专利摘要:
敘述關於使用光療以治療疾病的方法和裝置。一些實施例提供有機發光二極體裝置,例如光療用的發光裝置,其包含環系統1、環系統2、環系統3、或環系統4。亦敘述以光療治療疾病的方法。
公开号:TW201309654A
申请号:TW101102897
申请日:2012-01-30
公开日:2013-03-01
发明作者:Sazzadur Rahman Khan;shi-jun Zheng;Amane Mochizuki;li-ping Ma
申请人:Nitto Denko Corp;
IPC主号:C09K11-00
专利说明:
包含可選擇性地取代的聯三苯及聯四苯的光療元件及方法【相關申請案之交叉引用】
本申請案主張2011年6月13日申請之美國臨時專利申請案第61/496,385號之優先權,以及2011年1月27日申請之美國臨時專利申請第61/436,821號之優先權。以上兩申請案其以全文引用的方式併入本文中。
本發明實施例關於一種發光裝置,其為例如含有有機發光二極體的發光裝置,且使用於例如光療之領域。
光療可使用於若干醫學的病症。然而,例如雷射之可使用於光療的光源可能十分昂貴、難以傳輸、且不適合於家居病人或門診病人的治療。因此,可能需要更低價且更輕便之光療的替代光源。
一些實施例是關於使用於光療的有機發光裝置。以上裝置典型地包含有機發光二極體,其例如包含陽極、陰極、以及配置於陽極和陰極間的有機發光層之有機發光二極體。在一些實施例中,有機發光層可包含例如螢光化合物或磷光化合物之發光組分,其可包括選擇性地取代的聯三苯基化合物及聯四苯基化合物(例如本文敘述之化合物)。在一些實施例中,發光層可包含例如經取代的間伸苯基(interphenylene)化合物的主體化合物(其包括本文敘述之化合物)。一些裝置也可包含波長轉換器(wavelength convertor)。
一些實施例是關於用於光療之包含有機發光二極體的裝置,有機發光二極體包含一化合物,所述化合物包含選擇性地取代的環系統,其由以下環系統組成的族群中選出: ,以及
所述裝置可用以對哺乳動物發射醫療效用量(therapeutically effective amount)的光。此裝置可進一步地為包括此裝置和傷口敷料(wound dressing)之光療系統的一部分
在一些實施例中,這些裝置可使用於進行光療的方法中,光療包含將哺乳動物之至少一部分的組織(tissue)曝露於來自於本文所敘述之裝置的光中。在一些實施例中,所述組織包含可能非自然性地存在於組織中之光敏化合物(photosensitive compound),且至少一部分的光敏化合物可藉由將一部分的組織曝露於來自於裝置的光中而活化。
一些實施例提供治療疾病的方法,其包含將至少一部分需要此治療疾病方法之哺乳動物的組織曝露於來自於本文所敘述之裝置的光中。在一些實施例中,所述組織包含可非自然性存在於組織中的光敏化合物,且至少一部分的光敏化合物可藉由將一部分的組織曝露於來自於裝置的光中而活化,因此以治療疾病。
在一些實施例中,治療疾病的方法可包含將光敏化合物施予需要此治療疾病方法的哺乳動物的組織之中,且將至少一部分的組織曝露於來自於本文所敘述之裝置的光中,其中至少一部分的光敏化合物藉由將組織曝露於至少一部分來自於裝置的光中而活化,因此以治療疾病。
一些實施例提供包含本文所敘述之裝置的光療系統以及光敏化合物,其中光敏化合物適合施予需要光療之哺乳動物的組織,且其中當光敏化合物存在於組織中時,裝置用以發射可以活化至少一部分光敏化合物之波長的光。
將在以下更詳細地敘述這些實施例和其他的實施例。
除非另外說明,當提到化學結構特徵(例如芳基)被「選擇性地取代」,意指此特性可不具有取代基(即未經取代)或可具有一個或多個取代基。「經取代的」特徵具有一個或多個取代基。對一個對本領域具通常知識者來說,詞彙「取代基」具有已知的通常意義。在一些實施例中,取代基為鹵素,或具有1到20個碳原子、1到10個碳原子,或具有小於大約500、大約300、或大約200的分子量。在一些實施例中,取代基具有至少1個碳原子或至少一個雜原子,且具有至少大約0到10個碳以及大約0到5個雜原子,雜原子獨立地由N、O、S、F、Cl、Br、I、以及其組合中選出。在一些實施例中,取代基各自由約0到20個碳原子、大約0到47個氫原子、大約0到5個氧原子、大約0到2個硫原子、大約0到3個氮原子、大約0到1個矽原子、大約0到7個氟原子、大約0到3個氯原子、大約0到3個溴原子、以及0到3個碘原子所組成。實例包括但不限制於:烷基、烯基、炔基、咔唑基、環烷基、環烯基、環炔基、芳基、二芳胺基、雜芳基、雜脂環基、芳烷基、雜芳烷基、(雜脂環基)烷基、羥基、經保護的羥基(protected hydroxy)、烷氧基、芳氧基、醯基、酯、巰基(mercapto)、烷硫基(alkylthio)、芳硫基(arylthio)、氰基(cyano)、鹵素、羰基、硫羰基(thiocarbonyl)、O-胺甲醯基(O-carbamyl)、N-胺甲醯基(N-carbamyl)、O-硫胺甲醯基(O-thiocarbamyl)、N-硫胺甲醯基(N-thiocarbamyl)、C-醯胺基(C-amido)、N-醯胺基(N-amido)、S-磺醯胺基(S-sulfonamido)、C-羧基(C-carboxy)、經保護的C-羧基(protected C-carboxy)、O-羧基(O-carboxy)、異氰氧基(isocyanato)、硫氰氧基、異硫氰氧基、硝基(nitro)、矽烷基(silyl)、次磺醯基(sulfenyl)、亞磺醯基(sulfinyl)、鹵烷基(haloalkyl)、鹵烷氧基(haloalkoxyl)、三鹵甲烷磺醯基(trihalomethanesulfonyl)、三鹵甲烷磺醯胺基(trihalomethanesulfonamido)、以及醯胺基(包括單-經取代的醯胺基團以二-經取代的醯胺基團),以及其經保護的衍生物。
在一些實施例中,取代基可包括但不限制於:C1-10烷基,例如甲基、乙基、丙基異構物(以正丙基及異丙基為例)、環丙基、丁基異構物、環丁基異構物(以環丁基、甲基環丙基等為例)、戊基異構物、環戊基異構物、己基異構物、環己基異構物、庚基異構物、環庚基異構物等;烷氧基,例如-OCH3、-OC2H5、-OC3H7、-OC4H9、-OC5H11、-OC6H13、-OC7H15等;鹵基(halo),例如F、Cl、Br、I等;C1-10鹵烷基(包括全氟烷基),例如-CF3、-C2F5、-C3F7、-C4F9等;C1-10的醯基,例如甲醯基(formyl)、乙醯基(acetyl)、苯醯基(benzoyl)等;以其羰基或氮原子鍵結之C1-10醯胺,例如-NCOCH3、-CONHCH2等;以其羰基或氧原子鍵結之C1-10酯類,例如-OCOCH3、-CO2CH2等;以其氮原子或氧原子鍵結之C1-10的胺甲酸酯(carbamate);氰基;氰酸酯(cyanate);異氰酸酯;硝基等。
在一些實施例中,取代基可選自F、Cl、C1-6烷基、-O-C1-6烷基、CN、NO2以及CF3
在一些實施例中,化合物可實質上地由各自不具有取代基之環系統1、環系統2、環系統3、或環系統4;或各自具有一個或多個取代基於環系統上之環系統1、環系統2、環系統3、或環系統4組成。在一些實施例中,環系統1、環系統2、環系統3、或環系統4可各自具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、或10個取代基。
詞彙「功函數」(work function)具有本領域具通常知識者已知的通常意義。在一些實施例中,金屬的「功函數」是指從金屬表面提取電子所需之最小能量。
詞彙「高功函數金屬」具有本領域具通常知識者已知的通常意義。在一些實施例中,「高功函數金屬」包括容易注入電洞及典型地具有大於或是等於4.5的功函數之金屬或是合金。
詞彙「低功函數金屬」具有本領域具通常知識者已知的通常意義。在一些實施例中,「低功函數金屬」包括容易失去電子及典型地具有小於4.3的功函數之金屬或是合金。
本文所敘述之化合物和組成物可以多種方式併入發光裝置中。舉例來說,一實施例提供配置於陽極和陰極間的有機組分。在一些實施例中,建構裝置使得電洞從陽極轉移到有機組分。在一些實施例中,建構裝置使得電子從陰極轉移到有機組分。有機組分可包含本文所敘述之化合物及/或組成物。舉例而言,本文所敘述之化合物可為發射層(emissive layer)中的主體、非發射層之圖層(layer)中的主體、或是可為發射層中的發光組分。
有機組分可包含一個或多個包含有機材料的圖層,例如發射層、電洞傳輸層(hole-transport layer)、電子傳輸層(electron-transport layer)、電洞注入層(hole-injection layer)、電子注入層(electron injection layer)等。在一些實施例中,所敘述的化合物可用作為發光化合物、作為有機發光二極體發光層中的雙極主體、或同為以上兩者。在一些實施例中,本文所揭露之化合物可提供極為平衡之電洞傳輸及電子傳輸遷移率(mobility),其可引發具有高量子效率和低開啟電壓(turn-on voltage)之較簡單的裝置結構。舉例而言,一些實施例中,併入現在所敘述的化合物之有機發光二極體或裝置可不具有電洞傳輸層或發射層。在一些實施例中,這些化合物可具有高的電化學穩定性、高的熱穩定性、高的玻璃轉移溫度(Tg)、以及高的光穩定性。因此,這些化合物可提供相較於現存的OLED裝置而言較長壽命之OLED裝置。
圖2所示為包含本文所敘述化合物之裝置的一實施例之組態的實例。此裝置包含以下圖層,依次為陽極5、電洞注入層10、電洞傳輸層15、發光層20、電子傳輸層30、以及陰極35。
一些實施例可具有如圖3例示性代表之結構。發光層20配置於陽極5和陰極35之間。陰極35可包含兩個陰極子層(sublayer):第一陰極子層37以及第二陰極子層38,其配置於第一陰極子層37和發光層20之間。陽極5可包含兩個陽極子層:第一陽極子層7以及第二陽極子層9,其配置於第一陽極子層7和發光層20之間。選擇性的電子注入層25可配置於陰極35或第二陰極子層38及發光層20之間。選擇性的電子傳輸層30可配置於發光層20及陰極35、第二陰極子層38、或電子注入層25之間。選擇性電洞注入層10可配置於發光層20及陽極5或第二陽極子層9之間。選擇性的p型摻雜電洞注入層12可配置於電洞注入層10和發射層20之間。選擇性的電洞傳輸層15可配置於電洞注入層10或p型摻雜電洞注入層12以及發光層20之間。陽極5可選擇性地配置於基板1上,且基板1可選擇性地配置在熱散層3上。蓋層40可選擇性地配置在陰極35上。
以陽極5為例,陽極層可包含習知的材料,例如金屬、混合金屬、合金、金屬氧化物或混合金屬氧化物、或導電性聚合物。適合的金屬實例包括:第10族的金屬、第11族的金屬、以及第12族的過渡金屬。若要陽極層透光,可使用第12族金屬的混合金屬氧化物、第13族金屬的混合金屬氧化物、以及第14族金屬的混合金屬氧化物或是其合金的氧化物,例如氧化鋅、氧化錫、銦鋅氧化物(IZO)或銦錫氧化物(ITO)。陽極層可包括有機材料,例如聚苯胺,其以於「由可溶性導電聚合物製成之可撓性發光二極體(Flexible light-emitting diodes made from soluble conducting polymer),」自然(Nature),第357卷,第477~479頁(1992年6月11日)中所敘述者為例。適合的高功函數金屬實例包括但不限制於Au、Pt、銦錫氧化物(ITO)、或是其合金。在一些實施例中,陽極層可以具有厚度於約1 nm到約1000 nm之範圍內。
第一陽極子層7可包含Al、Ag、Ni,或是其組合物。第一陽極子層的厚度可變動。舉例而言,第一陽極子層可具有約10 nm、約50 nm、約70 nm、約100 nm的厚度,或在由任意上述數值界定的範圍內的厚度。在一些實施例中,第一陽極子層的厚度可於約10 nm到約100 nm、約10 nm到約70 nm、或約40 nm到約60 nm之範圍內。
第二陽極子層9可包含Al、Ag、Au、或其組合物。第二陽極子層的厚度也可變動。舉例而言,第二陽極子層可具有約25 nm、約50 nm、約200 nm的厚度,或在由任意上述數值界定的範圍內的厚度。在一些實施例中,第二陽極子層的厚度可於約5 nm到約200 nm、約10 nm到約100 nm、或約30 nm到約70 nm之範圍內。
在一些實施例中,第一陽極子層可包含Al及/或第二陽極子層可包含Ag。
以陰極35為例,陰極層可包括具有相對於陽極層而言較低的功函數的材料。陰極層適合的材料實例包括選自第1族金屬、第2族金屬之鹼金屬、包括稀土元素、鑭系元素以及錒系元素之第11族金屬、第12族金屬、以及第13族金屬,上述材料例如鋁、銦、鈣、鋇、釤和鎂、以及其組合物。亦可沉積含有鋰(Li containing)的有機金屬化合物、LiF、以及Li2O於有機層和陰極層之間,以降低操作電壓。適合的低功函數金屬包括但不限制於Al、Ag、Mg、Ca、Cu、Mg/Ag、LiF/Al、CsF、CsF/Al、或其合金。在一些實施例中,陰極厚度可於約1 nm到約1000 nm之範圍內。
以圖層37為例,第一陰極子層可包含第1族金屬、第2族金屬之鹼金屬、包括稀土元素、鑭系元素以及錒系元素之第12族金屬,其材料例如鋁、銦、鈣、鋇、釤和鎂、以及其組合物。在一些實施例中,第一陰極子層包含Al、Ag、Au、Cu、Mg/Ag、或其合金。
以圖層37為例,第一陰極子層的厚度亦可變動。舉例而言,第二陰極子層可具有約0.1 nm、約1 nm、約2 nm、約4 nm、約5 nm、約6 nm、約10 nm、約12 nm、約20 nm、約50 nm的厚度,或在由任意上述數值界定的範圍內的厚度。在一些實施例中,第二陰極子層的厚度可於約0.1 nm到約50 nm、約1 nm到約20 nm、約5nm到約20 nm之範圍內、或約16 nm。
第二陰極子層38可包含第1族金屬、第2族之金屬之鹼性金屬、包括稀土元素、鑭系元素以及錒系元素之第12族金屬,其材料例如鋁、銦、鈣、鋇、釤和鎂、以及其組合物。在一些實施例中,第二陰極子層包含Mg、Ca、Mg/Ag、LiF/Al、CsF、CsF/Al或其合金。
第二陰極子層的厚度可變動。舉例而言,第一陰極子層可具有約0.1 nm、約1 nm、約2 nm、約4 nm、約5 nm、約6 nm、約10 nm、約12 nm、約20 nm、約50 nm的厚度,或在由任意上述數值界定的範圍內的厚度。在一實施例中,第一陰極子層的厚度可於約0.1 nm到約50 nm、約0.1 nm到10 nm、約0.5 nm到約2 nm之範圍內、或約1 nm。
在一些實施例中,第一陰極子層包含Mg/Ag及/或第二陰極層包含Mg。在一些實施例中,第一陰極子層厚約16 nm及/或第二陰極子層厚約1 nm。
以發光層20為例,發光層可包含發光組分,且選擇性地包含主體。主體可包含本文所敘述之化合物、電洞傳輸材料、電子傳輸材料、及/或雙極材料。在一些實施例中,可建構裝置,使得電洞從陽極轉移到發光層。在一些實施例中,可建構裝置,使得電子從陰極轉移到發光層。若主體存在,則於發光層中主體的量是可以變動的。在一些實施例中,發光層中之主體的量可在約1%到約99.9%的發光層重量之範圍內。在另一實施例中,發光層中主體的量可佔約97%的發光層重量。
在一些實施例中,發光組分的質量可為約0.1%到約10%、約1%到約5%、或是約3%的發光層質量。在一些實施例中,發光層可為純(neat)發光層,意指發光組分佔了約100%的發光層重量,或者是說,發光層實質上地由發光組分所組成。發光組分可為螢光及/或磷光化合物,其包括但不限制於本文所揭露的化合物。在一些實施例中,發光組分包含磷光材料。
發光層的厚度可變動。在一實施例中,發光層的厚度在約5 nm到200 nm之範圍內。在另一實施例中,發光層的厚度在10 nm到約150 nm之範圍內。
在一些實施例中,發光層可發射白光。
本文所敘述之化合物和組成物可用於發射層,而不需添加任何電洞傳輸材料或電子傳輸材料。因此,在一些實施例中,發光層實質上地由電致發光化合物和本文所揭露之化合物組成。在一些實施例中,發光層實質上地由本文所揭露的化合物組成。在一些實施例中,發光層除了本文所揭露的化合物外,可包含至少一電洞傳輸材料或一電子傳輸材料。
以電洞傳輸層15為例,電洞傳輸層可配置於陽極和發光層之間。電洞傳輸層可包含至少一電洞傳輸材料。在一些實施例中,電洞傳輸材料包含經芳香族取代的胺、咔唑、聚乙烯基咔唑(PVK,例如聚(9-乙烯基咔唑)(poly(9-vinylcarbazole));聚茀(polyfluorene)、聚茀共聚物;聚(9-9-二-n-辛基茀-交替-苯並噻二唑)(poly(9,9-di-n-octylfluorene-alt-benzothiadiazole));聚(對伸苯)(poly(paraphenylene));聚[2-(5-氰基-5-甲基己基氧基)-1,4-伸苯基](poly[2-(5-cyano-5-methylhexyloxy)-1,4-phenylene]);聯苯胺(benzidine);伸苯基二胺(phenylenediamine);酞菁金屬複合物(phthalocyanine metal complex);聚乙炔(polyacetylene);聚噻吩(polythiophene);三苯基胺(triphenylamine);銅酞菁(copper phthalocyanine);1,1-雙(4-雙(4-甲基苯基)胺基苯基)環己烷(1,1-Bis(4-bis(4-methylphenyl)aminophenyl)cyclohexane);2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-啡啉(2,9-Dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline);3,5-雙(4-第三丁基-苯基)-4-苯基[1,2,4]三唑(3,5-Bis(4-tert-butyl-phenyl)-4-phenyl[1,2,4]triazole);3,4,5-三苯基-1,2,3-三唑(3,4,5-Triphenyl-1,2,3-triazole);4,4',4'-參(3-甲基苯基苯基胺基)三苯基胺(4,4’,4’-tris(3-methylphenylphenylamino)triphenylamine,MTDATA);N,N'-雙(3-甲基苯基)N,N'-二苯基-[1,1'-聯苯]-4,4'-二胺(N,N’-bis(3-methylphenyl)N,N’-diphenyl-[1,1’-biphenyl]-4,4’-diamine,TPD)、4,4'-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(4,4’-bis[N-(naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl,α-NPB);4,4',4"-三(咔唑-9-基)-三苯基胺(4,4',4"-tris(carbazol-9-yl)-triphenylamine,TCTA);4,4'-雙[N,N'-(3-甲苯基)胺基]-3,3'-二甲基聯苯(4,4’-bis[N,N’-(3-tolyl)amino]-3,3’-dimethyl biphenyl,HMTPD);4,4'-N,N'-二咔唑-聯苯(4,4’-N,N’-dicarbazole-biphenyl,CBP);1,3-N,N-二咔唑-苯(1,3-N,N-dicarbazole-benzene,mCP);雙[4-(p,p'-二甲苯基-胺基)苯基]二苯基矽烷(Bis[4-(p,p’-ditolyl-amino)phenyl]diphenylsilane,DTASi)、2,2'-雙(4-咔唑基苯基)-1,1'-聯苯(2,2’-bis(4-咔唑基phenyl)-1,1’-biphenyl,4CzPBP);N,N',N"-1,3,5-三咔唑基苯(N,N’N”-1,3,5-tricarbazoloylbenzene,tCP);N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine);或其類似物。
以電洞注入層10為例,電洞注入層可配置於發光層和陽極之間。多種適合的電洞注入材料可以包括於本領域具通常知識者已知的電洞注入層。示例的電洞注入材料包括MoO3、V2O5、WO3、或是選擇性地取代的化合物,其選自下述者:聚噻吩的衍生物,例如聚(3,4-伸乙基二氧基噻吩)(poly(3,4-ethylenedioxythiophene),PEDOT)/聚苯乙烯磺酸(polystyrene sulphonic acid,PSS);聯苯胺(benzidine)的衍生物,其例如N,N,N',N'-四苯基聯苯胺(N,N,N',N'-tetraphenylbenzidine)、聚(N,N'-雙(4-丁基苯基)-N,N'-雙(苯基)聯苯胺)(poly(N,N'-bis(4-butylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)benzidine));三苯基胺或伸苯基二胺(phenylenediamine)的衍生物,例如N,N'-雙(4-甲基苯基)-N,N'-雙(苯基)-1,4-伸苯基二胺(N,N'-bis(4-methylphenyl)-N,N'-bis(phenyl)-1,4-phenylenediamine)、4,4',4"-三(N-(伸萘基-2-基)-N-苯基胺基)三苯基胺(4,4',4"-tris(N-(naphthylen-2-yl)-N-phenylamino)triphenylamine);噁二唑的衍生物,例如1,3-雙(5-(4-二苯基胺基)苯基-1,3,4-噁二唑-2-基)苯(1,3-bis(5-(4-diphenylamino)phenyl-1,3,4-oxadiazol-2-yl)benzene);聚乙炔(polyacetylene)的衍生物,其例如聚(1,2-雙-苯甲基硫基-乙炔)(poly(1,2-bis-benzylthio-acetylene));以及酞菁金屬錯合物的衍生物,例如銅酞菁(CuPc)。在一些實施例中,電洞注入層在可以傳輸電洞的同時,可具有實質上小於習知電洞傳輸材料的電洞遷移率的電洞遷移率。以p型摻雜電洞注入層12為例,p型摻雜電洞注入層可包括摻雜了電洞傳輸材料的電洞注入材料。舉例而言,p型摻雜電洞注入層可包含摻雜了NPB的MoO3
以電子傳輸層30為例,電子傳輸層可配置於陰極和發光層之間。在一些實施例中,電子傳輸層可包含本文所敘述之化合物,也可包括其他的電子傳輸材料,例如:2-(4-聯苯基)-5-(4-第三丁基苯基)-1,3,4-噁二唑(2-(4-biphenylyl)-5-(4-tert-butylphenyl)-1,3,4-oxadiazole,PBD);1,3-雙(N,N-第三丁基-苯基)-1,3,4-噁二唑(1,3-bis(N,N-t-butyl-phenyl)-1,3,4-oxadiazole,OXD-7)、1,3-雙[2-(2,2’-聯吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯(1,3-bis[2-(2,2’-bipyridine-6-yl)-1,3,4-oxadiazo-5-yl]benzene);3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑(3-phenyl-4-(1’-naphthyl)-5-phenyl-1,2,4-triazole,TAZ);2,9-二甲基-4,7-二苯基-二氮菲(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-phenanthroline,浴洞靈(bathocuproine)or BCP);參(8-羥基喹啉基)鋁(aluminum tris(8-hydroxyquinolate),Alq3);以及1,3,5-參(2-N-苯基苯並咪唑基)苯(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl)benzene);1,3-雙[2-(2,2'-聯吡啶-6-基)-1,3,4-噁二唑-5-基]苯(BPY-OXD);3-苯基-4-(1’-萘基)-5-苯基-1,2,4-三唑)(TAZ)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-二氮菲;以及1,3,5-參[2-N-苯基苯並咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[2-N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene,TPBI)。在一些實施例中,電子傳輸層可為喹啉基鋁(aluminum quinolate,Alq3)、啡啉(phenanthroline)、喹噁啉(quinoxaline)、1,3,5-參[N-苯基苯並咪唑-z-基]苯(1,3,5-tris[N-phenylbenzimidazol-z-yl]benzene,TPBI)、或是其衍生物或組合物。
在一些實施例中,發光裝置可以包括電子注入層(以電子注入層25為例),其位於陰極層和發光層之間。在一些實施例中,電子注入材料具有足夠高的最低未佔有分子軌域(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)能階,以防止電子注入材料接收來自於發光層的電子。在其他實施例中,電子注入層的LUMO與陰極層功函數之間的能量差足夠低,以容許電子注入層有效率地從陰極注入電子至發光層中。若干適合的電子注入材料為那些對本領域具通常知識者所知。電子注入材料的實例包括但不限於由以下述者選出之選擇性地取代的化合物:如以上所敘述之摻雜了LiF、CsF、Cs的電子傳輸材料或其衍生物或其組合物。基板1可為例如玻璃或金屬之任何安裝了發光二極體的材料。
以熱散層3為例,熱散層包括任何具有以下功能之材料圖層,其功能包括:增加用以熱交換的裝置表面面積、均勻地擴散熱能至裝置的區域上、轉移熱能至散熱材料、及/或釋放熱能到裝置外部。典型的熱散層可包括但不限制於:鰭狀結構之鋁片、具有熱導黏著劑的鋁膠帶、銅薄膜、石墨片、不銹鋼膜、矽晶片、氮化硼薄膜、導熱膏、凝膠、或是以上之組合物。
以蓋層40為例,蓋層可為任何加強來自於OLED裝置之光的發射的圖層。加強層可包含任何可以增加由OLED裝置所發射光的材料。此種材料的實例可包括但不限制於:例如NPB、TPBI、Alq3之包括有機小分子材料的透明材料;例如MoO3、WO3、SnO2以及SnO的金屬氧化物;寬能帶間隙的半導體化合物等。額外的實例包括加強層及/或多孔膜,所述多孔膜描述於在2011年3月3號提申,申請號61/449,032,題為「有機發光二極體之高效率多孔奈米結構的光外耦合膜的形成及用途」(Formation of high efficient porous nano-structured light outcoupling film for organic light emitting diodes and the use of the same)的待審專利申請案中,此專利申請案之整體以引用方式併入本文。
若有需要的話,額外的圖層可包括於發光裝置中。這些額外的圖層可包括電洞阻擋層(hole-blocking layer,HBL)及/或激子阻擋層(exciton-blocking layer,EBL)。除了獨立的圖層之外,這些材料中的某些材料可結合於單一圖層之中。
在一些實施例中,裝置可以包括電洞阻擋層(例如位於陰極和發光層之間)。對本技術領域中具通常知識者而言,有多種可以包括於電洞阻擋層之適合的電洞阻擋材料是已知的。適合的電洞阻擋材料包括但不限制於由下述者選出的選擇性地經取代之化合物:浴銅靈(BCP)、3,4,5-三苯基-1,2,4-三唑(3,4,5-triphenyl-1,2,4-triazole)、3,5-雙(4-第三丁基苯基)-4-苯基[1,2,4]三唑(3,5-bis(4-tert-butyl-phenyl)-4-phenyl-[1,2,4]triazole)、2,9-二甲基-4,7-二苯基-1,10-二氮菲(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline)、以及1,1-雙(4-雙(4-甲基苯基)胺基苯基-環己烷(1,1-bis(4-bis(4-methylphenyl)aminophenyl)-cyclohexane)。
在一些實施例中,發光裝置可以包括激子阻擋層(例如位於發光層和陽極之間)。在一實施例中,包含激子阻擋層之材料的能帶間隙可以足夠大以實質上防止激子擴散。對本技術領域中具通常知識者而言,有若干可以包括於激子阻擋層之適合的激子阻擋材料是已知的。可以組成激子阻擋層的材料實例,包括由下述者選出之選擇性地取代的化合物:鋁喹啉基(Alq3)、4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(NPB)、4,4’-N,N’-二咔唑-聯苯(CBP)、和浴銅靈(BCP),以及其他具有足夠大的能帶間隙以實質上防止激子擴散的材料。
發光裝置包含本文所揭露之化合物,其可使用本領域的已知(如本文提供之指示所告知者)技術製作。舉例而言,可以塗覆可作為陽極的高功函數金屬(例如ITO)於玻璃型基板上。在陽極層圖案化之後,包括至少一個本文所揭露之化合物的發光層、以及選擇性的電致發光化合物,可以沉積於陽極上。接著可以沉積(以氣相蒸發(vapor evaporated)為例)陰極層於發光層上,此陰極層包含低功函數金屬(以Mg:Ag為例)。若有需要的話,此裝置也可以包括電子傳輸/電子注入層、電洞阻擋層、電洞注入層、激子阻擋層及/或第二發光層,其可以使用本領域的已知(如本文提供之指示所告知者)技術附加於裝置上。
在一些實施例中,發光裝置(以OLED為例)可藉由溼製程建構,溼製程例如是包含噴塗(spraying)、旋塗(spin coating)、滴落塗佈(drop casting)、噴墨印刷(inkjet printing)、網版印刷(screen printing)等至少一者的製程。一些實施例提供一組成物,其為適合沉積在基板上的液體。液體可為單一相,或可包含一種或多種額外的固相或液相分散於液體中。液體典型地包含發光化合物、本文所揭露的主體材料以及溶劑。
光療
本文所揭露之裝置可使用於光療。典型地來說,光療涉及將至少一部分的哺乳動物組織曝露於光中,例如曝露於來自於本文所敘述之裝置的光。
光療可具有例如診斷、醫治、緩和、治療、或預防疾病的醫療效用,或是其他對於人類或其他動物身體的結構或功能的影響。一些光療使用於治療或診斷的實例包括但不限制於:感染、癌症/腫瘤、心血管病症、皮膚病學的病症、影響眼部的病症、肥胖症、疼痛或發炎症狀、關於免疫系統方面的病症等。
感染的實例包括微生物感染,其例如細菌感染、病毒感染、真菌感染(fungus infection)、原蟲感染(protozoa infection)等。
實例的癌症或腫瘤組織包括血管性內層組織、腫瘤中不正常的血管壁、固型腫瘤(solid tumor)、頭部腫瘤、腦部腫瘤、頸部腫瘤、消化道腫瘤、肝臟腫瘤、胸腔腫瘤、前列腺腫瘤、肺部腫瘤、非固型腫瘤、造血組織和淋巴組織其中之一者的惡化細胞、血管系統病變、患病的骨髓、患病的細胞(其中所患疾病可為自體免疫性疾病和發炎症狀疾病等的其中之一者)。
心血管病症的實例可包括心肌梗塞、中風、血管系統病變,其例如動脈粥樣硬化、動靜脈畸形、動脈瘤、靜脈病變等。舉例而言,可藉由切斷往目標位置的循環而破壞目標血管組織。
皮膚病學的病症實例可包括掉髮、生髮、痤瘡、銀屑病、皺紋、皮膚色變(discoloration)、皮膚癌、酒渣癬(rosace)等。
眼部病症的實例包括年齡相關性黃斑病變(age related macular degeneration,AMD)、青光眼、糖尿病性視網膜病變、新生血管性疾病、病理性近視、眼部組織漿菌症(ocular histoplasmosis)等。
疼痛或發炎症狀的實例包括:關節炎、腕隧道、蹠骨、足底筋膜炎、顳下領關節(TMJ)、受疼痛或發炎症狀影響的手肘,踝關節、髖關節、手等。關於免疫反應病症的實例可包括HIV或其他自體免疫疾病、器官移植排斥反應等。
光療之其他非限制性的使用可包括治療良性前列腺增生症、治療影響脂肪組織之病症、傷口治癒、抑制細胞生長、以及保存經捐獻的血液。
光療的醫療效用可能至少有一部份來自於光本身,因此可在不具有光敏化合物的狀況下進行光療。在多個實施例中,於不使用光敏化合物的情況下,紅光波長範圍中的光(波長近似於630 nm到700 nm)可降低受傷組織中的發炎症狀、增加ATP的製造、並且刺激有益細胞的活性。
在一些實施例中,於不使用光敏化合物的情況下,紅光波長範圍中的光(波長近似於630 nm到700 nm)可以與傷口敷料組合使用,以加速傷口癒合。傷口敷料可包括膠體顆粒(hydrocolloid particle)或材料,舉例來說如美國專利公開號2008031178(Ishikura,Jun,et al,於2008年6月4日提申)所描述者;透明膜,例如美國專利7,678,959(2010年3月16號核發予Okadam Katshiro等人)中所敘述者;及/或黏著劑材料。黏著劑可為任何習知的黏著劑,且其可具有足夠的黏著力,以將傷口敷料或裝置固定於病人身上,同時黏著劑不具有過強的黏著力(否則傷口敷料將無法從病人身上移除)。
在一些實施例中,至少一部分的傷口敷料曝露於來自於裝置的光中。傷口敷料可施用於哺乳動物的傷口以加速癒合的效果。可在將敷料施用於傷口位置之前及/或之後將敷料曝露於光中。紅光波長範圍的光也可結合其他光譜波長的光使用(舉例而言,藍光或黃光),以促進手術後的癒合。臉部復健可藉由以約633 nm的輻射光照射目標組織約20分鐘以達到成效。在一些實施例中,據信可藉由施用紅光波長範圍的光,經一段具有醫療效用的時間以實現臉部的皮膚復健。
光也可結合光敏化合物一起使用。可直接地或間接地施予光敏化合物於身體組織,因此光敏化合物將存在於組織中或於組織上。至少一部分的光敏化合物可藉由將至少一部分的組織曝露於光中而活化。
舉例來說,可藉由進食和注射、局部地施用此化合物於病人身體特殊的治療部位、或藉由一些其他的方式以系統性地施予光敏化合物。其後可跟隨著以光照射治療部位,其光具有對應於光敏化合物之特徵吸收波帶的波長或波帶,例如約500或約600 nm到約800 nm或約1100 nm,其可活化光敏化合物。活化光敏化合物可造成單態氧(singlet)自由基和其他反應物種的產生,其可引發若干生物效應,可破壞吸收了光敏化合物之組織,例如非正常或患病的組織。
光敏化合物可為於吸收了紫外光、可見光、或是紅外光之後可直接地或間接地反應的任何化合物,或其醫藥學上可接受的鹽類、前驅藥物(prodrug)或是其水合物。在一實施例中,光敏化合物可於吸收了紅光之後直接地或間接地反應。光敏化合物可為非自然性存在於組織中的化合物。或者,光敏化合物可自然地存在於組織中,但可將額外量之光敏化合物施予於哺乳動物。在一些實施例中,光敏化合物可選擇性地結合於一種或多種經選擇的目標細胞上,且當光敏化合物曝露於適當波帶的光中時,其可吸收光,而產生損害或破壞目標細胞的物質。
雖然並不以此限制任何實施例,但以下所述的一些療法的型態為有益的:光敏化合物的毒性夠低,不會造成比待使用光療治療之疾病或病症更多的傷害;或者光敏化合物被調配於可施予動物之毒性夠低的組成物中。在一些實施例中,若光敏化合物的光降解(photodegradation)產物不具有毒性時,其可為有益的,
光敏化合物或材料的一些非限制實例可於克萊默-比恩鮑姆(Kreimer-Bimbaum)發現,血液學掃描電鏡(Sem.Hematol),26:157-73(1989)中,其以全文引用的方式併入本文中,而光敏化合物或材料可包括但不限制於:二氫卟酚(chlorin),以四羥基苯基二氫卟酚(Tetrahydroxylphenyl chlorin,THPC)[652 nm]為例;菌綠素(bacteriochlorins)[765 nm],以N-天冬胺醯基二氫卟酚e6(N-Aspartyl chlorin e6)[664 nm]為例;酞菁(phthalocyanines)[600-700 nm];卟啉(porphyrins),以血紫質(hematoporphyrin,HPD)[630 nm]為例;紫紅素(purpurins),以[1,2,4-三羥基蒽醌]初紫紅素錫([1,2,4-Tridroxyanthraquinone]Tin Etiopurpurin)[660 nm]為例;部花青素(merocyanines);補骨脂素(psoralens),苯并卟啉衍生物(BPD),以維替泊芬(verteporfin)及卟吩姆鈉(porfimer sodium)為例;以及前驅藥物,例如δ-胺基乙醯丙酸(delta-aminolevulinic acid)或胺基乙醯丙酸甲酯(methyl aminolevulinate),其可製造光敏劑例如原卟啉IX(protoporphyrin IX)。其他適合的光敏化合物可包括靛青綠(indocyanine green,ICG)[800 nm]、亞甲基藍[668 nm、609 nm]、甲苯胺藍(toluidine blue)、泰克薩菲瑞(texaphyrin)、他拉泊芬鈉(Talaportin Sodium,單-L-天冬胺醯基氯)[664 nm]、維替泊芬[693 nm],其可使用於光療治療病症,例如年齡相關之黃斑部病變、眼組織漿菌病、或病理性近視,泰克薩菲瑞鑥[732 nm]以及羅培泊芬(rostaporfin)[664 nm]。
在一些實施例中,光敏化合物包含卟吩姆鈉(porfimer sodium)的至少一種組分。卟吩姆鈉包含由具有最多8個卟啉單元的醚以及酯鍵聯形成之寡聚物的混合物。以下之結構式代表卟吩姆中存在的一些化合物,其中n為0、1、2、3、4、5或6且各R獨立為-CH(OH)CH3或-CH=CH2
在一些實施例中,光敏化合物可為以下所示之維替泊芬區位異構體(regioisomer)中至少一者。
在一些實施例中,光敏化合物可包含以下所示之酞菁的金屬相似體(analogue)。
在一些實施例中,M可為鋅。在一實施例中,化合物可為鋅酞菁或四磺酸鋅酞菁。
光敏劑可以乾式調配物的形式施予,如藥丸、膠囊、栓劑或貼片。光敏劑亦可單獨或與水或醫藥學上可接受之賦形劑(excipient,例如雷明頓藥物科學(Remington's Pharmaceutical Sciences)中所揭露的那些賦形劑)一起在液體調配物中施予。液體調配物亦可為懸浮液或乳液。脂質體或親脂性調配物可為所需之液體調配物。若利用懸浮液或乳液時,則適合的賦形劑可包含水、生理食鹽水、右旋糖、甘油以及其類似物。這些組合物可含有微量的無毒助劑物質,例如濕潤劑或乳化劑、抗氧化劑、pH值緩衝劑以及其類似物。以上敘述的調配物的施予方法包括但不限制於:皮內、肌肉內、腹膜內、靜脈內、皮下、鼻內、硬膜上、經口、舌下、鼻內、腦內、陰道內、經皮、離子電滲(iontophoretical)、經直腸、吸入、或局部地施予於所需的目標區域,舉例而言,如體腔(以口腔、鼻腔、直腸腔為例)、耳、鼻、眼睛或皮膚。較佳的施予模式留待從業者的判斷,且可部分取決於醫學病症之部位(例如癌症或病毒感染之部位)。
光敏劑的劑量可以變動。舉例而言,目標組織、細胞、或組成物、最佳血液含量、動物的體重、以及所施予輻射之時機和持續時間可影響光敏劑的使用量。視所使用的光敏劑而定,必需依經驗建立等效最佳醫療含量。可計算劑量以獲得光敏劑之所需的血液含量,在一些實施例中,光敏劑可為約0.001 g/mL或0.01 μg/ml至約100 μg/ml或約1000 μg/ml。
在一些實施例中,可施予哺乳動物約0.05 mg/kg或約1 mg/kg至約50 mg/kg或約100 mg/kg。或者,對於局部的施用而言,可向組織表面施予約0.15 mg/m2或約5 mg/m2到約30 mg/m2或約50 mg/m2
可藉由外部或內部光源(例如本文所敘述的發光裝置,以OLED為例)施予光。用於治療目標細胞或目標組織之輻射或光的強度可變動。在一些實施例中,強度可為於約0.1 mW/cm2到約100 mW/cm2、約1 mW/cm2到約50 mW/cm2,或約3 mW/cm2到約30 mW/cm2之範圍內。向患者(subject)施予之輻射或光曝露的持續時間可變動。在一些實施例中,曝露範圍為從約1分鐘、約60分鐘、或約2小時到約24小時、約48小時、或約72小時。
可能需要特定量的光能以提供醫療效用。舉例而言,可能需要特定量的光能來活化光敏化合物。這可藉由使用能在較短時間內提供所需能量之較高功率的光源,或可以一段較長時間使用較低功率的光源實現。因此,較長的曝光時間可容許使用較低功率光源,而較高功率光源可容許於較短時間內完成治療。在一些實施例中,於治療期間所施予之總通量或光能可於5焦耳到1,000焦耳、20焦耳到750焦耳、或50焦耳到500焦耳之範圍內。在一些實施例中,於治療期間所施予的光能可視曝露於光能中組織的量而定。舉例而言,光的劑量可於約5焦耳/平方公分到約1,000焦耳/平方公方、約20焦耳/平方公分到約750焦耳/平方公分、約30焦耳/平方公分到約1,000焦耳/平方公分、約30焦耳/平方公分到約60焦耳/平方公分、50焦耳/平方公分到500焦耳/平方公分之範圍內;或可為約5焦耳/平方公分、約15焦耳/平方公分、約20焦耳/平方公分、約30焦耳/平方公分、約45焦耳/平方公分、約50焦耳/平方公分、約60焦耳/平方公分、約500焦耳/平方公分、約750焦耳/平方公分、約1,000焦耳/平方公分,或任何於界定範圍內、或之間、或其中任意值之光劑量。
圖1為一些實施例的示意圖,其進一步地包括控制器110以及電性連接於有機發光二極體100(OLED)之處理器120,其可幫助提供均勻電源供應(power supply)以促進組織的均質光曝露。在一些實施例中,此設備可進一步地包括例如光二極體(photodiode)之選擇性偵測器140,其可偵測從OLED 100發射之光160的部分光,藉以幫助判定從OLED 100所發射之光的量。舉例而言,偵測器140可將所接收之有關光160(來自於OLED 100)強度的信號傳達至處理器120。處理器120基於所接收之信號可向控制器100傳達任何所需之功率的輸出資訊。因此,這些實施例可提供即時反饋(real time feedback),其容許控制OLED 100所發射之光的強度。偵測器140以及處理器120可藉由例如電池組130之小型電源供應或一些其他電源供電。
在一些關於光療之實施例中,LED裝置可進一步地包含劑量組分(dosage component)。劑量組分可用以控制裝置,以提供足夠量的光,以活化足夠部分的光敏化合物,以提供治療疾病之醫療效用;或者當不使用光敏化合物時,劑量組分可控制裝置以提供足夠量的光以於人類或動物(以哺乳動物為例)體內達成醫癃效用。舉例而言,劑量組分可包含計時器,其在一段時間中控制來自於裝置的光的傳遞,此段時間足以傳遞適當的光劑量。一旦已傳遞適合的光劑量,計時器可自動停止來自於裝置的發射。劑量組分亦可包含定位組分,其定位裝置,從而將發射的光傳遞至哺乳動物身體內適當的區域,且與受影響組織相距適當距離以傳遞有效量的光。劑量組分可與特定光敏化合物共同工作,或可提供使用上的彈性。舉例而言,醫師、獸醫或其他適合的醫學從業者可設定劑量組分的參數以供患者在從業者辦公室之外(例如病人的家中)使用。在一些實施例中,可提供裝置一組針對多種光敏化合物的參數以幫助醫學從業者組裝裝置。
在一些實施例中,裝置可進一步地包括電性連接於產生治療資訊(以強度水平、施用時間、劑量為例)之設備的組分的無線收發器(transmitter)。藉以將資料傳達/轉移至另一外部接收裝置,如行動電話、PDA或醫生辦公室。在一些實施例中,設備可進一步地包括膠帶,其可用於將設備附接於組織表面上從而將其穩定於目標區域上。
對光療以及其他施用而言,波長轉換器可定位於裝置中以接收至少一部分波長較低之來自於有機發光二極體所發射的光(較低波長範圍例如約350 nm到小於約600 nm),且轉換至少一部分所接收之較高波長範圍的光(較高波長範圍例如約600 nm到約800 nm)。波長轉換器可為粉末、膜、平板、或一些其他的形式,以及可包含以下物質:釔鋁石榴石(yttrium aluminum garnet,YAG)、氧化鋁(Al2O3)、氧化釔(Y2O3)、氧化鈦(TiO2)、以及其類似物。在一些實施例中,波長轉換器可包含至少一種摻雜物,其例如為Cr、Ce、Gd、La、Tb、Pr、Sm、Eu等之元素的原子或離子。
在一些實施例中,半透明陶瓷磷光體可由以下化學式代表,化學式例如但不限制於:(A1-xEx)3D5O12;(Y1-xEx)3D5O12;(Gd1-xEx)3D5O12;(La1-xEx)3D5O12;(Lu1-xEx)3D5O12;(Tb1-xEx)3D5O12;(A1-xEx)3Al5O12;(A1-xEx)3Ga5O12;(A1-xEx)3In5O12;(A1-xCex)3D5O12;(A1-xEux)3D5O12;(A1-xTbx)3D5O12;(A1-xEx)3Nd5O12;以及其類似物。一些實施例中,陶瓷可包含具摻雜物之石榴石(例如釔鋁石榴石)。一些實施例提供由式(Y1-xCex)3Al5O12代表之組成物。在任何上述化學式中,A可為Y、Gd、La、Lu、Tb、或其組合物;D可為Al、Ga、In、或其組合物;E可為Ce、Eu、Tb、Nd、或其組合物;且x可於約0.0001到約0.1、約0.0001到約0.05、或約0.01到約0.03之範圍內。 合成例
以下為用來製備本文所敘述化合物之一些方式的實例。
實例1有機合成 實例1.1
實例1.1.1
4-溴-N-(2-(苯基胺基)苯基)苯甲醯胺(4-Bromo-N-(2-(phenylamino)phenyl)benzamide)(1):在4-溴-苯醯基氯(4-bromo-benzoyl chloride)(11 g,50 mmol)與無水的二氯甲烷(DCM)(100 ml)的溶液中,緩慢地加入N-苯基苯-1,2-二胺(N-phenylbenzene-1,2-diamine)(10.2 g,55 mmol),然後緩慢地加入三乙基胺(triethylamine,TEA)(17 ml,122 mmol)。全部在室溫(RT)下攪拌隔夜(overnight)。過濾得到白色固體1(6.5 g)。濾出液繼續與水(約300 ml)作用,然後用DCM(約300 ml)萃取三次。收集有機相(organic phase)及以MgSO4乾燥、濃縮且於DCM/己烷中再結晶以得到另一部分白色固體1(10.6 g)。產物1的總量為17.1公克,產量93%。 實例1.1.2
2-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-苯並咪唑(2-(4-bromophenyl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole)(2):在醯胺1(9.6 g,26 mmol)與無水的1,4-二噁烷(100 mL)的懸浮液中慢慢地加入氧氯化磷(POCl3)(9.2 mL,100 mmol)於上述溶液。然後全部在約100℃加熱隔夜。冷却到室溫之後,混合物一邊攪拌一邊倒入冰(200 g)中。過濾,接著於DCM/己烷中再結晶,以得到淺灰色固體2(8.2 g,產量90%)。 實例1.1.3
1-苯基-2-(4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼戊環-2-基)苯)-1H-苯並咪唑(1-phenyl-2-(4-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)phenyl)-1H-benzo[d]imidazole)(3):化合物2(0.70 g,2 mmol)、聯硼酸頻那醇酯(bis(pinacolate)diborane)(0.533 g,2.1 mmol)、雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium,Pd(dppf)Cl2)(0.060 g,0.08 mmol)及無水的乙酸鉀(potassium acetate,KOAc)(0.393公克,4毫莫耳)在1,4-二噁烷(1,4-dioxane)(20毫升)中之混合物在氬氣下於約80℃加熱隔夜。冷却到室溫之後,全部以乙酸乙酯(約80毫升)稀釋然後過濾。溶液在矽質凝膠上被吸收,然後利用管柱色層分析法(column chromatography)(己烷/乙酸乙酯5:1到3:1)純化以得到白色固體3(0.64公克,81%產量)。 實例1.1.4
N-(4'-溴-[1,1'-聯苯]-4-基)-N-苯基萘-1-胺(N-(4'-bromo-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-N-phenylnaphthalen-1-amine)(4):將N-苯基萘-1-胺(4.41 g,20 mmol)、4,4'-二溴-1,1'-聯苯(15 g,48 mmol)、第三丁醇鈉(4.8 g,50 mmol)以及Pd(dppf)Cl2(0.44 g,0.6 mmol)在無水甲苯(100 ml)中的混合物除氣並加熱到80℃,10小時。冷却到室溫之後,將混合物倒入二氯甲烷(400 ml)中並攪拌30分鐘,接著以鹽水(100 ml)清洗。收集有機物及以Na2SO4乾燥,加載於矽質凝膠上,接著藉由快速管柱法(flash column)(己烷比己烷/乙酸乙酯90:1)純化以得到固體,其經甲醇清洗以及於空氣乾燥後得到白色固體4(5.58 g,產率:62%。) 實例1.1.5
主體-1:將化合物3(0.80 g,2 mmol)、化合物4(0.90,2 mmol)、四(三苯基膦)鈀(0)(tetrakis(triphenylphosphine)palladium(0),Pd(PPh3)4)(0.115 g,0.1 mmol)以及碳酸鉀(0.69 g,5 mmol)在二噁烷/水(25 ml/5 ml)的混合物中除氣並在100℃加熱隔夜。冷却到室溫之後,混合物繼續與水和乙酸乙酯作用(150 ml×3)。收集有機相及經Na2SO4乾燥,加載於矽質凝膠上,藉由快速管柱法(己烷/乙酸乙酯8:1到6:1)純化以得到白色固體(主體-1)(0.90 g,產率70%)。液相層析質譜儀(LCMS)數據顯示:C47H34N3(M+H)計算值等於640.3;於其中發現:m/e=640。 實例1.2
實例1.2.1
N-苯基-N-(4'-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼戊環-2-基)-[1,1'-聯苯]-4-基)萘-1-胺(N-phenyl-N-(4'-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)naphthalen-1-amine)(5):將化合物4(5.5 g,12.2 mmol)、聯硼酸頻那醇酯(3.10 g,12.2 mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.446 mg,0.6 mmol)以及KOAc(5.5 g,56 mmol)與二噁烷(60 ml)的混合物除氣並於80℃加熱隔夜。冷却到室溫之後,將混合物倒入乙酸乙酯(200 ml)中,以鹽水(150 ml)清洗。有機溶液經Na2SO4乾燥,加載於矽質凝膠上,以快速管柱法(己烷到己烷/乙酸乙酯30:1)純化以收集主要的部分(fraction)。當溶劑移除之後,以甲醇清洗固體,過濾並於空氣中乾燥以得到白色固體5(5.50g,產率90%)。 實例1.2.2
N-(4"-溴-[1,1',4',1"-四苯基]-4-基)-N-苯基萘-1-胺(N-(4"-bromo-[1,1':4',1"-terphenyl]-4-yl)-N-phenylnaphthalen-1-amine)(6):將化合物5(4.5 g,9.0 mmol)、1-溴-4-碘化苯(1-bromo-4-iodobenzene)(5.12 g,18 mmol)、Pd(PPh3)4(0.52 g,0.45 mmol)以及碳酸鉀(4.436 g,32 mmol)與二噁烷/水(150 ml/30 ml)的混合物中除氣並於95℃加熱隔夜。冷却到室溫之後,將混合物倒入二氯甲烷(300 ml)中,以鹽水清洗,經Na2SO4乾燥,接著加載於矽質凝膠上,藉由快速管柱法(己烷比己烷/乙酸乙酯20:1)純化以得到淺黃色固體(4.30g,產率90.7%)。 實例1.2.3
主體-2:將化合物6(4.21 g,8.0 mmol)、化合物3(3.166g,8.0 mmol)、Pd(PPh3)4以及碳酸鉀(3.31 g,24 mmol)與二噁烷/水(150 ml/30 ml)的混合物除氣及於85℃加熱18小時。冷卻到室溫之後,過濾混合物。個別地收集固體和濾出液。以二氯甲烷(250 ml)稀釋濾出液並以鹽水清洗。有機相經Na2SO4乾燥,加載於矽質凝膠上及藉由快速管柱法(己烷比己烷/乙酸乙酯10:1到5:1到4:1)純化。收集主要所需的藍色螢光部分,並將其濃縮以得到白色固體(0.55 g,具有對應於目標分子量之m/e=716)。將來自於第一次過濾的固體重新溶解於二氯甲烷(200 ml)中,加載於矽質凝膠上,並藉由快速管柱法(己烷比己烷/乙酸乙酯4:1到二氯甲烷比己烷/乙酸乙酯3:1)純化以收集所需的部分,濃縮至200 ml並維持在-10℃隔夜。過濾並在空氣中乾燥白色沉澱物以得到鬆軟的白色固體:主體-2(3.65 g)。總產率為73%。LCMS數據顯示:C53H38N3(M+H)的計算值等於716.3;於其中發現:m/e=716。 實例1.3
實例1.3.1
4'-溴-N,N-二對甲苯基聯苯-4-胺(4'-bromo-N,N-di-p-tolylbiphenyl-4-amine)(7):加入二對甲苯基胺(6.0 g,30.4 mmol)、4,4'-二溴聯苯(23.7 g,76.0 mmol)、第三丁醇鈉(7.26 g,91.2 mmol)、以及[1,1,-雙(二苯基膦基)二茂鐵]二氯鈀(II)(Pd(dppf)Cl2)(666 mg,0.912 mmol,3 mol%)於無水甲苯(約250 ml)中並在氬氣中除氣約30分鐘。將所得混合物於約80℃加熱約6小時,之後以薄層層析法(TLC)分析說明消耗了大部分的二對甲苯基胺。冷卻到室溫之後,將混合物倒入飽和的碳酸氫鈉(sodium bicarbonate)水溶液中,並以2部分乙酸乙酯萃取。將有機層匯集,並以水以及鹽水清洗,接著經MgSO4乾燥。經過濾之後,於旋轉蒸發器(rotary evaporator)濃縮萃取物至乾燥,接著加載於矽質凝膠上。經快速管柱法(濃度梯度100%的己烷到己烷中含1%氯化甲烷)可得9.4 g(72%)的白色固體,並藉由CDCl31H NMR確認。 實例1.3.2
4'-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼戊環-2-基)-N,N-二對甲基-[1,1'-聯苯]-4-胺(4'-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-N,N-di-p-tolyl-[1,1'-biphenyl]-4-amine)(8):將化合物7(2.0 g,4.67 mmol)、聯硼酸頻那醇酯(1.27 g,5 mmol)、Pd(dppf)Cl2(0.18 g,0.25 mmol)以及乙酸鉀(0.98 g,10 mmol)在無水二噁烷(50 ml)中的混合物除氣,並在80℃加熱16小時。冷卻到室溫之後,全部倒入乙酸乙酯(100 ml)中,並過濾掉固體。將有機溶液加載於矽質凝膠上,藉由快速管柱法(己烷/乙酸乙酯6:1)純化以得到白色固體8(1.5 g,產率68%)。 實例1.3.3
4"-溴-N,N-二對甲苯基-[1,1',4',1"-四苯基]-4-胺(4"-bromo-N,N-di-p-tolyl-[1,1':4',1"-terphenyl]-4-amine)(9):將化合物8(3.0 g,6.3 mmol)、1-溴-4-碘苯(3.57 g,12.6 mmol)、Pd(PPh3)4以及碳酸鉀(1.74 g,12.6 mmol)在二噁烷/水(40 ml/8 ml)中的混合物除氣及在95℃加熱24小時。冷卻到室溫之後,藉由過濾以沉澱及收集黃色固體。固體於二氯甲烷/甲醇中再結晶,藉以得到淡黃色固體(2.22 g)。加載濾出液於矽質凝膠上,並藉由快速管柱法純化以得到額外量之黃色固體9(0.42 g)。全部固體的量為2.64 g,產率83%。 實例1.3.4
主體-3:將化合物9(1.50 g,3 mmol)、化合物3(1.18 g,3 mmol)、Pd(PPh3)4(0.173 g,0.15 mmol)以及碳酸鉀(1.38 g,10 mmol)在二噁烷/水(40 ml/11 ml)中的混合物除氣,並於100℃加熱隔夜。冷卻到室溫之後,將混合物倒入二氯甲烷(200 ml)中,接著以水(以150 ml×2)清洗。有機溶液經Na2SO4乾燥,加載於矽質凝膠上並藉由快速管柱法(己烷/二氯甲烷2:1到己烷/乙酸乙酯9:1到5:1)純化以得到固體主體-3(1.1 g,產率52%)。LCMS數據顯示:C51H40N3(M+H)的計算值等於694.3;於其中發現:m/e=694。 實例1.4
實例1.4.1
9-(4'-溴聯苯-4-基)-9H-咔唑(9-(4'-bromobiphenyl-4-yl)-9H-carbazole)(10):將咔唑(300 mg,1.81 mmol)、4,4’-二溴聯苯(846 mg,2.71 mmol)、銅(344 mg,5.43 mmol)、18-冠醚-6(18-crown-6)(187 mg,71 mmol)、碳酸鉀(750 mg,5.43 mmol)以及無水N,N-二甲基甲醯胺(10 ml)的混合物除氣30分鐘。於氬氣下,在約155℃加熱混合物66小時。冷卻到室溫之後,將混合物倒入氯甲烷(methylene chloride,400 ml)中並隨後過濾混合物。加載濾出液於矽質凝膠上。使用快速管柱法(二氧化矽,己烷中含10%氯甲烷)以及將其再沉澱於氯甲烷/己烷中,取得304 mg(產率42%)的純產物10,並藉由HNMR確認。 實例1.4.2
9-(4'-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧雜硼戊環-2-基)-[1,1'-聯苯]-4-基)-9H-咔唑(9-(4'-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-9H-carbazole)(11):將化合物10(2.0 g,5.02 mmol)、聯硼酸頻那醇酯(1.276 g,5.02 mmol)、Pd(dppf)Cl2(150 mg,0.20 mmol)以及酯酸鉀(4.0 g,41 mmol)在無水二噁烷(50 ml)中的混合物除氣,並於80℃加熱隔夜。冷卻到室溫之後,將混合物倒入鹽水中,並以乙酸乙酯(200 ml)萃取。收集有機相並經Na2SO4乾燥,接著加載於矽質凝膠上,藉由快速管柱法(己烷比己烷/二氯甲烷5:1到己烷/乙酸乙酯8:1)純化以得取白色固體11(1.50 g,產率67%)。 實例1.4.3
2-(4'-溴-[1,1'-聯苯]-4-基)-1-苯-1H-苯並咪唑(2-(4'-bromo-[1,1'-biphenyl]-4-yl)-1-phenyl-1H-benzo[d]imidazole)(12):將化合物3(4.01 g,10.1 mmol)、1-溴-4-碘苯(5.73 g,20.2 mmol)、Pd(PPh3)4(0.58 g,0.5 mmol)以及碳酸鉀(4.2 g,30 mmol)與二噁烷/水(60 ml/10 ml)的混合物除氣,並於95℃加熱隔夜。冷卻到室溫之後,過濾混合物以收集沉澱物,將其再溶解於熱二氯甲烷中。在甲醇存在的情形下,過濾及濃縮二氯甲烷溶液直到形成大量的白色沉澱物。過濾和於空氣中乾燥以得到白色固體(2.58 g,產率60%)。 實例1.4.4
主體-4:將化合物11(1.34 g,3.01 mmol)、化合物12(1.28 g,3.01 mmol)、四(三苯基膦基)鈀(0)((Pd(PPh3)4))(0.173 g,0.15 mmol)以及碳酸鉀(1.38 g,10 mmol)的與二噁烷/水(80 ml/16 ml)的混合物除氣,並在85℃加熱隔夜。冷卻到室溫之後,將混合物倒入二氯甲烷(30 ml)中,接著以鹽水清洗兩次。收集並濃縮有機相以產生沉澱物。過濾懸浮液及個別地收集固體和濾出液並加載於矽質凝膠上以及藉由快速管柱法(二氯甲烷比二氯甲烷/乙酸乙酯10:1)以得到白色固體主體-4(1.40 g,總體產率70%)。LCMS資料:C49H34N3(M+H)的計算值等於664.3;於其中發現:m/e=664。
實例2:OLED裝置的組態和性能
圖2所示為包含本文所敘述之化合物的裝置之組態的實例。此種裝置包含以下圖層,依次為:ITO陽極5、PEDOT電子注入層10、NPB電洞傳輸層15、第一發光層20、TPBI電子傳輸層和電洞阻擋層30、以及LiF/Al陰極35。
對這些特定的實例而言,ITO陽極5為約150 nm厚;PEDOT電洞注入層10為約30 nm厚;NPB電洞傳輸層15為約40 nm厚;發光層20為約30 nm厚;TPBI電子傳輸和電洞阻擋層30為約30 nm厚;陰極35的LiF子層(未繪示)約為0.5 nm厚;以及陰極的Al子層(未繪示)為約120 nm厚。接著以附接收氣器(getter)的玻璃蓋封裝裝置以遮蓋OLED的發射區域,以此保護裝置不受濕度、氧化作用或機械性的破壞。各個設備具有約12 mm2的面積。
發光裝置的製作
依次在去污劑(detergent)、水、丙酮,IPA中以超音波震盪清潔具有約14 ohm/sq之片電阻的ITO基板,接著將其於80℃的烤箱中(大氣壓力)乾燥處理30分鐘。然後將基板於大氣壓力下以200℃烘烤1小時,接著將基板於紫外光臭氧(UV-ozone)環境下處理30分鐘。接著將PEDOT:PSS(電洞注入材料)以4000 rpm的轉速旋塗於經退火處理的基板上約30秒。然後於大氣壓力中以100℃烘烤經塗佈的圖層30分鐘,隨後將經塗佈的圖層於N2環境的手套箱中以200℃烘烤30分鐘。接著將基板轉移至真空腔體中,並於約2×10-7 torr的基本壓力下以約0.1 nm/s的速率真空沉積4,4’-雙[N-(萘基)-N-苯基-胺基]聯苯(NPB)[電洞轉輸材料]於基板上。分別以約0.01 nm/s以及約0.10 nm/s的速度共同沉積作為發射層之10 wt%的雙(1-苯基異喹啉)(乙醯丙酮酸)銥(III)(Bis(1-phenylisoquinoline)(acetylacetonate)iridium(III),Ir(piq)2acac)以及主體2的材料於基板上,以製造適當的厚度比例。
對一些裝置來說,Ir(PQ)2acac作為發射體(emitter),其以6 wt%的摻雜濃度與主體材料共同沉積。發射體以及主體的沉積速率分別為0.006 nm/s以及0.1 nm/s。舉例而言,主體材料為主體-1、主體-2等。接著以約0.1 nm/s的速率沉積1,3,5-參(1-苯基-1H-苯基苯並咪唑-)2-基)苯(TPBI)於發射層上。以約0.005 nm/s的速率沉積氟化鋰(LiF)(電子注入材料)的圖層,隨後以約0.3 nm/s的速率沉積作為陰極的鋁(Al)。
根據以上一般程序以不同的主體以及發射體製備以下裝置:
裝置C
以相同於裝置A或裝置B的組態製作裝置C,但不同的是,裝置C具有發射錯合物Ir(PQ)2acac,其發射波長波峰為600 nm。裝置C的開啟電壓為約2.5伏特。以主體-2為主體的裝置C,當發射亮度為1000 cd/m2時,其EOE(外路量子效率)、發光效率(luminous efficiency)以及功率效率(power efficiency)為約16.2%、30.3 cd/A以及26.6 lm/w;當裝置C以主體-1為主體時,其EQE等於15.4%、LE等於27.8 cd/A、PE等於24 lm/w。
以掃描分光輻射計(Spectrascan spectroradiometer)PR-670(光研究公司(Photo Research,Inc.),查塔努加(Chatsworth),加利弗利亞州(CA),美國(USA))量測EL光譜,以及用吉時利(Keithley)2612電源電錶(SourceMeter)(吉時利儀器公司(Keithley Instruments,Inc.),克利夫蘭市(Cleveland),俄亥俄州(OH),美國(USA))及PR-670取得I-V-L特徵。此外,如圖3製圖6所示,藉由量測作為驅使電壓函數的電流密度和亮度,以評估此裝置的裝置性能。裝置的開啟電壓為約2.5伏特而最大亮度為約39,700 cd/m2(此時裝置面積為12 mm2,電壓為約8 V)。當裝置的亮度為1000 cd/m2時,在發射波長為630 nm的EQE(外部量子效率)、發光效率以及功率效率為約15.5%、12.3 cd/A以及10.4 lm/w。針對腫瘤細胞的生物活體外(ex-vivo)功效研究而製作一種大面積的裝置(裝置A,面積為1.6 cm2),其輸出功率(mW/cm2)如圖7所示。
裝置D
裝置可以相似於以下的方式製作:依次地於去污劑(detergent)、水、丙酮、IPA中以超音波震盪清潔基板(SiON玻璃/金屬箔);接著在大氣壓力環境下,於約80℃的烤箱中乾燥30分鐘。然後在大氣壓力環境下,於約200℃烘烤基板約1小時,接著於紫外光臭氧環境下處理約30分鐘。紫外光臭氧處理不久後,承戴基板於沉積腔體(deposition chamber)中。以約50 nm的Al以及約40 nm的Ag為例,以約0.1 nm/s的速率連續地沉積雙層反射型底部陽極。沉積氧化鉬(MoO3,約10 nm)作為電洞注入層。以約5 wt%比約95 wt%的比例(約20 nm)共同沉積MoO3與NPB作為p型摻雜電洞注入層。接著沉積NPB(約20 nm)作為電洞傳輸層。分別以約0.01 nm/s以及0.10 nm/s的速率共同沉積作為發射層的雙(1-苯基異喹啉)(乙醯丙酮酸)銥(III)(“Ir(piq)2acac”)(10 wt%)以及主體-2材料,以製造適當的厚度比例且總厚度為約30 nm。接著以約0.1 nm/s的速率沉積1,3,5-參(1-苯基-1H-苯並咪唑)2-基]苯(TPBI,約30 nm)於發射層上。以約0.005 nm/s的速率沉積氟化鋰(LiF,約1 nm)(電子注入材料)薄層,隨後以約0.005 nm/s的速率沉積鎂(Mg,約1 nm)。藉由約1:3的重量比共同沉積鎂(Mg)和銀(Ag)以沉積半透明陰極(約16 nm)。最後,沉積作為蓋層的NPB(約60 nm)以藉由由微腔效應(micro cavity effect)加強光輸出。所有的沉積都是於約2×10-7 torr的基本壓力下完成的。參照圖3,第一陽極子層7為Al(約50 nm厚),第二陽極子層9為Ag(約40 nm厚),電洞注入層10為MoO3(約10 nm厚),p型摻雜電洞注入層12為MoO3:NPB(約20 nm厚),電洞傳輸層15為NPB(約20 nm厚),發光層20為主體-2:Ir(piq)2acac(約30 nm厚),電子傳輸層30為TPBI(約30 nm厚),電子注入層25為LiF(約1 nm厚),第二陰極子層38為Mg(約1 nm厚),第一陰極子層37為Mg:Ag(約16 nm厚)以及蓋層40為NPB(約60 nm厚)。接著以附接收氣器的玻璃蓋封裝裝置以遮蓋OLED的發射區域,以此保護裝置不受濕度、氧化作用或機械性的破壞。附接熱補償層於具散熱器之基板的背側,以此最小化此種大面積裝置的熱效應。這圖層為典型具有鰭狀(fin)結構的Al散熱器。視材料的導熱性而定,其他材料例如Cu膜以及合金膜也可以使用於類似的目的。各個裝置具有約1.8 cm2的面積。
針對裝置D的效能做評估。圖9為裝置的電致發光光譜。圖10為亮度和光功率輸出作為電流密度之函數的繪圖。此繪圖顯示在可使用於此施用之電流密度範圍時,裝置的光功率輸出對於光療來說是足夠的。圖11為電流效率和功率效率作為亮度函數的繪圖。圖12為光輸出作為偏壓(bias)函數的繪圖。此繪圖顯示,在可使用於此施用的亮度範圍中,光輸出對於光療而言是足夠的。對裝置而言,其開啟電壓為約2.6伏特,而在電壓為約5.4 V時,面積1.8 cm2的裝置,其最大亮度為約11,500 cd/m2。當裝置的亮度為1000 cd/m2且發射波長為630 nm時,其EQE(外部量子效率)、發光效率以及功率效率為約15%、12 cd/A以及11 lm/w。 實例3
將5-胺基乙醯丙酸鹽酸鹽(5-Aminolevulinic acid HCl)(20%局部溶液,購自DUSA®醫藥公司(DUSA® Pharmaceuticals)的LEVULAN® KERASTICK®)局部地施用於罹患光化性角化症(actinic keratoses)之患者的個別病變上。施用後約14-18小時,以如實例2中所述建構之發紅光OLED裝置照射經治療病變。
治療後,預期病變之數目或嚴重程度降低。根據需要重複治療。 實例4
將胺基乙醯丙酸甲酯(16.8%局部乳霜,可購自高德美實驗室(GALERMA LABORATORIES),沃思堡(Fort Worth),得克薩斯州(TX),USA的METVIXIA®乳霜(METVIXIA® Cream))局部地施用於罹患光化性角化症之患者的個別病變。過量的乳霜以生理食鹽水移除,且以如實例2所述建構之發紅光OLED照射病變。
在操作胺基乙醯丙酸甲酯期間全程都應穿戴丁腈手套(nitrile glove)。治療後,預期病變之數目或嚴重程度降低。根據需要重複治療。 實例5
經約10分鐘之期間以約3 mL/min之速率向罹患與年齡相關之黃斑部病變的患者靜脈內注射維替泊芬。使用足夠量之復原(reconstitued)維替泊芬將維替泊芬(7.5 mL之2 mg/mL復原溶液,可購自諾華(Novartis)的Visudyne®)以5%右旋糖稀釋至體積為30 mL,使得體表之注射總劑量為約6 mg/m2
維替泊芬開始輸注10分鐘後約15分鐘,以如實例2所述之發紅光OLED裝置照射視網膜以活化維替泊芬。
治療後,預期患者視力達到穩定。根據需要重複治療。 實例6
經約10分鐘之期間以約3 mL/min之速率向罹患病理性近視的患者靜脈內注射維替泊芬。使用足夠量之復原維替泊芬將維替泊芬(7.5 mL之2 mg/mL復原溶液,購自諾華(Novartis)的Visudyne®)以5%右旋糖稀釋至體積為30 mL,使得體表之注射總劑量為約6 mg/m2
維替泊芬開始輸注10分鐘後約15分鐘,以如實例2所述之發紅光OLED裝置照射視網膜以活化維替泊芬。
治療後,預期患者視力達到穩定。根據需要重複治療。 實例7
經約10分鐘之期間以約3 mL/min之速率向罹患推測之眼組織漿菌病的患者靜脈內注射維替泊芬。使用足夠量之復原維替泊芬將維替泊芬(7.5 mL之2 mg/mL復原溶液,購自諾華(Novartis)的Visudyne®),以5%右旋糖稀釋至體積為30 mL,使得體表之注射總劑量為約6 mg/m2
維替泊芬開始輸注10分鐘後約15分鐘,以發紅光OLED裝置(例如裝置-A)照射視網膜以活化維替泊芬。
治療後,預期患者視力達到穩定。根據需要重複治療。 實例8:以裝置A為例之生物活體外功效研究
使用前藥5-胺基乙醯丙酸(ALA)以執行於CHO-K1(中國倉鼠卵巢癌,ATCC,CRL-2243)細胞株上的功效研究。圖13展示功效研究流程。細胞在96孔培養基(海克龍F-12K培養基(Hyclone F-12K medium)以及杜氏磷酸鹽緩衝鹽水(dulbeccdo phosphate buffer saline,DPBS))中培養且在37℃下在CO2氛圍下培育約24小時。藉由在光學顯微鏡(奧林巴斯IX-70(Olympus IX-70))下以標準橫截面積(standard cross area)來校準細胞,以建立每個孔盤(well plate)在100 uL培養基中約10,000個總數的基礎參考細胞數。將具有三種不同濃度:0.5 mM、1 mM、以及2 mM濃度之ALA溶液(F-12K培養基中0.84 mg/mL~3.3 mg/mL)引入至與上文所提及相同之培養基中,且於37℃在CO2氛圍下培育約16小時。雖然不願受理論約束,但相信在這個過程中,ALA經歷生物學轉型且轉化為原卟啉IX(protoporphyrin IX;PpIX)。藉由635 nm的螢光發射確認PpIX的產生。
相似於實例2中所述建構OLED(發射層包含化合物X:Ir(piq)2acac)(裝置A)。接著藉由OLED產生之紅光(630 nm)以提供約為15 J/cm2到60 J/cm2的總劑量與具有可變動之輸出功率(範圍從5 mW/cm2到20 mW/cm)。雖然不願受理論約束,但相信PpIX吸收630 nm之光,且被激發至其單態,隨後經歷系統間穿越而至三重態。雖然不願受理論約束,但相信因為三重態具有較長壽命,所以三重態PpIX與分子氧相互作用且產生單態氧以及其他反應性氧物質(ROS)。這些ROS具有較短的壽命,且可具有僅約數十奈米的擴散長度。於其區域內的ROS可接著與不同細胞組分(例如細胞膜、粒線體(mitochondria)、溶酶體(lisosome)、高爾基體(golgy body)、細胞核等)經歷細胞毒(cytotoxic)反應,且可破壞細胞成分,且最終殺死腫瘤細胞。細胞在約25 J/cm2紅光輻射後的光學顯微鏡(奧林巴斯IX-70)影像所示(圖14A及圖14B)為,健康葉片型細胞(圖14A),在光輻射後轉型成液滴型(圖14B),說明顯著且不可逆的細胞死亡
在光照射後,添加10 uL的MTT溶液(英傑(Invitrogen),3,(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯基溴化四唑(3,(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide),DPBS中5 mg/mL)於包括控制孔以及振盪孔之各孔中以徹底混合。孔培育(37℃,5%的CO2)約1.5小時以產生紫色晶體。接著添加100 uL的MTT增溶溶液至各孔中且培育(37℃,5%的CO2)約16小時以溶解紫色晶體。最後,藉由微板讀取器(microplate reader,BioTeK MQX-200)記錄細胞在約570 nm下之吸光度(參考波長690 nm),以此估算細胞活性(%)。細胞活性結果示於圖15中。相較於參考細胞而言,在約1 mM或更高之ALA濃度下,幾乎會破壞90%的細胞。參考細胞以相同劑量之光輻射但不具有ALA。相同細胞也保存於無光照射之正常環境下且與參考比較。
使用光劑量學(Light Dosimetry)以優化輻射劑量。圖16所示為相較於參考之細胞活性結果。在此案例中,ALA的濃度固定於1 mM,及光輸出固定至10 mW/cm2。隨著變動曝露於光的時間而變動光劑量(從15 J/cm2到60 J/cm2)。如所示之,以約30 J/cm2以上的光劑量破壞幾乎90%的細胞,其說明OLED具有用作PDT治療的光源的潛力。約30 J/cm2的光劑量花費約50分鐘以施予10 mW/cm2的功率輸出。然而,較高的輸出功率可容許於較少的輻射時間施予相同的劑量(以30 J/cm2為例)。圖17展示細胞活性研究,其以10 mW/cm2以及20 mW/cm2作為兩種典型輸出,並各自輻射50分鐘以及25分鐘。如所示之,以20 mW/cm2輸出的細胞壞死速率稍微快於10 mW/cm2的輸出。相信較高的輸出功率加速ROS的產生,相信其ROS的加速產生可加速細胞的壞死。
儘管在特定實施例以及實例之上下文中已揭露申請專利範圍的主要事項,但那些對本領域具通常知識者應理解,申請專利範圍的範疇超出具體揭露之實施例而延伸至其他替代實施例及/或本發明的用途以及其明顯修改與其均等內容。因此,預期本發明申請專利範圍之範疇不應受以上所敘述之特定揭露的實施例限制。
1‧‧‧基板
3‧‧‧熱散層
5‧‧‧陽極
7‧‧‧第一陽極子層
9‧‧‧第二陽極子層
10‧‧‧電洞注入層
12‧‧‧p摻雜型電洞注入層
15‧‧‧電洞傳輸層
20‧‧‧發光層
25‧‧‧電子注入層
30‧‧‧電子傳輸層
35‧‧‧陰極
37‧‧‧第一陰極子層
38‧‧‧第二陰極子層
40‧‧‧蓋層
100‧‧‧OLED
110‧‧‧控制器
120‧‧‧處理器
130‧‧‧電池組
140‧‧‧偵測器
160‧‧‧光
圖1為本文所敘述裝置之一實施例的例示性圖式。
圖2為本文所敘述裝置之一實施例的例示性圖式。
圖3為本文所敘述裝置之一實施例的例示性圖式。
圖4為發光裝置之一實施例的電致發光光譜。
圖5為發光裝置之一實施例的電流密度/亮度與電壓曲線之關係圖。
圖6為發光裝置之一實施例的EQE(外部量子效率,external quantum efficiency)相對於電流密度的關係圖。
圖7為發光裝置之一實施例的電流效率/功率效率與電流密度之關係圖。
圖8為發光裝置之一實施例的功率輸出/電壓與電流之關係圖。
圖9為發光裝置之一實施例的電致發光光譜。
圖10為亮度(luminance)和光功率輸出作為電流密度函數的關係圖。
圖11為電流效率和功率效率作為亮度函數的關係圖。
圖12為發光裝置之一實施例中,光輸出作為偏壓函數的關係圖。
圖13發光裝置之一實施例的生物活體外(ex-vivo)功效研究之例示性代表圖。
圖14A及圖14B表示經OLED的光輻射前後之中國倉鼠卵巢癌細胞的圖像。
圖15表示於相同輻射劑量(25 J/cm2)中,細胞活性(cell viability,%)數據相對於變動之5-ALA溶液濃度的柱狀圖。
圖16表示於相同ALA溶液濃度(1 mM)中,細胞活性(%)數據相對於變動之輻射劑量的柱狀圖。
圖17表示於相同ALA溶液濃度(1 mM)中,細胞活性(%)相對於變動之輸出功率(mW/cm2)的柱狀圖。
1‧‧‧基板
3‧‧‧熱散層
5‧‧‧陽極
7‧‧‧第一陽極子層
9‧‧‧第二陽極子層
10‧‧‧電洞注入層
12‧‧‧p摻雜型電洞注入層
15‧‧‧電洞傳輸層
20‧‧‧發光層
25‧‧‧電子注入層
30‧‧‧電子傳輸層
35‧‧‧陰極
37‧‧‧第一陰極子層
38‧‧‧第二陰極子層
40‧‧‧蓋層
权利要求:
Claims (25)
[1] 一種發光裝置,使用於光療,所述發光裝置包含:發光層,其包含一化合物,其選自於由以下化合物組成的族群: 、以及;且其中所述裝置用以對哺乳動物發射具醫療效用量的光。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之裝置,其中所述裝置用以發射具有一波長的光,所述光可以活化至少一部分被施予至哺乳動物的組織中之光敏化合物;以及其中所述裝置更包括劑量組分,用以控制所述具醫療效用量的光,以提供足夠量的光,以活化足夠部分之所述光敏化合物,以提供治療疾病的醫療效用。
[3] 如申請專利範圍第2項所述之裝置,其中所述劑量組分包括計時器。
[4] 一種光療系統,其包含:如申請專利範圍第1項所述之裝置;以及傷口敷料。
[5] 如申請專利範圍第4項所述之光療系統,更包括劑量組分,所述劑量組分用以控制所述具醫療效用量的光。
[6] 如申請專利範圍第4項所述之光療系統,其中所述裝置包含:
[7] 如申請專利範圍第4項所述之光療系統,其中所述裝置包含:
[8] 如申請專利範圍第4項所述之光療系統,其中所述裝置包含:
[9] 如申請專利範圍第4項所述之光療系統,其中所述裝置包含:
[10] 一種進行光療的方法,包括將至少一部分哺乳動物的組織曝露於來自於如申請專利範圍第1項所述之裝置的光中。
[11] 如申請專利範圍第10項所述之進行光療的方法,更包括施予光敏化合物於所述組織,且其中至少一部分的所述光敏化合物藉由曝露所述組織的所述部分於來自於所述裝置的光中而活化。
[12] 一種治療疾病的方法,包括:施予光敏化合物於需要所述光敏化合物的哺乳動物的組織中;曝露至少一部分的所述組織於來自於如申請專利範圍第1項所述之裝置的光;以及藉由至少一部分的來自於所述裝置的所述光,活化至少一部分的所述光敏化合物,因而治療所述疾病。
[13] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中活化至少一部分的所述光敏化合物以製造單態氧。
[14] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中所述光敏化合物為5-胺基乙醯丙酸(5-amino levulinic acid)、維替泊芬(verteporfin)、鋅酞菁(zinc phthalocyanine)、或其醫藥學上可接受之鹽類。
[15] 如申請專利範圍第14項所述之治療疾病的方法,其中所述光敏化合物為5-胺基乙醯丙酸。
[16] 如申請專利範圍第15項所述之治療疾病的方法,其中所述5-胺基乙醯丙酸以約0.5 mM到約2 mM的濃度存在於所述組織中。
[17] 如申請專利範圍第16項所述之治療疾病的方法,其中所述裝置具有約630 nm的發射波峰。
[18] 如申請專利範圍第17項所述之治療疾病的方法,其中所述組織接收的光劑量為至少約30 Joules/cm3
[19] 如申請專利範圍第18項所述之治療疾病的方法,其中所述組織接收的光劑量於約30 Joules/cm3到約60 Joules/cm3的範圍內。
[20] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中所述疾病為癌症(cancer)。
[21] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中所述疾病為微生物感染(microbial infection)。
[22] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中所述疾病為皮膚病症(skin condition)。
[23] 如申請專利範圍第12項所述之治療疾病的方法,其中所述疾病為眼部病症。
[24] 一種光療系統,包括:如申請專利範圍第1項所述之裝置;以及光敏化合物;其中所述光敏化合物適合施予至需要光療的哺乳動物的組織;以及其中所述裝置用以發射具一波長的光,當所述光敏化合物在所述組織中時,所述光可以活化至少一部分的所述光敏化合物。
[25] 如申請專利範圍第24項所述之光療系統,其中所述光敏化合物為5-胺基乙醯丙酸、維替泊芬、鋅酞菁、或其醫藥學上可接受之鹽類。
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