НОВОЕ БИХРИЗЕНОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ И ОРГАНИЧЕСКОЕ СВЕТОИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, СОДЕРЖАЩЕЕ ЭТО СОЕДИНЕНИЕ
NOVEL BICHRYSENE COMPOUND AND ORGANIC LIGHT-EMITTING DEVICE CONTAINING SAID COMPOUND

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к новому бихризеновому соединению и к органическому светоизлучающему устройству, содержащему его.
Уровень техники
Органическое светоизлучающее устройство представляет собой устройство, в котором тонкая пленка, содержащая флуоресцентное светоизлучающее органическое соединение или фосфоресцентное светоизлучающее органическое соединение, располагается между анодом и катодом. Кроме того, электроны и дырки инжектируются из соответствующих электродов с генерированием экситонов флуоресцентного светоизлучающего органического соединения или фосфоресцентного светоизлучающего органического соединения, и органическое светоизлучающее устройство излучает свет, когда экситоны возвращаются в основное состояние.
Недавний прогресс в области органических светоизлучающих устройств является заметным, и органическое светоизлучающее устройство отличается, например, демонстрацией высокой яркости при низком прикладываемом напряжении, имеет различные длины волн излучения, демонстрируя высокоскоростной отклик и позволяя сделать светоизлучающее устройство более тонким и легким. Это говорит о том, что органическое светоизлучающее устройство может использоваться для самых разнообразных применений.
Однако современная ситуация требует оптического выхода с все более высокой яркостью или все более высокой эффективностью преобразования. В дополнение к этому, по-прежнему необходимо решить множество проблем относительно долговечности при изменениях со временем при долговременном использовании, и относительно повреждения, вызываемого, например, атмосферным газом, содержащим кислород, влагу или тому подобное. Кроме того, имея в виду применения для цветного дисплея, и тому подобное, требуется излучение голубого, зеленого или красного света с высокой чистотой цвета, но эта проблема еще не решена в достаточной степени.
Ввиду всего того, что указано выше, осуществляются множество исследований на различных конденсированных полициклических ароматических соединениях в качестве светоизлучающих органических соединений для формирования излучающего слоя или тому подобного. Однако трудно получить соединение, имеющее достаточно удовлетворительную яркость излучения и долговечность.
Например, бисантраценовые производные (выложенная заявка на патент Японии № 2000-344691) и хризеновые производные (выложенная заявка на патент Японии № 2004-75567 и выложенная заявка на патент Японии № 2006-52323) описываются в качестве конденсированных полициклических ароматических соединений. В частности, выложенная заявка на патент Японии № 2006-52323 описывает, что бихризеновое соединение используется в излучающем слое органического светоизлучающего устройства, и описывает конкретные соединения для 5,5'-бихризенового соединения и 6,6'-бихризенового соединения. В дополнение к этому, документ описывает только лишь незамещенные бихризены, такие как 2,2'-бихризен, для девятнадцати видов изомеров за исключением тех, что упомянуты выше.
Описание изобретения
Целью настоящего изобретения является создание нового соединения, имеющего достаточно удовлетворительную яркость излучения и достаточно удовлетворительную долговечность, а более конкретно, получение нового бихризенового соединения. Другой целью настоящего изобретения является создание органического светоизлучающего устройства, имеющего высокую эффективность излучения света и превосходную долговечность при работе.
В соответствии с настоящим изобретением, предусматривается бихризеновое соединение, представленное следующей общей формулой (1):
1
18
1
4
где R-R, каждый независимо, представляют собой заместитель, выбранный из группы, состоящей из атома водорода, замещенной или незамещенной алкильной группы и замещенной или незамещенной алкоксигруппы, и Ar-Ar, каждый независимо, представляют собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.
В соответствии с настоящим изобретением, может предусматриваться новое бихризеновое соединение, имеющее высокую химическую стабильность, относительно глубокую высшую занятую молекулярную орбиталь (ВЗМО), запрещенную зону примерно 3,0 эВ, малый двугранный угол, и хорошие свойства переноса носителей. В дополнение к этому, может предусматриваться органическое светоизлучающее устройство, содержащее такое соединение, причем устройство имеет высокую эффективность излучения света и превосходную долговечность при работе.
Дополнительные особенности настоящего изобретения станут понятны из следующего далее описания иллюстративных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий органическое светоизлучающее устройство в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения и узлы для подачи электрических сигналов на органическое светоизлучающее устройство.
Фиг.2 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий схему пикселя, соединенную с пикселем, и линию сигнала и линию подачи тока, соединенные со схемой пикселя.
Фиг.3 представляет собой вид, иллюстрирующий электрическую схему пикселя.
Фиг.4 представляет собой схематический вид в разрезе, иллюстрирующий органическое светоизлучающее устройство и TFT (тонкопленочный транзистор) под устройством.
Наилучший способ осуществления изобретения
Бихризеновое соединение по настоящему изобретению представлено следующей общей формулой (1).
Бихризеновое соединение, представленное формулой (1), представляет собой любое 2,2'-бихризеновое соединение, в котором хризеновые кольца связываются друг с другом в их 2-положениях, 3,3'-бихризеновое соединение, в котором хризеновые кольца связываются друг с другом в их 3-положениях, и 2,3'-бихризеновое соединение, в котором хризеновые кольца связываются друг с другом в их 2- и 3-положениях.
1
18
7
16
В формуле (1) R-R, каждый независимо, представляют собой заместитель, выбранный из группы, состоящей из атома водорода, замещенной или незамещенной алкильной группы и замещенной или незамещенной алкоксигруппы. В настоящем документе R и R, каждый, замещают атом углерода, не используемый в упоминаемой выше хризен-хризеновой связи из общего числа атомов углерода в 2- и 3-положениях хризенового кольца.
1
18
Конкретные примеры алкильной группы, представленной R-R, включают, но, разумеется, не ограничиваясь этим, метильную группу, этильную группу, н-пропильную группу, изо-пропильную группу, н-бутильную группу, изо-бутильную группу, втор-бутильную группу, трет-бутильную группу, н-пентильную группу, неопентильную группу, н-гексильную группу, н-октильную группу, н-децильную группу, н-додецильную группу, циклопропильную группу, циклобутильную группу, циклопентильную группу, циклогексильную группу, норборнильную группу и адамантильную группу.
1
18
Конкретные примеры алкоксигруппы, представленной R-R, включают, но, разумеется, не ограничиваясь этим, метоксигруппу, этоксигруппу, изо-пропоксигруппу, трет-бутоксигруппу, арилоксигруппу и бензилоксигруппу.
Примеры заместителя, который могут дополнительно содержать описанные выше алкильную группу и алкоксигруппу, включают, но, разумеется, не ограничиваясь этим, алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа и пропильная группа; углеводородные ароматические кольцевые группы, такие как фенильная группа, нафтильная группа, фенантрильная группа и флуоренильная группа; гетероароматические кольцевые группы, такие как тиенильная группа, пирролильная группа и пиридильная группа; замещенные аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дибензиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и дианизолиламиногруппа; алкоксигруппы, такие как метоксигруппа и этоксигруппа; арилоксигруппы, такие как феноксигруппа и нафтоксигруппа; атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром и иод; гидроксильную группу; цианогруппу и нитрогруппу.
1
4
В формуле (1) Ar-Ar, каждый, представляет собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.
1
4
Конкретные примеры углеводородной ароматической кольцевой группы, представленной Ar-Ar, включают, но, разумеется, не ограничиваясь этим, фенильную группу, нафтильную группу, фенантрильную группу, флуоренильную группу, антраценильную группу, хризенильную группу, пиренильную группу, периленильную группу, инденильную группу, аценафтиленильную группу, аценафтенильную группу, бифениленильную группу, фторантенильную группу, бензофторантенильную группу, трифениленильную группу и нафтаценильную группу.
Примеры заместителя, который может содержать указанную выше углеводородную ароматическую кольцевую группу, включают, но, разумеется, не ограничиваясь этим, алкильные группы, такие как метильная группа, этильная группа, изо-пропильная группа, трет-бутильная группа, н-гексильная группа и циклогексильная группа; углеводородные ароматические кольцевые группы, такие как фенильная группа, толильная группа, трет-бутилфенильная группа, ксилильная группа, мезитильная группа, нафтильная группа, фенантрильная группа, флуоренильная группа, 9,9-диметилфлуоренильная группа, 9,9-диэтилфлуоренильная группа и 9,9-ди-(н-гексил)флуоренильная группа; гетероароматические кольцевые группы, такие как тиенильная группа, пирролильная группа, пиридильная группа и фенантролинильная группа; замещенные аминогруппы, такие как диметиламиногруппа, диэтиламиногруппа, дибензиламиногруппа, дифениламиногруппа, дитолиламиногруппа и дианизолиламиногруппа; алкоксигруппы, такие как метоксигруппа и этоксигруппа; арилоксигруппы, такие как феноксигруппа и нафтоксигруппа; атомы галогена, такие как фтор, хлор, бром и иод; гидроксильную группу; цианогруппу и нитрогруппу.
В дополнение к этому, все атомы водорода, присутствующие в главном скелете или заместителях в бихризеновом соединении, представленном формулой (1), или их часть могут, каждый, быть заменены дейтерием.
Бихризеновое соединение, представленное формулой (1), предпочтительно представляет собой соединение, представленное любой из следующих далее формул (2)-(4):
1
60
В формулах (2)-(4) X-X, каждый, независимо представляют собой заместитель, выбранный из группы, состоящей из атома водорода, замещенной или незамещенной алкильной группы, замещенной или незамещенной алкоксигруппы и замещенной или незамещенной углеводородной ароматической кольцевой группы.
1
60
1
18
1
18
Конкретные примеры алкильной группы, представленной любым из X-X, являются идентичными примерам алкильной группы, представленной любым из R-R в формуле (1). Заместитель, который может дополнительно содержать алкильную группу, является идентичным заместителю, который, когда любой из R-R в формуле (1), представляет собой алкильную группу, может дополнительно содержать эту алкильную группу.
1
60
1
18
1
18
Конкретные примеры алкоксигруппы, представленной любым из X-X, идентичны примерам алкоксигруппы, представленной любым из R-R в формуле (1). Заместитель, который может дополнительно содержать алкоксигруппу, является идентичным заместителю, который, когда любой из R-R в формуле (1) представляет собой алкоксигруппу, может дополнительно содержать эту алкоксигруппу.
1
60
1
4
1
4
Конкретные примеры углеводородной ароматической кольцевой группы, представленной любым из X-X, являются идентичными примерам углеводородной ароматической кольцевой группы, представленной любым из Ar-Ar в формуле (1). Заместитель, который может дополнительно содержать углеводородную ароматическую кольцевую группу, является идентичным заместителю, который может дополнительно содержать углеводородную ароматическую кольцевую группу, представленную любым из Ar-Ar, в формуле (1).
Далее описываются способы синтеза 2,2'-бихризенового соединения, 3,3'-бихризенового соединения и 2,3'-бихризенового соединения, каждое из которых служит в качестве бихризенового соединения по настоящему изобретению.
Бихризеновое соединение по настоящему изобретению может синтезироваться с помощью любой из реакций связывания Сузуки-Мияура, представленных с помощью следующих далее формул (5)-(8), то есть реакций связывания Сузуки-Мияура, использующих, каждая, промежуточное соединение 2-Cl или промежуточное соединение 3-Cl в качестве галогенового соединения, промежуточное 2-Bpin соединение или промежуточное соединение 3-Bpin в качестве сложного пинаколового эфира бороновой кислоты и палладиевый катализатор:
(В формуле Ar и Ar', каждый, представляют собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
(В формуле Ar и Ar', каждый, представляют собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
(В формуле Ar и Ar', каждый, представляют собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
(В формуле Ar и Ar', каждый, представляют собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
Промежуточное соединение 2-Cl и промежуточное соединение 2-Bpin в качестве предшественников синтезируются в соответствии со способом синтеза, представленным следующей формулой (9), посредством 6,12-дибром-2-хлорхризена:
(В формуле Ar представляет собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
Подобным же образом промежуточное соединение 3-Cl и промежуточное соединение 3-Bpin в качестве предшественников синтезируются в соответствии со способом синтеза, представленным следующей формулой (10), посредством 6,12-дибром-3-хлорхризена:
(В формуле Ar представляет собой замещенную или незамещенную углеводородную ароматическую кольцевую группу.)
В формулах (9) и (10) могут синтезироваться Cl-промежуточное соединение и Bpin-промежуточное соединение, в каждое из которых может вводиться желаемая углеводородная ароматическая кольцевая группа в качестве Ar. Затем осуществляют любую из реакций связывания, представленных формулами (5)-(9), с помощью предшественников, выбранных соответствующим образом из этих предшественников. В результате может синтезироваться бихризеновое соединение по настоящему изобретению, замещенное желаемыми Ar и Ar'.
Кроме того, Cl-промежуточное соединение и Bpin-промежуточное соединение, каждое замещенное алкильной группой или алкоксигруппой, могут синтезироваться посредством замены исходных материалов в каждой из формул (9) и (10) на формилнафталин трифлат и хлорформилфенилбороновую кислоту, замещенные, каждый, алкильной группой или алкоксигруппой. Использование этих промежуточных соединений позволяет синтезировать бихризеновое соединение, в котором замещенная или незамещенная алкильная группа и замещенная или незамещенная алкоксигруппа также непосредственно замещают хризеновые кольца, из общего числа бихризеновых соединений по настоящему изобретению.
Репрезентативные соединения кроме Cl-промежуточных соединений и Bpin-промежуточных соединений, используемые при синтезе бихризеновых соединений по настоящему изобретению, показаны ниже. Однако настоящее изобретение, разумеется, не ограничивается этими соединениями.
(Промежуточные соединения 2-Cl)
(Промежуточные соединения 3-Cl)
(Промежуточные соединения 2-Bpin)
(Промежуточные соединения 3-Bpin)
Бихризеновые соединения по настоящему изобретению могут синтезироваться посредством осуществления реакций, представленных формулами (5)-(8), с промежуточными соединениями, показанными выше.
Далее показаны конкретные структурные формулы бихризенового соединения по настоящему изобретению. Однако настоящее изобретение, разумеется, не ограничивается этими формулами.
Упоминаемые выше соединения C101-C118 и C401-C406 представляют собой конкретные примеры общей формулы (2).
Упоминаемые выше соединения C201-C215 и C407-C412 представляют собой конкретные примеры общей формулы (3). Упоминаемые выше соединения C301-C318 и C413-C418 представляют собой конкретные примеры общей формулы (4). Далее подробно описывается органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением.
Органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением представляет собой органическое светоизлучающее устройство, содержащее, по меньшей мере, пару электродов, сформированную из анода и катода, и слой, сформированный из органического соединения, расположенный между парой электродов (слой органического соединения), в котором слой органического соединения содержит органическое соединение, представленное любой из общих формул (1)-(4).
Устройство может содержать слой соединения, помимо упоминаемого выше слоя органического соединения, между парой электродов. Альтернативно, два или более слоев соединения, включая слой органического соединения, могут предусматриваться между парой электродов, и устройство в таком случае называют многослойным органическим светоизлучающим устройством.
Далее описываются предпочтительные примеры многослойного органического светоизлучающего устройства, то есть первый-пятый примеры.
В качестве первого примера многослойного органического светоизлучающего устройства может быть приведено органическое светоизлучающее устройство такой конструкции, что анод, излучающий слой, и катод последовательно предусматриваются на подложке. Органическое светоизлучающее устройство, используемое в настоящем документе, является пригодным для использования, когда используют единственное соединение, которое само обладает свойством переноса дырок, свойством переноса электронов и свойством излучения, или когда соединения, имеющие соответствующие свойства, используют в виде смеси.
Органическое светоизлучающее устройство такой конструкции, что на подложке последовательно предусматриваются анод, слой переноса дырок, слой переноса электронов и катод, может быть приведено в качестве второго примера многослойного органического светоизлучающего устройства. Этот случай является пригодным для использования, когда материал, имеющий одно свойство из свойства переноса дырок и свойства переноса электронов или их оба, используется в качестве излучающего вещества в каждом слое в сочетании с веществом только для переноса дырок или только для переноса электронов, не имеющим свойства излучения. В дополнение к этому, в этом случае излучающий слой формируется из любого слоя переноса дырок и слоя переноса электронов.
В качестве третьего примера многослойного органического светоизлучающего устройства может быть приведено органическое светоизлучающее устройство такой конструкции, что на подложке последовательно предусматриваются анод, слой переноса дырок, излучающий слой, слой переноса электронов и катод. Конструкция устройства является такой, что функция переноса носителей и функция излучения отделены друг от друга. В дополнение к этому, конструкция может использоваться в соответствующем сочетании с соединениями, имеющими соответствующие свойства, то есть свойство переноса дырок, свойство переноса электронов и свойство излучения. В дополнение к этому, степень свободы выбора материала увеличивается до исключительной степени, и могут использоваться разнообразные соединения, имеющие различные длины волн излучения. В результате может достигаться диверсификация оттенков излучения. Кроме того, каждый носитель или экситон эффективно захватывается в центральном излучающем слое, и, следовательно, может достигаться улучшение эффективности излучения света.
Органическое светоизлучающее устройство такой конструкции, что на подложке последовательно предусматриваются анод, слой инжекции дырок, слой переноса дырок, излучающий слой, слой переноса электронов и катод, может быть приведено в качестве четвертого примера многослойного органического светоизлучающего устройства. Конструкция устройства имеет улучшающее воздействие на адгезивность между анодом и слоем переноса дырок или на свойство инжекции дырок и является эффективным при понижении напряжения, при котором устройство работает.
Органическое светоизлучающее устройство такой конструкции, что на подложке последовательно предусматриваются анод, слой переноса дырок, излучающий слой, слой блокирования дырок или слой блокирования экситонов, слой переноса электронов и катод, может быть приведено в качестве пятого примера многослойного органического светоизлучающего устройства. Конструкция является такой, что между излучающим слоем и слоем переноса электронов вставляется слой для блокирования утечки дырки или экситона в направлении катода (слой блокирования дырок или слой блокирования экситонов). Использование соединения, имеющего исключительно высокий потенциал ионизации в слое блокирования дырок или в слое блокирования экситонов, является эффективным при улучшении эффективности излучения света.
Однако первый-пятый примеры многослойного органического светоизлучающего устройства образуют лишь основную конструкцию устройства, и конструкция органического светоизлучающего устройства с использованием бихризенового соединения в соответствии с настоящим изобретением ими не ограничивается.
Могут быть приведены разнообразные конструкции слоев, например, конструкция, в которой на границе раздела электрода и органического слоя предусматривается изолирующий слой, предусматривается адгезивный слой или интерференционный слой, слой переноса электронов или слой переноса дырок формируется из двух слоев, имеющих различные потенциалы ионизации, или излучающий слой имеет ламинированную структуру, сформированную из двух или более слоев.
Бихризеновое соединение, представленное любой из общих формул (1)-(4), используемое в органическом светоизлучающем устройстве в соответствии с настоящим изобретением, может использоваться в любом из первого - пятого примеров.
В органическом светоизлучающем устройстве в соответствии с настоящим изобретением, по меньшей мере, один вид бихризенового соединения, представленного любой из общих формул (1)-(4) по настоящему изобретению, вводится в слой, содержащий органическое соединение. В этом случае один вид бихризенового соединения по настоящему изобретению может вводиться в один слой, или два, или более видов соединений могут вводиться в сочетании.
В органическом светоизлучающем устройстве в соответствии с настоящим изобретением в качестве основного материала («материала-хозяина») для излучающего слоя особенно предпочтительно используется бихризеновое соединение по настоящему изобретению.
Альтернативно, бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве добавочного материала («материала-гостя») для излучающего слоя.
Кроме того, бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в любом из соответствующих слоев, за исключением излучающего слоя, то есть в слое инжекции дырок, слое переноса дырок, слое блокирования дырок, слое блокирования экситонов, слое переноса электронов и слое инжекции электронов.
Далее описывается органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением.
Органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением имеет, по меньшей мере, анод и катод, служащие в качестве пары электродов, и слой органического соединения, расположенный между электродами. Каждый из слоев органического соединения имеет бихризеновое соединение, представленное любой из упоминаемых выше общих формул (1)-(4). Органическое светоизлучающее устройство представляет собой такое устройство, что светоизлучающий материал в виде органического соединения, расположенный между парой электродов, излучает свет.
Когда один из слоев органического соединения представляет собой излучающий слой, излучающий слой может формироваться только лишь бихризенового соединения в соответствии с настоящим изобретением, или он может содержать бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением частично. Когда излучающий слой может содержать бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением частично, бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может представлять собой главный компонент излучающего слоя или может представлять собой вспомогательный компонент слоя.
Термин "главный компонент", как он используется в настоящем документе, относится к соединению, присутствующему в большом количестве, с точки зрения, например, массы или количества молей, по отношению ко всем соединениям, из которых формируется излучающий слой, и термин "вспомогательный компонент", как используется в настоящем документе, относится к соединению, присутствующему в малом количестве, с точки зрения любого такого параметра. Материал, используемый в качестве главного компонента, может также называться материалом-хозяином. Материалы, используемые в качестве вспомогательных компонентов, могут называться материалом-гостем (легирующим материалом), светоизлучающим вспомогательным материалом и материалом инжекции заряда. В настоящем документе материал-гость представляет собой соединение, которое играет роль главного излучающего материала внутри излучающего слоя.
С другой стороны, материал-хозяин представляет собой соединение, которое присутствует в качестве матрицы на периферии материала-гостя внутри излучающего слоя и играет, главным образом, роли переноса носителей и предоставления энергии возбуждения материалу-гостю.
В настоящем документе концентрация материала-гостя по отношению к материалу-хозяину составляет от 0,01 до 50 мас.%, а предпочтительно от 0,1 до 20 мас.% по отношению к общему количеству составляющих материалов излучающего слоя. Более предпочтительно для предотвращения концентрационного гашения концентрация материала-гостя желательно составляет 10 мас.% или меньше. Кроме того, материал-гость может однородно вводиться в слой, сформированный из материала-хозяина, может вводиться в слой с получением градиента концентрации или может частично вводиться в определенные области, с образованием областей, сформированных из слоя материала-хозяина, куда материал-гость не вводится.
Когда излучающий слой органического светоизлучающего устройства формируется из материала-хозяина и материала-гостя, переносящих носители, главный способ излучения включает следующие несколько стадий, где перенос энергии или излучение на каждой стадии осуществляется в конкуренции с разнообразными стадиями дезактивации:
(1) Перенос электрона и дырки в излучающем слое.
(2) Создание экситона из материала-хозяина.
(3) Перенос энергии возбуждения между молекулами материала-хозяина.
(4) Перенос энергии возбуждения от материала-хозяина к материалу-гостю.
(5) Излучение материалом-гостем (релаксация энергии возбуждения).
Излишне говорить, что квантовая эффективность излучения самого центрального светоизлучающего материала должна увеличиваться для повышения эффективности излучения света органического светоизлучающего устройства. С другой стороны, важно также увеличить эффективность переноса энергии возбуждения между материалом-хозяином и другим материалом-хозяином или между материалом-хозяином и материалом-гостем.
Известно, что механизм переноса энергии возбуждения между материалом-хозяином и материалом-гостем представляет собой каждый механизм из механизма Ферстера на основе диполь-дипольного взаимодействия и механизма Декстера на основе обменного взаимодействия электронов. В каждом из механизмов важно, чтобы энергия возбуждения материала-хозяина была больше, чем у материала-гостя, то есть чтобы запрещенная зона материала-хозяина была больше, чем у материала-гостя, чтобы энергия возбуждения могла переноситься. Термин "запрещенная зона", как используется в настоящем документе, относится к разнице между уровнем ВЗМО и уровнем нижней незанятой молекулярной орбитали (ННМО) соединения.
Хотя важно, чтобы запрещенная зона материала-хозяина была большой, когда запрещенная зона является чрезмерно большой, перенос энергии возбуждения к материалу-гостю осуществляется, но имеется высокая вероятность того, что инжекция носителя из слоя переноса дырок или слоя переноса электронов, соседнего с излучающим слоем, в излучающий слой будет ингибироваться. То есть относительно инжекции дырки барьер для инжекции дырки, который возникает из-за разницы между уровнем ВЗМО слоя переноса дырок и уровнем ВЗМО материала-хозяина для излучающего слоя, увеличивается, а следовательно, увеличивается препятствие, через которое дырка инжектируется. Подобно этому в случае инжекции электрона барьер инжекции электрона, который возникает из-за различия между уровнем ННМО (низшая незанятая молекулярная орбиталь) слоя переноса электронов и уровнем ННМО материала-хозяина для излучающего слоя, увеличивается, а следовательно, увеличивается препятствие, через которое инжектируется электрон. По этой причине инжекция обоих носителей требует дополнительного напряжения смещения, что приводит к увеличению напряжения, при котором работает органическое светоизлучающее устройство. Кроме того, в большой степени утрачивается баланс между обоими носителями в излучающем слое, что приводит к уменьшению эффективности излучения света устройством.
Ввиду всего того, что указано выше, когда принимаются во внимание как высокоэффективный перенос энергии возбуждения между материалом-хозяином и материалом-гостем, так и хорошие свойства инжекции носителей, существует предпочтительный диапазон величины запрещенной зоны материала-хозяина в зависимости от запрещенной зоны материала-гостя, то есть от цвета излучения.
В случае, например, синего флуоресцентного светоизлучающего устройства, в котором материал-гость излучает синий свет и который имеет длину волны максимального излучения от 430 до 470 нм, запрещенная зона материала-хозяина предпочтительно составляет примерно 3,0 эВ, или конкретно 3,0±0,2 эВ, или более предпочтительно от 3,0 до 3,1 эВ.
По этой причине бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может предпочтительно использоваться в качестве материала-хозяина для синего излучающего слоя, поскольку соединение удовлетворяет величине запрещенной зоны в любом таком численном диапазоне.
Антраценовое соединение, использующее антраценовое кольцо в качестве своего ядра, в целом, известно как материал-хозяин для излучающего слоя синего флуоресцентного светоизлучающего устройства. Запрещенная зона антраценового соединения является относительно малой и составляет 3,0 эВ или меньше во многих случаях, поскольку запрещенная зона самого антраценового кольца является малой по сравнению с любым другим углеводородным ароматическим кольцом, имеющим количество атомов углерода, сравнимое с антраценовым кольцом. Когда такое антраценовое соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя синего флуоресцентного светоизлучающего устройства или, в частности, синего светоизлучающего устройства, в котором используется материал-гость, излучающий синий свет, имеющий высокую чистоту синего цвета, эффективность, с которой энергия возбуждения переносится между материалом-хозяином и материалом-гостем, уменьшается, а следовательно, уменьшается и эффективность излучения света устройством. То, что упоминается выше, говорит, что такое антраценовое соединение имеет слишком малую запрещенную зону, чтобы служить в качестве материала-хозяина для синего излучающего слоя.
При этом хризен может быть приведен в качестве примера углеводородного ароматического кольца, имеющего атомы углерода, сравнимые по количеству с антраценом. Авторы настоящего изобретения отмечают, что запрещенная зона самого хризенового кольца больше, чем у антраценового кольца, и что хризеновое кольцо имеет широкую π-сопряженную поверхность, как в случае антраценового кольца. По этой причине запрещенная зона хризенового соединения, в котором используется хризеновое кольцо в качестве его ядра, больше, чем у антраценового соединения. Соответственно, даже когда соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя синего светоизлучающего устройства, может ожидаться высокоэффективный перенос энергии возбуждения между материалом-хозяином и материалом-гостем. В дополнение к этому, также может ожидаться хорошая проводимость носителей, поскольку соединение имеет широкую π-сопряженную поверхность.
Бихризеновое соединение, в котором два хризеновых кольца соединяются друг с другом, представляет собой один из примеров хризенового соединения. Доступен двадцать один вид изомеров в зависимости от различий в положениях связывания. Физические свойства материала этих изомеров, такие как запрещенная зона, сильно изменяются в зависимости от положения связывания. В дополнение к этому, рабочие характеристики органического светоизлучающего устройства также сильно изменяются в зависимости от того, какой именно из изомеров используется в качестве материала-хозяина для его излучающего слоя.
Любое такое изменение возникает в результате большой разницы между изомерами по величине стерического отталкивания между двумя хризеновыми кольцами в бихризеновом соединении, то есть по двугранному углу между двумя хризеновыми кольцами. В реальности, когда структура каждого бихризенового соединения оптимизируется с помощью вычисления молекулярных орбиталей (B3LYP/6-31G*), двугранный угол между хризеновыми кольцами является таким, как показано в таблице 1 ниже. Необходимо отметить, что количество положений замещения хризенового кольца показано ниже:
Таблица 1
Структурная формула
Двугранный угол
2,2'-бихризен
<img file="00000027.tif" he="14" wi="46" img-content="undefined" img-format="tif" />
35,4°
3,3'-бихризен
<img file="00000028.tif" he="14" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
37,8°
2,3'-бихризен
<img file="00000029.tif" he="12" wi="44" img-content="undefined" img-format="tif" />
35,6°
6,6'- бихризен
<img file="00000030.tif" he="22" wi="32" img-content="undefined" img-format="tif" />
72,3°
В 6,6'-бихризене атом водорода в пери-положении в 7-положении и атом водорода в пери-положении в 7'-положении подвергаются большому стерическому отталкиванию, а следовательно, двугранный угол между хризеновыми кольцами является таким большим, что кольца являются по существу перпендикулярными друг другу.
С другой стороны, ни 2,2'-бихризен, ни 3,3'-бихризен, ни 2,3'-бихризен не имеют такого стерического отталкивания между атомами водорода в пери-положении, как описывается выше, а следовательно, двугранный угол между хризеновыми кольцами каждого из соединений является малым. Разница в двугранном угле сильно влияет на величину запрещенной зоны бихризенового соединения. Для конкретности, когда двугранный угол увеличивается, изгиб между хризеновыми кольцами становится большим. В результате π-сопряжение прерывается и запрещенная зона увеличивается.
В реальности в 6,6'-бихризеновом соединении два хризеновых кольца являются по существу перпендикулярными друг другу и длина π-сопряжения является малой. Соответственно, запрещенная зона соединения является столь большой, что использование соединения в качестве материала-хозяина для синего излучающего слоя увеличивает напряжение, при котором работает светоизлучающее устройство, и уменьшает эффективность излучения света для устройства. Все то, о чем упомянуто выше, говорит, что 6,6'-бихризеновое соединение имеет слишком большую запрещенную зону, чтобы служить в качестве материала-хозяина для синего излучающего слоя.
С другой стороны, в каждом соединении из 2,2'-бихризенового соединения 3,3'-бихризенового соединения и 2,3'-бихризенового соединения по настоящему изобретению, двугранный угол между двумя хризеновыми кольцами является малым, а следовательно, и изгиб между хризеновыми кольцами является малым и линейная протяженность π-сопряжения является большой. В результате запрещенная зона каждого из соединений меньше, чем у 6,6'-бихризенового соединения. В частности, когда два хризеновых кольца связаны друг с другом в 3-положениях хризенов, длина π-сопряжения увеличивается до большой степени, и запрещенная зона становится еще меньше, достигая примерно 3,0 эВ. Использование такого бихризенового соединения по настоящему изобретению в качестве материала-хозяина для синего излучающего слоя может дать синее светоизлучающее устройство, которое объединяет высокоэффективный перенос энергии возбуждения между материалом-хозяином и материалом-гостем и хорошие свойства инжекции носителей и имеет высокую эффективность излучения света.
Малый двугранный угол и малый изгиб между хризеновыми кольцами улучшает планарность молекулы бихризенового соединения в целом. Соответственно, может быть заметным пакетирование, вызываемое межмолекулярными взаимодействиями. Случай, когда в органическом светоизлучающем устройстве осуществляется пакетирование молекул, в частности молекул-хозяев, не является предпочтительным, поскольку при этом больше не осуществляется эффективный перенос энергии возбуждения от материала-хозяина к материалу-гостю, например, из-за образования эксимера между молекулами-хозяевами, и может произойти уменьшение эффективности излучения света светоизлучающим устройством.
1
4
Однако в бихризеновом соединении по настоящему изобретению, в каждое из 6- и 12-положений хризеновых колец вводится замещенная или незамещенная углеводородная ароматическая кольцевая группа, то есть Ar-Ar в общей формуле (1). В результате такое межмолекулярное пакетирование может предотвращаться по следующей причине. Как описывается выше, ароматическая кольцевая группа, замещающая 6-положение хризенового кольца, имеет большой двугранный угол по отношению к хризеновому кольцу из-за стерического отталкивания от атома в пери-положении в 7-положении хризенового кольца, а, следовательно, ароматическая кольцевая группа служит в качестве затрудняющей группы для взаимодействия между хризеновыми кольцами молекул.
Такая затрудняющая группа, предназначенная для предотвращения пакетирования, предпочтительно представляет собой скорее углеводородную ароматическую кольцевую группу, подобно настоящему изобретению, чем объемную алкильную группу. Причина для всего того, что упомянуто выше, описывается ниже. Большая величина заряда ВЗМО и ННМО, непосредственно вовлеченных в процесс излучения, распределяется на хризеновом кольце, и, следовательно, соединение, у которого sp2-атомы углерода непосредственно связаны друг с другом, подобно заместителю ароматического кольца, является преимущественным с точки зрения энергии.
В дополнение к этому, причина ухудшения излучения органического светоизлучающего устройства из-за наличия заряда еще не была объяснена. Однако предполагается, что это ухудшение связано, по меньшей мере, с самим центральным светоизлучающим материалом или с изменением в среде, окружающей светоизлучающий материал, из-за молекул вокруг материала. В дополнение к этому, ухудшение качества аморфной пленки, связанное, например, с кристаллизацией, ухудшение органического слоя со временем из-за возникновения заряда или что-либо подобное также, как считается, может вызывать ухудшение излучения органического светоизлучающего устройства.
Ухудшение светоизлучающего материала из-за окисления представляет собой один из видов ухудшения материала, а присутствие оксида в органическом светоизлучающем устройстве, как известно, заметно ухудшает время службы устройства. Ухудшение является заметным, в частности, в случае антраценового соединения, поскольку атомы углерода в 9- и 10-положении антраценового кольца окисляются с исключительной легкостью. С другой стороны, стойкость хризенового кольца к окислению является высокой, а следовательно, и химическая стабильность хризенового соединения является исключительно высокой. Соответственно, можно сказать, что использование хризенового соединения в органическом светоизлучающем устройстве является преимущественным при увеличении времени службы устройства.
1
4
В дополнение к этому, как правило, конечная очистка органического соединения, используемого в органическом светоизлучающем устройстве, предпочтительно осуществляется посредством очистки сублимацией. Это происходит потому, что очистка сублимацией оказывает большее очищающее воздействие при увеличении чистоты органического соединения. Такая очистка сублимацией, как правило, требует более высокой температуры, когда молекулярная масса органического соединения увеличивается. В этом случае возможно возникновение термического разложения или чего-либо подобного из-за высокой температуры. По этой причине органическое соединение, используемое в органическом светоизлучающем устройстве, предпочтительно имеет молекулярную массу 1200 или меньше или более предпочтительно 1000 или меньше, так что очистка сублимацией может осуществляться без какого-либо ненужного нагрева. Соответственно, в бихризеновом соединении по настоящему изобретению замещенная или незамещенная фенильная группа предпочтительно замещает каждое из 6- и 12-положения хризеновых колец, то есть Ar-Ar в общей формуле (1), так что молекулярная масса всего соединения может быть малой.
Между прочим, молекула бихризенового соединения по настоящему изобретению, в целом, является вытянутой в направлении длинной оси его хризеновых колец и имеет высокую линейность. В результате длина π-сопряжения в молекуле увеличивается, и, следовательно, соединение имеет хорошую электронную проводимость, подобную металлической проволоке. По этой причине бихризеновое соединение по настоящему изобретению является эффективным также тогда, когда используется в слое переноса электронов. В частности, бихризеновое соединение по настоящему изобретению имеет относительно глубокий уровень ВЗМО (большой потенциал ионизации). Соответственно, когда соединение используется в слое переноса электронов, у него появляется свойство блокирования дырок и носитель может захватываться в излучающем слое, а следовательно, эффективность излучения света устройством может быть улучшена. Кроме того, бихризеновое соединение по настоящему изобретению имеет относительно большую запрещенную зону. Соответственно, когда соединение используется в слое переноса электронов, у него также возникает свойство блокирования экситонов и экситон может захватываться в излучающем слое, а следовательно, может улучшаться эффективность излучения света устройством.
1
4
Когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, каждый из заместителей Ar-Ar общей формулы (1) представляет собой предпочтительно фенильную группу из общего числа упоминаемых выше заместителей. Это происходит потому, что, как описывается выше, когда молекулярная масса бихризенового соединения уменьшается, очистка сублимацией и осаждение из паровой фазы под действием нагрева во время изготовления устройства могут осуществляться легко, без какого-либо термического разложения из-за избыточного нагрева.
1
18
Когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, заместители R-R общей формулы (1), каждый, предпочтительно представляют собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей. Это происходит потому, что соединение имеет высокую химическую стабильность, когда соединение является незамещенным. Другими словами, большая величина заряда в ВЗМО и ННМО, непосредственно вовлеченных в процесс излучения, распределяется на двух хризеновых кольцах бихризенового соединения, и, следовательно, состояние, где заместитель, за исключением ароматического кольца, непосредственно замещает каждое из колец, является невыгодным с точки зрения энергии.
1
20
Когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, каждый из заместителей X-X общей формулы (2) предпочтительно представляет собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей. Причины того, что указано выше, являются такими, как описывается ниже. Как описывается выше, молекулярная масса соединения мала, и, следовательно, соединение является стабильным в процессах, включающих нагрев. В дополнение к этому, в каждой молекуле соединения присутствуют только sp2-атомы углерода, и, следовательно, химическая стабильность соединения является высокой.
21
40
41
60
Подобно этому, когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, заместители X-X общей формулы (3) и каждый из заместителей X-X общей формулы (4) предпочтительно представляет собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей.
По этой причине, когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, например, из общего числа соединений C101-C521, показанных выше, соединения C101, C201 и C301 являются предпочтительными.
1
4
Когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала, из которого формируется слой переноса электронов, каждый из заместителей Ar-Ar общей формулы (1) предпочтительно представляет собой фенильную группу из общего числа упоминаемых выше заместителей, как в случае, где соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя.
1
18
Когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала, из которого формируется слой переноса электронов, каждый из заместителей R-R общей формулы (1) предпочтительно представляет собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей, как в случае, когда соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя.
1
20
В дополнение к этому, когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала, из которого формируется слой переноса электронов, каждый из заместителей X-X общей формулы (2) предпочтительно представляет собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей. Это происходит потому, что, как и в случае, когда соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя, соединение имеет высокую химическую стабильность в процессе нагрева или тому подобного, и соединение может показывать высокие свойства переноса электронов, когда соединение является незамещенным.
21
40
41
60
Подобным же образом, когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала, из которого формируется слой переноса электронов, каждый из заместителей X-X общей формулы (3) и заместителей X-X общей формулы (4) предпочтительно представляет собой атом водорода из общего числа упоминаемых выше заместителей.
По этой причине, когда бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением используется в качестве материала, из которого формируется слой переноса электронов, например, из общего числа соединений C101-C521, показанных выше, соединения C101, C201 и C301 являются предпочтительными.
Как описывается выше, органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению является таким, что, по меньшей мере, один вид бихризенового соединения по настоящему изобретению вводится в слой, сформированный из органического соединения. В дополнение к этому, бихризеновое соединение по настоящему изобретению предпочтительно используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя синего светоизлучающего устройства или материала для слоя переноса электронов устройства, но его применения не ограничиваются тем, что упоминается выше. Для конкретности, соединение может использоваться, например, как материал-хозяин в излучающем слое зеленого светоизлучающего устройства. В органическом светоизлучающем устройстве в соответствии с настоящим изобретением бихризеновое соединение по настоящему изобретению предпочтительно используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя. Особенно предпочтительно соединение используется в качестве материала-хозяина для излучающего слоя синего светоизлучающего устройства. Конкретные соединения, каждое из которых используется в качестве материала-гостя для синего светоизлучающего устройства, в этом случае показаны ниже. Однако настоящее изобретение, разумеется, не ограничивается этими соединениями.
(Синие светоизлучающие материалы-гости)
Альтернативно, бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в качестве материала-гостя для излучающего слоя.
Кроме того, бихризеновое соединение в соответствии с настоящим изобретением может использоваться в любом из соответствующих слоев, за исключением излучающего слоя, то есть в слое инжекции дырок, в слое переноса дырок, в слое блокирования дырок, в слое блокирования экситонов, в слое переноса электронов и в слое инжекции электронов.
В настоящем документе в органическом светоизлучающем устройстве по настоящему изобретению может совместно использоваться следующее обычно известное соединение, по потребности, в дополнение к бихризеновому соединению по настоящему изобретению: низкомолекулярное или высокомолекулярное соединение для переноса дырок, светоизлучающее соединение, соединение для переноса электронов или что-либо подобное.
Такие соединения иллюстрируются ниже.
Материал инжекции/переноса дырок предпочтительно представляет собой материал, имеющий высокую подвижность дырок, для облегчения инжекции дырки с анода и для переноса инжектируемой дырки в излучающий слой. В качестве низкомолекулярных и высокомолекулярных материалов, имеющих свойства инжекции/переноса дырок, в качестве примера приводятся триариламиновое производное, фенилендиаминовое производное, стильбеновое производное, фталоцианиновое производное, порфириновое производное, поли(винилкарбазол), поли(тиофен) и другие проводящие полимеры, но материал, разумеется, не ограничивается этим.
В качестве светоизлучающего материала, вовлеченного главным образом в функцию излучения, в дополнение к упоминаемому выше синему светоизлучающему материалу-гостю и его производным, в качестве примера приводятся: конденсированные кольцевые соединения (такие как флуореновые производные, нафталиновые производные, пиреновые производные, периленовые производные, тераценовые производные, антраценовые производные и рубрен); хинакридоновые производные; кумариновые производные; стильбеновые производные; органические комплексы алюминия, такие как трис(8-хинолинолято)алюминий; органические комплексы бериллия; и полимерные производные, такие как производные поли(фениленвинилена), производные поли(флуорена) и производные поли(фенилена), но материал, разумеется, ими не ограничивается. Материал для инжекции/переноса электронов может выбираться произвольно из соединений, каждое из которых облегчает инжекцию электрона из катода и способно переносить инжектированный электрон в излучающий слой. В дополнение к этому, материал выбирается из соображений, например, баланса с подвижностью дырок материала для инжекции/переноса дырок. В качестве материалов, имеющих свойства инжекции/переноса электронов, иллюстрируются оксадиазольное производное, оксазольное производное, пиразиновое производное, триазольное производное, триазиновое производное, хинолиновое производное, хиноксалиновое производное, фенантролиновое производное и органические комплексы алюминия, но материал, разумеется, ими не ограничивается.
В качестве материала анода предпочтительным является материал, имеющий работу выхода, настолько большую, насколько это возможно. Примеры материала, который может использоваться, включают: металлические элементы, такие как золото, платина, серебро, медь, никель, палладий, кобальт, селен, ванадий и вольфрам, и сплавы, содержащие сочетание этих металлических элементов; и оксиды металлов, такие как оксид олова, оксид цинка, оксид индия, оксид индия олова (ITO) и оксид индия цинка. Кроме того, также могут использоваться проводящие полимеры, такие как полианилин, полипиррол и политиофен.
Каждое из этих электродных веществ может использоваться отдельно или два или более их видов могут использоваться в сочетании. Кроме того, анод может формироваться из одного слоя, или он может формироваться из множества слоев.
С другой стороны, в качестве катодного материала предпочтительным является материал, имеющий малую работу выхода. Примеры материала включают: щелочные металлы, такие как литий; щелочноземельные металлы, такие как кальций; и металлические элементы, такие как алюминий, титан, марганец, серебро, свинец и хром. Альтернативно, могут также использоваться сплавы, содержащие сочетание этих металлических элементов. Например, могут использоваться сплавы магний-серебро, алюминий-литий и алюминий-магний. Также могут использоваться оксиды металлов, такие как оксид индия-олова (ITO). Может использоваться один вид этих электродных веществ сам по себе или два или более их видов могут использоваться в сочетании. Кроме того, катод может формироваться из одного слоя, или он может формироваться из множества слоев.
По меньшей мере, один элемент из анода и катода является прозрачным или полупрозрачным.
Примеры подложки, которая должна использоваться в органическом светоизлучающем устройстве по настоящему изобретению, включают, но специально этим ограничиваются: непрозрачные подложки, такие как металлические подложки и керамические подложки; и прозрачные подложки, такие как подложки из стекла, кварца и листа пластика. В дополнение к этому, пленка цветового фильтра, пленка цветового фильтра с флуоресцентным преобразованием, диэлектрическая отражающая пленка или тому подобное могут использоваться в подложке для контроля излучения цвета.
Необходимо отметить, что на готовом устройстве может формироваться защитный слой или герметизирующий слой для предотвращения контакта устройства с кислородом, влагой или тому подобным. Примеры защитного слоя включают алмазную тонкую пленку, пленку, изготовленную из неорганического материала, такого как оксид металла или нитрид металла, полимерную пленку, изготовленную из фтористой смолы, полиэтилена, силиконовой смолы, полистирольной смолы или тому подобного и из фотоотверждаемой смолы. Кроме того, само устройство может покрываться стеклом, газонепроницаемой пленкой, металлом или тому подобным и упаковываться с помощью соответствующей герметизирующей смолы.
Кроме того, что касается направления извлечения света из устройства, могут быть приемлемыми как структура с нижним излучением (структура, в которой свет извлекается со стороны подложки), так и структура с верхним излучением (структура, в которой свет извлекается со стороны, противоположной подложке).
В органическом светоизлучающем устройстве по настоящему изобретению слой, содержащий бихризеновое соединение по настоящему изобретению, и слой, сформированный из другого органического соединения, формируются с помощью способа, описанного ниже. Как правило, тонкая пленка формируется с помощью способа вакуумного осаждения, способа ионного осаждения, способа напыления или плазменного способа, или тонкая пленка может формироваться посредством растворения соединения в соответствующем растворителе и использования полученного раствора в известном способе нанесения покрытия (например, в способе центробежного нанесения, в способе погружения, в способе налива, в способе LB или в способе струйной печати). В настоящем документе, когда слой формируется с помощью способа вакуумного осаждения, способа нанесения покрытия из раствора, слой в малой степени подвергается кристаллизации и является превосходным по долговременной стабильности. В дополнение к этому, при формировании пленки с помощью способа нанесения покрытия пленка может формироваться посредством использования соединения в сочетании с соответствующей связующей смолой.
Примеры упоминаемой выше связующей смолы включают, но без ограничения этим, поливинилкарбазольную смолу, поликарбонатную смолу, полиэфирную смолу, смолу ABS, акриловую смолу, полиимидную смолу, фенольную смолу, эпоксидную смолу, силиконовую смолу и карабамидную смолу. В дополнение к этому, в качестве гомополимера или сополимера может использоваться один вид связующей смолы сам по себе или может использоваться смесь из двух или более видов. Кроме того, известная добавка, такая как пластификатор, антиоксидант или УФ-поглотитель, если это требуется, могут использоваться в сочетании.
Органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению может применяться к продуктам, которые требуют экономии энергии и высокой яркости. Примеры применения включают дисплей, источник света для принтера, систему освещения и подсветку устройств жидкокристаллических дисплеев. В качестве дисплея может быть приведен пример энергосберегающей легкой плоской панели дисплея, имеющей высокую видность.
В дополнение к этому, когда органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению используется в качестве пикселя в части дисплея, может предпочтительно предусматриваться система для получения изображения, такая как цифровая камера, имеющая дисплейную часть и часть для получения изображения, создающую изображение.
Кроме того, например, в качестве источника света для принтера узел источника лазерного света в лазерном лучевом принтере, который широко используется в настоящее время, может заменяться органическим светоизлучающим устройством по настоящему изобретению. В качестве примера способа замены узла лазерного источника света может быть приведен способ, включающий размещение органических светоизлучающих устройств в виде матрицы. В этом случае каждое из органических светоизлучающих устройств может адресоваться независимо. Когда узел источника лазерного света заменяется органическим светоизлучающим устройством по настоящему изобретению, по сравнению с обычным лазерным лучевым принтером, не наблюдается изменений по сравнению с формированием изображения посредством осуществления желаемого экспонирования на фоточувствительном барабане. В настоящем документе за счет использования органического светоизлучающего устройства по настоящему изобретению объем системы может уменьшаться в значительной степени.
Что касается системы освещения и подсветки, при использовании органического светоизлучающего устройства по настоящему изобретению может ожидаться энергосберегающий эффект.
В дополнение к этому, может контролироваться цвет излучения посредством создания подложки, поддерживающей органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением, с помощью пленки цветового фильтра, пленки цветового фильтра с флуоресцентным преобразованием, диэлектрической отражающей пленки или чего-либо подобного. В дополнение к этому, то, излучает ли органическое светоизлучающее устройство свет или нет, может контролироваться посредством снабжения подложки тонкопленочным транзистором (TFT) и соединения устройства с TFT. В дополнение к этому, множество органических светоизлучающих устройств располагаются матричным образом, то есть на плоскости, и полученная система может использоваться в качестве системы освещения.
Далее описывается устройство дисплея, использующее органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению. Устройство дисплея содержит органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению и узлы для подачи электрических сигналов органическому светоизлучающему устройству в соответствии с настоящим изобретением. Далее устройство дисплея по настоящему изобретению описывается подробно со ссылками на чертежи, принимая в качестве примера активный тип матрицы.
Сначала поясняются символы на фиг.1-4. Устройство дисплея обозначено как 1, схемы пикселей обозначены как 2 и 15, драйвер сканирующего сигнала обозначен как 11, драйвер информационного сигнала обозначен как 12, источник тока питания обозначен как 13, пиксел обозначен как 14 и первый тонкопленочный транзистор (TFTl) обозначен как 21. В дополнение к этому, конденсатор (Cadd) обозначен как 22, второй тонкопленочный транзистор (TFT2) обозначен как 23, подложка обозначена как 31, пленка для защиты от влаги обозначена как 32 и электрод затвора обозначен как 33. В дополнение к этому, пленка, изолирующая затвор обозначена как 34, полупроводниковая пленка обозначена как 35, электрод стока обозначен как 36, электрод истока обозначен как 37, устройство TFT обозначено как 38 и изолирующая пленка обозначена как 39. В дополнение к этому, контактное отверстие (сквозное отверстие) обозначено как 310, анод обозначен как 311, органический слой обозначен как 312, катод обозначен как 313, первый защитный слой обозначен как 314 и второй защитный слой обозначен как 315.
Фиг.1 иллюстрирует одну из форм устройств дисплея. Фигура схематически иллюстрирует пример конструкции устройства дисплея, содержащей органическое светоизлучающее устройство по настоящему изобретению и узлы для подачи электрических сигналов к органическому светоизлучающему устройству в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.2 представляет собой вид, схематически иллюстрирующий схему пикселя, соединенную с пикселем, и линию сигнала и линию подачи тока, соединенные со схемой пикселя.
Узлы для подачи электрических сигналов к органическому светоизлучающему устройству в соответствии с настоящим изобретением относятся к драйверу 11 сканирующего сигнала, драйверу 12 информационного сигнала, к источнику подачи тока 13 на фиг.1 и к схеме 15 пикселя на фиг.2.
В устройстве дисплея 1 на фиг.1 располагаются драйвер 11 сканирующего сигнала, драйвер 12 информационного сигнала и источник 13 подачи тока, и они соединены с линиями G выбора затвора, с линиями I информационных сигналов и с линиями C подачи тока соответственно. Схемы пикселей 15 располагаются в точках пересечения линии G выбора затвора и линии I информационного сигнала (фиг.2). Пиксели 14, каждый, формируемые из органического светоизлучающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, предусматриваются в соответствии со схемами 15 пикселей. Каждый из пикселей 14 представляет собой органическое светоизлучающее устройство. По этой причине каждое органическое светоизлучающее устройство иллюстрируется как точка излучения на фигуре. На фигуре верхний электрод одного органического светоизлучающего устройства может быть общим с верхним электродом другого органического светоизлучающего устройства. Разумеется, верхний электрод может предусматриваться индивидуально для каждого светоизлучающего устройства.
Драйвер 11 сканирующего сигнала последовательно выбирает линии G1, G2, G3, …, Gn выбора затвора, и в синхронизации с этим выбором сигнал подается с драйвера 12 информационного сигнала на каждую из схем 15 пикселей через каждую из линий I1, I2, I3, … In информационного сигнала.
Далее описывается работа каждого пикселя. Фиг.3 представляет собой электрическую схему, иллюстрирующую схему, из которой формируется один пиксель, расположенный в устройстве дисплея на фиг.1. На фиг.3 второй тонкопленочный транзистор (TFT2) 23 регулирует ток, чтобы заставить органическое светоизлучающее устройство 24 излучать свет. В схеме пикселя 2 на фиг.3, когда сигнал выбора прикладывается к линии Gi выбора затвора, первый тонкопленочный транзистор (TFT1) 21 открывается, и сигнал изображения Ii подается на конденсатор (Cadd) 22, так что может быть задано напряжение затвора второго тонкопленочного транзистора (TFT2) 23. Ток подается из линии Ci подачи тока на органическое светоизлучающее устройство 24 в соответствии с напряжением затвора второго тонкопленочного транзистора (TFT2) (23). В настоящем документе потенциал затвора второго тонкопленочного транзистора (TFT2) 23 поддерживается в конденсаторе (Cadd) 22 до тех пор, пока первый тонкопленочный транзистор (TFT1) 21 не будет выбран для следующего сканирования. Соответственно, ток продолжает протекать в органическом светоизлучающем устройстве 24 до тех пор, пока не осуществляется следующее сканирование. В результате можно заставить органическое светоизлучающее устройство 24 излучать свет все время в течение периода одного кадра.
Необходимо отметить, что органическое светоизлучающее устройство в соответствии с настоящим изобретением может использоваться также в устройстве дисплея с потенциальной записью, в котором тонкопленочный транзистор контролирует напряжение между электродами органического светоизлучающего устройства 24, хотя иллюстрация отсутствует.
Фиг.4 представляет собой схематический вид в разрезе, иллюстрирующий один из примеров структуры TFT-подложки, используемой в устройстве дисплея, на фиг.1. Подробности относительно структуры описаны ниже, когда описывается пример способа получения для подложки TFT.
При изготовлении устройства 3 дисплея на фиг.4 сначала верхнюю часть подложки 31, такой как стекло, покрывают влагозащитной пленкой 32 для защиты элемента, который должен формироваться на подложке (TFT или органического слоя). Оксид кремния, композит из оксида кремния и нитрида кремния или что-либо подобное используют в качестве материала, из которого формируется влагозащитная пленка 32. Затем металл, такой как Cr, формируется в виде пленки посредством напыления, и пленка структурируется в форме заданной схемы. Таким образом, формируется электрод 33 затвора.
Затем оксид кремния или тому подобное формируется в виде пленки, например, с помощью способа плазменного CVD (химического осаждения из паровой фазы) или способа каталитического химического осаждения из паровой фазы (способа cat-CVD), и пленка структурируется. Таким образом, формируется пленка 34, изолирующая затвор. Затем формируется кремниевая пленка с помощью способа плазменного CVD или тому подобного (в некоторых случаях осуществляют отжиг при температуре 290°C или выше), и пленка структурируется в соответствии с формой схемы. Таким образом, формируется полупроводниковая пленка 35.
Затем полупроводниковая пленка 35 снабжается электродом стока 36 и электродом 37 истока, так что может быть получено устройство 38 TFT. Таким образом, формируется такая схема, как иллюстрируется на фиг.3. Затем формируется изолирующая пленка 39 на верхней части устройства 38 TFT. Затем формируется контактное отверстие (сквозное отверстие) 310, так что электрод 37 истока и анод 311 для органического светоизлучающего устройства, сформированный из металла, могут соединяться друг с другом.
Один или множество органических слоев 312 и катод 313 последовательно ламинируются на аноде 311. В результате может быть получено устройство 3 дисплея. В этом случае могут быть созданы первый защитный слой 314 и второй защитный слой 315 для предотвращения повреждения органического светоизлучающего устройства. При работе устройства дисплея с использованием органического светоизлучающего устройства по настоящему изобретению можно получить дисплей, который имеет хорошее качество изображения и который является стабильным в течение продолжительного периода времени.
Необходимо отметить, что упоминаемое выше устройство дисплея не является как-либо ограниченным в отношении переключающего устройства, и к системе можно легко применить монокристаллическую кремниевую подложку, устройство MIM, устройство типа a-Si или что-либо подобное.
Один или множество органических излучающих слоев и слой катода последовательно ламинируются на упоминаемом выше электроде из ITO. В результате может быть получена панель органического светоизлучающего дисплея. Когда панель дисплея, использующая органическое соединение по настоящему изобретению, работает, панель дисплея может получать дисплей, который имеет хорошее качество изображения и который является стабильным в течение продолжительного периода времени.
Далее настоящее изобретение описывается конкретно с помощью примеров. Однако настоящее изобретение не ограничивается этими примерами.
Пример 1
Синтез иллюстративного соединения C101
(1) Синтез 2-хлорхризена
Сначала синтезируют 1-формилнафталин-2-ил-трифторметансульфоновую кислоту из 2-гидрокси-1-нафтальдегида. В дополнение к этому, синтезируют 4-хлор-2-формилфенилбороновую кислоту из 2-бром-5-хлорбензальдегида.
Следующие реагенты и растворители загружают в 300-мл трехгорлую колбу.
1-формилнафталин-2-ил-трифторметансульфоновая кислота
9,97 г (32,8 ммоль)
4-хлор-2-формилфенилбороновая кислота
5,75 г (31,2 ммоль)
Тетракис(трифенилфосфин)палладий(0)
1,0 г (0,86 ммоль)
Толуол
100 мл
Этанол
50 мл
10 мас.% водный раствор карбоната натрия
50 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в течение 3 часов в атмосфере азота при перемешивании. После завершения реакции реакционный раствор промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Затем высушенный продукт концентрируют. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт очищают с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент: толуол/гептан=2/1). Таким образом получают 6,55 г 2-(4-хлор-2-формилфенил)-1-нафтальдегида (с выходом 71%).
Затем загружают следующий реагент и растворитель в 500-мл трехгорлую колбу, снабженную капельной воронкой.
2-(4-хлор-2-формилфенил)-1-нафтальдегид
6,55 г (22,2 ммоль)
Уксусная кислота
350 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в атмосфере азота при перемешивании. Раствор, приготовленный посредством смешивания 30 мл уксусной кислоты с 1,45 г (28,9 ммоль) гидразина моногидрата, медленно прикапывают из капельной воронки в реакционный раствор в течение 50 минут. После завершения прикапывания смесь непрерывно нагревают с обратным холодильником в течение дополнительных 3,5 часов. После завершения реакции в реакционный раствор добавляют 100 мл воды и смесь перемешивают. Осажденный продукт отделяют посредством фильтрования, а затем очищают с помощью промывки дисперсии при нагреве со смешанным растворителем из метанола и ацетона. Таким образом получают 4,44 г 2-хлорхризена (с выходом 76%).
1
В дополнение к этому полученное соединение идентифицируют с помощью анализа H-ЯМР.
1
3
(H-ЯМР (400 МГц, CDCl)) δ 8,75 (д, 1H), 8,73 (д, 1H), 8,68 (д, 1H), 8,62 (д, 1H), 8,01 (д, 1H), 7,99 (дд, 1H), 7,95 (д, 1H), 7,90 (д, 1H), 7,74 (тд, 1H), 7,64 (м, 2H).
(2) Синтез 6,12-дибром-2-хлорхризена
Следующий реагент и растворитель загружают в 300-мл трехгорлую колбу, снабженную капельной воронкой.
2-хлорхризен
4,10 г (15,6 ммоль)
Нитробензол
170 мл
Реакционный раствор нагревают до 105°C в атмосфере азота, при перемешивании. Раствор, приготовленный посредством смешивания 30 мл нитробензола с 1,8 мл (34,9 ммоль) брома, медленно прикапывают из капельной воронки в реакционный раствор в течение 10 минут. После завершения прикапывания смесь непрерывно нагревают в течение дополнительных 3,5 часов. После завершения реакции в реакционный раствор добавляют 50 мл метанола и смесь перемешивают. Осажденные кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают метанолом, этанолом и гексаном. Полученный кристалл очищают посредством перекристаллизации из толуола. Таким образом получают 5,94 г 6,12-дибром-2-хлорхризена (с выходом 84%).
1
В дополнение к этому полученное соединение идентифицируют с помощью анализа H-ЯМР.
1
3
(H-ЯМР (400 МГц, CDCl)) δ 9,01 (с, 1H), 8,91 (с, 1H), 8,67 (д, 1H), 8,61 (д, 1H), 1,50-8,35 (м, 2H), 8,77-8,73 (м, 3H).
3) Синтез промежуточного соединения C1-201
Следующие реагенты и растворители загружают в 300-мл приемную колбу.
6,12-дибром-2-хлорхризен
2,50 г (5,94 ммоль)
Фенилбороновая кислота
1,59 г (13,1 ммоль)
Тетракис (трифенилфосфин)палладий (0)
0,34 г (0,30 ммоль)
Толуол
80 мл
Этанол
40 мл
10 мас.% водный раствор карбоната натрия
40 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в течение 4 часов в атмосфере азота, при перемешивании. После завершения реакции реакционный раствор промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Затем высушенный продукт концентрируют. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт очищают с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент: гептан/толуол=4/1).
Таким образом получают 2,30 г промежуточного соединения Cl-201 (с выходом 93%).
(4) Синтез Bpin-201 промежуточного соединения
Следующие реагенты и растворитель загружают в 50-мл приемную колбу:
Промежуточное соединение Cl-201
400 мг (0,96 ммоль)
Бис(пинаколято)дибор
270 мг (1,06 ммоль)
Бис(дибензилиденацетон)палладий (0)
33 мг (58 мкмоль)
Трициклогексилфосфин
39 мг (0,14 ммоль)
Ацетат калия
142 мг (1,45 ммоль)
1,4-диоксан
10 мл
Реакционный раствор перемешивают при 90°C в течение 12 часов в атмосфере азота. После завершения реакции реакционный раствор промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Затем высушенный продукт концентрируют. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт очищают с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент: гептан/толуол=1/1). Таким образом получают 208 мг Bpin-201 промежуточного соединения (с выходом 43%).
(5) Синтез иллюстративного соединения C101
Следующие реагенты и растворители загружают в 50-мл приемную колбу:
Промежуточное соединение Cl-201
170 мг (0,41 ммоль)
Промежуточное соединение Bpin-201
207 мг (0,41 ммоль)
Ацетат палладия(II)
3,4 мг (15 мкмоль)
Дициклогексил (2',6'-диметоксибифенил-2-ил)фосфин
12 мг (29 мкмоль)
Фосфат калия
174 мг (0,82 ммоль)
Толуол
10 мл
Вода
1 мл
-4
Реакционный раствор перемешивают при 100°C в течение 10 часов в атмосфере азота. После завершения реакции осажденные кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают водой, этанолом и ацетоном. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт растворяют в хлорбензоле при нагревании, подвергают горячему фильтрованию, а затем дважды перекристаллизуют из хлорбензолаа и октана. Полученные кристаллы сушат в вакууме при 150°C, а затем подвергают очистке сублимацией при условиях 10 Па и 390°C. Таким образом получают 182 мг иллюстративного соединения C101, имеющего высокую чистоту (с выходом 59%).
Полученное соединение идентифицируют с помощью масс-спектрометрии.
(Времяпролетная масс-спектрометрия с матричной лазерной десорбцией/ионизацией (MALDI-TOF-MS))
Наблюдаемое значение
m/z=758,27
Вычисленное значение
C<sub>60</sub>H<sub>38</sub>=758,30
В дополнение к этому, запрещенную зону иллюстративного соединения C101 измеряют с помощью следующего способа. Иллюстративное соединение C101 осаждают из паровой фазы на стеклянную подложку при нагревании. Таким образом получают осажденную тонкую пленку, имеющую толщину 20 нм. Спектр поглощения света осажденной тонкой пленки измеряют с помощью спектрофотометра для ультрафиолетового и видимого света (V-560, производится JASCO Corporation). Край поглощения полученного спектра поглощения света, согласно определению, находится при 390 нм, и иллюстративное соединение C101 имеет запрещенную зону 3,18 эВ.
Пример 2
Синтез иллюстративного соединения C201
(1) Синтез 3-хлорхризена
5-хлор-2-формилфенилбороновую кислоту синтезируют из 2-бром-4-хлорбензальдегида.
Следующие реагенты и растворители загружают в 200-мл приемную колбу:
1-формилнафталин-2-ил-трифторметансульфоновая кислота
5,37 г (17,7 ммоль)
5-хлор-2-формилфенилбороновая кислота
2,96 г (16,1 ммоль)
Тетракис(трифенилфосфин)палладий(0)
0,60 г (0,52 ммоль)
Толуол
60 мл
Этанол
30 мл
10 мас.% водный раствор карбоната натрия
30 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в течение 7 часов в атмосфере азота, при перемешивании. После завершения реакции реакционный раствор промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Затем высушенный продукт концентрируют. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт очищают с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент: толуол/гептан=5/1). Таким образом получают 2,24 г 2-(5-хлор-2-формилфенил)-1-нафтальдегида (с выходом 47%).
Затем следующий реагент и растворитель загружают в 300-мл трехгорлую колбу, снабженную капельной воронкой:
2-(5-хлор-2-формилфенил)-1-нафтальдегид
2,05 г (6,96 ммоль)
Уксусная кислота
160 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в атмосфере азота, при перемешивании. Раствор, приготовленный посредством смешивания 25 мл уксусной кислоты с 0,46 г (9,04 ммоль) гидразина моногидрата, медленно прикапывают из капельной воронки в реакционный раствор в течение 20 минут. После завершения прикапывания смесь непрерывно нагревают с обратным холодильником в течение дополнительных 5 часов. После завершения реакции в реакционный раствор добавляют 50 мл воды и смесь перемешивают. Выпавшие в осадок кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем очищают с помощью промывки дисперсии при нагреве со смешанным растворителем из метанола и ацетона. Таким образом получают 1,50 г 3-хлорхризена (с выходом 82%).
1
В дополнение к этому полученное соединение идентифицируют с помощью анализа H-ЯМР.
1
3
(H-ЯМР (400 МГц, CDCl)) δ 8,78 (д, 1H), 8,75 (д, 1H), 8,72 (д, 1H), 8,61 (д, 1H), 8,05-7,90 (м, 4H), 7,73 (тд, 1H), 7,66 (t, 1H), 7,59 (дд, 1H).
(2) Синтез 6,12-дибром-3-хлорхризена
Следующий реагент и растворитель загружают в 200-мл трехгорлую колбу, снабженную капельной воронкой:
3-хлорхризен
1,49 г (5,67 ммоль)
Нитробензол
65 мл
Реакционный раствор нагревают до 105°C в атмосфере азота, при перемешивании. Раствор, приготовленный посредством смешивания 10 мл нитробензола с 0,62 мл (12,0 ммоль) брома, медленно прикапывают из капельной воронки в реакционный раствор в течение 10 минут. После завершения прикапывания смесь непрерывно нагревают в течение дополнительных 3,5 часов. После завершения реакции в реакционный раствор добавляют 30 мл метанола и смесь перемешивают. Осажденные кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают метанолом, этанолом и гексаном. Полученный кристалл очищают посредством перекристаллизации из толуола. Таким образом получают 1,99 г 6,12-дибром-3-хлорхризена (с выходом 84%).
1
В дополнение к этому, полученное соединение идентифицируют с помощью анализа H-ЯМР.
1
3
(H-ЯМР (400 МГц, CDCl)) δ 8,99 (с, 1H), 8,89 (с, 1H), 8,75-8,65 (м, 2H), 8,46 (м, 1H), 8,38 (д, 1H), 7,79 (м, 2H), 7,70 (дд, 1H).
(3) Синтез Cl-301 промежуточного соединения
Следующие реагенты и растворители загружают в 200-мл приемную колбу:
6,12-дибром-3-хлорхризен
1,00 г (2,38 ммоль)
Фенилбороновая кислота
0,64 г (5,23 ммоль)
Тетракис(трифенилфосфин)палладий(0)
0,14 г (0,12 ммоль)
Толуол
40 мл
Этанол
20 мл
10 мас.% водный раствор карбоната натрия
20 мл
Реакционный раствор нагревают с обратным холодильником в течение 4 часов в атмосфере азота, при перемешивании. После завершения реакции в реакционный раствор добавляют 20 мл воды, и смесь перемешивают. Осажденные кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают водой, этанолом и ацетоном. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт растворяют в толуоле при нагревании. После этого раствор подвергают горячему фильтрованию, а затем очищают с помощью промывки дисперсии при нагревании с этанолом. Таким образом получают 846 мг промежуточного соединения Cl-301 (с выходом 86%).
(4) Синтез промежуточного соединения Bpin-301
Следующие реагенты и растворитель загружают в 50-мл приемную колбу:
Промежуточное соединение Cl-301
370 мг (0,89 ммоль)
Бис(пинаколято)дибор
272 мг (1,07 ммоль)
Бис(дибензилиденацетон)палладий(0)
51 мг (89 мкмоль)
Трициклогексилфосфин
63 мг (0,22 ммоль)
Ацетат калия
175 мг (1,78 ммоль)
1,4-диоксан
15 мл
Реакционный раствор перемешивают при 90°C в течение 7 часов в атмосфере азота. После завершения реакции реакционный раствор промывают водой и сушат над сульфатом натрия. Затем высушенный продукт концентрируют. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт очищают с помощью колоночной хроматографии на силикагеле (элюент: гептан/толуол=1/1). Таким образом получают 180 мг промежуточного соединения Bpin-301 (с выходом 40%).
(5) Синтез иллюстративного соединения C201
Следующие реагенты и растворители загружают в 50-мл приемную колбу:
Промежуточное соединение Cl-301
155 мг (0,37 ммоль)
Промежуточное соединение Bpin-301
180 мг (0,36 ммоль)
Ацетат палладия(II)
5 мг (22 мкмоль)
Дициклогексил (2',6'-диметоксибифенил-2-ил)фосфин
19 мг (46 мкмоль)
Фосфат калия
226 мг (1,07 ммоль)
Толуол
12 мл
Вода
0,25 мл
-4
Реакционный раствор перемешивают при 100°C в течение 4,5 часов в атмосфере азота. После завершения реакции выпавшие в осадок кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают водой и метанолом. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт растворяют в смешанном растворителе толуола и хлорбензола при нагревании, подвергают горячему фильтрованию, а затем перекристаллизуют из смешанного растворителя из хлорбензола, толуола и октана. Полученные кристаллы дополнительно очищают с помощью промывки дисперсии при нагреве с помощью смешанного растворителя из толуола, хлорбензола и этилацетата, сушат в вакууме при 150°C, а затем подвергают очистке сублимацией при условиях 10 Па и 390°C. Таким образом получают 163 мг иллюстративного соединения C201, имеющего высокую чистоту (с выходом 60%).
Полученное соединение идентифицируют с помощью масс-спектрометрии.
(MALDI-TOF-MS)
Наблюдаемое значение
m/z=758,39
Вычисленное значение
C<sub>60</sub>H<sub>38</sub>=758,30
В дополнение к этому, запрещенную зону иллюстративного соединения C201 измеряют таким же способом, как в примере 1-(5). В результате край поглощения спектра поглощения света находится при 409 нм, и иллюстративное соединение C201 имеет запрещенную зону 3,03 эВ.
Пример 3
Синтез иллюстративного соединения C301
Следующие реагенты и растворители загружают в 50-мл приемную колбу:
Промежуточное соединение Cl-301
250 мг (0,60 ммоль)
Промежуточное соединение Bpin-201
336 мг (0,66 ммоль)
Ацетат палладия(II)
7 мг (31 мкмоль)
Дициклогексил (2',6'-диметоксибифенил-2-ил)фосфин
33 мг (80 мкмоль)
Фосфат калия
386 мг (1,82 ммоль)
Толуол
20 мл
Вода
0,50 мл
-4
Реакционный раствор перемешивают при 100°C в течение 5 часов в атмосфере азота. После завершения реакции выпавшие в осадок кристаллы отделяют посредством фильтрования, а затем промывают водой, этанолом и гексаном. Таким образом получают сырой продукт. Затем сырой продукт растворяют в толуоле при нагревании, подвергают горячему фильтрованию, а затем перекристаллизуют из смешанного растворителя из толуола и октана. Полученные кристаллы сушат в вакууме при 150°C, а затем подвергают очистке сублимацией при условиях 10 Па и 390°C. Таким образом получают 221 мг иллюстративного соединения C301, имеющего высокую чистоту (с выходом 48%).
Полученное соединение идентифицируют с помощью масс-спектрометрии.
(MALDI-TOF-MS)
Наблюдаемое значение
m/z=758,33
Вычисленное значение
C<sub>60</sub>H<sub>38</sub>=758,30
В дополнение к этому, запрещенную зону иллюстративного соединения C301 измеряют таким же способом, как в примере 1-(5). В результате, край поглощения спектра поглощения света находится при 409 нм, и иллюстративное соединение C301 имеет запрещенную зону 3,03 эВ.
Сравнительный пример 1
Сравнение запрещенных зон
Запрещенные зоны сравнительных соединений H01-H05, показанные ниже, каждую, измеряют таким же способом, как в примере 1-(5). Таблица 2 показывает результаты вместе с результатами примеров 1-3.
Сравнительные соединения
Таблица 2
Край поглощения
Запрещенная зона
Иллюстративное соединение C101
390 нм
3,18 эВ
Иллюстративное соединение C201
409 нм
3,03 эВ
Иллюстративное соединение C301
409 нм
3,03 эВ
Сравнительное соединение H01
371 нм
3,34 эВ
Сравнительное соединение H02
395 нм
3,14 эВ
Сравнительное соединение H03
443 нм
2,80 эВ
Сравнительное соединение HO4
425 нм
2,92 эВ
Сравнительное соединение H05
426 нм
2,91 эВ
6,6'-Бихризеновое соединение в качестве сравнительного соединения H01 имеет исключительно большую запрещенную зону по сравнению с бихризеновыми соединениями по настоящему изобретению.
Пример 4
В этом примере устройство (содержащее анод, слой переноса дырок, излучающий слой, слой переноса электронов и катод), описанное в третьем примере многослойного органического светоизлучающего устройства, получают с помощью следующего способа.
-5
2
ITO формируют в виде пленки, имеющей толщину 110 нм, для использования в качестве анода на стеклянной подложке с помощью способа напыления, и полученную пленку используют в качестве прозрачной проводящей поддерживающей подложки (подложки ITO). Следующие слои органических соединений и слои электродов непрерывно формируют на подложке ITO с помощью вакуумного осаждения на основе нагревателя сопротивления в вакуумной камере, имеющей давление 10 Па. В этом случае получение устройства осуществляют так, что площадь противоположного электрода может составлять 3 мм.
Слой переноса дырок (25 нм)
HTL-1
Излучающий слой (30 нм)
материал-хозяин: иллюстративное соединение C101
материал-гость: BD-3 (5 мас.%)
Слой переноса электронов (30 нм)
ETL-I
Слой 1 металлического электрода (0,5 нм)
LiF
Слой 2 металлического электрода (100 нм)
Al
Затем полученную пленку покрывают защитной стеклянной пластинкой и герметизируют с помощью адгезива на основе акриловой смолы в атмосфере сухого воздуха, чтобы органическое светоизлучающее устройство не могло повредиться из-за поглощения влаги. Таким образом получают органическое светоизлучающее устройство.
2
2
Прикладываемое напряжение 4,5 В прикладывается к полученному органическому светоизлучающему устройству, при этом электрод из ITO используют в качестве положительного электрода, а Al электрод используют в качестве отрицательного электрода. В результате устройство согласно наблюдениям излучает синий свет, имеющий яркость 1000 кд/м с эффективностью излучения света 7,5 кд/A. В дополнение к этому, цветовые координаты (x, y) CIE для устройства составляют (0,14, 0,22). Кроме того, когда устройство продолжительно работает в течение 200 часов, при этом поддерживается плотность постоянного тока 50 мА/см, относительное уменьшение яркости от начальной яркости составляет 19%.
Пример 5
Устройство получают таким же способом, как в примере 4, за исключением того, что иллюстративное соединение C201 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве материала-хозяина для излучающего слоя в примере 4. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 4. Таблица 3 показывает результаты.
Пример 6
Устройство получают таким же способом, как в примере 4, за исключением того, что иллюстративное соединение C301 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве материала-хозяина для излучающего слоя в примере 4. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 4. Таблица 3 показывает результаты.
Сравнительный пример 2
Устройство получают таким же способом, как в примере 4, за исключением того, что сравнительное соединение H01 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве материала-хозяина для излучающего слоя в примере 4. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 4. Таблица 3 показывает результаты.
Сравнительный пример 3
Устройство получают таким же способом, как в примере 4, за исключением того, что сравнительное соединение H05 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве материала-хозяина для излучающего слоя в примере 4. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 4. Таблица 3 показывает результаты.
Таблица 3
Материал-хозяин
Цветовые координаты CIE
Приложенное напряжениеи 1000кд/м<sup>2 </sup>(В)
Эффективность излучения света и 1000 кд/м<sup>2 </sup>(В)
Относительное уменьшение яркости через 200 часов и при 50 мА/см<sup>2</sup>
Пример 4
Иллюстративное соединение C101
(0,14, 0,22)
4,5
7,5
19%
Пример 5
Иллюстративное соединение C201
(0,14, 0,21)
4,2
8,0
10%
Пример 6
Иллюстративное соединение C301
(0,14, 0,21)
4,1
8,2
9%
Сравни-тельный пример 2
Сравнительное соединение H01
(0,14, 0,22)
6,3
3,6
67%
Сравни-тельный пример 3
Сравнительное соединение H05
(0,14, 0,24)
3,9
4,0
42%
Пример 7
В этом примере устройство (содержащее анод, слой переноса дырок, излучающий слой, слой переноса электронов и катод), описанное в третьем примере многослойного органического светоизлучающего устройства, в котором слой переноса электронов формируется из двух слоев, имеющих различные потенциалы ионизации, получают с помощью следующего способа.
-5
2
Следующие слои органических соединений и слои электродов непрерывно формируют на подложке из ITO, полученной таким же способом, как в примере 4, с помощью вакуумного осаждения на основе нагревателя сопротивления в вакуумной камере, имеющей давление 10 Па. В этом случае получение устройства осуществляют так, что площадь противоположного электрода может составлять 3 мм.
Слой переноса дырок (30 нм)
HTL-2
Излучающий слой (35 нм)
Материал-хозяин: BH-1,
Материал-гость: BD-7 (5 мас.%)
Слой переноса электронов 1 (10 нм)
Иллюстративное соединение C101
Слой переноса электронов 2 (25 нм)
ETL-I
Слой 1 металлического электрода (0,5 нм)
LiF
Слой 2 металлического электрода (100 нм)
Al
Затем полученное устройство покрывают защитной стеклянной пластинкой и герметизируют с помощью адгезива на основе акриловой смолы в атмосфере сухого воздуха, чтобы органическое светоизлучающее устройство не могло повредиться из-за поглощения влаги. Таким образом получают органическое светоизлучающее устройство.
2
2
Прикладываемое напряжение 4,1 В прикладывается к полученному органическому светоизлучающему устройству, при этом электрод из ITO используют в качестве положительного электрода, а Al электрод используют в качестве отрицательного электрода. В результате устройство, согласно наблюдениям, излучает синий свет, имеющий яркость 1200 кд/м при эффективности излучения света 4,9 кд/A. В дополнение к этому, цветовые координаты (x, y) CIE в устройстве составляют (0,15, 0,25). Кроме того, когда устройство продолжительно работает в течение 100 часов, при этом поддерживается постоянная плотность тока 100 мА/см, относительное уменьшение яркости от начальной яркости составляет 15%.
Пример 8
Устройство получают таким же способом, как в примере 7, за исключением того, что иллюстративное соединение C201 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве слоя переноса электронов 1 в примере 7. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 7. Таблица 4 показывает результаты.
Пример 9
Устройство получают таким же способом, как в примере 7, за исключением того, что иллюстративное соединение C301 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве слоя переноса электронов 1 в примере 7. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 7. Таблица 4 показывает результаты.
Сравнительный пример 4
Устройство получают таким же способом, как в примере 7, за исключением того, что сравнительное соединение HO1 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве слоя переноса электронов 1 в примере 7. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 7. Таблица 4 показывает результаты.
Сравнительный пример 5
Устройство получают таким же способом, как в примере 7, за исключением того, что сравнительное соединение H05 используют вместо иллюстративного соединения C101 в качестве слоя переноса электронов 1 в примере 7. В дополнение к этому, полученное устройство оценивают таким же способом, как в примере 7. Таблица 4 показывает результаты.
Таблица 4
Слой переноса электронов 1
Цветовые координаты CIE
Приложенноенапряжениеи 1200кд/м<sup>2 </sup>(В)
Эффективность излучения света и 1200 кд/м<sup>2 </sup>(кд/А)
Относительное уменьшение яркости через 100 часов и при 100 мА/см<sup>2</sup>
Пример 7
Иллюстративное соединение C101
(0,15, 0,25)
4,1
4,9
15%
Пример 8
Иллюстративное соединение C201
(0,15, 0,24)
3,9
4,8
17%
Пример 9
Иллюстративное соединение C301
(0,15, 0,24)
3,8
4,9
18%
Сравни-тельный пример 4
Сравнительное соединение H01
(0,15, 0,27)
5,3
2,9
62%
Сравни-тельный пример 5
Сравнительное соединение H05
(0,15, 0,28)
4,2
4,3
27%
Хотя настоящее изобретение описывается со ссылкой на иллюстративные варианты осуществления, нужно понимать, что настоящее изобретение не ограничивается описанными иллюстративными вариантами осуществления. Рамки следующей далее формулы изобретения должны иметь самую широкую интерпретацию с тем, чтобы охватить все такие модификации и эквивалентные структуры и функции.
Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент Японии № 2009-063011, поданной 16 марта 2009 года, которая тем самым включается в виде ссылки в настоящий документ во всей ее полноте.