthracène, du phénanthrène, du fluorène ou du triphénylènewith R aryl group derived from benzene, naphthalene, anthracene, phenanthrene, fluorene or triphenylene
avec Ar : groupement aryle de type phenyle ou biphenyle
with Ar: aryl group of phenyl or biphenyl type
2. Polymère à chaînes latérales selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chaînes latérales sont attachées à une chaîne principale de type polystyrène.2. Side chain polymer according to claim 1, characterized in that the side chains are attached to a main chain of polystyrene type.
3. Polymère à chaînes latérales selon la revendication 1, caractérisé en ce que les chaînes latérales sont attachées à une chaîne principale de type polyacrylate ou polyméthacrylate.3. Side chain polymer according to claim 1, characterized in that the side chains are attached to a main chain of polyacrylate or polymethacrylate type.
4. Polymère à chaînes latérales selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le pourcentage molaire x est compris entre 0,5 et4. Polymer with side chains according to one of claims 1 to 3, characterized in that the molar percentage x is between 0.5 and
1.1.
5. Dispositif électroluminescent comprenant une couche de matériau injecteur de trous et une couche de matériau électroluminescent caractérisé en ce que le matériau injecteur de trous comprend un polymère à chaîne latérale selon l'une des revendications 1 à 4.5. Electroluminescent device comprising a layer of hole injector material and a layer of electroluminescent material characterized in that the hole injector material comprises a side chain polymer according to one of claims 1 to 4.
6. Dispositif électroluminescent selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau électroluminescent est de type :6. Electroluminescent device according to claim 5, characterized in that the electroluminescent material is of the type:
7. Dispositif électroluminescent selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau électroluminescent est de type7. Electroluminescent device according to claim 5, characterized in that the electroluminescent material is of the type
8. Dispositif électroluminescent selon la revendication 5, caractérisé en ce que le matériau électroluminescent est de type :8. Electroluminescent device according to claim 5, characterized in that the electroluminescent material is of the type:
9. Procédé de fabrication d'un dispositif électroluminescent selon l'une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - le dépôt par centrifugation d'un polymère à chaînes latérales selon l'une des revendications 1 à 4, sur un substrat recouvert d'une électrode transparente pour obtenir un film injecteur de trous ;9. Method for manufacturing an electroluminescent device according to one of claims 5 to 8, characterized in that it comprises the following steps: - deposition by centrifugation of a polymer with side chains according to one of claims 1 at 4, on a substrate covered with a transparent electrode to obtain a hole injector film;
- le dépôt par sublimation de petites molécules de matériau électroluminescent à la surface du film injecteur de trous ;- the deposition by sublimation of small molecules of electroluminescent material on the surface of the hole injector film;
- la réalisation d'une contre électrode à la surface de la couche préalablement formée de matériau électroluminescent.
- producing a counter electrode on the surface of the previously formed layer of electroluminescent material.
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