Method Article

エキシプレックスからの安定した発光と白色発光電気化学セルの作製

DOI:

10.3791/54628

⸱

November 15th, 2016

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1Specialty Chemicals & Materials Company, JX Nippon Oil & Energy Corporation, 2Department of Advanced Science and Engineering, Waseda University, 3Central Technical Research Laboratory, JX Nippon Oil & Energy Corporation

In This Article

Summary

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著者らは、青色発光フルオレンポリマーと芳香族アミンとの間に形成されるエキシプレックスからの発光を利用して、安定した白色発光電気化学セルを製造する方法を提示しています。

Abstract

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著者らは、（青色蛍光ポリ（9,9-ジ-n- dodecylfluorenyl -2,7-ジイル）からなる活性層を有する高分子発光電気化学セルからの安定した白色発光（PLECS）を製造するための方法を提供しますPFD）とπ共役トリフェニルアミン分子。この白色発光は、電子的に励起状態にPFDおよびアミンとの間に形成された励起錯体に由来します。 PFD、4,4 '、4 "を含むデバイス" -トリス[2-ナフチル（フェニル）アミノ]トリフェニルアミン（2-TNATA）、ポリ（エチレンオキシド）及びK 2 CF 3 SO 3委員会国際と白色発光を示しました。ドゥéclairage（CIE）（0.33、0.43）の座標と3.5Vで定電圧測定の印加電圧でのRa = 73の演色指数（CRI）は（0.27、0.37）のCIE座標ことが示された、Raは67、および5Vの電圧を印加した直後に観察された発光色はほぼ変わらないと後に安定であったの300秒。

Introduction

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近年、高分子発光電気化学セル（PREC）の研究開発が拡大しています。1-15 PLECは、有機発光ダイオード(OLED)と似ており、どちらも表面発光する有機デバイスであり、将来の照明用途への道を見つけることが期待されています。OLEDはすでに市場に出回っていますが、コストはまだ高く、OLEDには複数の層を持つ複雑なデバイス構造が必要であることが理由の1つです。これに対し、PLECは、一対の電極の間に1つの活性層(発光層)からなる非常にシンプルなデバイス構造をしています。そのため、PLECはロールtoロール印刷やコーティングなどの大量生産プロセスに適しています。

A PLECは、蛍光π共役ポリマー(FCP)からなる活性層を持っています。FCPは、高分子電解質(イオン伝導性ポリマーと塩の混合物)を電気化学的にドープできます。FCPは、運転時にアノード側にpドープ、カソード側にnドープされ、pドープ領域とnドープ領域の間に発光する励起子を生成します。したがって、発光色はFCPの励起子発光(=蛍光)波長を反映しています。

安定した白色光の放出は照明アプリケーションにとって重要であり、これを達成するために2つ以上のエミッターを使用するカラーミキシング技術が広く使用されています。10-14 最近、青色蛍光ポリ(9,9-ジ-n-ドデシルフルオレニル-2,7-ジイル)(PFD)とπ共役芳香族ア....

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Protocol

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活性層ソリューションの調製

  1. アミンドープPFDデバイス用のアクティブ層溶液
    注：PFD、4,4 '、4' ' -トリス[2-ナフチル（フェニル）アミノ]トリフェニルアミン（2-TNATA）、9,9-ジメチルN、N'-ジ（1-ナフチル） - N 、N 'ジフェニル- 9Hフルオレン-2,7-ジアミン（DMFL-NPB）受信した、ポリ（エチレンオキシド）（PEO）を使用しました。トリフルオロメタンスルホン酸カリウム（K 2 CF 3 SO 3）は、使用前に1時間200℃の真空下で乾燥させました。
    1. 1のアミン比：PFDを持つデバイスの場合0.25、PFDの10 mgのクロロホルムの1ミリリットル中の芳香族アミン2.5mgのを溶解し、40℃で1時間撹拌しました。 1のアミン比：PFDを有するものについては1、芳香族アミン10mgを使用します。
    2. 別途、シクロヘキサノン1mlのPEO 10mgを溶解し、60℃で1時間撹拌し、1でトリフルオロメタンスルホン酸カリウム（KCF 3 SO 3）の2.5 mgの溶解シクロヘキサノンmlおよび40℃で1時間撹拌します。
    3. PEO溶液を0.78ミリリットルとマイクロピペットを用いて、PFD溶液にKCF <....

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Results

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エレクトロルミネッセンス（EL）スペクトルは、CIE座標およびCRI値（ 図2、図4、図5）を計算するために使用しました。発光素子の写真画像は、発光（ 図3）の白色度を確認するために収集しました。

アミンドープPFD装置とアンドープPFD装置のELスペクトルを図2に示されている。アンドープPFD装置は、PFDの励起子発光に対応する青色発光を示しました。一方、2-TNATAとDMFL-NPBドープデバイスは、ドープされていないPFD装置に比べて、より長い波長の発光を示しました。アミンドープデバイスからの排出量は、電子的に励起状態にPFDおよびアミンとの間に形成された励起錯体に由来します。

色photograに見られるように、2-TNA.......

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Discussion

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LECは、疎水性PFD及び芳香族アミンを含む活性層、及び親水性ポリエチレンオキシドおよびKCF 3 SO 3を有します。これらの材料は非常に異なる溶解度を有するので、スピンコーティング溶液の入念な準備が不完全な溶媒和を避けるために重要です。まず各別々に溶解されなければならず、完全に十分な溶媒和能力を有する溶媒中で、次に溶液は、均一な混合物を形成するために一緒に混合されます。励起子とエキサイプレックス排出量のバランスを取る白色発光を得るための鍵です。したがって、PFDおよびアミンの量を正確に測定する必要があります。

LECでは、活性層の相分離形態を制御することも重要です。著者らは、トリメチロールプロパンエトキシレート（TMPE-OH）16の代わりにPEOが、TMPE-OH LECとして機能していなかったで作製装置などの他のイオン導電性ポリマーを使用してみました。疎水性材料（PFDおよび芳香族アミン）と親水性高分子電解質は、材料を慎重に選択しなければならないことを意味し、相分離する傾向があります。

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Disclosures

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著者らは開示するものは何もない。

Acknowledgements

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この作品は、部分的に科学研究費補助金（第24225003）によってサポートされていました。この作品は、JX日鉱日石エネルギー株式会社によって財政的にサポートされていました。

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
ポリ(9,9-ジ-n-ドデシルフルオレニル-2,7-ジイル) (PFD)Aldrich571660
4,4',4''-トリス[2-ナフチル(フェニル)アミノ]トリフェニルアミン(2-TNATA)アルドリッチ768669
9,9-ジメチル-N,N'-di(1-ナフチル)-N,N'-ジフェニル-9H-フルオレン-2,7-ジアミン (DMFL-NPB)アルドリッチ
ポリ(エチレンオキシド) (PEO)アルドリッチ182028
チリフルオロメタンスルホン酸カリウム (KCF3SO3)Aldrich422843200°Cで真空乾燥。2のC 
クロロホルム関東化学(株)08097-25脱水シ
クロヘキサノン関東化学工業(株)07555-00
SCAT 20-X(洗剤)第一工業製油(水)
アセトン関東化学工業(株)01866-25エレクトロニック・グレージ
2-プロパノール関東化学(株)32439-75電子grage
13 mm GD/Xの使い捨て可能なフィルター装置PVDFのフィルター媒体、ポリプロピレンのハウジングWhatman6872-1304
UV/O3単位を扱う単位SENライトCo.SSP16-110
分光光検出器大塚電子MCPD 9800
電圧源モニタADCMT6241A
蒸発マスク東京プロセスサービス株式会社NA蒸発マスクは、アルミニウムのパターン化された堆積のための開口部を作成するためにウェットエッチングされました。マスクのサイズは100mm×100mm×0.2 mm-厚さ。
使用前のhr

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Pei, Q., Yu, G., Zhang, C., Yang, Y., Heeger, A. J. Polymer light-emitting electrochemical cells. Science. 269 (5227), 1086-1088 (1995).
  2. Sun, Q., Li, Y., Pei, Q. Polymer light-emitting electrochemical cells for high-efficiency low-voltage electroluminescent devices. ....

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