НОВОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ И ОРГАНИЧЕСКОЕ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
NOVEL ORGANIC COMPOUND AND ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE

2420-181623RU/081
НОВОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ СОЕДИНЕНИЕ И ОРГАНИЧЕСКОЕ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
ОПИСАНИЕ
Область техники
[0001]
Настоящее изобретение относится к новым органическим соединениям и органическому светоизлучающему устройству и устройству отображения изображения, включающему эти соединения.
Уровень техники
[0002]
Органические светоизлучающие устройства являются устройствами, каждое из которых включает анод, катод и слой органического соединения, расположенный между двумя электродами. Из электродов инжектируются электроны и дырки с образованием в слое органического соединения экситонов люминесцентного органического соединения, и когда эти экситоны возвращаются в основное состояние, излучается свет.
[0003]
Органические светоизлучающие устройства называют "органическими электролюминесцентными устройствами" или "органическими ЭЛ устройствами".
[0004]
За последние годы достигнут заметный прогресс в области органических светоизлучающих устройств, который позволил получать тонкие и легкие светоизлучающие устройства с высокой яркостью при низком прикладываемом напряжении, разнообразием излучаемых длин волн и быстрым откликом.
[0005]
Органические светоизлучающие устройства могут быть использованы в качестве источника облучающего света для экспонирования светочувствительных элементов устройств отображения изображения и формирующих электрофотографическое изображение приборов.
[0006]
К настоящему времени разработаны новые люминесцентные органические соединения.
[0007]
Например, в PTL 1 раскрыто соединение IK-12, показанное ниже в качестве примера органического соединения, составляющего светоизлучающий слой, служащий в качестве слоя органического соединения. Это соединение имеет в качестве основного скелета бензо[k]флуорантен, показанный ниже. Основной скелет представляет собой конденсированное кольцо, имеющее сопряженную кольцевую структуру.
Список цитированных материалов
Патентные документы
[0008]
PTL 1 - Японская патентная публикация № 9-241629 (соответствующая иностранная заявка отсутствует)
Сущность изобретения
[0009]
Бензо[k]флуорантен может излучать свет только в ультрафиолетовой области, но не синий свет. IK-12 излучает синий свет, когда основной скелет снабжен заместителем.
[0010]
Настоящее изобретение предлагает новые органические соединения, имеющие основной скелет, способный излучать свет в синей области.
[0011]
Соответственно, настоящее изобретение предлагает органические соединения, представленные следующей общей формулой (1).
Общая формула (1)
[0012]
1
14
В общей формуле (1) R-R каждый независимо выбирают из атома водорода, атома галогена, алкильной группы, алкоксильной группы, аминогруппы, арильной группы и гетероциклической группы.
[0013]
Настоящее изобретение может предложить новые органические соединения, имеющие основной скелет с широкой запрещенной зоной и глубокой LUMO (низшей незанятой молекулярной орбиталью). Органические соединения согласно настоящему изобретению имеют основной скелет, способный излучать свет в синей области. Настоящее изобретение может также предложить новые органические соединения, способные излучать не только синий свет, но и зеленый свет и красный свет в случае введения заместителя в основной скелет. Кроме того, может быть предложено органическое светоизлучающее устройство, включающее в себя любое из этих новых органических соединений.
Краткое описание чертежей
[0014]
Фиг.1 представляет собой схематический вид в разрезе, показывающий органическое светоизлучающее устройство и TFT (тонкопленочный транзистор), соединенный с органическим светоизлучающим устройством.
Описание вариантов осуществления
[0015]
Сначала описываются органические соединения согласно настоящему изобретению.
[0016]
Органические соединения согласно настоящему изобретению являются производными инденобензо[k]флуорантена, представленными следующей общей формулой (1).
Общая формула (1)
[0017]
1
14
В общей формуле (1) R-R каждый независимо выбирают из атома водорода, атома галогена, алкильной группы, алкоксильной группы, аминогруппы, арильной группы и гетероциклической группы.
[0018]
При этом алкильная группа может иметь заместитель. Примеры заместителя, которым может обладать алкильная группа, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа и т.п.; аралкильные группы, такие как бензильная группа и т.п.; арильные группы, такие как фенильная группа, бифенильная группа и т.п.; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа, пирролильная группа и т.п.; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и т.п.; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, феноксильная группа и т.п.; цианогруппа; и атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром, йод и т.п. Разумеется, заместитель не ограничивается этими группами.
[0019]
Алкоксильная группа может иметь заместитель. Примеры заместителя, которым может обладать алкоксильная группа, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа и т.п.; аралкильные группы, такие как бензильная группа и т.п.; арильные группы, такие как фенильная группа, бифенильная группа и т.п.; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа, пирролильная группа и т.п.; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и т.п.; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, феноксильная группа и т.п.; цианогруппа; и атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром, йод и т.п. Разумеется, заместитель не ограничивается этими группами.
[0020]
Аминогруппа может иметь заместитель. Примеры заместителя, которым может обладать аминогруппа, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа и т.п.; аралкильные группы, такие как бензильная группа и т.п.; арильные группы, такие как фенильная группа, бифенильная группа и т.п.; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа, пирролильная группа и т.п.; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и т.п.; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, феноксильная группа и т.п.; цианогруппа; и атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром, йод и т.п. Разумеется, заместитель не ограничивается этими группами.
[0021]
Арильная группа может иметь заместитель. Примеры заместителя, которым может обладать арильная группа, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа и т.п.; аралкильные группы, такие как бензильная группа и т.п.; арильные группы, такие как фенильная группа, бифенильная группа и т.п.; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа, пирролильная группа и т.п.; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и т.п.; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, феноксильная группа и т.п.; цианогруппа; и атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром, йод и т.п. Разумеется, заместитель не ограничивается этими группами.
[0022]
Гетероциклическая группа может иметь заместитель. Примеры заместителя, которым может обладать гетероциклическая группа, включают алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, пропильная группа и т.п.; аралкильные группы, такие как бензильная группа и т.п.; арильные группы, такие как фенильная группа, бифенильная группа и т.п.; гетероциклические группы, такие как пиридильная группа, пирролильная группа и т.п.; аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и т.п.; алкоксильные группы, такие как метоксильная группа, феноксильная группа и т.п.; цианогруппа; и атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром, йод и т.п. Разумеется, заместитель не ограничивается этими группами.
[0023]
То же самое применимо и к R, показанному в общих формулах (2) и (3), описанных ниже.
[0024]
Авторы настоящего изобретения сосредоточили внимание на самом основном скелете. В частности, авторы изобретения пытались получить органические соединения, имеющие основной скелет, молекулы которого имеют длину волны излучения в пределах требуемой области длин волн излучения.
[0025]
Хотя известно, что для того чтобы получить желаемую длину волны излучения, в основной скелет вводят заместитель, но при этом может снижаться стабильность соединений.
[0026]
В настоящем изобретении желаемой областью длин волн излучения является синяя область, в частности 430 нм или более и 480 нм или менее.
Сравнение производных инденобензо[k]флуорантена с другими органическими соединениями
[0027]
Органические соединения с бензо[k]флуорантеном сравнивают с органическими соединениями с инденобензо[k]флуорантеном согласно настоящему изобретению.
[0028]
7,12-дифенилбензо[k]флуорантен в качестве объекта сравнения представлен следующей структурной формулой:
[0029]
Кроме того, фенилзамещенный продукт инденобензо[k]флуорантена в качестве органического соединения согласно настоящему изобретению представлен следующей структурной формулой:
[0030]
Органическое соединение с фенилзамещенным инденобензо[k]флуорантеном, которое является органическим соединением согласно настоящему изобретению, имеет максимальную длину волны излучения 443 нм. С другой стороны, 7,12-дифенилбензо[k]флуорантен с бензо[k]флуорантеном, замещенным фенильными группами в 7- и 12-положениях, имеет максимальную длину волны излучения 428 нм. То есть, в органических соединениях согласно настоящему изобретению максимальная длина волны излучения лежит в области излучения синего света в интервале 430 нм или более и 480 нм или менее. С другой стороны, максимальная длина волны излучения органического соединения в качестве объекта сравнения отклоняется от синей области в сторону более коротких длин волн. Кроме того, рассчитанная максимальная длина волны излучения бензо[k]флуорантена составляет 408 нм. А именно, максимальная длина волны излучения бензо[k]флуорантена, который является основным скелетом, попадает в ультрафиолетовую область, а не в видимую область.
[0031]
Это означает, что структура инденобензо[k]флуорантена согласно настоящему изобретению излучает свет при максимальной длине волны излучения 430 нм или более и 480 нм или менее. То есть основной скелет органических соединений согласно настоящему изобретению может сам по себе излучать синий цвет в синей области в интервале 430 нм или более и 480 нм или менее и более узком интервале, чем этот.
[0032]
Основной скелет органических соединений согласно настоящему изобретению включает только конденсированную кольцевую структуру, т.е. не включает вращательную структуру. Поэтому возможно подавить снижение квантового выхода вследствие вращения и/или колебания.
[0033]
Для того чтобы исследовать условия, при которых основной скелет имеет максимальную длину волны излучения в области синего света, авторы изобретения изучили возможность излучения синего света различными скелетами, имеющими бензо[k]флуорантен, конденсированный с 5-членным кольцом.
[0034]
При исследовании, внимание было уделено четырем типам структурных формул, приведенным в таблице 1 ниже.
Таблица 1
Структурная формула
Длина волны поглощения (нм)
Предсказанная длина волны излучения (нм)
<i>a</i>
<img file="00000006.tif" he="16" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
378
408
<i>b</i>
<img file="00000007.tif" he="23" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
408
438
<i>c</i>
<img file="00000008.tif" he="17" wi="43" img-content="undefined" img-format="tif" />
464
494
<i>d</i>
<img file="00000009.tif" he="22" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
460
490
[0035]
a
b
c
d
b
Структурная формула, обозначенная в таблице 1 как , представляет бензо[k]флуорантен. Структурная формула, обозначенная в таблице 1 как , представляет инденобензо[k]флуорантен, который является основным скелетом, которым обладают органические соединения согласно настоящему изобретению. Структурные формулы, обозначенные в таблице 1 как  и , каждая представляет структуру бензо[k]флуорантена, конденсированного с 5-членным кольцом, которая является соединением, отличающимся от инденобензо[k]флуорантена, обозначенного как .
[0036]
Вычисленные длины волн поглощения (S1) у этих четырех типов соединений определяли с помощью квантовохимического расчета. Изменения максимальной длины волны излучения могут быть предсказаны с помощью длин волн поглощения. Предсказанное значение длины волны излучения определяли путем добавления 30 нм к измеренной длине волны поглощения. Результаты приведены в таблице 1. Разница в 30 нм между предсказанной длиной волны излучения и длиной волны поглощения была определена из эксперимента.
[0037]
Максимальные длины волн излучения у этих структурных формул можно сравнивать на основе предсказанных длин волн излучения. Причина состоит в том, что предсказанная длина волны излучения 7,12-дифенилбензо[k]флуорантена в качестве объекта сравнения составляет 420 нм, а, как описано выше, измеренное значение составляет 428 нм, так что предсказанное значение излучения и измеренное его значение можно считать практически одинаковыми.
[0038]
Приведенные в таблице длины волн поглощения определяли с помощью квантовохимического расчета, используя теорию функционала плотности на уровне B3LYP/6-31G*.
[0039]
Приведенные в таблице четыре типа соединений демонстрируют различные предсказанные длины волн излучения. Предсказанная длина волны излучения первого бензо[k]флуорантена составляет 408 нм, т.е. вне области излучения синего света.
[0040]
c
d
Приведенные в таблице 1 предсказанные длины волн излучения соединения  и соединения  также находятся вне области излучения синего света 430 нм или более и 480 нм или менее.
[0041]
Это означает, что независимо от того, имеет ли скелет две 5-членные кольцевые структуры или структура бензо[k]флуорантена конденсирована с 5-членные кольцом, свет в области излучения синего света может испускаться, только если 5-членное кольцо введено в конкретное положение структуры бензо[k]флуорантена. То есть среди этих соединений только органическое соединение, имеющее в качестве основного скелета инденобензо[k]флуорантен согласно настоящему изобретению, излучает свет в области излучения синего света только за счет основного скелета.
[0042]
Кроме того, органические соединения согласно настоящему изобретению не только излучают свет в области излучения синего света только за счет основного скелета, но и имеют низкий энергетический уровень HOMO (высшей занятой молекулярной орбитали) вследствие двух 5-членных кольцевых структур, введенных в основной скелет. То есть является низким окислительный потенциал. Другими словами, органические соединения согласно настоящему изобретению являются устойчивыми к окислению.
[0043]
Кроме того, органические соединения согласно настоящему изобретению не имеют в основном скелете гетероатома, такого как атом азота или т.п. Это также способствует низкому окислительному потенциалу, т.е. способствует устойчивости органических соединений к окислению.
[0044]
Основной скелет органических соединений согласно настоящему изобретению имеет низкий энергетический уровень HOMO. То есть уровень LUMO также является низким.
[0045]
Органическое соединение, обозначаемое как IK-12 в CPL 1, имеет электронодонорную третбутильную группу для того, чтобы производить излучение синего света. Поэтому органическое соединение имеет неглубокие HOMO и LUMO по сравнению с бензо[k]флуорантеном. А именно, органическое соединение, обозначаемое как IK-12, имеет высокий энергетический уровень и поэтому подвержено молекулярному окислению. То есть органические соединения согласно настоящему изобретению являются более устойчивыми к окислению, чем органическое соединение, обозначаемое как IK-12.
[0046]
Органические соединения согласно настоящему изобретению используют в качестве материала-гостя или материала-хозяина светоизлучающего слоя. Кроме того, органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы для любых иных слоев, нежели светоизлучающий слой, т.е. слоя инжекции дырок, слоя транспорта дырок, слоя блокирования дырок/экситонов, слоя транспорта электронов и слоя инжекции электронов.
[0047]
Органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве материала-гостя светоизлучающего слоя органического светоизлучающего устройства. В частности, органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве материала-гостя устройства, излучающего синий свет.
[0048]
Органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве зеленого люминесцентного материала и красного люминесцентного материала путем обеспечения на основном скелете заместителя, который может сдвигать длину волны излучения в сторону более длинных волн. Материалы, имеющие более длинные волны излучения, имеют такой же основной скелет, как и органические соединения согласно настоящему изобретению, и поэтому являются устойчивыми к окислению.
[0049]
Примеры заместителя, который может сдвигать длину волны излучения в сторону более длинных волн, включают триариламин, антрацен и т.п.
[0050]
Органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве материала-гостя светоизлучающего слоя, а материал, имеющий более высокую LUMO, чем органические соединения, т.е. материал с энергетическим уровнем, близким к вакуумному уровню, может быть использован в качестве материала-хозяина. Причина состоит в том, что органические соединения согласно настоящему изобретению имеют низкую LUMO и поэтому способны в достаточной мере получать из материала-хозяина электроны, которые подаются в материал-хозяин, т.е. светоизлучающий слой.
[0051]
Органические соединения согласно настоящему изобретению имеют основной скелет с широкой запрещенной зоной и поэтому могут быть использованы в качестве материалов-хозяев для излучающих зеленый и красный свет слоев.
[0052]
Что касается материала-хозяина и материала-гостя, то материал-хозяин является соединением, имеющим самое высокое массовое содержание среди соединений, составляющих светоизлучающий слой, а материал-гость является соединением, имеющим более низкое массовое содержание, чем материал-хозяин, среди соединений, составляющих светоизлучающий слой.
[0053]
Материал-хозяин и материал-гость дополнительно описаны далее. Органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в качестве материала-гостя светоизлучающего слоя органического светоизлучающего устройства. В результате можно создать органические светоизлучающие устройства, которые излучают синий свет вследствие излучения света из органических соединений согласно настоящему изобретению.
Приведение примеров органических соединений согласно настоящему изобретению
[0054]
Примеры соединений, представленных общей формулой (1), приведены ниже. Однако настоящее изобретение не ограничено этими примерами.
Свойства каждой группы приведенных в качестве примера соединений
[0055]
Среди приведенных в качестве примера соединений соединения, приведенные в группе A, каждое имеет молекулу, которая полностью состоит только из углеводорода. Соединения, состоящие только из углеводородов, имеют низкие энергетические уровни HOMO. Поэтому окислительный потенциал понижен, и это указывает на то, что органические соединения являются устойчивыми к окислению.
[0056]
Поэтому, среди органических соединений согласно настоящему изобретению соединения, приведенные в группе A и состоящие только из углеводородов, имеют высокую молекулярную стабильность.
Свойства приведенных в качестве примера соединений A1-A57
[0057]
Далее описываются более предпочтительные приведенные в качестве примера соединения среди соединений A1-A57.
[0058]
При введении заместителя в основной скелет так, чтобы быть перпендикулярным основному скелету, он имеет трехмерную структуру и поэтому может подавлять перекрывание между молекулами, тем самым предотвращая концентрационное тушение.
[0059]
4
Это применимо к соединениям, обозначенным как A8-A57, среди приведенных в качестве примера соединений, обозначенных как A1-A57. Эти соединения могут быть представлены общей формулой (2). Соединения, представленные общей формулой (2), способны подавлять укладку молекул стопкой в результате введения фенильной группы в положение R общей формулы (1). Поэтому соединения обладают эффектом подавления тушения вследствие повышения концентрация.
Общая формула (2)
1
3
5
14
В общей формуле (2) R-R и R-R, каждый независимо выбирают из атома водорода, алкильной группы и арильной группы.
Свойства приведенных в качестве примера соединений A8-A57
[0060]
1
2
7
8
Среди соединений, обозначенных как A8-A57, соединения, обозначенные как A18-A48 и A50-A57, имеют ароматический заместитель в направлении, в котором длина сопряжения является длинной в плоскости сопряжения основного скелета, и поэтому имеют большую силу молекулярного осциллятора и высокий квантовый выход. Эти соединения могут быть представлены общей формулой (3) ниже. Как показано в общей формуле (3), соединения, имеющие высокий квантовый выход, могут быть получены путем невведения никакого заместителя, кроме как R, R, R и R.
Общая формула (3)
1
2
7
8
В общей формуле (3) R, R, R и R, каждый независимо выбирают из атома водорода, алкильной группы и арильной группы. Кроме того, по меньшей мере один из этих заместителей является арильной группой.
Свойства приведенных в качестве примера соединений B1-B16
[0061]
Кроме того, когда заместителем является азотсодержащая структура, как показано в B1-B16, окислительный потенциал молекул может быть изменен за счет атомов азота. Когда заместителем является азотсодержащая структура, максимальная длина волны излучения света может быть сдвинута в сторону более длинных волн. Когда заместителем является азотсодержащая структура, может быть реализовано использование для таких применений, как люминесцентные материалы с транспортом электронов, с транспортом дырок и с захватом дырок.
Свойства приведенных в качестве примера соединений C1-C4
[0062]
Кроме того, когда заместитель содержит иной гетероатом, нежели азот, как показано в C1-C4, окислительный потенциал молекул еще больше изменяется или изменяется межмолекулярное взаимодействие. Когда заместитель содержит иной гетероатом, нежели азот, максимальная длина волны излучения света может быть сдвинута в сторону более длинных волн. Когда заместитель содержит иной гетероатом, нежели азот, может быть реализовано использование для таких применений, как люминесцентные материалы с транспортом электронов, с транспортом дырок и с захватом дырок при высокой концентрации 100%.
[0063]
Приведенные в качестве примера соединения приводятся в виде описанных выше групп A-C. Эти соединения имеют основной скелет, который излучает синий свет. Кроме того, основной скелет соединений согласно настоящему изобретению может излучать свет с большей длиной волны, чем синий свет, в частности зеленый свет, в результате введения заместителя. Органические соединения, представленные общей формулой (1), не ограничиваются приведенными в качестве примера соединениями и могут быть использованы для материала-хозяина, слоя транспорта электронов, слоя инжекции электронов, слоя транспорта дырок, слоя инжекции дырок, слоя блокирования дырок и т.п. органического светоизлучающего устройства. В этом случае цвет излучаемого органическим светоизлучающим устройством света не ограничивается синим, и более конкретно цвет может быть зеленым, красным, белым или нейтральным цветом. Кроме того, соединения могут быть использованы в качестве материала-хозяина светоизлучающего слоя органического светоизлучающего устройства, которое излучает зеленый свет.
Описание схемы синтеза
[0064]
1
2
3
Далее описывается пример схем синтеза органических соединений согласно настоящему изобретению. Ниже описывается формула реакции. Описывается пример, в котором R, R или R в качестве характерного заместителя являются водородом или галогеном. Реакцию дебромирования на третьей стадии в схеме синтеза осуществляют нагреванием в присутствии палладиевого катализатора.
[0065]
1
2
3
4
1
3
Когда R, R или R является галогеном, инденобензо[k]флуорантен в качестве основного скелета подвергают реакции сочетания с арилбориновой кислотой, обозначенной как D3, в положении галогена. Это позволяет вводить различные заместители. В этом случае R представляет арильную группу. Хотя в нижеприведенной формуле это не показано, но аналогичным методом в качестве заместителя может быть введен и ариламин. Когда заместитель вводят в положение, отличное от положений, обозначенных как R-R в нижеприведенной формуле, синтез может быть осуществлен путем замены другого заместителя на атом водорода в положении введения. Примеры заместителя включают алкильную группу, атом галогена, фенильную группу и т.п.
Другие органические соединения и исходные материалы
[0066]
Различные органические соединения могут быть синтезированы путем изменения каждого из D1-D3 в формуле реакции. Типичные примеры приведены в качестве синтетических соединений в таблицах 2 и 3. В таблицах ниже также приведены D1-D3 в качестве исходных материалов для получения синтетических соединений.
Таблица 2
Пример синтеза
D1
D2
D3
Синтетическое соединение
Приведенное в качестве примера соединение№
1
<img file="00000017.tif" he="20" wi="22" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000018.tif" he="10" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
-
<img file="00000019.tif" he="35" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
A8
2
<img file="00000020.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000021.tif" he="26" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
-
<img file="00000022.tif" he="50" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
A16
3
<img file="00000023.tif" he="22" wi="25" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000024.tif" he="25" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
-
<img file="00000025.tif" he="38" wi="35" img-content="undefined" img-format="tif" />
A16
4
<img file="00000026.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000027.tif" he="10" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000028.tif" he="24" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000029.tif" he="37" wi="42" img-content="undefined" img-format="tif" />
A22
5
<img file="00000030.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000031.tif" he="12" wi="38" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000032.tif" he="30" wi="28" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000033.tif" he="36" wi="42" img-content="undefined" img-format="tif" />
A23
6
<img file="00000034.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000035.tif" he="10" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000036.tif" he="21" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000037.tif" he="48" wi="60" img-content="undefined" img-format="tif" />
D7
7
<img file="00000038.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000039.tif" he="10" wi="38" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000040.tif" he="20" wi="45" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000041.tif" he="39" wi="64" img-content="undefined" img-format="tif" />
A25
8
<img file="00000042.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000043.tif" he="10" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000044.tif" he="25" wi="45" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000045.tif" he="38" wi="60" img-content="undefined" img-format="tif" />
A34
9
<img file="00000046.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000047.tif" he="10" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000048.tif" he="24" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000049.tif" he="36" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
A54
10
<img file="00000050.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000051.tif" he="10" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000052.tif" he="21" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000053.tif" he="34" wi="63" img-content="undefined" img-format="tif" />
A38
11
<img file="00000054.tif" he="20" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000055.tif" he="12" wi="36" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000056.tif" he="52" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000057.tif" he="33" wi="51" img-content="undefined" img-format="tif" />
A41
12
<img file="00000058.tif" he="20" wi="24" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000059.tif" he="26" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000060.tif" he="17" wi="38" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000061.tif" he="34" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
A55
13
<img file="00000062.tif" he="41" wi="29" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000063.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000064.tif" he="18" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000065.tif" he="35" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
A56
14
<img file="00000066.tif" he="23" wi="34" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000067.tif" he="12" wi="43" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000068.tif" he="21" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000069.tif" he="41" wi="49" img-content="undefined" img-format="tif" />
A20
Таблица 3
Пример синтеза
D1
D2
D3
Синтетическое соединение
Пример соединения№
15
<img file="00000070.tif" he="19" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000071.tif" he="10" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000072.tif" he="41" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000073.tif" he="32" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
A57
16
<img file="00000074.tif" he="19" wi="28" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000075.tif" he="10" wi="40" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000076.tif" he="21" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000077.tif" he="26" wi="40" img-content="undefined" img-format="tif" />
A30
17
<img file="00000078.tif" he="20" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000079.tif" he="10" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000080.tif" he="25" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000081.tif" he="25" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
A33
18
<img file="00000082.tif" he="20" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000083.tif" he="10" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000084.tif" he="22" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000085.tif" he="31" wi="33" img-content="undefined" img-format="tif" />
B3
19
<img file="00000086.tif" he="20" wi="30" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000087.tif" he="10" wi="39" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000088.tif" he="15" wi="29" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000089.tif" he="23" wi="29" img-content="undefined" img-format="tif" />
B1
20
<img file="00000090.tif" he="20" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000091.tif" he="26" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000092.tif" he="20" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000093.tif" he="22" wi="33" img-content="undefined" img-format="tif" />
A50
21
<img file="00000094.tif" he="20" wi="31" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000095.tif" he="10" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000096.tif" he="9" wi="28" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000097.tif" he="24" wi="37" img-content="undefined" img-format="tif" />
A18
22
<img file="00000098.tif" he="20" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000099.tif" he="10" wi="38" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000100.tif" he="19" wi="28" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000101.tif" he="21" wi="34" img-content="undefined" img-format="tif" />
A45
Описание органического светоизлучающего устройства
[0067]
Далее описывается органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению.
[0068]
Органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению включает в себя по меньшей мере пару электродов, т.е. анод и катод, и слой органического соединения, расположенный между электродами. Слой органического соединения содержит органическое соединение, представленное общей формулой (1). Органическое светоизлучающее устройство является устройством, в котором носители инжектируются из анода и катода с образованием экситонов люминесцентного органического соединения в слое органического соединения, так что когда эти экситоны возвращаются в основное состояние, излучается свет.
[0069]
Когда слой органического соединения служит в качестве светоизлучающего слоя, светоизлучающий слой может включать только органическое соединение согласно настоящему изобретению, или в светоизлучающем слое может присутствовать еще один компонент.
[0070]
Когда светоизлучающий слой может частично содержать органическое соединение согласно настоящему изобретению, органическое соединение согласно настоящему изобретению может быть либо основным компонентом, либо вспомогательным компонентом в светоизлучающем слое.
[0071]
Что касается основного компонента и вспомогательного компонента, то компонент с самым высоким массовым содержанием среди соединений, составляющих светоизлучающий слой, называют "основным компонентом", а компонент с более низким массовым содержанием, чем у основного компонента, называют "вспомогательным компонентом".
[0072]
Материал для основного компонента может быть назван "материалом-хозяином".
[0073]
Материал для вспомогательного компонента является легирующим материалом ("гостем"). Другие материалы, которые могут быть использованы в качестве вспомогательного компонента, включают способствующий люминесценции материал и инжектирующий заряды материал.
[0074]
Когда соединение согласно настоящему изобретению используют в качестве материала-гостя, концентрация материала-гостя предпочтительно составляет 0,01 мас.% или более и 20 мас.% или менее, более предпочтительно 0,5 мас.% или более и 10 мас.% или менее относительно материала-хозяина.
[0075]
В результате различных исследований авторы изобретения обнаружили, что устройство, в котором используется представленное общей формулой (1) органическое соединение по настоящему изобретению в качестве материала-хозяина или материала-гостя, в частности материала-гостя, светоизлучающего слоя, имеет оптический выход с высокой эффективностью и высокой яркостью и очень высокий срок службы.
[0076]
Пример органических светоизлучающих устройств, в которых используются органические соединения согласно настоящему изобретению, описан ниже.
[0077]
Органические светоизлучающие устройства, изготовленные с использованием органических соединений согласно настоящему изобретению, включают устройство, выполненное путем обеспечения последовательно анода, светоизлучающего слоя и катода на подложке. Кроме того, органические светоизлучающие устройства включают устройство, выполненное путем обеспечения последовательно анода, слоя транспорта дырок, слоя транспорта электронов и катода. Кроме того, органические светоизлучающие устройства включают устройство, выполненное путем обеспечения последовательно анода, слоя транспорта дырок, светоизлучающего слоя, слоя транспорта электронов и катода, устройство, выполненное путем обеспечения последовательно анода, слоя инжекции дырок, слоя транспорта дырок, светоизлучающего слоя, слоя транспорта электронов и катода, и устройство, выполненное путем обеспечения последовательно анода, слоя транспорта дырок, светоизлучающего слоя, слоя блокирования дырок/экситонов, слоя транспорта электронов и катода. Однако эти пять примеров многослойного типа являются только основными конфигурациями устройства, и конфигурации органических светоизлучающих тех устройств, в которых используются органические соединения согласно настоящему изобретению, ими не ограничиваются. Могут быть созданы различные конфигурации слоев, например, путем обеспечения изолирующего слоя на границе раздела между электродом и слоем органического соединения, обеспечения адгезионного слоя или интерференционного слоя, обеспечения слоя транспорта электронов или слоя транспорта дырок, включающих два слоя с различными потенциалами ионизации, и так далее.
[0078]
Представленные общей формулой (1) органические соединения согласно настоящему изобретению могут быть использованы в слое органического соединения светоизлучающего устройства с любой из конфигураций слоев.
[0079]
Органические соединения по настоящему изобретению могут быть использованы вместе с известным низкомолекулярным или высокомолекулярным инжектирующим дырки соединением или транспортирующим дырки соединением, соединением-хозяином в качестве материала-хозяина, люминесцентным соединением, инжектирующим электроны соединением или транспортирующим электроны соединением, или т.п. в случае необходимости.
[0080]
Примеры этих соединений приведены ниже.
[0081]
В качестве инжектирующего дырки соединения или транспортирующего дырки соединения может быть использован материал с высокой подвижностью дырок. Низкомолекулярные или высокомолекулярные материалы со способностью инжектировать дырки или способностью транспортировать дырки включают производные триариламина, производные фенилендиамина, производные стильбена, производные фталоцианина, производные порфирина, поливинилкарбазол, политиофен и другие проводящие полимеры. Разумеется, такие материалы ими не ограничиваются.
[0082]
Конкретные структурные формулы соединения-хозяина приведены в таблице 4. Соединение-хозяин может быть производным, имеющим любую из структурных формул, приведенных в таблице 4. Другие соединения-хозяева включают соединения с конденсированными кольцами (например, производные флуорена, производные нафталина, производные антрацена, производные пирена, производные карбазола, производные хиноксалина, производные хинолина и т.п.), органические комплексы алюминия, такие как трис(8-хинолинолат) алюминия и т.п., органические комплексы цинка, производные трифениламина и полимерные производные, такие как производные полифлуорена, производные полифенилена и т.п. Разумеется, соединение-хозяин не ограничивается этими соединениями.
Таблица 4
H1
H2
H3
H4
<img file="00000102.tif" he="19" wi="54" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000103.tif" he="8" wi="62" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000104.tif" he="16" wi="55" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000105.tif" he="27" wi="47" img-content="undefined" img-format="tif" />
H5
H6
H7
H8
<img file="00000106.tif" he="22" wi="53" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000107.tif" he="25" wi="59" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000108.tif" he="18" wi="54" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000109.tif" he="25" wi="51" img-content="undefined" img-format="tif" />
H9
H10
H11
H12
<img file="00000110.tif" he="27" wi="58" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000111.tif" he="27" wi="55" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000112.tif" he="25" wi="57" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000113.tif" he="17" wi="49" img-content="undefined" img-format="tif" />
H13
H14
H15
H16
<img file="00000114.tif" he="26" wi="51" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000115.tif" he="19" wi="61" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000116.tif" he="23" wi="56" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000117.tif" he="13" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
H17
H18
H19
H20
<img file="00000118.tif" he="19" wi="55" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000119.tif" he="45" wi="63" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000120.tif" he="54" wi="52" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000121.tif" he="50" wi="50" img-content="undefined" img-format="tif" />
H21
H22
H23
H24
<img file="00000122.tif" he="23" wi="57" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000123.tif" he="24" wi="59" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000124.tif" he="21" wi="54" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000125.tif" he="15" wi="49" img-content="undefined" img-format="tif" />
H25
H26
H27
H28
<img file="00000126.tif" he="22" wi="57" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000127.tif" he="21" wi="60" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000128.tif" he="22" wi="56" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000129.tif" he="23" wi="49" img-content="undefined" img-format="tif" />
[0083]
Инжектирующее электроны соединение или транспортирующее электроны соединение выбирают с учетов баланса с подвижностью дырок инжектирующего дырки соединения или транспортирующего дырки соединения и т.п. Соединения, обладающие способностью к инжекции электронов или транспорту электронов, включают производные оксадиазола, производные оксазола, производные пиразина, производные триазола, производные триазина, производные хинолина, производные хиноксалина, производные фенантролина, органические комплексы алюминия и т.п. Разумеется, такие соединения не ограничиваются ими.
[0084]
В качестве материала анода может быть использован материал, имеющий как можно более высокую работу выхода. Примеры такого материала включают элементарные металлы, такие как золото, платина, серебро, медь, никель, палладий, кобальт, селен, ванадий, вольфрам и т.п.; сплавы этих металлов; и оксиды металлов, такие как оксид олова, оксид цинка, оксид индия, оксид индия-олова (ITO), оксид индия-цинка и т.п. Кроме того, могут быть использованы проводящие полимеры, такие как полианилин, полипиррол, политиофен и т.п. Эти электродные материалы могут быть использованы в чистом виде или в комбинации из двух или более. Анод может включать в себя один единственный слой или множественные слои.
[0085]
С другой стороны, в качестве материала катода может быть использован материал, имеющий низкую работу выхода. Примеры такого материала включают щелочные металлы, такие как литий и т.п., щелочноземельные металлы, такие как кальций и т.п., и элементарные металлы, такие как алюминий, титан, марганец, серебро, свинец, хром и т.п. Могут быть использованы сплавы, включающие комбинации этих элементарных металлов. Например, могут быть использованы магний-серебро, алюминий-литий, алюминий-магний и т.п. Кроме того, могут быть использованы оксиды металлов, такие как оксид индия-олова (ITO) и т.п. Эти электродные материалы могут быть использованы в чистом виде или в комбинации из двух или более. Катод может включать в себя один единственный слой или множественные слои.
[0086]
В органических светоизлучающих устройствах согласно настоящему изобретению слои, содержащие органические соединения согласно настоящему изобретению, и слои, содержащие другие органические соединения, формируют с помощью описанного ниже метода. Обычно формируют тонкие пленки методом вакуумного напыления, методом напыления с предварительной ионизацией, методом распыления, плазменным методом или известным методом нанесения (например, методом нанесения покрытия путем центрифугирования, методом нанесения покрытий окунанием, поливом, методом нанесения покрытия по технологии Ленгмюра-Блоджетта, методом струйного нанесения или т.п.), используя соответствующий раствор соединения в растворителе. Когда слой формируют методом вакуумного напыления, методом нанесения раствора или т.п., кристаллизация практически не происходит, и демонстрируется превосходная стабильность во времени. При формировании пленок методом нанесения пленки могут быть образованы путем объединения органических соединений с соответствующей связующей смолой.
[0087]
Примеры связующей смолы включают, но не ограничиваются ими, поливинилкарбазоловые смолы, поликарбонатные смолы, сложнополиэфирные смолы, акрилонитрилбутадиенстирольные (АБС) смолы, акриловые смолы, полиимидные смолы, фенольные смолы, эпоксидные смолы, силиконовые смолы, мочевинные смолы и т.п. Эти связующие смолы могут быть использованы по отдельности, в виде гомополимера или сополимера или в виде смеси или двух или более. Кроме того, при необходимости, могут быть введены известные добавки, такие как пластификатор, антиоксидант, поглотитель ультрафиолета и т.п.
Применение органического светоизлучающего устройства
[0088]
Органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению может быть применено для дисплейного устройства и осветительного устройства. Другие применения включают источник облучающего света, формирующего электрофотографическое изображение прибора, подсветку жидкокристаллического дисплейного устройства и т.п.
[0089]
Дисплейное устройство включает в себя органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению, предусмотренное в блоке отображения. Блок отображения включает в себя пиксель с органическим светоизлучающим устройством согласно настоящему изобретению. Дисплейное устройство может быть использовано в качестве устройства отображения изображения персонального компьютера (ПК) или т.п.
[0090]
Дисплейное устройство может быть использовано в блоке отображения прибора формирования изображения, такого как цифровая фотокамера, цифровая видеокамера или т.п. Прибор формирования изображения включает в себя блок отображения и блок формирования изображения, имеющий оптическую систему формирования изображения для захвата изображений.
[0091]
Далее описывается дисплейное устройство, использующее органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению.
[0092]
Фиг. 1 представляет собой схематический вид в разрезе, показывающий органическое светоизлучающее устройство согласно настоящему изобретению и тонкопленочный транзистор (TFT), соединенный с органическим светоизлучающим устройством для того, чтобы приводить в действие органическое светоизлучающее устройство. Подробности конструкции описаны ниже.
[0093]
Дисплейное устройство 3, показанное на фиг. 1, включает в себя подложку 31 из стекла или т.п. и влагонепроницаемую пленку 32, предусмотренную на подложке 31 для защиты TFT или слоя органического соединения. Ссылочным номером 33 обозначен электрод затвора, состоящий из металла, такого как Cr или т.п. Ссылочным номером 34 обозначена изолирующая пленка затвора, а ссылочным номером 35 обозначен полупроводниковый слой.
[0094]
TFT-прибор 38 включает в себя полупроводниковый слой 35, электрод 36 стока и электрод 37 истока. Кроме того, на TFT-приборе 38 предусмотрена изолирующая пленка 39. Анод 311 органического светоизлучающего устройства соединен с электродом 37 истока через контактное отверстие (сквозное отверстие) 310.
[0095]
На этой фигуре многослойный слой 312 органического соединения показан в виде одного единственного слоя. Кроме того, на катоде 313 предусмотрены первый защитный слой 314 и второй защитный слой 315 для предотвращения повреждения органического светоизлучающего устройства.
[0096]
Яркостью светового излучения органического светоизлучающего устройства управляют с помощью TFT-прибора. В плоскости предусмотрено множество органических светоизлучающих устройств так, чтобы можно было отображать изображение за счет яркости светового излучения каждого органического светоизлучающего устройства.
[0097]
При возбуждении дисплейного устройства, использующего органические светоизлучающие устройства по настоящему изобретению, может быть реализовано отображение с высоким качеством изображения и длительной стабильностью.
ПРИМЕРЫ
[0098]
Примеры описаны ниже. Настоящее изобретение не ограничено этими примерами.
ПРИМЕР 1
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A8]
[0099]
Сначала 9,1 г (50 ммоль) соединения E1 и 10,5 г (50 ммоль) соединения E2 помещали в 200 мл этанола и нагревали до 60°C, а затем добавляли по каплям 20 мл 5M водного раствора гидроксида натрия. После добавления полученную смесь нагревали до 80°C, перемешивали в течение 2 часов, а затем охлаждали. Затем полученные осадки отфильтровывали, промывали водой и этанолом, а затем сушили путем нагревания при 80°C при пониженном давлении с получением 15,6 г (выход: 88%) темно-зеленого твердого вещества E3. Затем 3,56 г (10 ммоль) соединения E3 и 2,59 г (12 ммоль) соединения E4 помещали в 50 мл толуола и нагревали до 80°C, а затем медленно добавляли по каплям 1,40 г (12 ммоль) изоамилнитрита, с последующим перемешиванием при 110°C в течение 3 часов. После охлаждения смесь промывали два раза с помощью 100 мл воды каждый раз. Полученный органический слой промывали насыщенным солевым раствором и сушили с помощью сульфата магния. Затем раствор фильтровали, и фильтрат концентрировали с получением коричневато-красной жидкости. Жидкость очищали с помощью колонной хроматографии (толуол/гептан=2:3) и затем перекристаллизовывали с помощью смеси хлороформ/метанол с получением 3,96 г (выход: 88%) смеси изомеров в виде желтых кристаллов E5.
Затем 2,42 г (5 ммоль) соединения E5 помещали в 40 мл DMF и к полученной смеси добавляли 0,25 г (0,5 ммоль) дихлорида бис-(трифенилфосфин)палладия(II) и 2,28 г (15 ммоль) 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ена, с последующими нагреванием до 150°C и перемешиванием в течение 4 часов. После охлаждения к смеси добавляли 30 мл метанола для осаждения осадков, которые затем отфильтровывали с получением желтого твердого вещества. Полученное твердое вещество очищали с помощью колонной хроматографии (хлороформ/гептан=1:4) и затем перекристаллизовывали с помощью смеси хлороформ/метанол два раза с получением 1,35 г (выход: 67%) приведенного в качестве примера соединения A8 в виде желтых кристаллов.
[00100]
Кроме того, структуру соединения A8 подтверждали с помощью измерения ЯМР.
[00101]
1
3
H ЯМР (CDCl, 500 МГц) δ (ppm): 8,75 (д, 1H, J=7,00 Гц), 8,66 (д, 1H, J=7,55 Гц), 8,05 (д, 1H, J=7,05 Гц), 7,99-7,93 (м, 2H), 7,85-7,79 (м, 2H), 7,66-7,48 (м, 9H), 7,37 (т, 1H, J=7,2 Гц), 6,75 (д, 1H, J=6,95 Гц).
[00102]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A8 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 443 нм.
ПРИМЕР 2
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A20]
[00103]
3
4
Сначала 1,2 г (3 ммоль) соединения A8, полученного в примере 1, и 0,534 г (3 ммоль) N-бромсукцинимида помещали в 50 мл ацетонитрила, и полученную смесь перемешивали при 60°C в течение 8 часов. После охлаждения смесь концентрировали с получением твердого вещества. Твердое вещество очищали с помощью колонной хроматографии (хлороформ/гептан=1:4) и перекристаллизовывали два раза с помощью смеси хлороформ/метанол с получением 1,27 г (выход: 88%) соединения E6. Затем в круглодонную колбу в форме баклажана объемом 100 мл добавляли 0,96 г (2 ммоль) соединения E6, 330 мг (2,2 ммоль) 2,6-диметилфенилбориновой кислоты (E7), 0,05 г Pd(PPh), 20 мл толуола, 10 мл этанола и 20 мл 2M водного раствора карбоната натрия, с последующим перемешиванием в токе азота при 80°C в течение 8 часов. После завершения реакции раствор охлаждали до комнатной температуры, и полученные кристаллы отфильтровывали и тщательно промывали водой, этанолом и гептаном. Полученные кристаллы растворяли в толуоле при нагревании, и раствор фильтровали в горячем состоянии и перекристаллизовывали с помощью смеси толуол/этанол. Кристаллы сушили при 120°C под вакуумом и очищали путем сублимации с получением 0,73 г (выход: 72%) приведенного в качестве примера соединения A20 в виде светло-желтых кристаллов.
Кроме того, структуру этого соединения подтверждали с помощью измерения ЯМР.
[00104]
1
3
H ЯМР (CDCl, 500 МГц) δ (ppm): 8,75 (д, 1H, J=7,10 Гц), 8,67 (д, 1H, J=7,70 Гц), 8,06 (д, 1H, J=6,60 Гц), 7,99 (д, 1H, J=6,60 Гц), 7,73-7,63 (м, 6H), 7,58-7,48 (м, 4H), 7,42 (д, 1H, J=8,20 Гц), 7,27-7,24 (м, 1H), 7,18-7,13 (м, 3H), 6,81 (д, 1H, J=7,25 Гц), 1,94 (с, 6H).
[00105]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A20 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 449 нм.
ПРИМЕР 3
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A25]
[00106]
Соединение E9 приготовили по такой же реакции и очищали так же, как в примере 1, за исключением того, что органическое соединение E4, используемое в примере 1, заменяли на соединение E8.
[00107]
Сначала в круглодонную колбу в форме баклажана объемом 30 мл загружали 0,87 г (2 ммоль) соединения E9, 0,72 г (2,2 ммоль) соединения E10, 0,4 мг ацетата палладия, 0,9 мг 2-дициклогексифосфино-2',6'-диметоксибифенила, 5 мл толуола, 0,1 мл дистиллированной воды и 1,27 г фосфата калия, с последующим перемешиванием при 100°C в течение 4 часов в токе азота. После завершения реакции раствор охлаждали до комнатной температуры, и полученные кристаллы отфильтровывали и тщательно промывали водой, этанолом и гептаном. Полученные кристаллы растворяли в толуоле при нагревании, и раствор фильтровали в горячем состоянии и перекристаллизовывали с помощью смеси толуол/этанол. Кристаллы сушили при 120°C под вакуумом и очищали путем сублимации с получением 0,96 мг (выход: 80%) приведенного в качестве примера соединения A25 в виде светло-желтых кристаллов.
Кроме того, структуру этого соединения подтверждали с помощью измерения ЯМР.
[00108]
1
3
H ЯМР (CDCl, 500 МГц) δ (ppm): 8,78 (д, 1H, J=7,05 Гц), 8,71 (д, 1H, J=7,75 Гц), 8,05-7,78 (м, 10H), 7,63-7,48 (м, 8H), 7,41-7,37 (м, 4H), 7,28-7,26 (м, 1H), 6,75 (д, 1H, J=8,50 Гц).
[00109]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A25 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 450 нм.
ПРИМЕР 4
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A35]
[00110]
Реакцию и очистку осуществляли таким же образом, как в примере 3, за исключением того, что органическое соединение E10, используемое в примере 3, заменяли на соединение E11.
Кроме того, структуру этого соединения подтверждали с помощью измерения ЯМР.
[00111]
1
3
H ЯМР (CDCl, 500 МГц) δ (ppm): 8,79 (д, 1H, J=7,10 Гц), 8,71 (д, 1H, J=7,75 Гц), 8,03-7,96 (м, 5H), 7,90-7,80 (м, 3H), 7,62-7,48 (м, 8H), 7,40-7,36 (м, 4H), 7,28-7,26 (м, 1H), 6,75 (д, 1H, J=8,50 Гц), 2,85 (с, 3H), 2,44 (с, 3H).
[00112]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A35 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 447 нм.
ПРИМЕР 5
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A23]
[00113]
Реакцию и очистку осуществляли таким же образом, как в примере 3, за исключением того, что органическое соединение E10, используемое в примере 3, заменяли на соединение E12.
[00114]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A23 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 449 нм.
ПРИМЕР 6
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A34]
[00115]
Реакцию и очистку осуществляли таким же образом, как в примере 3, за исключением того, что органическое соединение E10, используемое в примере 3, заменяли на соединение E13.
[00116]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A34 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 450 нм.
ПРИМЕР 7
[Синтез приведенного в качестве примера соединения B3]
[00117]
Сначала в трехгорлую колбу объемом 100 мл помещали 0,96 г (2 ммоль) соединения E6, 0,68 г (2,4 ммоль) соединения E14, 0,38 г (4 ммоль) третбутоксида натрия и 30 мл o-ксилола и раствор нагревали до 50°C. Затем к раствору медленно добавляли по каплям раствор 6 мг ацетата палладия и 27 мг третбутилфосфина в 8 мл o-ксилола, с последующим перемешиванием в течение 6 часов при кипячении с обратным холодильником. После завершения реакции к реакционному раствору добавляли воду и проводили экстракцию толуолом. Органический слой промывали водой и сушили над сульфатом магния, и растворитель удаляли дистилляцией при пониженном давлении. Остаток очищали с помощью колонной хроматографии на силикагеле (толуол/метанол=9:1) и затем перекристаллизовывали с помощью толуола. Полученные кристаллы сушили при 120°C под вакуумом и затем очищали путем сублимации с получением 0,89 г (выход: 65%) приведенного в качестве примера соединения B3 в виде светло-желтых кристаллов.
[00118]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения B3 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 495 нм.
ПРИМЕР 8
[Синтез приведенного в качестве примера соединения A50]
[00119]
Реакцию и очистку осуществляли таким же образом, как в примере 1, за исключением того, что органическое соединение E2 и органическое соединение E7, используемые в примерах 1 и 2, заменяли на соединения E15 и E16 соответственно.
[00120]
-5
В результате измерения фотолюминесценции раствора приведенного в качестве примера соединения A50 в толуоле с концентрацией 1×10 моль/л при длине волны возбуждения 350 нм, используя прибор Hitachi F-4500, наблюдали спектр излучения, имеющий максимальную интенсивность при 449 нм.
ПРИМЕРЫ 9-28
[00121]
-5
2
В каждом из этих примеров формировали устройство (анод/слой инжекции дырок/слой транспорта дырок/светоизлучающий слой/слой блокирования дырок-экситонов/слой транспорта электронов/катод) в качестве пятого примера многослойных органических светоизлучающих устройств. Сначала на стеклянную подложку наносили с рисунком оксид индия-олова (ITO) толщиной 100 нм. Затем на этой ITO-подложке непрерывно формировали органические слои и электродные слои, которые описаны ниже, с помощью вакуумного напыления c резистивным нагревом в вакуумной камере с давлением 10 Па так, что площадь противоэлектрода составляла 3 мм. Когда присутствовали два типа материалов-гостей, использовали смесь структурных изомеров с различными положениями замещения при соотношении примерно 1:1.
Слой транспорта дырок (30 нм) G-1
Светоизлучающий слой (30 нм) материал-хозяин G-2, материал-гость: приведенное в качестве примера соединение (массовое содержание 5%)
Слой блокирования дырок/экситонов (10 нм) G-3
Слой транспорта электронов (30 нм) G-4
Металлический электродный слой 1 (1 нм) LiF
Металлический электродный слой 2 (100 нм) Al
[00122]
Что касается характеристик EL устройств, то вольтамперные характеристики измеряли с помощью микроамперметра 4140B, изготовленного фирмой Hewlett-Packard Company, а яркость излучения измеряли с помощью прибора BM7, изготовленного фирмой Topcon Corporation. Эффективности излучения и напряжения в примерах 9-28 приведены в таблице 5.
Таблица 5
Материал-гость
G-2
Эффективность излучения(кд/A)
Напряжение (В)
Пример 9
A8
H10
4,8
4,5
Пример 10
A8
H21
4,5
4,5
Пример 11
A8
H22
4,0
4,2
Пример 12
A16
H4
4,5
4,9
Пример 13
A17
H8
3,5
4,2
Пример 14
A18
H2
4,9
4,5
Пример 15
A20
H22
4,7
4,2
Пример 16
A22
H17
4,2
4,6
Пример 17
A23
H21
4,9
4,6
Пример 18
A25
H10
5,5
4,9
Пример 19
A25
H22
5,6
4,5
Пример 20
A29
H5
4,5
4,8
Пример 21
A30
H23
6,5
4,5
Пример 22
A34
H27
5,5
4,5
Пример 23
A35
H10
4,8
4,2
Пример 24
A38
H2 6
5,0
4,6
Пример 25
A45
H16
4,9
4,5
Пример 26
A50
H4
4,6
4,9
Пример 27
B3
H8
12,5
4,2
Пример 28
B9
H21
4,3
5,1
ПРИМЕРЫ 29-33
[00123]
В каждом из этих примеров формировали многослойное органическое светоизлучающее устройство пятого примера. Конфигурация слоев включала анод, слой инжекции дырок, слой транспорта дырок, светоизлучающий слой, слой транспорта электронов, слой инжекции электронов и катод, предусмотренные в этом порядке.
[00124]
Органическое светоизлучающее устройство, имеющее резонансную структуру, формировали следующим способом.
[00125]
На стеклянную подложку, служащую в качестве опорного элемента, методом распыления осаждали алюминиевый сплав (AlNd) до толщины 100 нм с образованием отражающего анода. Затем методом распыления осаждали ITO до толщины 80 нм с образованием прозрачного анода. Затем вокруг анодов формировали разделяющую устройства пленку из акриловой смолы до толщины 1,5 мкм и формировали отверстия с радиусом 3 мм. Подложку подвергали ультразвуковой промывке последовательно ацетоном и изопропиловым спиртом (ИПС), промывали ИПС при кипячении, а затем сушили. Затем поверхность подложки очищали с помощью У-озона.
[00126]
-5
Затем непрерывно формировали органические слои, описанные ниже, с помощью вакуумного напыления с резистивным нагревом в вакуумной камере с давлением 10 Па. Затем в качестве катода осаждали оксид индия-цинка (IZO) методом распыления с образованием прозрачного электрода, имеющего толщину 30 нм. После такого образования подложку герметизировали в атмосфере азота. В результате сформировали органическое светоизлучающее устройство.
Слой инжекции дырок (95 нм) G-11
Слой транспорта дырок (10 нм) G-12
Светоизлучающий слой (35 нм) материал-хозяин G-13, материал-гость: приведенное в качестве примера соединение (массовое содержание 2%)
Слой транспорта электронов (10 нм) G-14
Слой инжекции электронов (70 нм) G-15 (массовое 80%), Li (массовое содержание 20%)
Что касается характеристик EL устройств, то вольтамперные характеристики измеряли с помощью микроамперметра 4140B, изготовленного фирмой Hewlett-Packard Company, а яркость излучения измеряли с помощью прибора BM7, изготовленного фирмой Topcon Corporation. Эффективности излучения и напряжения в примерах 29-33 приведены в таблице 6.
Таблица 6
Материал-гость
G-13
Эффективность излучения(кд/A)
Напряжение (В)
Пример 29
A8
H9
3,0
4,0
Пример 30
A25
H10
3,1
4,2
Пример 31
A30
H21
3,5
4,5
Пример 32
A34
H4
3,4
4,2
Пример 33
A36
H18
3,1
4,3
Результаты и обсуждение
[00127]
Органические соединения согласно настоящему изобретению являются новыми соединениями, обладающими высоким выходом и пригодными для излучения синего света, и при их применении в органических светоизлучающих устройствах позволяют получать светоизлучающие устройства с хорошими характеристиками излучения.
[00128]
Несмотря на то, что настоящее изобретение было описано со ссылкой на примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами осуществления. Объему нижеследующей формулы изобретения должно быть придано самое широкое толкование, охватывая все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.
[00129]
Эта заявка испрашивает приоритет Японской заявки на патент № 2009-155667, поданной 30 июня 2009 года, которая включена сюда по ссылке во всей своей полноте.