CN103120020A - 有机电致发光元件的制造方法 - Google Patents

有机电致发光元件的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103120020A
CN103120020A CN2011800452484A CN201180045248A CN103120020A CN 103120020 A CN103120020 A CN 103120020A CN 2011800452484 A CN2011800452484 A CN 2011800452484A CN 201180045248 A CN201180045248 A CN 201180045248A CN 103120020 A CN103120020 A CN 103120020A
Authority
CN
China
Prior art keywords
group
formula
hydrogen atom
substituent
enumerate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011800452484A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103120020B (zh
Inventor
佐佐修一
小野善伸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of CN103120020A publication Critical patent/CN103120020A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103120020B publication Critical patent/CN103120020B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/10Deposition of organic active material
    • H10K71/12Deposition of organic active material using liquid deposition, e.g. spin coating
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/40Thermal treatment, e.g. annealing in the presence of a solvent vapour
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H10K71/50Forming devices by joining two substrates together, e.g. lamination techniques
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • H10K50/171Electron injection layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

本发明提供一种有机电致发光元件的制造方法,所述有机电致发光元件具有阳极(32)、阴极(34)、以及夹持于阳极与阴极之间且层叠有包括与阴极相接设置的电子注入层(44)在内的多个有机层的层叠结构体,所述有机电致发光元件的制造方法包括:准备只有所述阳极设置于第一基材(22)上的第一结构体(12),或者所述阳极与构成所述层叠结构体的多个有机层中的至少一部分这两者设置于第一基材(22)上的第一结构体(12)的工序;准备只有所述阴极设置于第二基材上的第二结构体(24),或者所述阴极与构成所述层叠结构体的除了设置于所述第一结构体的部分之外的剩余部分这两者设置于第二基材(24)上的第二结构体(14)的工序;以及贴合所述第一结构体与所述第二结构体,形成夹持于所述阳极与所述阴极间的层叠结构体的贴合工序,在所述准备第一结构体的工序或所述准备第二结构体的工序中,形成包含离子性聚合物的所述电子注入层。

Description

有机电致发光元件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光元件(以下有时称为有机EL元件)的制造方法。
背景技术
有机EL元件具有阳极、阴极以及夹持于它们中的发光层作为基本构成。为了提高有机EL元件的特性,除了所述基本构成外,已知有进一步设置如电子注入层、空穴注入层之类的层的构成。
对于传统的有机EL元件而言,邻接阴极而设置的电子注入层,从电特性的观点出发,使用钡(Ba)、氧化钡(BaO)、氟化钠(NaF)、氟化锂(LiF)等导电性高、功函数小的材料(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-204890号公报
发明内容
(发明所要解决的问题)
有机EL元件的制造方法,有各种方法。作为有机EL元件的制造方法的一例,可以举出层叠法。层叠法中,首先准备第一基材上形成有阳极、空穴注入层、发光层的第一结构体,同时准备第二基材上形成有阴极及电子注入层的第二结构体。然后,通过贴合第一结构体与第二结构体,制造有机EL元件。
构成电子注入层的上述材料,在大气气氛中容易与水分、氧气反应而迅速被氧化,从而使功能劣化。因此,若具有电子注入层的第一结构体或第二结构体的准备工序以及2个结构体的贴合工序在大气气氛中进行,则电子注入层恐会劣化。若电子注入层劣化,则有机EL元件的特性降低,例如产生暗点,元件寿命变短。
为了抑制制造工序的电子注入层的劣化,在形成电子注入层后,直至进行贴合的期间,必须将电子注入层放置于真空气氛中。但是,这样的话就会导致不仅第一结构体与第二结构体,而且包括贴合第一结构体与第二结构体的装置在内也必须保持于真空气氛中,变成需要具备真空泵、真空腔体等大规模的设备。再者,因为搬入真空腔体的工序、搬出真空腔体的工序、加压工序、减压工序等变成必须,因而制造工序变复杂,制造成本变高。
本发明就是鉴于上述技术问题而完成的发明。本发明的目的在于提供一种在层叠法中,即使在常压程度的气氛或大气气氛也能够制造有机EL元件的制造方法。
(解决问题的手段)
本发明人等对构成电子注入层的材料以及使用其的电子装置进行专心研究后,发现离子性聚合物不仅电特性佳,而且即使在常压程度的气氛中,进而在大气气氛中也不易被氧化,功能也不易劣化,通过使用此种离子性聚合物可解决上述问题,最终完成了本发明。
即,根据本发明,提供下述[1]至[7]。
[1]一种有机电致发光元件的制造方法,所述有机电致发光元件具有阳极、阴极以及夹持于所述阳极与所述阴极之间且层叠有包括与所述阴极相接设置的电子注入层在内的多个有机层的层叠结构体,
所述有机电致发光元件的制造方法包括:
准备只有所述阳极设置于第一基材上的第一结构体,或者所述阳极与构成所述层叠结构体的多个有机层中的至少一部分这两者设置于第一基材上的第一结构体的工序;
准备只有所述阴极设置于第二基材上的第二结构体,或者所述阴极与构成所述层叠结构体的除了设置于所述第一结构体的部分之外的剩余部分这两者设置于第二基材上的第二结构体的工序;以及
贴合所述第一结构体与所述第二结构体,形成夹持于所述阳极与所述阴极间的层叠结构体的贴合工序,
在所述准备第一结构体的工序或所述准备第二结构体的工序中,形成包含离子性聚合物的所述电子注入层。
[2]如[1]记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,在所述准备第二结构体的工序中,所述电子注入层通过在常压的气氛中涂布涂敷液而形成。
[3]如[1]或[2]记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述第一结构体与所述第二结构体分别为能够从卷出辊向卷绕辊卷绕的长条薄膜状结构体,所述贴合工序包括贴合从所述卷出辊卷出的所述第一结构体与所述第二结构体,并连续地卷绕于所述卷绕辊的工序。
[4]如[1]至[3]中任一项记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述贴合工序在常压的气氛中进行。
[5]如[1]至[4]中任一项记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述第一基材与所述第二基材由相同的材料构成。
[6]如[1]至[5]中任一项记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,在所述贴合工序中,将涂布第一涂敷液所形成的第一层以及涂布第二涂敷液所形成的第二层彼此接合,且第一涂敷液与第二涂敷液的溶剂的极性相同。
[7]如[6]记载的有机电致发光元件的制造方法,其中,所述第一结构体包含涂布涂敷液所形成的空穴输送层,且所述第二结构体包含涂布涂敷液所形成的发光层,所述贴合工序中包括使所述空穴输送层与所述发光层接合并贴合的工序。
(发明的效果)
根据本发明的有机EL元件的制造方法,使用即使在常压程度的气氛中,进而在大气气氛中也可维持良好的电子注入特性的离子性聚合物,作为电子注入层的材料。由此,电子注入层的形成工序可在大气气氛中实施,因此,电子注入层的形成工序可非常简便。结果,制造成本可大幅度降低。
再者,根据本发明的有机EL元件的制造方法,作为其他方式,将预先形成了规定的层的第一结构体与第二结构体贴合。假设通过涂布法层叠多个层时,形成稍后形成的规定的层时,先形成的规定的层恐会溶解于涂敷液。为了防止该溶解,有时使涂敷液含有交联剂等不必要的成分,使先形成的规定的层相对于涂敷液不溶化。相对于此,使预先分别形成有规定的层的第一结构体与第二结构体贴合时,由于接合的层不需要含有交联剂等不必要的成分,因此可提高所制造的有机EL元件的电特性、功能等。而且,因可省略交联反应的工序等,因而制造工序可更简便。由此,可进一步降低制造成本。
再者,根据本发明的制造方法,形成第一结构体或第二结构体时,若最后形成的层为发光层,因发光层没有暴露于其他层形成时的加热处理中,至少制造工序中发光层没有劣化。由此可提高所制造的有机EL元件的电特性、元件寿命等。
附图说明
图1是概略地表示有机EL元件的构成的一例的剖面图。
图2是概略地表示制造工序的一例的说明图。
图3是概略地表示制造装置的一例的说明图。
具体实施方式
以下,参照附图说明本发明的实施方式。予以说明,各图只是在能够理解发明的程度上,概略表示构成要件的形状、大小以及配置。本发明不限于以下的记载,各构成要件只要不脱离本发明的主旨,可适当的变更。予以说明,以下说明中所使用的各图,对相同的构成要件,赋予相同的符号表示,有时省略重复说明。本发明的有机EL元件不一定以图例的配置进行制造、使用。予以说明,在以下的说明中,特别地有时将基材的厚度方向的一侧称为上或上方,将厚度方向的另一侧称为下或下方。
<有机EL元件的构成例>
参照图1,说明本发明的有机EL元件的构成例。
图1是概略地表示有机EL元件的构成的一例的剖面图。
如图1所示,本发明的有机EL元件10具有阳极32、阴极34以及夹持于阳极32与阴极34间的层叠结构体60作为基本构成。
层叠结构体60由多个有机层层叠构成,具有电子注入层44作为多个有机层中的一层有机层。该电子注入层44配置于邻接阴极的位置。而且,层叠结构体具有发光层作为多个有机层中的一层有机层。并且,层叠结构体60可仅仅由多个有机层构成,或者进一步具有无机层、混合有机物与无机物的层。
在本实施方式中,在第一基材22的厚度方向上对置的2个主表面的一侧设置有阳极32。空穴注入层42a与阳极32接合设置。空穴输送层42b与空穴注入层42a接合设置。发光层50与空穴输送层42b接合设置。电子注入层44与发光层50接合设置。阴极34与电子注入层44接合设置。第二基材24与阴极34接合设置。层叠结构体60在此例中由包含空穴注入层42a、空穴输送层42b、发光层50以及电子注入层44且夹持于阳极32与阴极34间的多个有机层构成。
本发明的有机EL元件,具有构成电子注入层44的材料为离子性聚合物的特征。因此,首先说明离子性聚合物,然后说明使用该离子性聚合物的电子注入层44。
(离子性聚合物)
作为本发明所使用的离子性聚合物,例如可以举出具有包含选自下式(1)所示的基团及下式(2)所示的基团中的1种以上的基团的结构单元的聚合物。作为离子性聚合物的一种方式,可以举出包含选自式(1)所示的基团及式(2)所示的基团中的1种以上的基团的结构单元,在全结构单元中具有15mol%至100mol%的聚合物。
-(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1    (1)
(式(1)中,Q1表示2价有机基团;Y1表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 2-或-B(Ra)3 -;M1表示金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子;Z1表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -;n1表示0以上的整数,a1表示1以上的整数,b1表示0以上的整数,其中,选择a1及b1使式(1)所示的基团的电荷为0,Ra表示可具有取代基的碳原子数1至30的烷基、或可具有取代基的碳原子数6至50的芳基,Q1、M1及Z1分别为多个时,多个Q1、M1及Z1可相同或不同。)
-(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2    (2)
(式(2)中,Q2表示2价有机基团;
Y2表示碳正阳离子、铵阳离子、膦酰(phosphonyl)阳离子、磺酰(sulfonyl)阳离子或碘鎓(iodonium)阳离子;M2表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -;Z2表示金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子;n2表示0以上的整数,a2表示1以上的整数,b2表示0以上的整数,其中,选择a2及b2使式(2)所示的基团的电荷为0,Rb表示可具有取代基的碳原子数1至30的烷基或可具有取代基的碳原子数6至50的芳基,Q2、M2及Z2分别为多个时,多个Q2、M2及Z2可相同或不同。)
作为本发明所使用的离子性聚合物的一种方式,可以举出具有下式(3)所示的基团的聚合物。离子性聚合物具有式(3)所示的基团时,式(3)所示的基团可包含于离子性聚合物的结构单元中,也可包含于与含有选自式(1)所示的基团及式(2)所示的基团中的1种以上的基团的结构单元相同的结构单元内,也可包含于与含有选自式(1)所示的基团及式(2)所示的基团中的1种以上的基团的结构单元相异的其他结构单元内。再者,作为离子性聚合物的一种方式,可以举出包含选自式(1)所示的基团、式(2)所示的基团以及式(3)所示的基团中的至少1种基团的结构单元,在全结构单元中具有15mol%至100mol%的聚合物。
-(Q3)n3-Y3         (3)
(式(3)中,Q3表示2价有机基团;Y3表示-CN或式(4)至式(12)中任一者所示的基团;n3表示0以上的整数;
-O-(R’O)a3-R”      (4)
Figure BDA00002942140200061
-S-(R’S)a4-R”       (6)
-C(=O)-(R’-C(=O))a4-R”    (7)
-C(=S)-(R’-C(=S))a4-R”    (8)
-N{(R’)a4R”}2     (9)
-C(=O)O-(R’-C(=O)O)a4-R”    (10)
-C(=O)O-(R’O)a4-R”    (11)
-NHC(=O)-(R’NHC(=O))a4-R”    (12)
(式(4)至式(12)中,R’表示可具有取代基的2价烃基,R”表示氢原子、可具有取代基的1价烃基、-COOH、-SO3H、-OH、-SH、-NRc 2、-CN或-C(=O)NRc 2,R”’表示可具有取代基的3价烃基,a3表示1以上的整数,a4表示0以上的整数,Rc表示可具有取代基的碳原子数1至30的烷基或可具有取代基的碳原子数6至50的芳基,R’、R”及R”’分别为多个时,多个R’、R”及R”’可相同或不同。)
离子性聚合物以选自式(13)所示的结构单元、式(15)所示的结构单元、式(17)所示的结构单元以及式(20)所示的结构单元中的1种以上的结构单元,在全部结构单元中包含15mol%至100mol%较理想。
(式(13)中,R1为包含式(14)所示的基团的1价基,Ar1表示可具有R1以外的取代基的(2+n4)价芳香族基,n4表示1以上的整数,R1为多个时,可以相同或不同。
Figure BDA00002942140200072
(式(14)中,R2表示(1+m1+m2)价有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m1及m2分别独立表示1以上的整数,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别为多个时,多个Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3可相同或不同。))
(式(15)中,R3为包含式(16)所示的基团的1价基,Ar2表示可具有R3以外的取代基的(2+n5)价芳香族基,n5表示1以上的整数,R3为多个时,R3可以相同或不同。)
Figure BDA00002942140200081
(式(16)中,R4表示(1+m3+m4)价有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m3及m4分别独立表示1以上的整数,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分别为多个时,多个Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可分别相同或不同。))
Figure BDA00002942140200082
(式(17)中,R5为包含式(18)所示的基团的1价基,R6为包含式(19)所示的基团的1价基,Ar3表示可具有R5及R6以外的取代基的(2+n6+n7)价芳香族基,n6及n7分别独立表示1以上的整数,R5及R6分别为多个时,多个R5及R6可分别相同或不同。
-R7-{(Q1)n1-Y1(M1)a1(Z1)b1}m5    (18)
(式(18)中,R7表示直接结合或(1+m5)价有机基团,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1表示与上述相同的含义,m5表示1以上的整数,Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1分别为多个时,多个Q1、Y1、M1、Z1、n1、a1及b1可相同或不同。)
-R8-{(Q3)n3-Y3}m6   (19)
(式(19)中,R8表示单键或(1+m6)价有机基团,Y3及n3表示与上述相同的含义,m6表示1以上的整数。其中,R8为单键时m6表示1。Q3、Y3及n3分别为多个时,多个Q3、Y3及n3可相同或不同。))
(式(20)中,R9为包含式(21)所示的基团的1价基,R10为包含式(22)所示的基团的1价基,Ar4表示可具有R9及R10以外的取代基的(2+n8+n9)价芳香族基,n8及n9分别独立地表示1以上的整数,R9及R10分别为多个时,多个R9及R10可相同或不同。
-R11-{(Q2)n2-Y2(M2)a2(Z2)b2}m7     (21)
(式(21)中,R11表示单键或(1+m7)价有机基团,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2表示与上述相同的含义,m7表示1以上的整数。其中,R11为单键时m7表示1,Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2分别为多个时,多个Q2、Y2、M2、Z2、n2、a2及b2可分别相同或不同。)
-R12-{(Q3)n3-Y3}m8     (22)
(式(22)中,R12表示单键或(1+m8)价有机基团,Y3及n3表示与上述相同的含义,m8表示1以上的整数。其中,R12为单键时m8表示1,Q3、Y3及n3分别为多个时,多个Q3、Y3及n3可分别相同或不同。))
所述离子性聚合物中的结构单元,可包含2种以上式(1)所示的基团,也可包含2种以上式(2)所示的基团,也可包含2种以上式(3)所示的基团。
-式(1)所示的基团-
式(1)中,作为Q1所示的2价有机基团的例子,可以举出亚甲基、亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,9-亚壬基、1,12-亚十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可具有取代基的碳原子数1至50的2价饱和烃基;亚乙烯基(ethenylene)、亚丙烯基、3-亚丁烯基、2-亚丁烯基、2-亚戊烯基、2-亚己烯基、2-亚壬烯基、2-亚十二烯基以及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可具有取代基的碳原子数2至50的亚烯基以及包含亚乙烯基且可具有取代基的碳原子数2至50的2价不饱和烃基;亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基(norbornylene)、亚金刚烷基(adamantylene)以及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可具有取代基的碳原子数3至50的2价环状饱和烃基;1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,4-亚萘基、1,5-亚萘基、2,6-亚萘基、联苯-4,4’-二基以及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可具有取代基的碳原子数6至50的亚芳基;亚甲氧基、亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、亚戊氧基、亚己氧基以及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可具有取代基的碳原子数1至50的亚烷氧基;具有含碳原子的取代基的亚氨基;具有含碳原子的取代基的亚甲硅基(silylene)。从作为离子性聚合物的原料的单体(以下称为“原料单体”)的合成容易度的观点出发,优选为2价饱和烃基、亚芳基、亚烷氧基。
作为所述取代基的例,可以举出例如烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷硫基、芳基烯基、芳基炔基、氨基、取代氨基、甲硅烷基、取代甲硅烷基、卤原子、酰基、酰氧基、亚胺残基、酰胺基、酰亚胺基、1价杂环基、羟基、羧基、取代羧基、氰基及硝基等。所述取代基存在多个时,多个存在的取代基可以相同或不同。这些取代基中,氨基、甲硅烷基、卤原子、羟基及硝基以外的取代基包含碳原子。
以下,说明取代基。予以说明,所谓“Cm至Cn”(m,n为满足m<n的正整数)的用语表示与该用语同时记载的有机基团的碳原子数为m至n。例如,Cm至Cn烷基表示烷基的碳原子数为m至n,若是Cm至Cn烷基芳基,表示烷基的碳原子数为m至n,若是芳基-Cm至Cn烷基,表示烷基的碳原子数为m至n。
作为取代基的烷基,可为直链状也可为支链状,也可为环烷基。作为取代基的烷基的碳原子数,通常为1至20,较理想为1至10。作为取代基的烷基的例,可以举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基及十二烷基等。所述烷基中的氢原子可被氟原子取代。作为该氟原子取代的烷基的例,可以举出三氟甲基、五氟乙基、全氟丁基、全氟己基、全氟辛基等。予以说明,作为C1至C12烷基,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基(isoamyl)、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基。
作为取代基的烷氧基,可为直链状,也可为支链状,也可为环烷氧基,也可还具有取代基。作为取代基的烷氧基的碳原子数通常为1至20,较理想为1至10。作为取代基的烷氧基的例,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、癸氧基及十二烷氧基等。所述烷氧基中的氢原子可被氟原子取代。作为该氟原子取代的烷氧基的例,可以举出三氟甲氧基、五氟乙氧基、全氟丁氧基、全氟己氧基、全氟辛氧基等。另外,该烷氧基也包括甲氧基甲基氧基、2-甲氧基乙基氧基。予以说明,作为C1至C12烷氧基,可以举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基及十二烷氧基。
作为取代基的烷硫基,可为直链状,也可为支链状,也可为环烷硫基,还可具有取代基。作为取代基的烷硫基的碳原子数,通常为1至20,较理想为1至10。作为取代基的烷硫基的例,可以举出甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基、环己硫基、庚硫基、辛硫基、壬硫基、癸硫基、月桂硫基等。所述烷硫基中的氢原子可被氟原子取代。作为该氟原子取代的烷硫基的例,可以举出三氟甲硫基。
作为取代基的芳基为从芳香烃中除去1个与构成芳香环的碳原子键合的氢原子后剩余的原子团。作为取代基的芳基包括具有苯环的基团、具有稠环的基团、2个以上独立的苯环或稠环隔着单键或2价有机基团(例如亚乙烯基等亚烯基)键合而成的基团。取代基的芳基,其碳原子数通常为6至60,较理想为7至48。作为取代基的芳基的例,可以举出苯基、C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等。所述芳基中的氢原子可被氟原子取代。作为该氟原子取代的芳基的例,可以举出五氟苯基等。芳基中,以C1至C12烷氧基苯基、C1至C12烷基苯基较理想。
所述芳基中,作为C1至C12烷氧基苯基的例,可以举出甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、异丙氧基苯基、丁氧基苯基、异丁氧基苯基、仲丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、环己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、十二烷氧基苯基等。
所述芳基中,作为C1至C12烷基苯基的例,可以举出甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、
Figure BDA00002942140200121
基、甲基乙基苯基、异丙基苯基、丁基苯基、异丁基苯基、叔丁基苯基、戊基苯基、异戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基及十二烷基苯基等。
作为取代基的芳氧基,其碳原子数通常为6至60,较理想为7至48。作为芳氧基的例,可以举出苯氧基、C1至C12烷氧基苯氧基、C1至C12烷基苯氧基、1-萘氧基、2-萘氧基、五氟苯氧基等。作为取代基的芳氧基中,以C1至C12烷氧基苯氧基以及C1至C12烷基苯氧基较理想。
所述芳氧基中,作为C1至C12烷氧基苯氧基的例子,可以举出甲氧基苯氧基、乙氧基苯氧基、丙氧基苯氧基、异丙氧基苯氧基、丁氧基苯氧基、异丁氧基苯氧基、仲丁氧基苯氧基、叔丁氧基苯氧基、戊氧基苯氧基、己氧基苯氧基、环己氧基苯氧基、庚氧基苯氧基、辛氧基苯氧基、2-乙基己氧基苯氧基、壬氧基苯氧基、癸氧基苯氧基、3,7-二甲基辛氧基苯氧基及十二烷氧基苯氧基等。
所述芳氧基中,作为C1至C12烷基苯氧基的例,可以举出甲基苯氧基、乙基苯氧基、二甲基苯氧基、丙基苯氧基、1,3,5-三甲基苯氧基、甲基乙基苯氧基、异丙基苯氧基、丁基苯氧基、异丁基苯氧基、仲丁基苯氧基、叔丁基苯氧基、戊基苯氧基、异戊基苯氧基、己基苯氧基、庚基苯氧基、辛基苯氧基、壬基苯氧基、癸基苯氧基、十二烷基苯氧基等。
作为取代基的芳硫基为例如在上述的芳基上结合了硫元素而成的基团。芳硫基也可于所述芳基的芳香环上具有取代基。作为取代基的芳硫基,其碳原子数通常为6至60,较理想为6至30。作为取代基的芳硫基的例,可以举出苯硫基、C1至C12烷氧基苯硫基、C1至C12烷基苯硫基、1-萘硫基、2-萘硫基、五氟苯硫基等。
作为取代基的芳基烷基为例如在上述的芳基上结合了上述的烷基而成的基团。作为取代基的芳基烷基可以具有取代基。作为取代基的芳基烷基,其碳原子数通常为7至60,较理想为7至30。作为取代基的芳基烷基的例,可列举如苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基、1-萘基-C1至C12烷基、2-萘基-C1至C12烷基等。
作为取代基的芳基烷氧基为例如在上述的芳基上结合了上述的烷氧基而成的基团。作为取代基的芳基烷氧基,可还具有取代基。作为取代基的芳基烷氧基,其碳原子数通常为7至60,较理想为7至30。作为取代基的芳基烷氧基的例,可列举如苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷氧基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷氧基、1-萘基-C1至C12烷氧基、2-萘基-C1至C12烷氧基等。
作为取代基的芳基烷硫基为例如在上述的芳基上结合了上述的烷硫基而成的基团。作为取代基的芳基烷硫基可以还具有取代基。作为取代基的芳基烷硫基,其碳原子数通常为7至60,较理想为7至30。作为芳基烷硫基的例,可列举如苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷硫基、C1至C12烷基苯基-C1至C12烷硫基、1-萘基-C1至C12烷硫基、2-萘基-C1至C12烷硫基等。
作为取代基的芳基烯基为例如在上述的芳基上结合了烯基而成的基团。作为取代基的芳基烯基,其碳原子数通常为8至60,较理想为8至30。作为取代基的芳基烯基的例,可列举如苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C1至C12烷基苯基-C2至C12烯基、1-萘基-C2至C12烯基、2-萘基-C2至C12烯基等,较理想为C1至C12烷氧基苯基-C2至C12烯基、C2至C12烷基苯基-C2至C12烯基。予以说明,作为C2至C12烯基,可以举出例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、1-辛烯基。
作为取代基的芳基炔基为例如在上述的芳基上结合了炔基而成的基团。作为取代基的芳基炔基,其碳原子数通常为8至60,较理想为8至30。作为取代基的芳基炔基的例,可列举如苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基、1-萘基-C2至C12炔基、2-萘基-C2至C12炔基等,较理想为C1至C12烷氧基苯基-C2至C12炔基、C1至C12烷基苯基-C2至C12炔基。予以说明,作为C2至C12炔基,可以举出乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、1-己炔基、2-己炔基、1-辛炔基。
作为取代基的取代氨基,优选氨基中的至少1个氢原子被选自烷基、芳基、芳基烷基及1价杂环基中的1个或2个基团取代后的氨基。该烷基、芳基、芳基烷基及1价杂环基可还具有取代基。作为取代基的取代氨基的碳原子数在不包括烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基可以具有的取代基的碳原子数的情况下通常为1至60,较理想为2至48。作为取代基的取代氨基的例,可列举如甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、二丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、仲丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、己基氨基、环己基氨基、庚基氨基、辛基氨基、2-乙基己基氨基、壬基氨基、癸基氨基、3,7-二甲基辛基氨基、十二烷基氨基、环戊基氨基、二环戊基氨基、环己基氨基、二环己基氨基、二-三氟甲基氨基、苯基氨基、二苯基氨基、(C1至C12烷氧基苯基)氨基、二(C1至C12烷氧基苯基)氨基、二(C1至C12烷基苯基)氨基、1-萘基氨基、2-萘基氨基、五氟苯基氨基、吡啶基氨基、哒嗪基氨基、嘧啶基氨基、吡嗪基氨基、三嗪基氨基、(苯基-C1至C12烷基)氨基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)氨基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)氨基、二(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)氨基、二(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)氨基、1-萘基-C1至C12烷基氨基、2-萘基-C1至C12烷基氨基等。
作为取代基的取代甲硅烷基,可以举出甲硅烷基中的至少1个氢原子被选自烷基、芳基、芳基烷基及1价杂环基中的1至3个基取代后的甲硅烷基。该烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基可还具有取代基。作为取代基的取代甲硅烷基的碳原子数,包括该烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基进一步具有的取代基在内,通常为1至60,较理想为3至48。再者,作为取代基的取代甲硅烷基的例,可列举如三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、异丙基二甲基甲硅烷基、异丙基二乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、戊基二甲基甲硅烷基、己基二甲基甲硅烷基、庚基二甲基甲硅烷基、辛基二甲基甲硅烷基、2-乙基己基二甲基甲硅烷基、壬基二甲基甲硅烷基、癸基二甲基甲硅烷基、3,7-二甲基辛基二甲基甲硅烷基、十二烷基二甲基甲硅烷基、(苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(1-萘基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(2-萘基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(苯基-C1至C12烷基)二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三(对甲苯基)甲硅烷基、三苯甲基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基等。
作为取代基的卤原子,可以举出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
作为取代基的酰基,其碳原子数通常为2至20,较理想为2至18。作为取代基的酰基的例,可列举乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、新戊酰基、苯甲酰基、三氟乙酰基、五氟苯甲酰基等。
作为取代基的酰氧基,其碳原子数通常为2至20,较理想为2至18。作为取代基的酰氧基的例,可列举如乙酰氧基、丙酰氧基、丁酰氧基、异丁酰氧基、新戊酰氧基、苯甲酰氧基、三氟乙酰氧基、五氟苯甲酰氧基等。
作为取代基的亚胺残基是指从具有式:H-N=C<及式:-N=CH-中的至少一方所示的结构的亚胺化合物中除去该结构中的1个氢原子后得到的残基。作为如此的亚胺化合物,例如醛亚胺(aldimine)、酮亚胺(ketimine)以及键合于醛亚胺中的氮原子上的氢原子被烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基、芳基炔基等基团取代后的化合物。作为取代基的亚胺残基的碳原子数通常为2至20,较理想为2至18。作为取代基的亚胺残基的例,可列举如通式:-CRβ=N-Rγ或通式:-N=C(Rγ)2(式中,Rβ表示氢原子、烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基,Rγ独立表示烷基、芳基、芳基烷基、芳基烯基或芳基炔基。其中,存在2个Rγ时,2个Rγ可以相互键合形成2价基团例如亚乙基、三亚甲基、四亚甲基、五亚甲基、六亚甲基等可以形成环的碳原子数2~18的亚烷基)所示的基团。作为亚胺残基,可以举出例如以下的基团。
Figure BDA00002942140200161
(式中,Me表示甲基,以下相同。)
作为取代基的酰胺基,其碳原子数通常为1至20,较理想为2至18。作为取代基的酰胺基的例,可列举如甲酰胺基、乙酰胺基、丙酰胺基、丁酰胺基、苯甲酰胺基、三氟乙酰胺基、五氟苯甲酰胺基、二甲酰胺基、二乙酰胺基、二丙酰胺基、二丁酰胺基、二苯甲酰胺基、双三氟乙酰胺基、双五氟苯甲酰胺基等。
作为取代基的酰亚胺基为从酸亚胺中除去与其氮原子结合的氢原子后得到的残基,碳原子数通常为4至20,较理想为4至18。作为取代基的酰亚胺基的例,可列举如以下的基团。
1价杂环基是指从杂环式化合物中除去1个氢原子后剩余的原子团。在此,杂环式化合物是指在具有环式结构的有机化合物中,构成环的元素不仅包括碳原子还包括氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、硅原子、硒原子、碲原子、砷原子等杂原子的有机化合物。作为取代基的1价杂环基,其碳原子数通常为3至60,较理想为3至20。予以说明,作为取代基的1价杂环基的碳原子数中不包含进一步具有的取代基的碳原子数。作为该1价杂环基,可以举出例如噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯烷基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基。其中,优选噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡啶基及C1至C12烷基吡啶基。予以说明,作为1价杂环基,优选1价芳香族杂环基。
作为取代基的取代羧基,是指羧基中的氢原子被烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基取代后的基团,即式:-C(=O)OR(式中,R为烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基)所示的基团。取代羧基的碳原子数优选为2~60,优选为2~48。所述烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基还可以具有取代基。予以说明,上述碳原子数中不包含烷基、芳基、芳基烷基或1价杂环基可以具有的取代基的碳原子数。
作为取代羧基的例,可以举出例如甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、异丙氧基羰基、丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、环己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、3,7-二甲基辛氧基羰基、十二烷氧基羰基、三氟甲氧基羰基、五氟乙氧基羰基、全氟丁氧基羰基、全氟己氧基羰基、全氟辛氧基羰基、苯氧基羰基、萘氧基羰基、吡啶基氧基羰基等。
式(1)中,Y1表示-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -等1价基,作为Y1,从离子性聚合物的酸性度的观点,较理想为-CO2 -、-SO2 -、-PO3 -,更理想为-CO2 -,从离子性聚合物的稳定性的观点,较理想为-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -或-PO3 -
式(1)中,M1表示金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子。作为金属阳离子,较理想为1价、2价或3价的离子,例如Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Ba、Ag、Al、Bi、Cu、Fe、Ga、Mn、Pb、Sn、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr等的离子,较理想为Li+、Na+、K+、Cs+、Ag+、Mg2+、Ca2+。另外,作为铵离子可具有的取代基,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数1至10的烷基。
式(1)中,Z1表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -
式(1)中,n1表示0以上的整数,从原料单体的合成的观点出发,较理想为0至8的整数,更理想为0至2的整数。
式(1)中,a1表示1以上的整数,b1表示0以上的整数。
选择a1及b1使式(1)所示的基团的电荷为0。例如Y1为-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -,M1为1价金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子,Z1表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -时,选择满足a1=b1+1。Y1为-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -,M1为2价金属阳离子,Z1为F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -时,选择满足b1=2×a1-1。Y1为-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -,M1为3价金属阳离子,Z1为F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RaSO3 -、RaCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -时,选择满足b1=3×a1-1。Y1为-CO2 -、-SO3 -、-SO2 -、-PO3 -或-B(Ra)3 -,M1为1价金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子,Z1为SO4 2-或HPO4 2-时,选择满足a1=2×b1+1。表示a1及b1的关系的上述任一数学式,a1较理想为1至5的整数,更理想为1或2。
Ra表示可以具有取代基的碳原子数1~30的烷基或可以具有取代基的碳原子数6~50的芳基。作为这些基团可以具有的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基相同的取代基。取代基存在多个时,他们可以相同或不同。作为Ra,可以举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等碳原子数1~20的烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等碳原子数6~30的芳基等。
作为所述式(1)所示的基团,可以举出例如以下的基团。
-COO-M+ -CH2-COO-M+ -(CH2)2-COO-M+ -(CH2)3-COO-M+ -(CH2)4-COO-M+
-(CH2)5-COO-M+ -(CH2)6-COO-M+ -(CH2)7-COO-M+ -(CH2)8-COO-M+
-O-CH2-COO-M+ -O-(CH2)2-COO-M+ -O-(CH2)3-COO-M+ -O-(CH2)4-COO-M+
-O-(CH2)5-COO-M+ -O-(CH2)6-COO-M+ -O-(CH2)7-COO-M+ -O-(CH2)8-COO-M+
Figure BDA00002942140200201
-SO3 -M+ -CH2-SO3 -M+ -(CH2)2-SO3 -M+ -(CH2)3-SO3 -M+ -(CH2)4-SO3 -M+
-(CH2)5-SO3 -M+ -(CH2)6-SO3 -M+ -(CH2)7-SO3 -M+ -(CH2)8-SO3 -M+
-O-CH2-SO3 -M+ -O-(CH2)2-SO3 -M+ -O-(CH2)3-SO3 -M+ -O-(CH2)4-SO3 -M+
-O-(CH2)5-SO3 -M+ -O-(CH2)6-SO3 -M+ -O-(CH2)7-So3 -M+ -O-(CH2)8-SO3 -M+
Figure BDA00002942140200202
M=Li,Na,K,Cs,N(CH3)4
-式(2)所示的基团-
式(2)中,作为Q2所示的2价有机基团,可以举出与上述Q1所示的2价有机基团中例示的基团同样的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选2价饱和烃基、亚芳基、亚烷氧基。
作为所述Q2所示的2价有机基团的例子而列举的基团可以具有取代基。作为该取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基相同的取代基。取代基存在多个时,他们可以相同或不同。
式(2)中,Y2表示碳正离子、铵阳离子、膦酰阳离子、磺酰阳离子或碘鎓阳离子。
作为碳正离子,可以举出例如
-C+R2
(式中,R可以相互相同或不同,表示烷基或芳基)所示的基团。
作为铵阳离子,可以举出例如
-N+R3
(式中,R可以相互相同或不同,表示烷基或芳基)所示的基团。
作为膦酰阳离子,可以举出例如
-P+R3
(式中,R可以相互相同或不同,表示烷基或芳基)所示的基团。
作为磺酰阳离子,可以举出例如
-S+R2
(式中,R可以相互相同或不同,表示烷基或芳基)所示的基团。
作为碘鎓阳离子,可以举出例如
-I+R2
(式中,R可以相互相同或不同,表示烷基或芳基)所示的基团。
式(2)中,Y2从原料单体的合成容易度以及原料单体及离子性聚合物相对于空气、湿气或热的稳定性的观点出发,优选为碳正离子、铵阳离子、膦酰阳离子、磺酰阳离子,更优选为铵阳离子。
式(2)中,Z2表示金属阳离子或可具有取代基的铵阳离子。作为金属阳离子,较理想为1价、2价或3价的离子,可以举出Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Ba、Ag、Al、Bi、Cu、Fe、Ga、Mn、Pb、Sn、Ti、V、W、Y、Yb、Zn、Zr等的离子。而且,作为铵阳离子可具有的取代基,可以举出甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基等碳原子数1至10的烷基。
式(2)中,M2表示F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、SO4 2-、HSO4 -、PO4 3-、HPO4 2-、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -
式(2)中,n2表示0以上的整数,较理想为0至6的整数,更理想为0至2的整数。
式(2)中,a2表示1以上的整数,b2表示0以上的整数。
选择a2及b2使式(2)所示的基团的电荷为0。例如M2为F-、Cl-、Br-、I-、OH-、RbSO3 -、RbCOO-、ClO-、ClO2 -、ClO3 -、ClO4 -、SCN-、CN-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -或PF6 -时,Z2为1价金属离子或可具有取代基的铵离子时,选择满足a2=b2+1,Z2为2价金属离子时,选择满足a2=2×b2+1,Z2为3价金属离子时,选择满足a2=3×b2+1。M2为SO4 2-、HPO4 2-时,Z2为1价金属离子或可具有取代基的铵离子时,选择满足b2=2×a2-1,Z2为3价金属离子时,选择满足2×a2=3×b2+1的关系。表示a2及b2的关系的上述任一数学式,a2较理想为1至3的整数,更理想为1或2。
Rb表示可以具有取代基的碳原子数1~30的烷基或者可以具有取代基的碳原子数6~50的芳基。作为这些基团可以具有的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。作为Rb的例,可列举如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基等碳原子数1至20的烷基、苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基等碳原子数6至30的芳基等。
作为所述式(2)所示的基团,例如以下的基。
-NMe2Et+X- -CH2-NMe2Et+X- -(CH2)2-NMe2Et+X- -(CH2)3-NMe2Et+X- -(CH2)4-NMe2Et+X-
-(CH2)5-NMe2Et+X- -(CH2)6-NMe2Et+X- -(CH2)7-NMe2Et+X- -(CH2)8-NMe2Et+X-
-O-CH2-NMe2Et+X- -O-(CH2)2-NMe2Et+X- -O-(CH2)3-NMe2Et+X- -O-(CH2)4-NMe2Et+X-
-O-(CH2)5-NMe2Et+X- -O-(CH2)6-NMe2Et+X- -O-(CH2)7-NMe2Et+X- -O-(CH2)8-NMe2Et+X-
Figure BDA00002942140200231
-NHMe2 +X- -CH2-NHMe2 +X- -(CH2)2-NHMe2 +X- -(CH2)3-NHMe2 +X- -(CH2)4-NHMe2 +X-
-(CH2)5-NHMe2 +X- -(CH2)6-NHMe2 +X- -(CH2)7-NHMe2 +X- -(CH2)8-NHMe2 +X-
-O-CH2-NHMe2 +X- -O-(CH2)2-NHMe2 +X- -O-(CH2)3-NHMe2 +X- -O-(CH2)4-NHMe2 +X-
-O-(CH2)5-NEt3 +X- -O-(CH2)6-NEt3 +X- -O-(CH2)7-NHMe2 +X- -O-(CH2)8-NHMe2 +X-
Figure BDA00002942140200232
-NEt3 +X- -CH2-NEt3 +X- -(CH2)2-NEt3 +X- -(CH2)3-NEt3 +X- -(CH2)4-NEt3 +X-
-(CH2)5-NEt3 +X- -(CH2)6-NEt3 +X- -(CH2)7-NEt3 +X- -(CH2)8-NEt3 +X-
-O-CH2-NEt3 +X- -O-(CH2)2-NEt3 +X- -O-(CH2)3-NEt3 +X- -O-(CH2)4-NEt3 +X-
-O-(CH2)5-NEt3 +X- -O-(CH2)6-NEt3 +X- -O-(CH2)7-NEt3 +X- -O-(CH2)8-NEt3 +X-
Me=CH3 Et=CH2CH3 X=F,Cl,Br,l,BPh4,CH3COO,CF3SO3
-NHEt2 +X- -CH2-NHEt2 +X- -(CH2)2-NHEt2 +X- -(CH2)3-NHEt2 +X- -(CH2)4-NHEt2 +X-
-(CH2)5-NHEt2 +X- -(CH2)6-NHEt2 +X- -(CH2)7-NHEt2 +X- -(CH2)8-NHEt2 +X-
-O-CH2-NHEt2 +X- -O-(CH2)2-NHEt2 +X- -O-(CH2)3-NHEt2 +X- -O-(CH2)4-NHEt2 +X-
-O-(CH2)5-NHEt2 +X- -O-(CH2)6-NHEt2 +X- -O-(CH2)7-NHEt2 +X- -O-(CH2)8-NHEt2 +X-
-NEtPh2 +X- -CH2-NEtPh2 +X- -(CH2)2-NEtPh2 +X- -(CH2)3-NEtPh2 +X- -(CH2)4-NEtPh2 +X-
-(CH2)5-NEtPh2 +X- -(CH2)6-NEtPh2 +X- -(CH2)7-NEtPh2 +X- -(CH2)8-NEtPh2 +X-
-O-CH2-NEtPh2 +X- -O-(CH2)2-NEtPh2 +X- -O-(CH2)3-NEtPh2 +X- -O-(CH2)4-NEtPh2 +X-
-O-(CH2)5-NEtPh2 +X- -O-(CH2)6-NEtPh2 +X- -O-(CH2)7-NEtPh2 +X- -O-(CH2)8-NEtPh2 +X-
-NHPh2 +X- -CH2-NHPh2 +X- -(CH2)2-NHPh2 +X- -(CH2)3-NHPh2 +X- -(CH2)4-NHPh2 +X-
-(CH2)5-NHPh2 +X- -(CH2)6-NHPh2 +X- -(CH2)7-NHPh2 +X- -(CH2)8-NHPh2 +X-
-O-CH2-NHPh2 +X- -O-(CH2)2-NHPh2 +X- -O-(CH2)3-NHPh2 +X- -O-(CH2)4-NHPh2 +X-
-O-(CH2)5-NHPh2 +X- -O-(CH2)6-NHPh2 +X- -O-(CH2)7-NHPh2 +X- -O-(CH2)8-NHPh2 +X-
Figure BDA00002942140200243
Et=CH2CH3 Ph=C6H5 X=F,Cl,Br,l,BPh4,CH3COO,CF3SO3
-式(3)所示的基团-
式(3)中,作为Q3所示的2价有机基团,可以举出与上述Q1所示的2价有机基团中例示的基团同样的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选2价的饱和烃基、亚芳基、亚烷氧基。
作为所述Q3所示的2价有机基团的例子而列举的基团可以具有取代基。作为该取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为所述Q3所示的2价有机基团,较理想为-(CH2)-所示的基团。
n3表示0以上的整数,较理想为0至20的整数,更理想为0至8的整数。
式(3)中,Y3表示-CN或式(4)至式(12)中任一者所示的基团。
式(4)至式(12)中,作为R’所示的2价烃基的例,可以举出例如亚甲基、亚乙基、1,2-亚丙基、1,3-亚丙基、1,2-亚丁基、1,3-亚丁基、1,4-亚丁基、1,5-亚戊基、1,6-亚己基、1,9-亚壬基、1,12-亚十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的2价饱和烃基;亚乙烯基、亚丙烯基、3-亚丁烯基、2-亚丁烯基、2-亚戊烯基、2-亚己烯基、2-亚壬烯基、2-亚十二碳烯基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数2~50的亚烯基,以及包括亚乙炔基的可以具有取代基的碳原子数2~50的2价不饱和烃基;亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基、亚金刚烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数3~50的2价环状饱和烃基;1,3-亚苯基、1,4-亚苯基、1,4-亚萘基、1,5-亚萘基、2,6-亚萘基、亚联苯基-4,4’-二基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~50的亚芳基;亚甲氧基、亚乙氧基、亚丙氧基、亚丁氧基、亚戊氧基、亚己氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚烷氧基等。
作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,这些多个存在的取代基可以相同或不同。
式(4)~(12)中,作为R”所示的1价烃基,可以举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基等。从离子性聚合物的溶解性的观点出发,优选甲基、乙基、苯基、1-萘基、2-萘基。作为所述取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,多个存在的取代基可以相同或不同。
式(5)中,作为R”’所示的3价烃基,可以举出例如次甲基(methanetriyl)、次乙基(ethanetriyl)、1,2,3-次丙基(propanetriyl)、1,2,4-次丁基(butanetriyl)、1,2,5-次戊基(ethanetriyl)、1,3,5-次戊基(pentanetriyl)、1,2,6-次己基(hexanetriyl)、1,3,6-次己基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的次烷基;1,2,3-苯三基、1,2,4-苯三基、1,3,5-苯三基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基等。从离子性聚合物的溶解性的观点出发,优选次甲基、次乙基、1,2,4-苯三基、1,3,5-苯三基。作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(4)至式(12)中,作为Rc,从离子性聚合物的溶解性的观点,较理想为甲基、乙基、苯基、1-萘基、2-萘基。
式(4)及式(5)中,a3表示1以上的整数,优选3~10的整数。式(6)~(12)中,a4表示0以上的整数。式(6)中,a4优选0~30的整数,更优选3~20的整数。式(7)~(10)中,a4优选0~10的整数,更优选0~5的整数。式(11)中,a4优选0~20的整数,更优选3~20的整数。式(12)中,a4优选0~20的整数,更优选0~10的整数。
作为Y3,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选-CN、式(4)所示的基团、式(6)所示的基团、式(10)所示的基团、或式(11)所示的基团,更优选式(4)所示的基团、式(6)所示的基团、或式(11)所示的基团,特别优选以下的基团。
-O-(CH2CH2O)2Me -O-(CH2CH2O)3Me -O-(CH2CH2O)4Me
-O-(CH2CH2O)5Me -O-(CH2CH2O)6Me -O-(CH2CH2O)7Me
-O-(CH2CH2O)2H -O-(CH2CH2O)3H -O-(CH2CH2O)4H
-O-(CH2CH2O)5H -O-(CH2CH2O)6H -O-(CH2CH2O)7H
Figure BDA00002942140200271
-离子性聚合物中的结构单元-
本发明所使用的离子性聚合物,较理想为所述式(13)所示的结构单元、所述式(15)所示的结构单元、所述式(17)所示的结构单元、所述式(20)所示的结构单元,所述结构单元在全部结构单元中具有15mol%至100mol%更理想。
·式(13)所示的结构单元
式(13)中,R1为包含式(14)所示的基团的1价基团,Ar1表示具有R1以外的取代基或不具有取代基的(2+n4)价的芳香族基,n4表示1以上的整数。
式(14)所示的基团可以直接键合于Ar1上,也可隔着规定的基团键合于Ar1上。作为该规定的基团,可列举如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚壬基、亚十二烷基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基、亚金刚烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚烷基;亚氧甲基、亚氧乙基、亚氧丙基、亚氧丁基、亚氧戊基、亚氧己基、亚氧壬基、亚氧十二烷基、亚环丙氧基、亚环丁氧基、亚环戊氧基、亚环己氧基、亚环壬氧基、亚环癸氧基、亚降冰片氧基、亚金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚氧烷基;可以具有取代基的亚氨基;可以具有取代基的亚甲硅基;可以具有取代基的亚乙烯基;亚乙炔基;可以具有取代基的次甲基;氧原子、氮原子、硫原子等杂原子等。
Ar1可以具有R1以外的取代基。作为该取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为所述Ar1所具有的R1以外的取代基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
式(13)中,n4表示1以上的整数,较理想为1至4的整数,更理想为1至3的整数。
作为式(13)中的Ar1所示的(2+n4)价的芳香族基,可以举出例如(2+n4)价的芳香族烃基、(2+n4)价的芳香族杂环基。其中,优选仅仅由碳原子构成、或由碳原子和选自氢原子、氮原子及氧原子中的1个以上的原子构成的(2+n4)价的芳香族基。作为(2+n4)价的芳香族基,可以举出例如从苯环、吡啶环、1,2-二嗪环、1,3-二嗪环、1,4-二嗪环、1,3,5-三嗪环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁唑环、氮杂二唑(azadiazole)环等单环式芳香环中除去了(2+n4)个氢原子后的(2+n4)价的基团;从稠合了选自单环式芳香环中的二个以上环而成的稠合多环式芳香环中除去了(2+n4)个氢原子后的(2+n4)价的基团;从用单键、亚乙烯基或亚乙炔基连结了选自单环式芳香环及稠合多环式芳香环中的二个以上芳香环而成的芳香环集合中除去了(2+n4)个氢原子后而成的(2+n4)价的基团;从由亚甲基、亚乙基、羰基等2价的基团桥连了稠合多环式芳香环或芳香环集合的相邻接的2个芳香环而成的具有桥连结构的桥连多环式芳香环中除去了(2+n4)个氢原子后的(2+n4)价的基团等。
作为单环式芳香环,可以举出例如以下的环。
Figure BDA00002942140200291
作为缩合多环式芳香环,例如可以举出以下的环。
Figure BDA00002942140200292
作为芳香环集合,可以举出例如以下的环。
Figure BDA00002942140200293
作为有桥多环式芳香环,可以举出例如以下的环。
Figure BDA00002942140200301
作为所述(2+n4)价的芳香族基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从式1~14、26~29、37~39或41所示的环中除去了(2+n4)个氢原子后的基团,更优选从式1~6、8、13、26、27、37或41所示的环中除去了(2+n4)个氢原子后的基团,再更优选从式1、37或41所示的环中除去了(2+n4)个氢原子后的基团。
式(14)中,作为R2所示的(1+m1+m2)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团;从具有含碳原子的取代基的氨基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团;从具有含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m1+m2)个氢原子后的基团。
作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
·式(15)所示的结构单元
式(15)中,R3为包含式(16)所示的基团的1价基团,Ar2表示具有R3以外的取代基或不具有取代基的(2+n5)价的芳香族基,n5表示1以上的整数。
式(16)所示的基团可以直接键合于Ar2,也可以隔着规定的基团键合于Ar2,作为所述规定的基团,可列举如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚壬基、亚十二烷基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基、亚金刚烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚烷基;亚氧甲基、亚氧乙基、亚氧丙基、亚氧丁基、亚氧戊基、亚氧己基、亚氧壬基、亚氧十二烷基、亚环丙氧基、亚环丁氧基、亚环戊氧基、亚环己氧基、亚环壬氧基、亚环癸氧基、亚降冰片氧基、亚金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚氧烷基;可以具有取代基的亚氨基;可以具有取代基的亚甲硅基;可以具有取代基的亚乙烯基;亚乙炔基;可以具有取代基的次甲基;氧原子、氮原子、硫原子等杂原子等。
所述Ar2可以具有R3以外的取代基。作为该取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为所述Ar2所具有的R3以外的取代基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
式(15)中,n5表示1以上的整数,优选为1至4的整数,更优选为1至3的整数。
作为式(15)中的Ar2所示的(2+n5)价的芳香族基,可以举出例如(2+n5)价的芳香族烃基、(2+n5)价的芳香族杂环基。其中,优选仅仅由碳原子构成、或由碳原子和选自氢原子、氮原子及氧原子中的1个以上的原子构成的(2+n5)价的芳香族基。作为(2+n5)价的芳香族基,可以举出例如从苯环、吡啶环、1,2-二嗪环、1,3-二嗪环、1,4-二嗪环、1,3,5-三嗪环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁唑环、氮杂二唑环等单环式芳香环中除去了(2+n5)个氢原子后的(2+n5)价的基团;从稠合了选自所述单环式芳香环中的二个以上的环而成的稠合多环式芳香环中除去了(2+n5)个氢原子后的(2+n5)价的基团;从用单键、亚乙烯基或亚乙炔基连结了选自单环式芳香环及该稠合多环式芳香环中的二个以上的芳香环而成的芳香环集合中除去了(2+n5)个氢原子后的(2+n5)价的基团;用亚甲基、亚乙基、羰基等2价基团桥连了稠合多环式芳香环或芳香环集合中的相邻的2个芳香环而成的具有桥连结构的桥连多环式芳香环中除去了(2+n5)个氢原子后的(2+n5)价的基团等。
作为单环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式1~12所示的环。
作为稠合多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式13~27所示的环。
作为芳香环集合,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式28~36所示的环。
作为桥连多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式37~44所示的环。
作为所述(2+n5)价的芳香族基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从式1~14、26~29、37~39或41所示的环中除去(2+n5)个氢原子后的基团,更优选从式1~6、8、13、26、27、37或41所示的环中除去了(2+n5)个氢原子后的基团,进一步优选从式1、37或41所示的环中除去了(2+n5)个氢原子后的基团。
式(16)中,m3及m4分别独立地表示1以上的整数。
式(16)中,作为R4所示的(1+m3+m4)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团;从具有含碳原子的取代基的氨基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团;从具有含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m3+m4)个氢原子后的基团。
作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
(式(17)所示的结构单元)
式(17)中,R5为包含式(18)所示的基团的1价基团,R6为包含式(19)所示的基团的1价基团,Ar3表示具有R5及R6以外的取代基或不具有取代基的(2+n6+n7)价芳香族基,n6及n7分别独立地表示1以上的整数。
式(18)所示的基团及式(19)所示的基团可以直接键合于Ar3,也可以隔着规定的基团键合于Ar3,作为该规定的基团,可列举如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚壬基、亚十二烷基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基、亚金刚烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚烷基;亚氧甲基、亚氧乙基、亚氧丙基、亚氧丁基、亚氧戊基、亚氧己基、亚氧壬基、亚氧十二烷基、亚环丙氧基、亚环丁氧基、亚环戊氧基、亚环己氧基、亚环壬氧基、亚环癸氧基、亚降冰片氧基、亚金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚氧烷基;可以具有取代基的亚氨基;可以具有取代基的亚甲硅基;可以具有取代基的亚乙烯基;亚乙炔基;可以具有取代基的次甲基;氧原子、氮原子、硫原子等杂原子等。
Ar3可以具有R5及R6以外的取代基。作为该取代基,可以举出与上述的Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为Ar3所具有的R5及R6以外的取代基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
式(17)中,n6表示1以上的整数,优选1~4的整数,更优选1~3的整数。
式(17)中,n7表示1以上的整数,优选1~4的整数,更优选1~3的整数。
作为式(17)中的Ar3所示的(2+n6+n7)价芳香族基,可以举出例如(2+n6+n7)价的芳香族烃基、(2+n6+n7)价的芳香族杂环基。其中,优选仅仅由碳原子构成,或者由碳原子和选自氢原子、氮原子及氧原子中的1个以上的原子构成的(2+n6+n7)价的芳香族基。作为该(2+n6+n7)价的芳香族基,可以举出例如从苯环、吡啶环、1,2-二嗪环、1,3-二嗪环、1,4-二嗪环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环、噁唑环等单环式芳香环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的(2+n6+n7)价的基团;从稠合了选自单环式芳香环中的二个以上的环而成的稠合多环式芳香环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的(2+n6+n7)价的基团;从用单键、亚乙烯基或亚乙炔基连结了选自单环式芳香环及稠合多环式芳香环中的二个以上的芳香环而成的芳香环集合中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的(2+n6+n7)价的基团;用亚甲基、亚乙基、羰基等2价基团团桥连了所述稠合多环式芳香环或该芳香环集合中的相邻的2个芳香环而成的具有桥连结构的桥连多环式芳香环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的(2+n6+n7)价的基团等。
作为单环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式1~5、式7~10所示的环。
作为稠合多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式13~27所示的环。
作为芳香环集合,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式28~36所示的环。
作为桥连多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式37~44所示的环。
作为所述(2+n6+n7)价的芳香族基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从式1~5、7~10、13、14、26~29、37~39或41所示的环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的基团,更优选从式1、37或41所示的环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的基团,进一步优选从式1、38或42所示的环中除去了(2+n6+n7)个氢原子后的基团。
式(18)中,R7表示单键或(1+m5)价的有机基团,优选(1+m5)价的有机基团。
式(18)中,作为R7所示的(1+m5)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了m5个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了m5个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了m5个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了m5个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了m5个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了m5个氢原子后的基团、从芳基中除去了m5个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了m5个氢原子后的基团。
作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(18)中,m5表示1以上的整数,其中,R7为单键时,m5表示1。
式(19)中,R8表示单键或(1+m6)价的有机基团,优选(1+m6)价的有机基团。
式(19)中,作为R8所示的(1+m6)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了m6个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了m6个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了m6个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了m6个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了m6个氢原子后的基团,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了m6个氢原子后的基团、从芳基中除去了m6个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了m6个氢原子后的基团。
作为这些基团中的取代基,可以举出与上述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(19)中,m6表示1以上的整数,其中,R8为单键时,m6表示1。
(式(20)所示的结构单元)
式(20)中,R9为包含式(21)所示的基团的1价基团,R10为包含式(22)所示的基团的1价基团,Ar4表示具有R9及R10以外的取代基或不具有取代基的(2+n8+n9)价的芳香族基,n8及n9分别独立地表示1以上的整数。
式(21)所示的基团及式(22)所示的基团可直接键合于Ar4,或者隔着规定的基团键合Ar4,所述规定的基团可列举如亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚壬基、亚十二烷基、亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环壬基、亚环十二烷基、亚降冰片基、亚金刚烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚烷基;亚氧甲基、亚氧乙基、亚氧丙基、亚氧丁基、亚氧戊基、亚氧己基、亚氧壬基、亚氧十二烷基、亚环丙氧基、亚环丁氧基、亚环戊氧基、亚环己氧基、亚环壬氧基、亚环癸氧基、亚降冰片氧基、亚金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的亚氧烷基;可以具有取代基的亚氨基;可以具有取代基的亚甲硅基;可以具有取代基的亚乙烯基;亚乙炔基;具有取代基的或不具有取代基的次甲基;氧原子、氮原子、硫原子等杂原子等。
Ar4可以具有R9及R10以外的取代基。作为该取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为Ar4所具有的R9及R10以外的取代基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选烷基、烷氧基、芳基、芳氧基、羧基或取代羧基。
式(20)中,n8表示1以上的整数,优选1~4的整数,更优选1~3的整数。
式(20)中,n9表示1以上的整数,优选1~4的整数,更优选1~3的整数。
作为式(20)中的Ar4所示的(2+n8+n9)价的芳香族基,可以举出例如(2+n8+n9)价的芳香族烃基、(2+n8+n9)价的芳香族杂环基。其中,优选仅仅由碳原子构成的,或者由碳原子和选自氢原子、氮原子及氧原子中的1个以上原子构成的(2+n8+n9)价的芳香族基。作为(2+n8+n9)价的芳香族基,可以举出例如从苯环、吡啶环、1,2-二嗪环、1,3-二嗪环、1,4-二嗪环、呋喃环、吡咯环、吡唑环、咪唑环等的单环式芳香环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的(2+n8+n9)价的基团;从稠合了选自单环式芳香环中的二个以上的环而成的稠合多环式芳香环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的(2+n8+n9)价的基团;从用单键、亚乙烯基或亚乙炔基连结了选自单环式芳香环及稠合多环式芳香环中的二个以上的芳香环而成的芳香环集合中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的(2+n8+n9)价的基团;用亚甲基、亚乙基、羰基等2价基团桥连了稠合多环式芳香环或该芳香环集合中的相邻的2个芳香环而成的具有桥连结构的桥连多环式芳香环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的(2+n8+n9)价的基团。
作为单环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式1~5、式7~10所示的环。
作为稠合多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式13~27所示的环。
作为芳香环集合,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式28~36所示的环。
作为桥连多环式芳香环,可以举出例如与式(13)所示的结构单元相关的说明中例示的式37~44所示的环。
作为所述(2+n8+n9)价的芳香族基,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从式1~5、7~10、13、14、26~29、37~39或41所示的环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的基团,更优选从式1~6、8、14、27、28、38或42所示的环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的基团,进一步优选从式1、37或41所示的环中除去了(2+n8+n9)个氢原子后的基团。
式(21)中,R11表示单键或(1+m7)价的有机基团,优选(1+m7)价的有机基团。
式(21)中,作为R11所示的(1+m7)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了m7个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了m7个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了m7个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了m7个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了m7个氢原子后的基团,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了m7个氢原子后的基团、从芳基中除去了m7个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了m7个氢原子后的基团。
作为这些基团中的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(21)中,m7表示1以上的整数,其中,R11为单键时,m7表示1。
式(22)中,R12表示单键或(1+m8)价的有机基团,优选(1+m8)价的有机基团。
式(22)中,作为R12所示的(1+m8)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等取代基或不具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了m8个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了m8个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了m8个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了m8个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了m8个氢原子后的基团,从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了m8个氢原子后的基团、从芳基中除去了m8个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了m8个氢原子后的基团。
作为所述取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。所述取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(22)中,m8表示1以上的整数,其中,R12为单键时,m8表示1。
(式(13)所示的结构单元的示例)
作为式(13)所示的结构单元,从得到的离子性聚合物的电子输送性的观点出发,优选式(23)所示的结构单元、式(24)所示的结构单元,更优选式(24)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200401
(式(23)中,R13表示(1+m9+m10)价的有机基团,R14表示1价的有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m9及m10分别独立地表示1以上的整数。Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别存在多个时,多个存在的Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3可以相同也可以不同。)
式(23)中,作为R13所示的(1+m9+m10)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m9+m10)个氢原子后的基团、从烷氧基除去了(m9+m10)个氢原子后的基团。
式(23)中,作为R14所示的1价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了1个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了1个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了1个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了1个氢原子后的基团;具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了1个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了1个氢原子后的基团、从芳基中除去了1个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了1个氢原子后的基团。
作为式(23)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200421
Figure BDA00002942140200431
(式(24)中,R13表示(1+m11+m12)价的有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m11及m12分别独立地表示1以上的整数,R13、m11、m12、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别存在多个时,多个存在的R13、m11、m12、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别可以相同也可以不同。)
式(24)中,作为R13所示的(1+m11+m12)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m11+m12)个氢原子后的基团。
作为式(24)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200441
Figure BDA00002942140200451
Figure BDA00002942140200461
Figure BDA00002942140200471
作为式(13)所示的结构单元,从得到的离子性聚合物的耐久性的观点出发,优选式(25)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200472
(式(25)中,R15表示(1+m13+m14)价的有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m13、m14及m15分别独立地表示1以上的整数,R15、m13、m14、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别存在多个时,这些多个存在的R15、m13、m14、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3可以分别相同或不同。)
式(25)中,作为R15所示的(1+m13+m14)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m13+m14)个氢原子后的基团。
作为式(25)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200491
(式(15)所示的结构单元的例)
作为式(15)所示的结构单元,从得到的离子性聚合物的电子输送性的观点出发,优选为式(26)所示的结构单元、式(27)所示的结构单元,更优选为式(27)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200492
(式(26)中,R16表示(1+m16+m17)价的有机基团,R17表示1价的有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m16及m17分别独立地表示1以上的整数,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3存在多个时,多个存在的Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可以分别相同或不同。)
式(26)中,作为R16所示的(1+m16+m17)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团。
式(26)中,作为R17所示的1价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了1个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了1个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了1个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了1个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了1个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了1个氢原子后的基团、从芳基中除去了1个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了1个氢原子后的基团。
作为式(26)所示的结构单元,可以举出例如以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200521
(式(27)中,R16表示(1+m16+m17)价的有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m16及m17分别独立地表示1以上的整数,R16、m16、m17、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分别存在多个时,多个存在的R16、m16、m17、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可以分别相同或不同。)
式(27)中,作为R16所示的(1+m16+m17)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m16+m17)个氢原子后的基团。
作为式(27)所示的结构单元,可列举如以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200541
Figure BDA00002942140200551
Figure BDA00002942140200561
作为式(15)所示的结构单元,从所得的离子性聚合物的耐久性的观点,较理想为式(28)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200562
(式(28)中,R18表示(1+m18+m19)价的有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m18、m19及m20分别独立地表示1以上的整数,R18、m18、m19、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分别存在多个时,多个存在R18、m18、m19、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可以分别相同或不同。)
式(28)中,作为R18所示的(1+m18+m19)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团;及具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m18+m19)个氢原子后的基团。
作为式(28)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200581
式(17)所示的结构单元的例
作为式(17)所示的结构单元,从所得的离子性聚合物的电子输送性的观点,较理想为式(29)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200591
(式(29)中,R19表示单键或(1+m21)价的有机基团,R20表示单键或(1+m22)价的有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m21及m22分别独立地表示1以上的整数,其中,R19为单键时,m21表示1,R20为单键时,m22表示1,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别存在多个时,这些多个存在的Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3可以分别相同或不同。)
式(29)中,作为R19所示的(1+m21)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m21)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m21)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m21)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m21)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m21)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m21)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m21)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m21)个氢原子后的基团。
式(29)中,作为R20所示的(1+m22)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m22)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m22)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m22)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m22)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m22)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m22)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m22)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m22)个氢原子后的基团。
作为式(29)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200611
作为式(17)所示的结构单元,从所得的离子性聚合物的耐久性的观点,较理想为式(30)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200612
(式(30)中,R21表示单键或(1+m23)价的有机基团,R22表示单键或(1+m24)价的有机基团,Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3表示与上述相同的含义,m23及m24分别独立地表示1以上的整数。其中,R21为单键时,m23表示1,R22为单键时,m24表示1,m25及m26分别独立地表示1以上的整数,m23、m24、R21、R22、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3分别存在多个时,这些多个存在的m23、m24、R21、R22、Q1、Q3、Y1、M1、Z1、Y3、n1、a1、b1及n3可以相同或不同。)
式(30)中,作为R21所示的(1+m23)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m23)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m23)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m23)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m23)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m23)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m23)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m23)个氢原子后的基团、或从烷氧基中除去了(m23)个氢原子后的基团。
式(30)中,作为R22所示的(1+m24)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m24)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m24)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m24)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m24)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m24)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m24)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m24)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m24)个氢原子后的基团。
作为式(30)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200641
式(20)所示的结构单元的例
作为式(20)所示的结构单元,从所得的离子性聚合物的电子输送性的观点,较理想为式(31)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200651
(式(31)中,R23表示单键或(1+m27)价的有机基团,R24表示单键或(1+m28)价的有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m27及m28分别独立地表示1以上的整数。其中,R23为单键时,m27表示1,R24为单键时,m28表示1,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分别存在多个时,多个存在的Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可以分别相同或不同。)
式(31)中,作为R23所示的(1+m27)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m27)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m27)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m27)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m27)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m27)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m27)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m27)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m27)个氢原子后的基团。
式(31)中,作为R24所示的(1+m28)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m28)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m28)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m28)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m28)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m28)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m28)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m28)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m28)个氢原子后的基团。
作为式(31)所示的结构单元,可以举出以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200661
作为式(20)所示的结构单元,从所得的离子性聚合物的耐久性的观点,较理想为式(32)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140200671
(式(32)中,R25表示单键或(1+m29)价的有机基团,R26表示单键或(1+m30)价的有机基团,Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3表示与上述相同的含义,m29及m30分别独立地表示1以上的整数。其中,R25为单键时,m29表示1,R26为单键时,m30表示1,m31及m32分别独立地表示1以上的整数,m29、m30、R25、R26、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3分别存在多个时,多个存在的m29、m30、R25、R26、Q2、Q3、Y2、M2、Z2、Y3、n2、a2、b2及n3可以相同或不同。)
式(32)中,作为R25所示的(1+m29)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m29)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m29)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m29)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m29)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m29)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m29)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m29)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m29)个氢原子后的基团。
式(32)中,作为R26所示的(1+m30)价的有机基团,可以举出例如从甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~20的烷基中除去了(m30)个氢原子后的基团;从苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数6~30的芳基中除去了(m30)个氢原子后的基团;从甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、壬氧基、十二烷氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基、环壬氧基、环十二烷氧基、降冰片氧基、金刚烷氧基及这些基团中的至少1个氢原子被取代基取代后的基团等可以具有取代基的碳原子数1~50的烷氧基中除去了(m30)个氢原子后的基团;从具有包含碳原子的取代基的氨基中除去了(m30)个氢原子后的基团;及从具有包含碳原子的取代基的甲硅烷基中除去了(m30)个氢原子后的基团。从原料单体的合成容易度的观点出发,优选从烷基中除去了(m30)个氢原子后的基团、从芳基中除去了(m30)个氢原子后的基团、从烷氧基中除去了(m30)个氢原子后的基团。
作为式(32)所示的结构单元,可以举出例如以下的结构单元。
Figure BDA00002942140200691
·其他结构单元
本发明所使用的离子性聚合物,可更具有式(33)所示的1种以上的结构单元。
Figure BDA00002942140200701
(式(33)中,Ar5表示可以具有取代基的2价的芳香族基,或者,可以具有取代基的2价的芳香族胺残基,X’表示可以具有取代基的亚氨基、可以具有取代基的亚甲硅基、可以具有取代基的亚乙烯基或亚乙炔基,m33及m34分别独立地表示0或1,其中,m33及m34中的至少一个为1。)
作为式(33)中的Ar5所示的2价的芳香族基,可以举出例如2价的芳香族烃基及2价的芳香族杂环基。作为该2价的芳香族基,可以例如从苯环、吡啶环、1,2-二嗪环、1,3-二嗪环、1,4-二嗪环、1,3,5-三嗪环、呋喃环、吡咯环、噻吩环、吡唑环、咪唑环、噁唑环、噁二唑环、氮杂二唑环等单环式芳香环中除去了2个氢原子后的2价基团;从稠合了选自该单环式芳香环中的二个以上而成的稠合多环式芳香环中除去了2个氢原子后的2价基团;从用单键、亚乙烯基或亚乙炔基连结了选自单环式芳香环及稠合多环式芳香环中的2个以上的芳香环而成的芳香环集合中除去了2个氢原子而成的2价基团;及从用亚甲基、亚乙基、羰基、亚氨基等的2价基团桥连了稠合多环式芳香环或芳香环集合的相邻接的2个芳香环而成的具有桥连结构的桥连多环式芳香环中除去了2个氢原子后的2价基团。
所述稠合多环式芳香环中,稠合的单环式芳香环的数,从离子性聚合物的溶解性的观点出发,优选为2~4,更优选为2~3,进一步优选为2。所述芳香环集合中,所连结的芳香环的数,从溶解性的观点出发,优选为2~4,更优选为2~3,进一步优选为2。所述桥连多环式芳香环中,所桥连的芳香环的数,从离子性聚合物的溶解性的观点出发,优选为2~4,更优选为2~3,进一步优选为2。
作为所述单环式芳香环,可以举出例如以下的环。
Figure BDA00002942140200711
作为所述缩合多环式芳香环,可列举如以下的环。
Figure BDA00002942140200712
作为所述芳香环集合,可列举如以下的环。
Figure BDA00002942140200721
作为所述有桥多环式芳香环,可列举如以下的环。
Figure BDA00002942140200722
从所述离子性聚合物的受电子性及受空穴性中的任一方或双方的观点出发,Ar5所示的2价的芳香族基优选从式45~60、61~71、77~80、91、92、93或96所示的环中除去了2个氢原子后的2价基团,更优选从式45~50、59、60、77、80、91、92或96所示的环中除去了2个氢原子后的2价基团。
上述的2价的芳香族基可以具有取代基。作为该取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。
作为式(33)中的Ar5所示的2价芳香族胺残基,可以举出例如式(34)所示的基团。
Figure BDA00002942140200731
(式(34)中,Ar6、Ar7、Ar8及Ar9分别独立地表示可以具有取代基的亚芳基,或者可以具有取代基的2价的杂环基,Ar10、Ar11及Ar12分别独立地表示可以具有取代基的芳基,或者可以具有取代基的1价杂环基,n10及m35分别独立地表示0或1。)
作为亚芳基、芳基、2价的杂环基及1价杂环基可以具有的取代基,可以举出例如卤素原子、烷基、烷氧基、烷硫基、芳基、芳氧基、芳硫基、芳基烷基、芳基烷氧基、芳基烷硫基、烯基、炔基、芳基烯基、芳基炔基、酰基、酰氧基、酰胺基、酸亚胺基、亚胺残基、取代氨基、取代甲硅烷基、取代甲硅烷氧基、取代甲硅烷基硫基、取代甲硅烷基氨基、氰基、硝基、1价杂环基、杂芳氧基、杂芳硫基、烷氧基羰基、芳基氧基羰基、芳基烷氧基羰基、杂芳基氧基羰基及羧基等。取代基,可以为乙烯基、乙炔基、丁烯基、丙烯酰基、丙烯酸酯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰基、甲基丙烯酸酯基、甲基丙烯酰胺基、乙烯基醚基、乙烯基氨基、硅醇基、具有小元环(环丙基、环丁基、环氧基、氧杂环丁烷基、二酮基、环硫基等)的基团、内酯基、内酰胺基或含有硅氧烷衍生物结构的基团等交联基。
n10为0时,Ar6中的碳原子与Ar8中的碳原子分别可以直接键合到氮原子,也可隔着-Q-及-S-等2价基团键合到氮原子。
作为Ar10、Ar11、Ar12所示的芳基及1价杂环基,可列举与上述作为取代基而说明示例时的芳基及1价杂环基相同的基团。
作为Ar6、Ar7、Ar8、Ar9所示的亚芳基,可以举出从芳香烃中除去了键合于构成芳香环的碳原子上的2个氢原子后剩余的原子团。可以举出例如具有苯环的基团、具有稠环的基团、独立的苯环或稠环2个以上隔着单键或2价的有机基团(例如、亚乙烯基等亚烯基)而键合的基团等。亚芳基的碳原子数优选为6~60,更优选为7~48。作为亚芳基的具体例,可以举出亚苯基、亚联苯基、C1~C17烷氧基亚苯基、C1~C17烷基亚苯基、1-亚萘基、2-亚萘基、1-亚蒽基、2-亚蒽基、9-亚蒽基。所述亚芳基中的氢原子可以被氟原子取代。作为所述氟原子取代亚芳基,可以举出例如四氟亚苯基。亚芳基中,优选亚苯基、亚联苯基、C1~C12烷氧基亚苯基、或C1~C12烷基亚苯基。
作为Ar6、Ar7、Ar8、Ar9所示的2价杂环基,可以举出从杂环式化合物中除去了2个氢原子后剩余的原子团。在此,杂环式化合物是指在具有环式结构的有机化合物中,作为构成环的元素不仅仅包含碳原子,还包含氧原子、硫原子、氮原子、磷原子、硼原子、硅原子、硒原子、碲原子、砷原子等杂原子的有机化合物。2价的杂环基可以具有取代基。2价杂环基的碳原子数通常为4~60,优选为4~20。予以说明,2价杂环基的碳原子数不包含取代基的碳原子数。作为该2价杂环基,可以举出例如噻吩二基、C1~C12烷基噻吩二基、吡咯二基、呋喃二基、吡啶二基、C1~C12烷基吡啶二基、哒嗪二基、嘧啶二基、吡嗪二基、三嗪二基、吡咯烷二基、哌啶二基、喹啉二基、异喹啉二基,其中,更优选噻吩二基、C1~C12烷基噻吩二基、吡啶二基及C1~C12烷基吡啶二基。
含有2价的芳香族胺残基作为结构单元的离子性聚合物还可具有其他的结构单元。作为其他的结构单元,可以举出例如亚苯基及芴二基等亚芳基等。予以说明,这些离子性聚合物中,优选含有交联基。
另外,作为式(34)所示的2价的芳香族胺残基,可以例示从下式101~110所示的芳香族胺中除去了2个氢原子后的基团。
Figure BDA00002942140200751
式101~110所示的芳香族胺,在能够生成2价芳香族胺残基的范围内可以具有取代基。作为该取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
式(33)中,X’表示可以具有取代基的亚氨基、可以具有取代基的亚甲硅基、可以具有取代基的亚乙烯基或亚乙炔基。作为亚氨基、甲硅烷基或亚乙烯基可以具有的取代基,可以举出例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、环己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、3,7-二甲基辛基及十二烷基等碳原子数1~20的烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基及9-蒽基等碳原子数6~30的芳基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
从离子性聚合物对空气、湿气或热的稳定性的观点出发,X’优选亚氨基、亚乙烯基、亚乙炔基。
从离子性聚合物的受电子性、受空穴性的观点出发,m33优选为1,m34优选为0。
作为式(33)所示的结构单元,从离子性聚合物的受电子性的观点出发,优选为式(35)所示的结构单元。
(式(35)中,Ar13表示可以具有取代基的吡啶二基、可以具有取代基的吡嗪二基、可以具有取代基的嘧啶二基、可以具有取代基的哒嗪二基、或者可以具有取代基的三嗪二基。)
作为吡啶二基可具有的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为吡嗪二基所具有的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为嘧啶二基可具有的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为哒嗪二基可具有的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
作为三嗪二基可具有的取代基,可以举出与所述Q1相关的说明中例示的取代基同样的取代基。取代基存在多个时,它们可以相同或不同。
(结构单元的比例)
本实施方式的离子性聚合物所含有的式(13)所示的结构单元、式(15)所示的结构单元、式(17)所示的结构单元及式(20)所示的结构单元的总比例,从有机EL元件的发光效率的观点出发,在除去末端的结构单元之外的该离子性聚合物中含有的全部结构单元(其中,)中,更优选为30~100mol%。
(末端的结构单元)
予以说明,作为本发明中使用的离子性聚合物的末端的结构单元(末端基),可以举出例如氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、己基、环己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、己氧基、环己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、3,7-二甲基辛氧基、十二烷氧基、甲硫基、乙硫基、丙硫基、异丙硫基、丁硫基、异丁硫基、仲丁硫基、叔丁硫基、戊硫基、己硫基、环己硫基、庚硫基、辛硫基、壬硫基、癸硫基、十二烷硫基、甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、异丙氧基苯基、丁氧基苯基、异丁氧基苯基、仲丁氧基苯基、叔丁氧基苯基、戊氧基苯基、己氧基苯基、环己氧基苯基、庚氧基苯基、辛氧基苯基、2-乙基己氧基苯基、壬氧基苯基、癸氧基苯基、3,7-二甲基辛氧基苯基、十二烷氧基苯基、甲基苯基、乙基苯基、二甲基苯基、丙基苯基、菜基、甲基乙基苯基、异丙基苯基、丁基苯基、异丁基苯基、叔丁基苯基、戊基苯基、异戊基苯基、己基苯基、庚基苯基、辛基苯基、壬基苯基、癸基苯基、十二烷基苯基、甲基氨基、二甲基氨基、乙基氨基、二乙基氨基、丙基氨基、二丙基氨基、异丙基氨基、二异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、仲丁基氨基、叔丁基氨基、戊基氨基、己基氨基、环己基氨基、庚基氨基、辛基氨基、2-乙基己基氨基、壬基氨基、癸基氨基、3,7-二甲基辛基氨基、十二烷基氨基、环戊基氨基、二环戊基氨基、环己基氨基、二环己基氨基、二(三氟甲基)氨基、苯基氨基、二苯基氨基、(C1至C12烷氧基苯基)氨基、二(C1至C12烷氧基苯基)氨基、二(C1至C12烷基苯基)氨基、1-萘基氨基、2-萘基氨基、五氟苯基氨基、吡啶基氨基、哒嗪基氨基、嘧啶基氨基、吡嗪基氨基、三嗪基氨基、(苯基-C1至C12烷基)氨基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)氨基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)氨基、二(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)氨基、二(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)氨基、1-萘基-C1至C12烷基氨基、2-萘基-C1至C12烷基氨基、三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、三异丙基甲硅烷基、异丙基二甲基甲硅烷基、异丙基二乙基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、戊基二甲基甲硅烷基、己基二甲基甲硅烷基、庚基二甲基甲硅烷基、辛基二甲基甲硅烷基、2-乙基己基二甲基甲硅烷基、壬基二甲基甲硅烷基、癸基二甲基甲硅烷基、3,7-二甲基辛基二甲基甲硅烷基、十二烷基二甲基甲硅烷基、(苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(C1至C12烷氧基苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(C1至C12烷基苯基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(1-萘基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(2-萘基-C1至C12烷基)甲硅烷基、(苯基-C1至C12烷基)二甲基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基、三(对二甲苯基)甲硅烷基、三苄基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、叔丁基二苯基甲硅烷基、二甲基苯基甲硅烷基、噻吩基、C1至C12烷基噻吩基、吡咯基、呋喃基、吡啶基、C1至C12烷基吡啶基、哒嗪基、嘧啶基、吡嗪基、三嗪基、吡咯烷基、哌啶基、喹啉基、异喹啉基、羟基、巯基、氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。所述末端的结构单元存在多个时,它们可以相同或不同。
-离子性聚合物的特性-
本发明中使用的离子性聚合物优选共轭化合物。本发明中使用的离子性聚合物为共轭化合物,是指该离子性聚合物在主链中包含多重键(例如双键、三键),或者氮原子、氧原子等具有的非共用电子对夹着一个单键而连在一起的区域。离子性聚合物为共轭化合物时,从共轭化合物的电子输送性的观点出发,{(多重键或非共用电子对夹着1个的单键而连在一起的区域中含有的主链上的原子数)/(主链上的总原子数)}×100%计算得到的优选为50%以上,更优选60%以上,更优选70%以上,更优选80%以上,进一步优选90%以上。
另外,本实施方式的离子性聚合物优选高分子化合物,更优选为共轭高分子化合物。在此,高分子化合物是指聚苯乙烯换算的数均分子量为1×103以上的化合物。另外,本发明中使用的离子性聚合物为共轭高分子化合物是指,该离子性聚合物为共轭化合物且高分子化合物。
从基于本实施方式的离子性聚合物的涂布的成膜性的观点出发,离子性聚合物的聚苯乙烯换算的数均分子量优选为1×103~1×108,更优选为2×103~1×107,再更优选为3×103~1×107,进一步优选为5×103~1×107。另外,从离子性聚合物的纯度的观点出发,聚苯乙烯换算的重均分子量优选为1×103~5×107,更优选为1×103~1×107,进一步优选为1×103~5×106。另外,从离子性聚合物的溶解性的观点出发,聚苯乙烯换算的数均分子量优选为1×103~5×105,更优选为1×103~5×104,再更优选为1×103~3×103。本发明中使用的离子性聚合物的聚苯乙烯换算的数均分子量及重均分子量可使用例如凝胶渗透色谱法(GPC)求得。
从本发明中使用的离子性聚合物的纯度的观点出发,除去末端结构单元的离子性聚合物中含有的总结构单元的数(即聚合度)优选为1以上20以下,更优选为1以上10以下,更优选为1以上5以下。
从本实施方式的离子性聚合物的受电子性、受空穴性的观点出发,离子性聚合物的最低未占分子轨道(LUMO)的轨道能量优选为-5.0eV以上-2.0eV以下,更优选为-4.5eV以上-2.0eV以下。另外,基于同样的观点,离子性聚合物的最高占有分子轨道(HOMO)的轨道能量优选为-6.0eV以上-3.0eV以下,更优选为-5.5eV以上-3.0eV以下。其中,HOMO的轨道能量比LUMO的轨道能量低。予以说明,离子性聚合物的最高占有分子轨道(HOMO)的轨道能量通过测定离子性聚合物的电离势,将得到的电离势作为该轨道能量而求得。另一方面,离子性聚合物的最低未占分子轨道(LUMO)的轨道能量通过求出HOMO与LUMO的能量差,将该值与上述测定的电离势之和作为该轨道能量而求得。电离势的测定使用光电子分光装置。另外,HOMO与LUMO的能量差使用紫外·可见·近红外分光光度计测定离子性聚合物的吸收光谱,通过其吸收末端求得。
本发明中使用的聚合物在电场发光元件中使用时,优选实质上是非发光性。在此,所述聚合物实质上为非发光性是指以下所述的意思。首先,制作具有含所述聚合物的层的电场发光元件A。另一方面,制作不具有含聚合物的层的电场发光元件2。电场发光元件A具有含所述聚合物的层,仅在电场发光元件2不具有含聚合物的层的方面,电场发光元件A与电场发光元件2不同。接着,向电场发光元件A及电场发光元件2施加10V的顺向电压测定发光光谱。求出针对电场发光元件2得到的发光光谱中具有最大峰值的波长λ。以波长λ的发光强度为1,将针对电场发光元件2得到的发光光谱标准化,对波长进行积分计算标准化发光量S0。另一方面,以波长λ的发光强度为1,将针对电场发光元件A得到的发光光谱也进行标准化,对波长进行积分计算标准化发光量S。以(S-S0)/S0×100%计算的值为30%以下时,即,与不具有含聚合物的层的电场发光元件2的标准化发光量相比,具有含聚合物的层的电场发光元件A的标准化发光量的增加份为30%以下时,使用的聚合物实质上为非发光性的。本实施方式的聚合物以(S-S0)/S0×100计算的值优选为15%以下,更优选为10%以下。
作为含有所述式(1)所示的基团及所述式(3)所示的基团的离子性聚合物,可以举出例如仅仅包含式(23)所示基团的离子性聚合物,包含选自式(23)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(24)所示的基团的离子性聚合物,包含选自式(24)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(25)所示的基团的离子性聚合物、包含选自式(25)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(29)所示的基团的离子性聚合物、包含选自式(29)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物、仅仅包含式(30)所示的基团的离子性聚合物,以及包含选自式(30)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物。
作为含有所述式(1)所示的基团及所述式(3)所示的基团的离子性聚合物,可以举出例如以下的高分子化合物。这些中,2种结构单元被斜线“/”区隔开的式子所示的高分子化合物中,左侧的结构单元的比例为pmol%、右侧的结构单元的比例为(100-p)mol%,这些结构单元呈随机排列。予以说明,以下的式中,n表示聚合度。
Figure BDA00002942140200811
Figure BDA00002942140200821
Figure BDA00002942140200831
Figure BDA00002942140200841
Figure BDA00002942140200851
Figure BDA00002942140200861
Figure BDA00002942140200871
(式中,p表示15至100的数。)
作为包含式(2)所示的基团及所述式(3)所示的基团的离子性聚合物,可以举出例如仅仅包含式(26)所示基团的离子性聚合物,包含选自式(26)所示基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(27)所示基团的离子性聚合物,包含选自式(27)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(28)所示的基团的离子性聚合物,包含选自式(28)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(31)所示的基团的离子性聚合物、包含选自式(31)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物,仅仅包含式(32)所示的基团的离子性聚合物,及包含选自从式(32)所示的基团及从式45~50、59、60、77、80、91、92、96、101~110所示的基团中除去了2个氢原子后的基团中的1种以上基团的离子性聚合物。
作为包含式(2)所示的基团及式(3)所示的基团的离子性聚合物,可以举出例如以下的高分子化合物。这些中,2种结构单元用斜线“/”区隔开的式子所示的高分子化合物中,左侧的结构单元的比例为pmol%、右侧的结构单元的比例为(100-p)mol%,这些结构单元呈随机排列。予以说明,以下的式中,n表示聚合度。
Figure BDA00002942140200901
Figure BDA00002942140200911
Figure BDA00002942140200931
(式中,p表示15至100的数。)
-离子性聚合物的制造方法-
接着,对制造本发明中使用的离子性聚合物的方法进行说明。作为用于制造本发明中使用的离子性聚合物的适合的方法,可以选择使用例如以下述式(36)所示的化合物作为原料之一使其缩聚的方法,其中,作为式(36)所示的化合物,含有-Aa-为式(13)所示的结构单元的化合物、-Aa-为式(15)所示的结构单元的化合物、-Aa-为式(17)所示的结构单元的化合物及-Aa-为式(20)所示的结构单元的化合物中的至少一种作为必须原料。
Y4-Aa-Y5    (36)
(式(36)中,Aa表示含有选自式(1)所示的基团及式(2)所示的基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的重复单元,Y4及Y5分别独立地表示参与缩聚的基团。)
另外,使本实施方式中的离子性聚合物中含有式(36)中-Aa-所示的结构单元的同时也含有-Aa-以外的其他结构单元时,使用作为-Aa-以外的其他结构单元的、具有2个与缩聚相关的取代基的化合物,使其与式(36)所示的化合物同时共存并进行缩聚即可。
作为为含有上述其他结构单元而使用的具有2个可缩聚的取代基的化合物,可以例示式(37)所示的化合物。由此,通过除了使Y4-Aa-Y5所示的化合物缩聚之外,还使式(37)所示的化合物缩聚,可制造还具有-Ab-所示的结构单元的本发明中使用的离子性聚合物。
Y6-Ab-Y7     (37)
(式(37)中,Ab为所述通式(33)所示的结构单元或通式(35)所示的结构单元,Y6及Y7分别独立地表示参与缩聚的基团。)
作为该参与缩聚的基团(Y4、Y5、Y6及Y7),可列举如氢原子、卤原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、硼酸酯残基、锍甲基、鏻甲基、磷酸酯甲基、单卤化甲基、-B(OH)2、甲酰基、氰基、乙烯基等。
作为可以选择作为该参与缩聚的基团的卤素原子,可以举出例如氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
另外,作为可以选择作为参与缩聚的基团的烷基磺酸酯基,可以例示甲烷磺酸酯基、乙烷磺酸酯基及三氟甲烷磺酸酯基,作为芳基磺酸酯基,可以例示苯磺酸酯基及对甲苯磺酸酯基。
作为可以选择作为参与缩聚的基团的芳基烷基磺酸酯基,可以例示苄基磺酸酯基。
另外,作为可以选择作为参与缩聚的基团的硼酸酯残基,可以例示例如下式所示的基团。
Figure BDA00002942140200951
进而,作为可以选择作为与所述缩聚相关的基团的巯甲基,可以例示下式:
-CH2S+Me2E-或-CH2S+Ph2E-
(式中,E表示卤素原子。Ph表示苯基,以下同。)所示的基团。
另外,作为可以选择作为与所述缩聚相关的基团的膦甲基,可以例示下式:
-CH2P+Ph3E-
(式中,E表示卤原子。)所示的基团。
另外,作为可以选择与所述缩聚相关的基团的膦酸酯甲基,可以例示下式:
-CH2PO(ORd)2
(式中,Rd表示烷基、芳基或芳基烷基。)所示的基团。
进而作为可以选择作为与所述缩聚相关的基团的单卤化甲基,可以例示氟化甲基、氯化甲基、溴化甲基、及碘化甲基。
进而,作为参与缩聚的基团而优选的基团,根据聚合反应的种类的不同而不同。例如,在Yamamoto偶联反应等使用0价镍络合物时,可以举出卤素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、或芳基烷基磺酸酯基。另外,在Suzuki偶联反应等使用镍催化剂或钯催化剂时,作为参与缩聚的基团而优选的基团,可以举出例如烷基磺酸酯基、卤素原子、硼酸酯残基、或-B(OH)2等。使用氧化剂或进行电化学的氧化聚合时,作为参与缩聚的基团而优选的基团,可以举出氢原子。
制造本发明中使用的离子性聚合物时,可采用例如将具有多个参与缩聚的基团的所述通式(36)或(37)所示的化合物(单体)根据需要溶解于有机溶剂中,使用碱或适当的催化剂,在有机溶剂的融点以上沸点以下的温度下反应的聚合反应。作为此类聚合方法,可以采用例如、“オルガニツクリアクションズ(OrganicReactions)”,第14卷,270-490页,ジョンワイリ一アンドサンズ(JohnWiley&Sons,Inc.),1965年、“オルガニツクシンセシス(OrganicSyntheses)”,コレクテイブ第6卷(CollectiveVolumeVI),407-411页,ジョンワイリ一アンドサンズ(JohnWiley&Sons,Inc.),1988年、ケミ力ルレビユ一(Chem.Rev.),第95卷,2457页(1995年)、ジヤ一ナルオブオルガノメタリツクケミストリ一(J.Organomet.Chem.),第576卷,147页(1999年)、マクロモレキユラ一ケミストリ一マクロモレキユラ一シンポジウム(Macromol.Chem.,Macromol.SymP.),第12卷,229页(1987年)中记载的公知的方法。
另外,在制造本发明中使用的离子性聚合物时,可根据参与缩聚的基团,采用已知的缩聚反应。作为此类聚合方法,可以举出例如将所述单体利用Suzuki偶联反应进行聚合的方法、利用Grignard反应进行聚合的方法、利用Ni(0)络合物进行聚合的方法、利用FeCl3等氧化剂进行聚合的方法、电化学地进行氧化聚合的方法、以及基于具有适当的脱离基的中间体高分子的分解来进行的方法。此类聚合反应中,利用Suzuki偶联反应进行聚合的方法、利用Grignard反应进行聚合的方法、或利用镍零价络合物进行聚合的方法,从容易控制得到的离子性聚合物的结构的方面优选。
本实施方式的离子性聚合物的优选制造方法的一个方案为,作为参与缩聚的基团,可以使用具有选自卤素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基及芳基烷基磺酸酯基中的基团的原料单体,在镍零价络合物的存在下进行缩聚,制造离子性聚合物的方法。作为使用于此类方法的原料单体,可以举出例如二卤化物、双(烷基磺酸酯)化合物、双(芳基磺酸酯)化合物、双(芳基烷基磺酸酯)化合物、卤素-烷基磺酸酯化合物、卤素-芳基磺酸酯化合物、卤素-芳基烷基磺酸酯化合物、烷基磺酸酯-芳基磺酸酯化合物、烷基磺酸酯-芳基烷基磺酸酯化合物及芳基磺酸酯-芳基烷基磺酸酯化合物。
作为离子性聚合物的优选制造方法的另一方案为下述的方法:使用具有选自卤素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基、芳基烷基磺酸酯基、-B(OH)2及硼酸酯残基中的基团作为参与缩聚的基团,并且全原料单体所具有的卤素原子、烷基磺酸酯基、芳基磺酸酯基及芳基烷基磺酸酯基的总mol数(J)与-B(OH)2及硼酸酯残基的总mol数(K)之比实质上为1(通常K/J为0.7~1.2的范围)的原料单体,在镍催化剂或钯催化剂的存在下进行缩聚,制造离子性聚合物的方法。
作为有机溶剂,根据使用的化合物、反应的不同而不同,通常为了抑制副反应,优选使用充分实施了脱氧处理的有机溶剂。在制造离子性聚合物时,优选使用此类有机溶剂在不活泼气氛下使反应进行。另外,有机溶剂中,优选与所述脱氧处理同样地进行脱水处理。不过,并不限定于Suzuki偶联反应等与水的2相系中反应的情况。
作为此类的有机溶剂,可以例示戊烷、己烷、庚烷、辛烷、环己烷等饱和烃;苯、甲苯、乙基苯、二甲苯等不饱和烃;四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、氯丁烷、溴丁烷、氯戊烷、溴戊烷、氯己烷、溴己烷、氯环己烷、溴环己烷等卤代饱和烃;氯苯、二氯苯、三氯苯等卤代不饱和烃;甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、叔丁醇等醇类;甲酸、乙酸、丙酸等羧酸类;二甲基醚、二乙基醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、四氢吡喃、二噁烷等醚类;三甲基胺、三乙基胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、吡啶等胺类;N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基乙酰胺、N-甲基吗啉氧化物等酰胺类。这些有机溶剂可单独使用1种,也可混合使用2种以上。另外,此类有机溶剂中,从反应性的观点出发,更优选醚类,进一步优选四氢呋喃或二乙基醚,从反应速度的观点出发,有机溶剂优选甲苯或二甲苯。
在制造所述离子性聚合物时,为了使原料单体反应,优选添加碱或适当的催化剂。此类碱或催化剂根据采用的聚合方法等选择即可。作为此类碱或催化剂,优选充分地溶解于反应所使用的溶剂中。另外,作为混合碱或催化剂的方法,可以例示例如将反应液在氩、氮等不活泼气氛下进行搅拌的同时缓慢地添加碱或催化剂的溶液,或缓慢地在碱或催化剂的溶液中添加反应液的方法。
本实施方式的离子性聚合物中,聚合活性基原样残留在末端基,则可能所得到的发光元件的发光特性、寿命特性差,因此,末端基也可用稳定基团进行保护。由此,用稳定基团保护末端基时,离子性聚合物为共轭化合物时,优选具有与该离子性聚合物的主链的共轭结构连续的共轭键。作为此类结构,可以举出例如隔着碳-碳键结合与芳基或杂环基结合的结构。作为此类保护末端基的稳定基团,可以举出例如日本特开平9-45478号公报中化10的结构式所示的1价芳香族化合物基等取代基。
作为制造包含式(1)所示的结构单元的离子性聚合物的其他优选的方法,可以举出例如在第1工序中使不具有阳离子的离子性聚合物聚合,在第2工序中由该离子性聚合物制造含有阳离子的离子性聚合物的方法。作为第1工序中对不具有阳离子的离子性聚合物进行聚合的方法,可以举出上述缩聚反应。作为第2工序的反应,可以举出例如基于金属氢氧化物、烷基氢氧化铵等进行的水解反应。
作为制造含有式(2)所示的基团的离子性聚合物的其他的优选方法,可以举出例如第1工序使不具有离子的聚合物进行聚合,在第2工序中由该离子性聚合物制造含有离子的离子性聚合物的方法。作为第1工序的使不具有离子的离子性聚合物进行聚合的方法,可以举出上述缩聚反应。作为第2工序的反应,可以举出例如使用卤代烷基的胺的季铵氯化反应、及基于SbF5的卤素夺取反应。
本实施方式的离子性聚合物由于电荷的注入性、输送性优良,因而可获得以高亮度发光的元件。
作为形成含有离子性聚合物的层的方法,可以举出例如使用含有离子性聚合物的溶液进行成膜的方法。
作为由此类溶液进行成膜中使用的溶剂,除水之外,优选醇类、醚类、酯类、腈化合物类、硝基化合物类、卤代烷基类、卤代芳基类、硫醇类、硫醚类、亚砜类、硫酮类、酰胺类、羧酸类等溶剂中溶解度参数为9.3以上的溶剂。作为该溶剂的例(各括弧内的值表示各溶剂的溶解度参数的值),可以举出甲醇(12.9)、乙醇(11.2)、2-丙醇(11.5)、1-丁醇(9.9)、叔丁醇(10.5)、乙腈(11.8)、1,2-乙二醇(14.7)、N,N-二甲基甲酰胺(11.5)、二甲基亚砜(12.8)、乙酸(12.4)、硝基苯(11.1)、硝基甲烷(11.0)、1,2-二氯乙烷(9.7)、二氯甲烷(9.6)、氯苯(9.6)、溴苯(9.9)、二噁烷(9.8)、碳酸丙烯酯(13.3)、吡啶(10.4)、二硫化碳(10.0)、及这些溶剂的混合溶剂。在此,对于混合2种溶剂(设为溶剂1及溶剂2)而成的混合溶剂而言,该混合溶剂的溶解度参数(δm)利用
Figure BDA00002942140200981
求出(δ1为溶剂1的溶解度参数、
Figure BDA00002942140200991
为溶剂1的体积分率、δ2为溶剂2的溶解度参数、
Figure BDA00002942140200992
为溶剂2的体积分率。)
包含离子性聚合物的层的厚度随着使用的离子性聚合物的不同而最适值不同,以驱动电压与发光效率成为最适度的值的方式进行选择即可,优选为不发生针孔的厚度。从减小元件的驱动电压的观点出发,膜厚优选为1nm~1μm,更优选为2nm~500nm,进一步优选为2nm~200nm。从保护发光层的观点出发,该厚度优选为5nm~1μm。
(电子注入层)
电子注入层44为具有改善从阴极34的电子注入效率的功能的层。电子注入层44包含改善电子注入效率的离子性聚合物。电子注入层44设置于阴极34与发光层50之间,与阴极34接合设置。
电子注入层44可使用将所述离子性聚合物溶解于任意适当的溶剂中而成的涂敷液,并利用涂布法来形成。作为此类溶剂,优选除去上述水之外的溶解度参数为9.3以上的溶剂。
作为涂布法的例,可以举出旋涂法、流延法、微型凹版涂布法、凹版涂布法、棒涂法、辊涂法、绕线棒涂布法、浸涂法、喷涂法、丝网印刷法、柔版印刷法、胶版印刷法、喷墨印刷法等。
(第一基材以及第二基材)
第一基材22以及第二基材24,可为硬式基板,也可为可挠式基板,也可为薄膜。于薄膜的情况下,可使用将长条薄膜卷成辊(卷出辊)的辊状的结构体作为材料。
通过使用可挠式基板、薄膜,可实现整体为可挠性的装置。
第一基材22以及第二基材24中的至少一方,可使用显示光透射性的基材。从第一基材22以及第二基材24中的至少一方采光时,作为与取出从发光层50射出的光的采光侧在厚度方向相反的一侧的基材,可使用不透光的不透明基材。于本说明书中,所谓“光”是指1nm至1mm左右的波长范围的电磁波。所谓“显示光透射性”,是指入射至该构件的规定波长的光中至少有一部分射出。第一基板20优选对可见光显示光透射性。所谓“可见光”,是指人的肉眼可以感受到的电磁波。可见光的波长,一般为360nm至830nm左右。第一基板20的光透射率高较理想,例如为10%以上,25%以上较理想,50%以上更理想。
作为第一基材22以及第二基材24,可使用显示光透射性的绝缘性基板,例如可使用玻璃基板。再者,也可使用石英基板、塑料基板等。
第一基材22、第二基材24使用长条的基材时,适合使用由无色透明的树脂材料构成的薄膜等可卷绕成辊状的绝缘性材料所构成的基材,其材料无特别限制。作为此类长条基材中使用的树脂材料,可以举出例如聚醚砜(PES);聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)等聚酯树脂;聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、环状烯烃等聚烯烃树脂;聚酰胺树脂;聚碳酸酯树脂;聚苯乙烯树脂;聚乙烯醇树脂;乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的皂化物;聚丙烯腈树脂;缩醛树脂;聚酰亚胺树脂;环氧树脂。
这些树脂材料中,因耐热性高、线膨胀率小、制造成本低,以聚酯树脂、聚烯烃树脂较理想,聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯特别理想。而且,这些树脂材料,可单独1种使用,也可组合2种以上使用。
第一基材22以及第二基材24的厚度,无特别限制,考虑制造工序时的稳定性,可适当地设定。第一基材22以及第二基材24的厚度,较理想为5μm至500μm的范围,更理想为50μm至200μm的范围,特别理想为50μm至100μm的范围,
第一基材22以及第二基材24优选选择由相同的材料构成者。第一基材22以及第二基材24由相同的材料构成时,因线膨胀率等物性相等,于后述制造工序中,第一基材22以及第二基材24可抵销互相的应力。而且,可防止、减少翘曲的产生。由此,可有效地减少施加于阳极32、阴极34、层叠结构体60的应力。
(阳极以及阴极)
取出从发光层50射出的光的采光侧的电极(阳极以及阴极中的至少1方),为显示光透射性的电极。
阳极32为透明电极或半透明电极所构成时,可使用导电度高的金属氧化物、金属硫化物、金属的薄膜,适合利用透射率高者,根据所使用的有机层,可适当选择。具体地,可使用例如氧化铟、氧化锌、氧化锡以及这些的复合体的铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物等导电性膜;NESA等、金、铂、银、铜等。较理想为ITO、铟锌氧化物、氧化锡。作为制作方法,可列举如真空蒸镀法、溅镀法、离子镀法、电镀法等。而且,作为该阳极,也可使用聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物等有机透明导电膜。
阳极的厚度,考虑光的透射性及导电度,可适当选择。阳极的厚度,例如为10nm至10μm,较理想为20nm至1μm,更理想为50nm至500nm。
作为阴极34的材料,除传统可利用的功函数小的材料外,也可利用功函数大的材料。作为阴极34的材料,可使用例如镁、铝、钪、钒、锌、钇、铟、铈、钐、铕、铽、镱、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钼、钯、银、锡、钽、钨、铱、铂、金、铅、铋等金属,或上述金属中2种以上的合金,或石墨或石墨层间化合物等。金属中不易氧化的材料较理想,钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锆、铌、钼、钯、银、锡、钽、钨、铱、铂、金、铅、铋等较理想。而且,可利用导电性氧化物ITO、ZnO、ZTO、IZTO等。阴极可为2层以上的层叠结构。
作为合金的例,可以举出镁-银合金、镁-铟合金、镁-铝合金、铟-银合金等。
阴极34的形成,可依据选择的材料,选择蒸镀法等任意适合的形成方法。阴极34可通过使用涂敷液的涂布法形成。
作为通过涂布法形成阴极34时可适合利用的导电性材料,可列举如导电性高分子材料。作为导电性高分子材料,较理想为包含乙烯二氧噻吩(ethylenedioxythiophene)的高分子化合物。作为导电性高分子材料,具体地优选能够作为空穴注入层的构成材料使用的3,4-聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)以及聚苯乙烯磺酸(PSS)(混合比例;PEDOT∶PSS=1∶20)[Bayer公司制、商品名“Baytron-p”]的混合材料。可使用如此的导电性高分子材料分散于溶剂中的液状体。作为液状体,在作为分散溶剂的聚苯乙烯磺酸中分散了3,4-聚乙烯二氧噻吩而成的液状体是适合的。
于该情况下,在作为分散溶剂的聚苯乙烯磺酸中,使3,4-聚乙烯二氧噻吩分散,再将其溶解于水、异丙醇等极性溶剂而成的溶液优选作为涂敷液使用。
另外,作为构成阴极34的导电性材料,也可同时使用导电性高分子和具有导电性的金属微粒来代替上述导电性高分子材料。通过导电性高分子以及金属微粒的混合材料构成阴极34时,在较低温下进行加热处理,可确保导电性。作为金属微粒,适合使用金、银、铝等。再者,除金、银、铝的金属微粒外,也适合使用碳糊料(paste)、碳糊料与金属微粒的混合物等。
采用金属微粒作为导电性材料时,可适合使用水、乙醇、丙醇、异丙醇(IPA)、二甲基酮等极性溶剂。
阴极34的厚度,可适当考虑导电度、耐久性等进行选择。阴极34的厚度,例如为10nm至10μm,较理想为20nm至1μm,更理想为50nm至500nm。
(发光层)
作为构成发光层50的发光材料,已知有荧光发光型(一重态跃迁)以及磷光发光型(三重态跃迁)。作为构成发光层50的发光材料,可使用任一种。发光层50例如可通过蒸镀法或涂布法形成。作为发光材料,可利用低分子材料以及高分子材料的任一种。由于高分子材料容易溶解于溶剂,特别适合使用于使用将发光材料溶解于溶剂而成的涂敷液的涂布法中。因此,作为发光材料,优选能够应用简单的涂布法的高分子材料。另外,本说明书中,所谓“高分子”是指换算成聚苯乙烯的数均分子量为103以上,且通常换算成聚苯乙烯的数均分子量为108以下者。
发光层50包含发出荧光及磷光中的至少1种光的有机物或者包含有机物与掺杂物。作为主要构成发光层50的发光材料,可列举如以下所述的材料。
<色素材料>
作为色素材料,可列举如环戊胺衍生物、四苯基丁二烯衍生物化合物、三苯胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑喹啉衍生物、联苯乙烯苯衍生物、联苯乙烯芳(distyrylarylene)衍生物、吡咯衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、紫环酮衍生物、苝衍生物、低聚噻吩衍生物、噁二唑二聚物、喹吖啶酮衍生物、吡唑啉二聚物、香豆素衍生物等。
<金属络合物材料>
作为金属络合物材料,可以列举将如下的金属络合物高分子化后的材料,所述金属络合物为在中心金属具有铝、锌、铍等,或铽、铕、镝等稀土类金属,在配体具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉结构的金属络合物。
作为金属络合物材料,可列举如铱络合物、铂络合物等具有从三重态激发状态发光的金属络合物、铝喹啉络合物、苯并喹啉铍络合物、苯并噁唑锌络合物、苯并噻唑锌络合物、偶氮甲基锌络合物、卟啉锌络合物、铕络合物等高分子化后的材料。
作为高分子材料,可列举例如聚(对亚苯基亚乙烯基)衍生物(polyparaphenylenevinylene)、聚噻吩衍生物、聚对亚苯基(polyparaphenylene)衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴(polyfluorene)衍生物、聚乙烯基咔唑衍生物等。
<掺杂物材料>
作为构成发光层的发光材料,除所述发光材料外,例如以提高发光效率、改变发光波长为目的,也可包含掺杂物材料。作为如此的掺杂物材料,可列举如苝衍生物、香豆素衍生物、红荧烯衍生物、喹吖啶酮衍生物、方鎓衍生物、卟啉衍生物、苯乙烯系色素、丁省衍生物、吡唑啉酮衍生物、十环烯、吩噁酮(phenoxazone)等。
(其他规定的层)
该构成例中,层叠结构体60不仅具有发光层50,还具有空穴注入层42a、空穴输送层42b、电子注入层44等规定的层,但本发明的有机EL元件并不限定于该构成例。
以下说明规定的层的一例。
作为设置于阴极34与发光层50之间的规定的层的例,除电子注入层44外,可列举如电子输送层、空穴阻挡层等。于阴极34与发光层50之间,除电子注入层44外还设置电子输送层时,将位于靠近阴极34侧的层,称为电子注入层,位于靠近发光层50侧的层,称为电子输送层。
作为设置于阳极32与发光层50之间的规定的层的例,除空穴注入层42a、空穴输送层42b外,可列举如电子阻挡层等。如图示的例,于阳极42与发光层50之间,设置空穴注入层42a以及空穴输送层42b两者时,位于靠近阳极32侧的层,称为空穴注入层,位于靠近发光层50侧的层,称为空穴输送层。
另外,空穴注入层42a及电子注入层44有时总称为电荷注入层。而且,空穴输送层42b及电子输送层有时总称为电荷输送层。
夹持于阳极32及阴极34的层叠结构体60的可能的层构成的具体例,如以下所示。
a)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极
b)阳极/空穴注入层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
c)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子注入层/阴极
d)阳极/空穴注入层/空穴输送层/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
e)阳极/发光层/电子注入层/阴极
f)阳极/发光层/电子输送层/电子注入层/阴极
(此处,记号“/”表示夹持记号“/”的各层为邻接接合。)
有机EL元件10,为了提高与电极的密合性、改善从电极的电荷注入,也可还具有邻接电极的厚度2nm左右以下的绝缘层,而且为了提高界面的密合性、防止混合等,相互邻接的各层间也可插入薄的缓冲层。
以下,说明各规定的层的具体构成。
<空穴注入层>
空穴注入层42a是具有改善从阳极32的空穴注入效率的功能的层。作为构成空穴注入层42a的空穴注入材料的例,可以举出苯基胺化合物、星爆型胺化合物、酞箐(phthalocyanine)化合物、氧化钒、氧化钼、氧化钌及氧化铝等氧化物、非晶质碳、聚苯胺及聚噻吩衍生物等。
空穴注入层42a例如可通过涂布将所述空穴注入材料溶解于溶剂而成涂的涂敷液的涂布法而成膜。作为溶剂,以溶解空穴注入层42a的形成材料为条件,可使用任意适合者。
作为溶剂,可以还是用例如氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯系溶剂,四氢呋喃等醚系溶剂,甲苯、二甲苯等芳香族烃系溶剂,丙酮、甲基乙基酮等酮系溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶剂。
使用已说明的涂布法中的一种方法,在设有阳极32的第一基材22上涂布涂敷液,通过加热处理涂膜,可形成空穴注入层42a。
空穴注入层42a的厚度,最佳值随所使用的材料而异。空穴注入层42a的厚度,以至少不形成针孔、使驱动电压及发光效率成为适当的值为条件,可为任意适合的厚度。而且,空穴注入层42a的厚度太厚时,元件的驱动电压会变高。所以,空穴注入层42a的厚度,例如为1nm至1μm,较理想为2nm至500nm,更理想为5nm至200nm。
<空穴输送层>
空穴输送层42b是具有改善从阳极32或空穴注入层42a、或更靠近阳极32的空穴注入层42a的空穴注入的功能。作为构成空穴输送层42b的空穴输送材料的例,可列举如聚乙烯咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物、吡唑啉衍生物、芳基胺衍生物、芪衍生物、三苯基二胺衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、多芳基胺或其衍生物、聚吡咯或其衍生物、聚(p-苯乙炔)或其衍生物、或者聚(2,5-噻吩乙炔)或其衍生物等。
其中,作为空穴输送材料,可使用聚乙烯咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺化合物基的聚硅氧烷衍生物、聚苯胺或其衍生物、聚噻吩或其衍生物、多芳基胺或其衍生物、聚(p-苯乙炔)或其衍生物、或者聚(2,5-噻吩乙炔)或其衍生物等高分子空穴输送材料。作为空穴输送材料,优选聚乙烯咔唑或其衍生物、聚硅烷或其衍生物、在侧链或主链具有芳香族胺的聚硅氧烷衍生物。对于低分子的空穴输送材料的情况下,优选使其分散到高分子粘合剂中来使用。
作为空穴输送层42b的形成方法,于低分子的空穴输送材料时,可列举使用与高分子粘合剂的混合溶液的涂布法。另外,于使用高分子的空穴输送材料时,可列举使用溶解于溶剂的涂敷液的涂布法。
作为涂布法所使用的溶剂,只要是可溶解空穴输送材料即可。作为涂布法所使用的溶剂的例,可列举如氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷等氯溶剂;四氢呋喃等醚溶剂、甲苯、二甲苯等芳香族烃溶剂;丙酮、甲基乙基酮等酮溶剂;乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯等酯系溶剂。作为涂布法,可应用已说明的方法。
作为混合的高分子粘合剂,以不阻碍电荷输送者较理想,而且适合使用对可见光吸收弱者。作为该高分子粘合剂的例,可列举如聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚硅氧烷等。
空穴输送层的厚度,选择使其不形成针孔、使驱动电压及发光效率成为适当的值,最佳值随所使用的材料而异。空穴输送层的厚度太厚时,有机EL元件的驱动电压恐会变高。所以,空穴输送层的厚度,例如为1nm至1μm,较理想为2nm至500nm,更理想为5nm至200nm。
<电子输送层>
电子输送层是具有改善从阴极34或电子注入层44、或靠近阴极34的电子注入层的电子注入的功能的层。作为构成电子输送层的电子输送材料的例,可以举出噁二唑衍生物、蒽醌二甲烷(anthraquinodimethane)或其衍生物、苯醌或其衍生物、萘醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、四氰基蒽醌二甲烷或其衍生物、芴酮衍生物、二苯基二氰基乙烯或其衍生物、二苯基醌衍生物、或者8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物等。
其中,作为电子输送材料,优选噁二唑衍生物、苯醌或其衍生物、蒽醌或其衍生物、或者8-羟基喹啉或其衍生物的金属络合物、聚喹啉或其衍生物、聚喹喔啉或其衍生物、聚芴或其衍生物,更优选2-(4-联苯基)-5-(4-t-丁基苯基)-1,3,4-噁二唑、苯醌、蒽醌、三(8-喹啉合)铝、聚喹啉。
作为电子输送层的形成法的例子,在使用低分子的电子输送材料时,可以举出基于粉末的真空蒸镀法、或者基于溶液或熔融状态的成膜的方法,在使用高分子的电子输送材料时,可以举出基于溶液或熔融状态的成膜的方法。在基于溶液或熔融状态的成膜中,还可进一步并用高分子粘合剂。作为基于溶液或熔融状态使电子输送层成膜的方法,可以举出已说明的涂布法。
电子输送层的厚度,最佳值随所使用的材料而异,必须为至少不形成针孔的程度的厚度,选择使驱动电压及发光效率成为适当的值即可。电子输送层的厚度太厚时,元件的驱动电压恐会变高。所以,电子输送层的厚度,例如为1nm至1μm,较理想为2nm至500nm,更理想为5nm至200nm。
<电子阻挡层>
电子阻挡层是具有阻止电子输送的功能的层。再者,在空穴注入层42a及空穴输送层42b中的至少一者具有阻止电子输送的功能时,这些层可兼具电子阻挡层。电子阻挡层具有阻止电子输送的功能,可例如制作只流过空穴电流的元件,通过其电流值的减少,可确认阻止的效果。
<空穴阻挡层>
空穴阻挡层是具有阻止空穴输送的功能的层。再者,于电子注入层及电子输送层中的至少一者具有阻止空穴输送的功能时,这些层可兼具空穴阻挡层。空穴阻挡层具有阻止空穴输送的功能,可例如制作只流过空穴电流的元件,通过其电流值的减少,可确认阻止的效果。
<有机EL元件的制造方法>
参照图示,详细说明本发明的有机EL元件的制造方法。
图2是概略地表示有机EL元件的制造工序的一例的图。
本发明的有机EL元件10的制造方法是具有阳极32、阴极34、及挟夹于阳极32与阴极34间的层叠结构体60的有机EL元件10的制造方法,其中,包括:准备只有所述阳极设置于第一基材上的第一结构体,或者所述阳极与构成所述层叠结构体的多个有机层中的至少一部分这两者设置于第一基材上的第一结构体的工序;准备只有所述阴极设置于第二基材上的第二结构体,或者所述阴极与构成所述层叠结构体的除了设置于所述第一结构体的部分之外的剩余部分这两者设置于第二基材上的第二结构体的工序;以及贴合所述第一结构体与所述第二结构体,形成夹持于所述阳极与所述阴极间的层叠结构体的贴合工序,在所述准备第一结构体的工序或所述准备第二结构体的工序中,形成包含离子性聚合物的所述电子注入层。
予以说明,为了通过贴合第一结构体以及第二结构体形成层叠结构体,(1)在第一结构体设置层叠结构体的一部分的情况下,在第二结构体设置层叠结构体中除了设置于第一结构体的部分之外的剩余部分,(2)在第一结构体设置层叠全部结构体的情况下,在第二结构体完全没有设置层叠结构体,(3)在第一结构体完全未设置层叠结构体的情况下,在第二结构体设置全部的层叠结构体。
第一层叠结构体以及第二层叠结构体,不仅分别存在以层单位具有构成所述层叠结构体的层的情况,也存在具有被分割的层的一部分的情况,所述分割的层的一部分可以通过贴合工序形成为单一的层。
如上所述,电子注入层44包含在常压左右的气氛中,进而在大气气氛中不易氧化的离子性聚合物,因此,所述贴合工序可在常压左右的气氛中,进而在大气气氛中进行。
贴合第一结构体12以及第二结构体14,构成层叠结构体60时,第一结构体12以及第二结构体14分别从基材的厚度方向观察时,构成与基材相反侧的露出面的接合面的层的组合,无特别限制。
在参照图1说明的有机EL元件的构成例的贴合工序,将以层单位具有构成所述层叠结构体的层的第一结构体以及第二结构体贴合时,作为相互接合的层的组合,可列举下述的例。予以说明,下述的组合中,前述的层为包含于第一结构体12的层,后述的层为包含于第二结构体14的层。
1)阳极与空穴注入层
2)空穴注入层与发光层
3)空穴注入层与空穴输送层
4)空穴输送层与发光层
5)发光层与电子输送层
6)发光层与电子注入层
7)电子输送层与电子注入层
8)电子注入层与阴极
于贴合工序中,互相接合的层的组合,在层均为涂布涂敷液而形成的层时,溶解或分散层的材料的涂敷液的溶剂的极性,可为都相同,也可互为相异,使溶解或分散层的材料的涂敷液的溶剂的极性相同的层彼此接合并贴合较适合。换言之,贴合工序优选以使用非极性溶剂的涂敷液所形成的层之间,或者使用极性溶剂的涂敷液所形成的层之间,或者使层的材料溶解的涂敷液的溶剂的极性相同的层之间彼此接合而贴合的工序进行实施。使层的材料溶解的涂敷液的溶剂皆为非极性溶剂,适合例如上述4)的空穴输送层与发光层的组合。
以往通过使用涂敷液的涂布法依序层叠多个层时,例如在形成与空穴输送层接合的发光层时,所涂布的发光层形成用的涂敷液,会使先形成的空穴输送层溶解,因而必须采取在先形成的空穴输送层形成用的涂敷液中含有交联剂等,使其接触发光层形成用的涂敷液时不溶解空穴输送层的对策。
但是,根据本发明的制造方法,将在第一基材22预先形成了层的第一结构体12,与在第二基材24预先形成了层的第二结构体14贴合。由此,所接合的层无需含有交联剂等不必要的成分,可提高所制造的有机EL元件的电特性、功能等。另外,因为可省略交联反应的工序等,制造工序可更简单方便。所以,可进而降低制造成本。
参照图2,说明有机EL元件10的制造方法的一例。
该例是第一结构体12包含空穴输送层42b,且第二结构体14包含发光层50,于贴合工序中,使空穴输送层42b与发光层50接合而贴合的例。予以说明,空穴输送层42b(第一层)与发光层50(第二层)通过涂布法形成时,于第一层的形成中采用使用非极性溶剂的第一涂敷液,且于第二层的形成中也采用使用非极性溶剂的第二涂敷液。此时,第一涂敷液的溶剂与第二涂敷液的溶剂的极性成为相同。而且,构成本发明的有机EL元件10的层,通过使用涂敷液的涂布法形成时,涂布工序在大气气氛中实施。予以说明,涂布工序不限于在大气气氛中,也可在常压左右的气氛中,例如氮气及氩气等惰性气体气氛中进行,而且涂布工序可在大气气氛中进行,涂布的膜例如通过加热而进行固化的工序,也可在常压左右的气氛中,例如氮气及氩气等惰性气体气氛中进行。以下相同。
例如,电子注入层44以使用涂敷液的涂布法形成时,首先使包含所述离子性聚合物的涂敷液涂布成膜,接着使成膜的薄膜通过固化而形成电子注入层。涂敷液的涂布成膜工序,可在常压左右的气氛中,进而可在大气气氛中进行,从工序的简易度的观点出发,在大气气氛中进行较理想。另外,涂布成膜后的薄膜的固化可通过自然干燥、光照射、在常压左右的气氛中的加热干燥、大气中的加热干燥及真空干燥等进行。这些中,从工序的简易度的观点出发,通过在常压左右的气氛中的加热干燥、或在大气气氛中的加热干燥进行薄膜的固化较理想,进而从元件寿命的长寿命化的观点出发,通过在大气气氛中的加热干燥进行薄膜的固化较理想。在涂布成膜后的薄膜通过加热干燥而固化时,其加热温度虽根据加热时间不同可为50℃至250℃左右,优选为60℃至200℃。另外,涂布成膜的薄膜通过加热干燥而固化时,其加热时间根据加热温度而不同,可为5分钟至120分钟左右,优选为10分钟至60分钟。
此处,所谓“大气气氛”是指容许含有水分、氧气的气氛。具体而言,“大气气氛”包含常温、常压的未调整的气氛,还包含容许含有氧气且对温度、压力、成分等进行调整后的气氛。该“调整后的气氛”是以能够实施包含“涂布”在内的本发明的制造方法为条件,进行调整氮气、氢气、氧气、二氧化碳等组成成分的处理,调整这些的组成比例的处理,也可调整关于浮游微粒、浮游微生物的洁净度,进而,也包括以能够实施包含“涂布”在内的本发明的制造方法为条件,可以调整温度、湿度、压力等环境条件的气氛,其压力通常为1013hPa±100hPa的常压。
(第一结构体的准备工序)
如图2所示,首先于第一基材22形成阳极32。首先准备第一基材22,于第一基材22的厚度方向上的一侧面形成导电性材料的膜,将其通过光刻工序及后续进行的蚀刻工序等的图形化工序进行图形化,形成阳极32。该工序也可为得到导电性材料的膜预先成膜于第一基材22的基材,通过实施图形化工序,形成阳极32的工序。
然后,通过已说明的材料及制造工序,形成空穴注入层42a使其与阳极32接合,再形成空穴输送层42b使其与空穴注入层42a接合。这些空穴注入层42a、空穴输送层42b可通过下述方式形成层:使用与所选择的材料相应的适当的溶剂调制涂敷液,将该涂敷液通过已说明的旋涂法等涂布法进行涂布,加热处理所形成的涂布膜即可形成层。
通过以上的工序进而形成第一结构体12。
(第二结构体的准备工序)
首先,于第二基材24形成阴极34。阴极34的形成,如上所述,可依据所选择的材料选择蒸镀法等任意适当的形成方法,并与空穴注入层42a、空穴输送层42b相同地通过使用涂敷液的涂布方法而形成。
作为阴极34的通过涂布法的形成方法,优选涂布使阴极材料分散于溶剂中而成的涂敷液的方法,将在另外的支持基板上形成的涂敷液的层进行转印的方法等。
基于涂布法的阴极34的形成优选通过涂布所述涂敷液于第二基材24上来进行。涂敷液的涂布适合通过旋涂法等涂布法、喷墨印刷法等印刷法进行。进而,将所涂布的涂膜通过加热处理,即可形成阴极34。
然后,使用已说明的包含离子性聚合物的涂敷液,通过在大气气氛中的涂布法,形成与阴极34接合的电子注入层44。
电子注入层44的形成,可通过涂布包含具有改善电子注入效率的功能的所述离子性聚合物的涂敷液进行。
首先,调制离子性聚合物溶解于极性溶剂的涂敷液。该包含离子性聚合物的涂敷液,涂布于阴极34的设置侧使其与阴极34接合。与已说明的空穴注入层42a、空穴输送层42b、阴极34相同,可使用旋涂法,或喷墨印刷法等印刷法作为涂布法。
然后,通过对包含离子性聚合物的涂敷液的涂膜进行加热处理,可形成电子注入层44。
进而,通过与已说明的空穴注入层42a、空穴输送层42b、阴极34、电子注入层44相同的涂布法进行涂布形成发光层50,使其与电子注入层44接合。
通过以上的工序,形成第二结构体14。
(第一结构体与第二结构体的贴合工序)
如图2所示,首先使第一结构体12的空穴输送层42b与第二结构体14的发光层50对置配置。
图示例中,将第二结构体14配置于第一结构体12的上方,其他的实施方式中,可将第一结构体12配置于第二结构体14的上方实施贴合工序。
然后,将第一结构体12与第二结构体14沿着空心箭头的方向靠近并抵接地接合。此时,也可将用于形成互相接合的层的涂敷液中所使用的溶剂涂布于接合面等。
该工序中,第一结构体12与第二结构体14中的至少一者为可挠性低的硬式基板时,例如可使用能够自由吸附脱去地保持基板的平面盘进行。
然后,在第一结构体12与第二结构体14在贴合的状态下,配置未图标的接合构件并使其包围有机EL元件10,通过该接合构件进行密封。
由此,通过贴合第一结构体12与第二结构体14,完成层叠结构体60。
在第一结构体12与第二结构体14为显示可挠性的结构体,且为卷绕于辊的长条的薄膜状结构体时,贴合工序可通过辊对辊(roll-to-roll)进行实施。以下,说明辊对辊的贴合工序。
(第一结构体12与第二结构体14以辊对辊的贴合工序)
将贴合工序以辊对辊进行实施时,包含第一基材22的第一结构体12以及包含第二基材24的第二结构体14,为从卷出辊向卷绕辊卷绕的长条的薄膜状结构,贴合工序中,通过将从卷出辊卷出的第一结构体12与第二结构体14贴合并连续地卷绕至卷绕辊来进行。
<制造装置的构成例>
说明适合使用于辊对辊的贴合工序的将多个薄膜状结构体之间贴合的制造装置(贴合装置)。
图3表示说明制造装置的构成例的概略图。
如图3所示,制造装置110具备包含第一卷出辊122及第二卷出辊124的2个卷出辊120;第一贴合辊132及第二贴合辊134的组合即贴合辊130;以及卷绕贴合后的薄膜状结构体的卷绕辊140。
第一卷出辊122及第二卷出辊124以互相分离的方式配置。贴合辊130以能够使从第一卷出辊122卷出的薄膜状构件即第一结构体12以及从第二卷出辊124卷出的薄膜状构件即第二结构体14贴合的方式配置。贴合辊130例如固定第一贴合辊132作为固定辊,第二贴合辊134作为可动辊,使薄膜状构件接触的接触面彼此对置配置即可。
从卷出辊120至贴合辊130的薄膜状构件的传送路径附近,也可配置任意适合的处理装置150,该处理装置可对传送途中的薄膜状构件的表面进行所期望的任意处理。例如,也可设置用于将贴合用的接合构件90涂布于薄膜状构件的涂布装置152、用于将涂布于薄膜状构件的接合构件90所含的多余溶剂干燥的干燥装置154、辅助薄膜状构件的传送的改变薄膜状构件的传送方向的1个以上的辅助辊160等。
制造装置110所具备的卷出辊120、贴合辊130、卷绕辊140、处理装置150、辅助辊160,可采用传统习知的任意适合的构成。
<贴合工序>
将卷附于第一卷出辊122的第一结构体12以及卷附于第二卷出辊124的第二结构体14卷出,通过第一贴合辊132以及与其对置的第二贴合辊134,夹住第一结构体12与第二结构体14而贴合,成为长条的薄膜状结构体即有机EL元件10。长条的薄膜状结构体连续卷绕于卷绕辊40。
予以说明,在该工序例中,从第一卷出辊122至贴合辊130的薄膜状构件的传送路径附近,也可设置包含用于涂布接合构件90的涂布装置152以及使所涂布的接合构件90干燥的干燥装置154的处理装置150,在传送途中,涂布于第一结构体12,且隔着干燥的接合构件90,贴合第一结构体12与第二结构体14。
贴合工序结束后,进行接合构件(90)的固化处理。该固化处理可依据接合构件的种类,并通过规定的方法进行。作为接合构件,例如可使用紫外线固化型树脂、热固化型树脂。在该情况下,通过施以紫外线照射处理或加热处理等,可使接合构件固化,将其作为密封部起作用。
根据本发明的有机EL元件的制造方法,如上所述,作为电子注入层44的材料,因其使用在常压左右的气氛中,进而暴露于大气中的水分、氧气中也不易劣化、功能不易降低的离子性聚合物,从而形成工序可在常压左右的气氛中,进而可在大气气氛中实施。所以,有机EL元件的制造可在大气气氛中实施,因无需真空腔体等大规模的设备,因而有机EL元件的制造工序极其简单方便,制造成本可特别地减少。
另外,根据本发明的制造方法,作为其他实施方式,将预先形成有规定的层的第一结构体与第二结构体贴合。所以,在接合的层中无需含有交联剂等不必要的成分,从而可提高所制造的有机EL元件的电特性、功能等。而且,因可省略交联反应的工序等,制造工序可更简单方便。所以,可更减少制造成本。
再者,根据本发明的制造方法,形成第一结构体或第二结构体时,若最后形成的层为发光层,因发光层不暴露于其他层形成时的加热处理中,因而至少在制造工序中,发光层不会劣化,可以使所制造的有机EL元件的电特性、元件寿命等有意义的特性提高。
实施例
上述本发明所使用的离子性聚合物中,关于更理想的数种具体例,使用这些合成例以及所合成的离子性聚合物制作的有机EL元件,以实验例的形式,示于如下。
以下,基于实验例,更具体地说明本发明。本发明不限于以下的实验例。
聚合物的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)使用凝胶渗透色谱法(GPC)(东槽株式会社制:HLC-8220GPC)以聚苯乙烯换算的重均分子量及数均分子量的形式求出。另外,测定的试料以浓度为约0.5重量%的方式溶解于四氢呋喃中,并在GPC中注入50μL。进而,作为GPC的移动相,使用四氢呋喃,以0.5mL/分的流速流动。聚合物的结构分析使用Varian公司制300MHzNMR光谱测定仪,通过1H-NMR解析进行。另外,测定是以20mg/mL的浓度的方式使其溶解于可溶解试料的氘代溶剂(溶剂分子中的氢原子被氘原子取代后的溶剂)中进行的。聚合物的最高占有分子轨道(HOMO)的轨道能量可通过测定聚合物的电离势,将得到的电离势作为该轨道能量而求出。另一方面,聚合物的最低未占分子轨道(LUMO)的轨道能量通过求出HOMO与LUMO的能量差,将该值与上述测定电离势的和作为该轨道能量而求出。电离势的测定中使用光电子分光装置(理研计器株式会社制:AC-2)。另外,HOMO和LUMO的能量差使用紫外·可见·近红外分光光度计(Varian社制:Cary5E)测定聚合物的吸收光谱,利用其吸收末端求出。
[参考例1]
2,7-二溴-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(化合物A)的合成
将2,7-二溴-9-芴酮(52.5g)、水杨酸乙酯(154.8g)及巯基乙酸(1.4g)加入300mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛进行氮气置换(以下将“将烧瓶内的气氛进行氮气置换”只记载为“氮气置换”)。在其中添加甲烷磺酸(630mL),在75℃下搅拌混合物一整夜。将混合物放冷,添加至冰水中,搅拌1小时。过滤生成的固体,用加热后的乙腈清洗。将清洗后的该固体溶解于丙酮中,使固体从得到的丙酮溶液中重结晶,并过滤该固体。使得到的固体(62.7g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-对甲苯磺酸酯(86.3g)、碳酸钾(62.6g)及18-蔻-6(7.2g)溶解于N、N-二甲基甲酰胺(DMF)(670mL)中,将溶液移送至烧瓶,在105℃下搅拌一整夜。将得到的混合物放冷至室温,向烧瓶内加入冰水,搅拌1小时。向反应液中加入氯仿(300mL)进行分液提取,将溶液浓缩,由此得到2,7-二溴-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(化合物A)(51.2g)。
Figure BDA00002942140201151
[参考例2]
2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(化合物B)的合成
在氮气氛下,混合化合物A(15g)、双(频哪醇合)二硼(8.9g)、[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(0.8g)、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁(0.5g)、乙酸钾(9.4g)和二噁烷(400mL),加热至110℃,加热回流10小时。放冷后,过滤反应液,将滤液减压浓缩。将反应混合物用甲醇清洗3次。将沉淀物溶解于甲苯中,在溶液中加入活性炭进行搅拌。然后,进行过滤,通过将滤液减压浓缩,得到2,7-双(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(化合物B)(11.7g)
Figure BDA00002942140201152
[参考例3]
聚[9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴](聚合物A)的合成
在非活性气氛下,混合化合物A(0.55g)、化合物B(0.61g)、三苯基膦钯(0.01g)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)及甲苯(10mL),加热至105℃。向该反应液中滴入2M碳酸钠水溶液(6mL),回流8小时。向反应液中加入4-t-丁基苯基硼酸(0.01g),回流6小时。接着,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL),搅拌2小时。将混合溶液滴入甲醇300mL中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,减压干燥2小时,溶解于四氢呋喃20ml中。将得到的溶液滴入甲醇120ml、3重量%乙酸水溶液50mL的混合溶剂中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,溶解于四氢呋喃20ml中。将由此得到的溶液滴入甲醇200ml中,搅拌30分钟后,过滤析出的沉淀,得到固体。将得到的固体溶解于四氢呋喃中,通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将从柱回收后的四氢呋喃溶液浓缩后,滴入甲醇(200mL),将析出的固体过滤、干燥。得到的聚[9,9-双[3-乙氧基羰基-4-双[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴](聚合物A)的收获量为520mg。
聚合物A的聚苯乙烯换算的数均分子量为5.2×104。聚合物A包含式(A)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201161
[实验例1]
(聚合物A铯盐的合成)
将聚合物A(200mg)加入到100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。添加四氢呋喃(20mL)及乙醇(20mL),将混合物L温至55℃。向其中添加使氢氧化铯(200mg)溶解于水(2mL)中形成的水溶液,在55℃搅拌6小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗并使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(150mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物A内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物A的铯盐称为共轭高分子化合物1。共轭高分子化合物1包含式(B)所示的结构单元(全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部全结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为100mol%)。共轭高分子化合物1的HOMO的轨道能量为-5.5eV,LUMO的轨道能量为-2.7eV。
Figure BDA00002942140201171
[实验例2]
(聚合物A钾盐的合成)
将聚合物A(200mg)加入到100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(20mL)及甲醇(10mL)。向得到的混合溶液中添加使氢氧化钾(400mg)溶解于水(2mL)中形成的水溶液,在65℃下搅拌1小时。向反应溶液中加入甲醇50mL,再于65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(131mg)。利用NMR光谱确认到,来自聚合物A内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物A的钾盐称为共轭高分子化合物2。共轭高分子化合物2包含式(C)所示的结构单元(“全部结构单元中的、含有选自式(1)所示的基团及式(2)所示基团的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为100mol%)。共轭高分子化合物2的HOMO的轨道能量为-5.5eV,LUMO的轨道能量为-2.7eV。
[实验例3]
(聚合物A钠盐的合成)
将聚合物A(200mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(20mL)及甲醇(10mL),向混合溶液中添加使氢氧化钠(260mg)溶解到水(2mL)中形成的水溶液,在65℃搅拌1小时。向反应溶液加入甲醇30mL,再于65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(123mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物A内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物A的钠盐称为共轭高分子化合物3。共轭高分子化合物3包含式(D)所示的结构单元(“全部结构单元中的包含选自式(1)所示基团及式(2)所示基团的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及”全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为100mol%)。共轭高分子化合物3的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.8eV。
Figure BDA00002942140201181
[实验例4]
聚合物A的铵盐的合成
将聚合物A(200mg)加入到100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(20mL)及甲醇(15mL),向混合溶液中添加使四甲基氢氧化铵(50mg)溶解于水(1mL)中形成的水溶液,在65℃搅拌6小时。向反应溶液中加入使四甲基氢氧化铵(50mg)溶解于水(1mL)中形成的水溶液,进一步在65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(150mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物A内的乙基酯部位的乙基的信号消失90%。将所得的聚合物A的铵盐称为共轭高分子化合物4。共轭高分子化合物4包含式(E)所示的结构单元“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为90mol%。)共轭高分子化合物4的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.8eV。
Figure BDA00002942140201191
[参考例4]
2,7-双[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基芴-2-基]-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(聚合物B)的合成
在非活性气氛下,混合化合物A(0.52g)、2,7-双(1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二辛基芴(1.29g)、三苯基膦钯(0.0087g)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)、甲苯(10mL)及2M碳酸钠水溶液(10mL),加热至80℃。将反应液反应3.5小时。然后,向其中加入对溴甲苯(0.68g),进一步反应2.5小时。反应后,将反应液冷却至室温,加入乙酸乙酯50ml/蒸馏水50ml除去水层。再加入蒸馏水50ml除去水层后,添加硫酸镁作为干燥剂,将不溶物过滤,除去有机溶剂。然后,将得到的残渣再一次溶解于THF10mL中,添加饱和二乙基二硫代氨基甲酸钠水2mL,搅拌30分钟后,除去有机溶剂。通过氧化铝柱(展开溶剂己烷∶乙酸乙酯=1∶1、v/v)进行精制,将析出的沉淀过滤,使之减压干燥12小时,得到了2,7-双[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基芴-2-基]-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(聚合物B)524mg。
聚合物B的聚苯乙烯换算的数均分子量为2.0×103。予以说明,聚合物B以式(F)所示。
Figure BDA00002942140201192
[实验例5]
聚合物B的铯盐的合成
将聚合物B(262mg)加入至100mL烧瓶中,用氩置换烧瓶内的气氛。向其中加入四氢呋喃(10mL)及甲醇(15mL),将混合物L温至55℃。向其中添加使氢氧化铯(341mg)溶解于水(1mL)而成的水溶液,在55℃搅拌5小时。将所得的混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(250mg)。利用NMR光谱确认到来自乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物B铯盐称为共轭高分子化合物5。共轭高分子化合物5以式(G)所示“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”以小数点后第二位四舍五入后为33.3mol%)。共轭高分子化合物5的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.6eV。
Figure BDA00002942140201201
[参考例5]
(聚合物C的合成)
在非活性气氛下,混合化合物A(0.40g)、化合物B(0.49g)、N,N’-双(4-溴苯基)-N,N’-双(4-t-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-苯二胺(35mg)、三苯基膦钯(8mg)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)及甲苯(10mL),加热至105℃。向该反应液中滴入2M碳酸钠水溶液(6mL),使之回流8小时。向反应液中加入苯基硼酸(0.01g),使之回流6小时。接着加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL),搅拌2小时。将混合溶液滴入甲醇300mL中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,使之减压干燥2小时,溶解于四氢呋喃20ml中。将得到的溶液滴入甲醇120ml、3重量%乙酸水溶液50mL的混合溶剂中搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,溶解于四氢呋喃20ml中。将由此得到的溶液滴入甲醇200ml中搅拌30分钟后,将析出的沉淀进行过滤得到固体。将得到的固体溶解于四氢呋喃中,通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将从柱子回收的四氢呋喃溶液浓缩,将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇(200mL),将析出的固体过滤、干燥。得到的聚合物C的收获量为526mg。
聚合物C的聚苯乙烯换算的数均分子量为3.6×104。聚合物C包含式(H)所示的结构单元。
予以说明,N,N’-双(4-溴苯基)-N,N’-双(4-t-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-苯二胺可通过例如日本特开2008-74917号公报中记载的方法合成。
Figure BDA00002942140201211
[实验例6]
(聚合物C铯盐的合成)
将聚合物C(200mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。添加四氢呋喃(20mL)及甲醇(20mL)进行混合。向混合溶液中添加使氢氧化铯(200mg)溶解于水(2mL)中而形成的水溶液,在65℃搅拌1小时。向反应溶液中加入甲醇30mL,再于65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(150mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物C内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得聚合物C的铯盐称为共轭高分子化合物6。共轭高分子化合物6包含式(I)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为95mol%。共轭高分子化合物6的HOMO的轨道能量为-5.3eV,LUMO的轨道能量为-2.6eV。
[参考例6]
(聚合物D的合成)
在非活性气氛下,混合化合物A(0.55g)、化合物B(0.67g)、N,N’-双(4-溴苯基)-N,N’-双(4-t-丁基-2,6-二甲基苯基)1,4-苯二胺(0.038g)、3,7-二溴-N-(4-正丁基苯基)吩噁嗪(0.009g)、三苯基膦钯(0.01g)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)及甲苯(10mL),加热至105℃。向该反应液中滴加2M碳酸钠水溶液(6mL),回流2小时。向反应液中加入苯基硼酸(0.004g),回流6小时。接着,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL),搅拌2小时。将混合溶液滴入甲醇300mL中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,减压干燥2小时溶解于四氢呋喃20ml中。将得到的溶液滴入甲醇120ml、3重量%乙酸水溶液50mL的混合溶剂中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,溶解于四氢呋喃20ml中。将由此得到的溶液滴入甲醇200ml中,搅拌30分后,将析出的沉淀过滤得到固体。将得到的固体溶解于四氢呋喃中,通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将从柱子回收的四氢呋喃溶液浓缩后,滴入甲醇(200mL),将析出的固体过滤、干燥。得到的聚合物D的收获量为590mg。
聚合物D的聚苯乙烯换算的数均分子量为2.7×104。聚合物D包含式(J)所示的结构单元。
予以说明,3,7-二溴-N-(4-正丁基苯基)吩噁嗪可根据日本特开2007-70620号记载的方法(或者参照日本特开2004-137456号公报中记载的方法)进行合成。
Figure BDA00002942140201231
[实验例7]
(聚合物D铯盐的合成)
将聚合物D(200mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(15mL)及甲醇(10mL)。向混合溶液中,添加使氢氧化铯(360mg)溶解到水(2mL)中后的水溶液,在65℃搅拌3小时。向反应溶液中加入甲醇10mL,再于65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(210mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物D内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物D的铯盐称为共轭高分子化合物7。共轭高分子化合物7包含式(K)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为90mol%)。共轭高分子化合物7的HOMO的轨道能量为-5.3eV,LUMO的轨道能量为-2.4eV。
Figure BDA00002942140201232
[参考例7]
(聚合物E的合成)
在非活性气氛下,混合化合物A(0.37g)、化合物B(0.82g)、1,3-二溴苯(0.09g)、三苯基膦钯(0.01g)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)及甲苯(10mL),加热至105℃。向该反应液中滴加2M碳酸钠水溶液(6mL),回流7小时。向反应液中添加苯基硼酸(0.002g),回流10小时。接着,添加二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL),搅拌1小时。将混合溶液滴入甲醇300mL中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,减压干燥2小时,溶解于四氢呋喃20ml中。将得到的溶液滴入甲醇120ml、3重量%乙酸水溶液50mL的混合溶剂中,搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,溶解于四氢呋喃20ml。将由此得到的溶液滴入甲醇200ml中搅拌30分钟后,将析出的沉淀过滤,得到固体。将得到的固体溶解于四氢呋喃中,通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将从柱子回收的四氢呋喃溶液浓缩后,滴入甲醇(200mL),将析出的固体过滤,使其干燥。得到的固体(聚合物E)的收获量为293mg。
聚合物E的聚苯乙烯换算的数均分子量为1.8×104。聚合物E包含式(L)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201241
[实验例8]
(聚合物E铯盐的合成)
将聚合物E(200mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(10mL)及甲醇(5mL)。向混合溶液中,添加使氢氧化铯(200mg)溶解于水(2mL)中后的水溶液,在65℃搅拌2小时。向反应溶液中加入甲醇10mL,再于65℃搅拌5小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(170mg)。利用NMR光谱确认了来自聚合物E内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物E的铯盐称为共轭高分子化合物8。共轭高分子化合物8包含式(M)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为75mol%)。共轭高分子化合物8的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.6eV。
Figure BDA00002942140201251
[参考例8]
(聚合物F的合成)
在非活性气氛下,混合化合物B(1.01g)、1,4-二溴-2,3,5,6-四氟苯(0.30g)、三苯基膦钯(0.02g)、甲基三辛基氯化铵(Aldrich制、商品名Aliquat336(注册商标))(0.20g)及甲苯(10mL),加热至105℃。向该反应液中滴入2M碳酸钠水溶液(6mL),回流4小时。向反应液中添加苯基硼酸(0.002g),使其回流4小时。接着,向反应液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL),搅拌1小时。将混合溶液滴入甲醇300mL中搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,使之减压干燥2小时,溶解于四氢呋喃20ml中。将得到的溶液滴入甲醇120ml、3重量%乙酸水溶液50mL的混合溶剂中搅拌1小时后,将析出的沉淀过滤,溶解于四氢呋喃20ml中。将由此得到的溶液滴入甲醇200ml中搅拌30分钟后,将析出的沉淀过滤,得到固体。将得到的固体溶解于四氢呋喃/乙酸乙酯(1/1(体积比))的混合溶剂中并通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将从柱子回收的四氢呋喃溶液浓缩。将浓缩后的四氢呋喃溶液滴入甲醇(200mL)中,将析出的固体过滤、干燥。得到的聚合物E的收获量为343mg。
聚合物F的聚苯乙烯换算的数均分子量为6.0×104。聚合物F包含式(N)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201261
[实验例9]
(聚合物F铯盐的合成)
将聚合物F(150mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(10mL)及甲醇(5mL)。向混合溶液中,添加使氢氧化铯(260mg)溶解到水(2mL)中后的水溶液,在65℃搅拌2小时。向反应溶液中加入甲醇10mL,再于65℃搅拌5小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(130mg)。利用NMR光谱确认到来自聚合物E内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物F的铯盐称为共轭高分子化合物9。共轭高分子化合物9包含式(O)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为75mol%。共轭高分子化合物9的HOMO的轨道能量为-5.9eV,LUMO的轨道能量为-2.8eV。
Figure BDA00002942140201262
[参考例9]
在非活性气氛下,混合2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-对甲苯磺酸酯(11.0g)、三甘醇(30.0g)、氢氧化钾(3.3g),在100℃下过热搅拌18小时。放冷后,将反应溶液加入水(100mL)中,用氯仿进行分液提取,将溶液浓缩。将浓缩后的溶液进行Kugelrohr蒸馏(10mmTorr、180℃),由此得到2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙醇(6.1g)。
[参考例10]
在非活性气氛下,混合2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙醇(8.0g)、氢氧化钠(1.4g)、蒸馏水(2mL)、四氢呋喃(2mL),进行冰冷却。向混合溶液中花30分钟滴入对甲苯磺酰氯(5.5g)的四氢呋喃(6.4mL)溶液,滴入后将反应溶液L温至室温搅拌15小时。向反应溶液中加入蒸馏水(50mL),用6M硫酸中和反应溶液后,用氯仿进行分液提取。将溶液浓缩,由此得到2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)对甲苯磺酸酯(11.8g)。
[参考例11]
2,7-二溴-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙氧基]苯基]-芴(化合物C)的合成
将2,7-二溴-9-芴酮(127.2g)、水杨酸乙酯(375.2g)及巯基乙酸(3.5g)加入至300mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。向其中添加甲烷磺酸(1420mL),在75℃搅拌混合物一整夜。将混合物放冷,添加至冰水中搅拌1小时。将生成的固体过滤,用加热后的乙腈进行清洗。将清洗后的该固体溶解于丙酮中,使固体从得到的丙酮溶液中重结晶,进行过滤得到固体(167.8g)。将得到的固体(5g)、2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)对甲苯磺酸酯(10.4g)、碳酸钾(5.3g)及18-蔻-6(0.6g)溶解于N、N-二甲基甲酰胺(DMF)(100mL)中,将溶液移送至烧瓶中,在105℃下搅拌4小时。将得到的混合物放冷至室温,置于冰水中搅拌1小时。向反应液中加入氯仿(300mL)进行分液提取,将溶液浓缩。将浓缩物溶解于乙酸乙酯中,通液至氧化铝柱,将溶液浓缩,由此得到2,7-二溴-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-(2-(2-(2-(2-(2-甲氧基乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)-乙氧基)乙氧基]苯基]-芴(化合物C)(4.5g)。
Figure BDA00002942140201281
[参考例12]
聚合物G的合成
惰性气氛下,将化合物C(1.0g)、溴化4-叔丁基苯(0.9mg)、2,2’-联吡啶(0.3g)、脱水四氢呋喃(50ml)放入200ml烧瓶中进行混合。将混合物L温至55℃后,添加双(1,5-环辛二烯)镍(0.6g),在55℃搅拌5小时。冷却混合物至室温后,将反应溶液滴入甲醇(200ml)、1N稀盐酸(200ml)的混合液中。所生成的沉淀物通过过滤后收集,再溶解于四氢呋喃。滴入甲醇(200ml)、15%氨水(100ml)的混合液,所生成的沉淀物通过过滤后收集。沉淀物再溶解于四氢呋喃,滴入甲醇(200ml)、水(100ml)的混合溶液,所生成的沉淀物通过过滤后收集。收集的沉淀物通过减压干燥,得到聚合物G(360mg)。
聚合物G的换算成聚苯乙烯的数均分子量为6.0×104。聚合物G包含由式(P)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201282
[实验例10]
聚合物G铯盐的合成
将聚合物G(150mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。混合四氢呋喃(15mL)及甲醇(5mL)。向混合溶液中,添加使氢氧化铯(170mg)溶解于水(2mL)中后的水溶液,在65℃搅拌6小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(95)mg)。利用NMR光谱确认来自聚合物G内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物G的铯盐称为共轭高分子化合物10。共轭高分子化合物10包含式(Q)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为100mol%)。共轭高分子化合物10的HOMO的轨道能量为-5.7eV,LUMO的轨道能量为-2.9eV。
Figure BDA00002942140201291
[参考例13]
(1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯的合成)
在非活性气氛下,混合3,5-二溴水杨酸(20g)、乙醇(17mL)、浓硫酸(1.5mL)、甲苯(7mL),在130℃下过热搅拌20小时。放冷后,将反应溶液加入冰水(100mL)中,用氯仿进行分液提取,将溶液浓缩。将得到的固体溶解于异丙醇中,将溶液滴入蒸馏水中。通过将得到的析出物进行过滤,得到固体(18g)。在非活性气氛下,混合得到的固体(1g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-对甲苯磺酸酯(1.5g)、碳酸钾(0.7g)、DMF(15mL),在100℃下过热搅拌4小时。放冷后,添加氯仿进行分液提取,将溶液进行浓缩。将浓缩物溶解于氯仿中,通液至硅胶柱进行精制。通过将溶液浓缩,得到1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯(1.0g)。
[参考例14]
聚合物H的合成
在非活性气氛下,混合化合物A(0.2g)、化合物B(0.5g)、1,3-二溴-5-乙氧基羰基-6-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯(0.1g)、三苯基膦钯(30mg)、四丁基溴化铵(4mg)及甲苯(19mL),加热至105℃。向该反应液中滴入2M的碳酸钠水溶液(5mL),回流5小时。向反应液中加入苯基硼酸(6mg),回流14小时。接着,添加二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液(10mL、浓度:0.05g/mL)搅拌2小时。除去水层将有机层用蒸馏水进行清洗、浓缩,将得到的固体溶解于氯仿中,通过氧化铝柱、硅胶柱进行精制。将来自柱子的溶出液进行浓缩使其干燥。得到的聚合物H的收获量为0.44g。
聚合物H的聚苯乙烯换算的数均分子量为3.6×104。聚合物H包含式(R)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201301
[实验例11]
聚合物H铯盐的合成
将聚合物H(200mg)加入至100mL烧瓶中,用氮置换烧瓶中的气氛。向烧瓶中添加四氢呋喃(14mL)及甲醇(7mL),进行混合。向混合溶液中,添加使氢氧化铯(90mg)溶解于水(1mL)后的水溶液,在65℃搅拌1小时。向反应溶液中加入甲醇5mL,再于65℃搅拌4小时。将混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(190mg)。利用NMR光谱确认了来自聚合物H内的乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物H的铯盐称为共轭高分子化合物11。共轭高分子化合物11包含式(S)所示的结构单元(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”为100mol%)。共轭高分子化合物11的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.8eV。
Figure BDA00002942140201311
[参考例15]
(2,7-二溴-9,9-双[3,4-双[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]-5-甲氧基羰基苯基]芴(化合物D)的合成)
2,7-二溴-9-芴酮(34.1g)、2,3-二羟基安息香酸甲酯(101.3g)及巯基乙酸(1.4g)加入至500mL烧瓶中,用氮置换烧瓶内的气氛。再向其中加入甲烷磺酸(350mL),将混合物在90℃下搅拌19小时。将混合物放冷,添加至冰水中,搅拌1小时。将生成的固体过滤,用加热后的乙腈进行清洗。将清洗后的该固体溶解至丙酮中,使固体从所得丙酮溶液中重结晶,进行过滤。将得到的固体(16.3g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-对甲苯磺酸酯(60.3g)、碳酸钾(48.6g)及18-蔻-6(2.4g)溶解至N、N-二甲基甲酰胺(DMF)(500mL)中,将溶液转移至烧瓶中在110℃下搅拌15小时。将得到的混合物冷却至室温,置于冰水中搅拌1小时。向反应液中加入乙酸乙酯(300mL)进行分液提取,将溶液浓缩,溶解于氯仿/甲醇(50/1(体积比))的混合溶剂中,通过硅胶柱进行精制。将向柱子中通液的溶液浓缩,由此得到2,7-二溴-9,9-双[3,4-双[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]-5-甲氧基羰基苯基]芴(化合物D)(20.5g)。
[参考例16]
(2,7-双[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基芴-2-基]-9,9-双[5-甲氧基羰基-3,4-双[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(聚合物I)的合成
在非活性气氛下,混合化合物D(0.70g)、2-(4,4,5,5-四甲基-1,2,3-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二辛基芴(0.62g)、三苯基膦钯(0.019g)、二噁烷(40mL)、水(6mL)及碳酸钾水溶液(1.38g),加热至80℃。使反应液反应1小时。反应后,添加饱和二乙基二硫代氨基甲酸钠水5mL,搅拌30分钟后,除去有机溶剂。将得到的固体通过氧化铝柱(展开溶剂己烷∶乙酸乙酯=1∶1(体积比))进行精制,将溶液浓缩,由此得到2,7-双[7-(4-甲基苯基)-9,9-二辛基芴-2-基]-9,9-双[3-乙氧基羰基-4-[2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]乙氧基]苯基]-芴(聚合物I)660mg。
聚合物I的聚苯乙烯换算的数均分子量为2.0×103。聚合物I以式(T)所示。予以说明,2-(4,4,5,5-四甲基-1,2,3-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二辛基芴可通过例如The Journal of Physical ChemistryB2000,104,9118-9125中记载的方法合成。
Figure BDA00002942140201321
[实验例12]
聚合物I的铯盐的合成
将聚合物I(236mg)放入100ml烧瓶中,将烧瓶内的气氛以氮气取代。向其中加入四氢呋喃(20mL)及甲醇(10mL),将混合物L温至65℃。向其中添加使氢氧化铯(240mg)溶解到水(2mL)中后的水溶液,在65℃搅拌7小时。将所得混合物冷却到室温后,将反应溶剂减压蒸去。将生成的固体用水清洗,再使之减压干燥,从而得到淡黄色的固体(190mg)。利用NMR光谱确认到来自乙基酯部位的乙基的信号完全消失。将所得的聚合物I铯盐称为共轭高分子化合物12。共轭高分子化合物12以式(U)所示(“全部结构单元中的含有选自式(1)所示基团及式(2)所示基团中的1种以上的基团和式(3)所示的1种以上的基团的结构单元的比例”及“全部结构单元中的式(13)、(15)、(17)、(20)所示的结构单元的比例”以小数点后第二位四舍五入为33.3mol%。共轭高分子化合物12的HOMO的轨道能量为-5.6eV,LUMO的轨道能量为-2.8eV。
Figure BDA00002942140201331
[参考例17]
化合物E的合成
在氮气气氛下,混合2,7-二溴-9-芴酮(92.0g、272mmol)及二乙醚(3.7L),冷却至0℃,滴入1mol/L碘化甲基镁-二乙醚溶液(0.5L、545mmol),搅拌3小时。向反应混合物添加氯化铵水溶液,除去水层,将有机层以无水硫酸钠干燥,进行减压浓缩。所得的粗生成物以硅胶柱色谱进行精制,得到下式表示的化合物E(92.81g、262mmol、收率96%)。
Figure BDA00002942140201332
化合物F的合成
在氮气气氛下,混合化合物E(83.0g、234mmol)、对甲苯磺酸一水合物(4.49g、23.6mmol)及氯仿(2.5L),回流1小时。向反应混合物中添加氯化铵水溶液,除去水层。将有机层以无水硫酸钠干燥,进行减压浓缩,得到下式表示的化合物F(73.6g、219mmol、收率93%)。
Figure BDA00002942140201333
化合物G的合成
在氮气气氛下,混合化合物F(70.0g、208mmol)、水杨酸乙酯(104g、625mmol)、巯基乙酸(4.20g、45.6mmol)及甲烷磺酸(1214g),在70℃搅拌8小时。将所得的反应混合物滴入冰水中,过滤回收所析出的固体,以甲醇洗净。所得的粗生成物以硅胶柱色谱法进行精制,得到下式表示的化合物G(52.14g、104mmol、收率50%)
Figure BDA00002942140201341
化合物H的合成
在氮气气氛下,混合化合物G(41.2g、82.0mmol)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-乙基-对甲苯磺酸酯(75.8g、238mmol)、二甲基甲酰胺(214g)、碳酸钾(54.4g、394mmol)及18-冠-6(4.68g、18mmol),在105℃搅拌2小时。将所得的反应混合物加入水中,以乙酸乙酯萃取。将有机层以无水硫酸钠干燥,将减压浓缩所得的粗生成物以硅胶柱色谱法精制,得到下式表示的化合物H(40.2g、62.0mmol、收率76%)。所得的化合物H,其1H NMR的结果如下表示。
1H NMR(400MHz,CDCl3,rt)δ(ppm)1.37(3H),1.84(3H),3.36(3H),3.53(2H),3.58-3.79(6H),3.73(2H),4.12(2H),4.34(2H),6.80(1H),6.90(1H),7.28(2H),7.48(2H),7.58(2H),7.70(1H).
Figure BDA00002942140201342
化合物I的合成
在氮气气氛下,混合化合物H(28.4g、43.8mmol)、双(频哪醇合)二硼(24.30g、95.7mmol)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)的二氯甲烷加成物(0.35g、0.4mmol)、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁(0.24g、0.4mmol)、乙酸钾(25.60g、260mmol)及1,4-二噁烷(480ml),在120℃搅拌17小时。过滤所得的反应混合物,以乙酸乙酯洗净。减压浓缩过滤液,以硅胶柱色谱法精制,然后通过再结晶精制,得到下式表示的化合物I(18.22g、24.5mmol、收率56%)。所得的化合物I,其1H NMR的结果如下表示。
1H NMR(400MHz,CDCl3,rt)δ(ppm)1.30-1.47(27H),1.88(3H),3.35(3H),3.53(2H),3.60-3.69(4H),3.73(2H),3.84(2H),4.10(2H),4.34(2H),6.74(1H),6.87(1H),7.58(2H),7.72-7.89(5H).
Figure BDA00002942140201351
聚合物J的合成
在氩气气氛下,混合化合物H(0.47g)、化合物I(0.48g)、二氯双(三苯膦基)钯(0.6mg)、四丁基溴化铵(6mg)、甲苯(6ml)及2mol/L的碳酸钠水溶液(2ml),在105℃搅拌6小时。然后,于反应混合液中添加苯硼酸(35mg),在105℃搅拌14小时。于反应混合液中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(0.65g)及水(13ml),在80℃搅拌2小时。将所得的反应混合物滴入至甲醇中,回收过滤后的析出物,使回收的析出物干燥。使所得的固体溶解于氯仿,通过氧化铝色谱法、硅胶柱色谱法精制,将溶出液滴入至甲醇中,回收过滤后的析出物。使回收的析出物干燥,得到聚合物J(0.57g)。
聚合物J的换算成聚苯乙烯的数均分子量为2.0×104。聚合物J包含下式(V)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201361
[实验例13]
聚合物J的铯盐的合成
在氩气氛下,将聚合物J(0.20g)、THF(18mL)、甲醇(9mL)、氢氧化铯一水合物(97mg)及水(1mL)在65℃下搅拌2小时,接着加入甲醇(52mL),在65℃下搅拌6小时。将反应混合物浓缩进行干燥。在得到的固体中加入甲醇进行过滤。将滤液滴入异丙醇中,将固体利用过滤进行回收。将回收的固体干燥,得到聚合物J铯盐(0.20g)。将得到的聚合物J铯盐称为共轭高分子化合物13。共轭高分子化合物13包含式(W)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201362
共轭高分子化合物13的HOMO的轨道能量为-5.51eV,LUMO的轨道能量为-2.64eV。
[参考例18]
化合物J的合成
在氮气流下,混合2,7-二溴-9,9-双(3,4-二羟基)-芴(138.4g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-乙基-对甲苯磺酸酯(408.6g)、碳酸钾(358.5g)及乙腈(2.5L),加热回流3小时。放冷后,对反应混合物进行过滤。将过滤后的滤液减压浓缩,利用硅胶柱色谱法进行精制,得到化合物J(109.4g)。
Figure BDA00002942140201371
化合物K的合成
在氮气氛下,将化合物J(101.2g)、双(频哪醇合)二硼(53.1g)、[1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯钯(II)二氯甲烷络合物(3.7g)、1,1’-双(二苯基膦基)二茂铁(5.4g)、乙酸钾(90.6g)及二噁烷(900mL)混合,加热至110℃,加热回流8小时。放冷后,将反应过滤,将滤液减压浓缩,利用硅胶柱色谱法进行精制,得到化合物K(51.4g)。
Figure BDA00002942140201372
聚合物K的合成
加入化合物K(0.715g)、化合物J(0.426g)、aliquot336(6.60mg)、双(三苯基膦)二氯钯(0.460mg)、2mol/L碳酸钠水溶液(10mL)及甲苯(20mL),在105℃下搅拌5小时,接着添加苯基硼酸(32mg),在105℃下搅拌6小时。向反应混合物中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(0.72g)和水(14mL),在80℃下搅拌2小时。将得到的混合物滴入甲醇中,利用过滤将析出物回收并使其干燥。将得到的固体溶解于氯仿中,利用氧化铝色谱法及硅胶色谱法进行精制。将得到的溶出液浓缩使其干燥,将浓缩物溶解至甲苯中,并滴入甲醇中。将得到的析出物利用过滤进行回收并进行干燥,得到聚合物K(0.55g)。
聚合物K的聚苯乙烯换算的数均分子量为2.3×104。聚合物K包含式(X)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201381
[实验例14]
聚合物K的铯盐的合成
在氩气氛下,将聚合物K(0.15g)、THF(20mL)、甲醇(10mL)、氢氧化铯一水合物(103mg)及水(1mL)在65℃下搅拌2小时,接着,向反应混合物中加入甲醇(20mL),在65℃下搅拌2小时。将得到的反应混合物浓缩、干燥,向得到的固体中加入甲醇进行过滤。将得到的滤液进行浓缩、干燥。将得到的固体用水清洗后、干燥,由此得到聚合物K的铯盐(0.14g)。将得到的聚合物K的铯盐称为共轭高分子化合物14。共轭高分子化合物14包含式(Y)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201382
共轭高分子化合物14的HOMO的轨道能量为-5.56eV,LUMO的轨道能量为-2.67eV。
[参考例19]
化合物L的合成
在氮气气氛下,混合5-溴-2-羟基安息香酸(92.85g)、乙醇(1140ml)及浓硫酸(45ml),回流48小时。减压浓缩反应混合物后,添加乙酸乙酯(1000ml),将所得的有机层以水及10重量%碳酸钠水溶液洗净。将有机层以无水硫酸钠干燥,减压浓缩所得的粗生成物以硅胶柱色谱法精制,得到下式表示的化合物L(95.38g、收量91%)。
化合物M的合成
在氮气气氛下,混合化合物L(95.0g)、双(频哪醇合)二硼(108.5g)、[1,1’-双(二苯膦基)二茂铁]二氯化钯(II)的二氯甲烷加成物(3.3g)、1,1’-双(二苯膦基)二茂铁(2.2g)、乙酸钾(117.2g)及1,4-二噁烷(1.3L),在105℃搅拌22小时。过滤反应混合物,所得的过滤液以二噁烷及甲苯洗净。减压浓缩洗净过的过滤液,添加乙酸乙酯,以饱和食盐水洗净,将有机层以无水硫酸钠干燥,进行减压浓缩。所得的粗生成物以硅胶柱色谱法精制,得到化合物M(90.1g、308mmol)。
Figure BDA00002942140201392
化合物N的合成
在氮气气氛下,混合1,5-二羟基萘(15.0g)、三乙基胺(28.5g)及氯仿(150ml),冷却至0℃。于冷却的反应混合物中滴入三氟甲烷磺酸酐(68.7g),搅拌1小时。于反应混合物中添加水及氯仿,除去水层,所得的有机层以水洗净。将有机层以无水硫酸钠干燥,进行减压浓缩。所得的固体以再结晶精制,得到下式表示的化合物N(31.46g)。下式中,Tf表示三氟甲基磺酰基。
Figure BDA00002942140201393
化合物O的合成
在氮气气氛下,混合化合物N(16.90g)、化合物M(23.30g)、四(三苯膦基)钯(0)(4.60g)、磷酸钾(42.30g)及1,2-二甲氧基乙烷(340ml),在80℃搅拌14小时。过滤反应混合物,以氯仿及甲醇洗净。减压浓缩所得的过滤液,以硅胶柱色谱法精制,得到下式表示的化合物O(8.85g)。
化合物P的合成
在氮气气氛下,混合化合物O(8.80g)、2-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基]-乙基-对甲苯磺酸酯(12.52g)、二甲基甲酰胺(380ml)、碳酸钾(13.32g)及18-冠醚-6(1.02g),在100℃搅拌23小时。将反应混合物加入水中,以乙酸乙酯萃取。所得的有机层以氯化钠水溶液洗净,以无水硫酸钠干燥,进行减压浓缩。所得的粗生成物以硅胶柱色谱法精制,得到下式表示的化合物P(7.38g)。
Figure BDA00002942140201402
化合物Q的合成
在氮气气氛下,混合化合物P(5.53g)、双(频哪醇合)二硼(11.25g)、(1,5-环辛二烯)(甲氧基)铱(I)二聚体(0.15g、Sigma-Aldrich公司制)、4,4’-二叔丁基-2,2’-联吡啶(0.12g、Sigma-Aldrich公司制)及1,4-二噁烷(300ml),在110℃搅拌19小时。将反应混合物减压浓缩。所得的粗生成物以硅胶柱色谱法精制,然后通过再结晶精制,得到下式表示的化合物Q(5.81g)。所得的化合物Q,其1H NMR的结果如以下表示。
1H NMR(400MHz,CDCl3,rt)δ(ppm)1.27-1.41(30H),3.39(6H),3.57(4H),3.66-3.75(8H),3.83(4H),3.99(4H),4.27-4.42(8H),7.13(2H),7.60(2H),7.76(2H),7.93(2H),8.30(2H).
Figure BDA00002942140201411
聚合物L的合成
在氩气气氛下,混合化合物J(0.53g)、化合物Q(0.43g)、二氯双(三苯膦基)钯(0.30mg)、Aliquat336(5mg、Sigma-Aldrich公司制)、甲苯(12ml)、2mol/L的碳酸钠水溶液(1ml),在105℃搅拌9小时。然后,于反应混合物中添加苯硼酸(23mg),在105℃搅拌14小时。于反应混合物中添加二乙基二硫代氨基甲酸钠三水合物(0.40g)及水(8ml),在80℃搅拌2小时。将所得的混合物滴入甲醇,回收过滤析出物,使其干燥。将固体溶解于氯仿,通过氧化铝柱色谱法及硅胶柱色谱法精制,将溶出液滴入甲醇中。回收过滤所得的析出物,使回收的析出物干燥,得到聚合物L(0.56g)。
聚合物L的换算成聚苯乙烯的数均分子量为3.4×104。聚合物L包含下式(Z)所示的结构单元。
[实验例15]
聚合物L的铯盐的合成
在氩气氛下,将聚合物L(0.25g)、THF(13mL)、甲醇(6mL)、氢氧化铯一水合物(69mg)及水(1mL)在65℃下搅拌6小时。将反应混合物进行浓缩并滴入异丙醇中,将固体利用过滤进行回收并使其干燥。向固体中加入甲醇,进行过滤。将滤液滴入异丙醇中,利用过滤将固体回收并使其干燥,得到聚合物L铯盐(0.19g)。将得到的聚合物L铯盐称为共轭高分子化合物15。共轭高分子化合物15包含式(AA)所示的结构单元。
Figure BDA00002942140201422
共轭高分子化合物15的HOMO的轨道能量为-5.50eV,LUMO的轨道能量为-2.65eV。
[实验例16]
混合甲醇与共轭高分子化合物1,得到包含0.2重量%共轭高分子化合物1的组合物。在玻璃基板表面成膜图形化的ITO阴极(膜厚:45nm)上,在大气中,通过旋涂法涂布所述组合物,得到膜厚10nm的涂膜。将设有该涂膜的基板在常压的非活性气体气氛下(氮气气氛下),在130℃加热10分钟,使溶剂蒸发后,自然冷却至室温,得到形成有包含共轭高分子化合物1的电子注入层的基板。
接着,将发光高分子材料(Sumation(株)制「LumationBP361」)与二甲苯混合,得到含有1.4重量%的发光高分子材料的发光层形成用组合物。在大气中,通过旋涂法,在上述所得的形成了含有共轭高分子化合物1的层的基板的含有共轭高分子化合物1的层上,涂布发光层形成用组合物,得到膜厚80nm的涂膜。将设有该涂膜的基板在非活性气氛下(氮气氛下)、于130℃加热15分钟,使溶剂蒸发后,使之自然冷却到室温,得到形成了发光层的基板。
接着,在大气中,通过旋涂法,在上述所得的形成了发光层的基板的发光层上,涂布空穴注入材料溶液,得到膜厚60nm的涂膜。将设有该涂膜的基板在非活性气氛下(氮气氛下),于130℃加热15分钟,使溶剂蒸发后,使之自然冷却到室温,得到形成了空穴注入层的基板。在此,在空穴注入材料溶液中使用Stark V TECH K.K(株)制PEDOT:PSS溶液(聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)·聚苯乙烯磺酸、制品名:“Baytron”)。
将上述所得的形成了空穴注入层的基板插入到真空装置内,通过真空蒸镀法在该层上将Au成膜80nm,使阳极形成,制造层叠结构体1。
将上述所得的层叠结构体2从真空装置取出,在非活性气氛下(氮气氛下),用密封玻璃和2液混合型环氧树脂进行密封,得到有机EL元件1。
对上述所得的有机EL元件1施加10V的顺方向电压,测定发光亮度和发光效率。将结果示于表1。
[表1]
发光亮度(cd/m2) 发光效率(cd/A)
有机EL元件1 3580 3.1
[实验例17]
<双面发光型有机EL元件的制作>
于实验例16中,除Au的膜厚为20nm以外,与实验例16相同地操作,得到双面发光型有机EL元件2。
向上述所得的有机EL元件2施加15V的顺向电压,测定发光亮度及发光效率。结果表示于表2。
[表2]
Figure BDA00002942140201441
如表1以及2所示确认了,通过大气中的涂布工序,将离子性聚合物成膜,形成了电子注入层的逆层叠的有机EL元件发光。
[实验例18]
准备形成有厚度50nm的ITO薄膜的玻璃基板。ITO薄膜通过溅射法形成,相当于阳极。于该ITO薄膜上,通过旋涂法使高分子化合物A的悬浮液涂布成膜,形成厚度60nm的空穴注入层用涂布膜。将该薄膜在加热板上通过在170℃干燥15分钟,形成空穴注入层。予以说明,空穴注入层在大气气氛中形成。
然后,将高分子化合物B以0.8重量%的浓度溶解于二甲苯中,得到二甲苯溶液。将该二甲苯溶液在大气中通过旋涂法涂布于空穴注入层上,使膜厚20nm的空穴输送层用涂布膜成膜。接着,在氧气浓度及水分浓度分别以体积比控制为10ppm以下的氮气气氛中,通过在180℃保持60分钟,干燥涂布膜,得到空穴输送层。
然后,将高分子化合物C以1.3重量%的浓度溶解于二甲苯,得到二甲苯溶液。将该二甲苯溶液在大气中通过旋涂法涂布于空穴输送层上,使膜厚80nm的发光层用涂布膜成膜。接着,在氧气浓度及水分浓度分别以体积比控制为10ppm以下的大气压、氮气气氛中,通过在170℃保持10分钟,使涂布膜干燥,得到发光层。
然后,将共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到甲醇溶液。将该甲醇溶液在大气中通过旋涂法涂布于发光层上,使膜厚6nm的电子注入层用涂布膜成膜。接着,在大气气氛中,通过在130℃、保持10分钟,干燥涂布膜,得到电子注入层。
然后,在减压至1.0×10-4Pa以下的状态下,蒸镀膜厚约100nm的铝作为阴极。蒸镀后,使用玻璃基板进行封装,制作有机EL元件3。
[实验例19]
实验例19与实验例18只有在形成电子注入层时的加热温度有差异,其他与实验例18相同地形成有机EL元件。因省略重复说明,以下只说明电子注入层的形成方法。
将共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到甲醇溶液。该甲醇溶液在大气中通过旋涂法涂布于发光层上,使膜厚6nm的电子注入层用涂布膜成膜。接着,在大气气氛中,通过在170℃保持10分钟,干燥涂布膜,得到电子注入层。
[实验例20]
实验例20与实验例18只有在形成电子注入层时的加热时间有差异,其他与实验例18相同地形成有机EL元件。因省略重复说明,以下只说明电子注入层的形成方法。
共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到甲醇溶液。将该甲醇溶液在大气中通过旋涂法涂布于发光层上,使膜厚6nm的电子注入层用涂布膜成膜。接着,在大气气氛中,通过在130℃保持30分钟,干燥涂布膜,得到电子注入层。
[实验例21]
实验例21与实验例18只有在形成电子注入层时的加热温度及加热时间有差异,其他与实验例18相同地形成有机EL元件。因省略重复说明,以下只说明电子注入层的形成方法。
将共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到甲醇溶液。该甲醇溶液通过旋涂法涂布于发光层上,使膜厚6nm的电子注入层用涂布膜成膜。接着,在大气气氛中,通过在150℃保持30分钟,干燥涂布膜,得到电子注入层。
[实验例22]
实验例22与实验例18只有在形成电子注入层时的气氛有差异,其他与实验例18相同地形成有机EL元件。因省略重复说明,以下只说明电子注入层的形成方法。
共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到甲醇溶液。该甲醇溶液通过旋涂法涂布于发光层上,使膜厚6nm的电子注入层用涂布膜成膜。接着,在氧气浓度及水分浓度分别以体积比控制为10ppm以下的大气压的氮气气氛中,通过在130℃保持10分钟,干燥涂布膜,得到电子注入层。
[亮度减半寿命的测定]
测定实验例18至22制作的各有机EL元件的亮度减半寿命。也即,各有机EL元件以定电流驱动时,测定亮度变成初期亮度的50%为止的时间(亮度减半寿命:LT50)。予以说明,开始定电流驱动时的初期亮度为5000cd/m2。各有机EL元件的寿命比,以实施例22制作的各有机EL元件的亮度减半寿命为1.0算出。
测定结果与干燥电子注入层用涂布膜时的条件(干燥气氛、干燥温度及干燥时间)合并表示于下述表3。
[表3]
干燥气氛 干燥温度 干燥时间 寿命比
实验例18 Air(大气) 130℃ 10分钟 1.2
实验例19 Air(大气) 170℃ 10分钟 1.2
实验例20 Air(大气) 130℃ 30分钟 1.5
实验例21 Air(大气) 150℃ 30分钟 1.5
实验例22 N2(氮气) 130℃ 10分钟 1.0
如上述表3,确认到以干燥电子注入层用涂布膜时的干燥气氛作为氮气气氛或大气气氛形成电子注入层的有机EL元件发光。予以说明,以干燥气氛作为大气气氛时,与氮气气氛时比较,确认提高了亮度减半寿命。
[实施例1]
准备设有ITO薄膜的PEN(聚萘二甲酸乙二酯)薄膜基板。ITO薄膜通过溅镀法形成,相当于阳极。于该ITO薄膜上,在大气气氛中,通过旋涂法涂布H.C.Starck株式会社合制PEDOT:PSS溶液(聚(3,4-乙烯二氧噻吩)·聚苯乙烯磺酸、制品名:“Baytron”),得到膜厚60nm的涂布膜。将设有该涂布膜的PEN薄膜基板,在常压的大气气氛中,使用加热板,在170℃加热15分钟,使溶剂蒸发。然后,将设有ITO薄膜与该涂布膜的PEN薄膜基板,自然冷却至室温,得到形成有ITO薄膜与空穴注入层的PEN薄膜基板。
然后,将作为空穴输送层材料的高分子化合物B以0.8重量%的浓度溶解于二甲苯,得到高分子化合物B的二甲苯溶液。将该高分子化合物B的二甲苯溶液,在大气气氛中通过旋涂法涂布于上述空穴注入层上,得到膜厚15nm的空穴输送层用涂布膜。接着,将设有该空穴输送层的涂布膜的PEN薄膜基板,保存在氧气浓度及水分浓度分别以体积比控制为10ppm以下的氮气气氛中。
然后,准备玻璃基板。于该玻璃基板上,在减压至1.0×10-4Pa以下的状态下,蒸镀膜厚约100nm的铝作为阴极。
然后,将上述所得的作为电子注入层的共轭高分子化合物1以0.2重量%的浓度溶解于甲醇,得到共轭高分子化合物1的甲醇溶液。将该共轭高分子化合物1的甲醇溶液,在大气气氛中通过旋涂法涂布于上述阴极上,得到膜厚6nm的电子注入层用涂布膜。将设有该电子注入层用涂布膜的玻璃基板,在大气气氛中,通过在130℃保持10分钟,干燥电子注入层用涂布膜。然后,使其自然冷却至室温,得到形成有阴极与电子注入层的玻璃基板。
然后,将作为发光高分子材料的高分子化合物C以1.3重量%的浓度溶解于二甲苯,得到高分子化合物C的二甲苯溶液。该高分子化合物C的二甲苯溶液,在大气气氛中通过旋涂法涂布于上述电子注入层上,得到膜厚80nm的发光层用涂布膜。
接着,取出保存在氮气气氛中的PEN薄膜基板至大气气氛中,将形成有ITO薄膜、空穴注入层及空穴输送层用涂布膜的PEN薄膜基板以及形成有阴极、电子注入层及发光层用涂布膜的玻璃基板,以目视对准位置,以使空穴输送层用涂布膜与发光层用涂布膜接合的方式贴合两基板,以夹子夹住固定使其不偏离。予以说明,两基板的贴合,可在不实施除去空穴输送层用涂布膜与发光层用涂布膜的溶剂的工序下进行。然后,在大气气氛中,烤箱中,在100℃保持60分钟。通过以上的操作,制作有机EL元件。
[比较例1]
比较例1与实施例1只有在电子注入层的材料及其形成方法有差异,其他与实施例1相同地形成有机EL元件。于比较例1中,在减压至1.0×10-4Pa以下的状态下蒸镀厚度约5nm的作为电子注入层材料的钡作为电子注入层,来代替使用离子性聚合物通过涂布法形成电子注入层。
向上述实施例1以及比较例1制作的有机EL元件施加电压,确认发光状态。实施例1制作的有机EL元件确认正常发光。但是,比较例1制作的有机EL元件,无法确认发光。
予以说明,上述实施例1以及比较例1中,使用高分子化合物B作为空穴输送层材料,使用高分子化合物C作为发光高分子材料,实施例1与比较例1的实验结果并不依赖于空穴输送层材料及发光高分子材料的种类。
符号说明
10  有机EL元件
12  第一结构体
14  第二结构体
22  第一基材
24  第二基材
32  阳极
34  阴极
42a 空穴注入层
42b 空穴输送层
44  电子注入层
50  发光层
60  层叠结构体
90  接合构件
110 制造装置(贴合装置)
120 卷出辊
122  第一卷出辊
124  第二卷出辊
130  贴合辊
132  第一贴合辊
134  第二贴合辊
140  卷绕辊
150  处理装置
152  涂布装置
154  干燥装置
160  辅助辊

Claims (7)

1.一种有机电致发光元件的制造方法,所述有机电致发光元件具有阳极、阴极以及夹持于所述阳极与所述阴极之间且层叠有包括与所述阴极相接设置的电子注入层在内的多个有机层的层叠结构体,
所述有机电致发光元件的制造方法包括:
准备只有所述阳极设置于第一基材上的第一结构体,或者所述阳极与构成所述层叠结构体的多个有机层中的至少一部分这两者设置于第一基材上的第一结构体的工序;
准备只有所述阴极设置于第二基材上的第二结构体,或者所述阴极与构成所述层叠结构体的除了设置于所述第一结构体的部分之外的剩余部分这两者设置于第二基材上的第二结构体的工序;以及
贴合所述第一结构体与所述第二结构体,形成夹持于所述阳极与所述阴极间的层叠结构体的贴合工序,
在所述准备第一结构体的工序或所述准备第二结构体的工序中,形成包含离子性聚合物的所述电子注入层。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
在所述准备第二结构体的工序中,所述电子注入层通过在常压的气氛中涂布涂敷液而形成。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
所述第一结构体与所述第二结构体分别为能够从卷出辊向卷绕辊卷绕的长条薄膜状结构体,
所述贴合工序包括贴合从所述卷出辊卷出的所述第一结构体与所述第二结构体,并连续地卷绕于所述卷绕辊的工序。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
所述贴合工序在常压的气氛中进行。
5.根据权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
所述第一基材与所述第二基材由相同的材料构成。
6.根据权利要求1所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
在所述贴合工序中,将涂布第一涂敷液所形成的第一层以及涂布第二涂敷液所形成的第二层彼此接合,且第一涂敷液与第二涂敷液的溶剂的极性相同。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光元件的制造方法,其中,
所述第一结构体包含涂布涂敷液所形成的空穴输送层,且所述第二结构体包含涂布涂敷液所形成的发光层,所述贴合工序中包括使所述空穴输送层与所述发光层接合并贴合的工序。
CN201180045248.4A 2010-07-21 2011-07-15 有机电致发光元件的制造方法 Expired - Fee Related CN103120020B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-164234 2010-07-21
JP2010164234 2010-07-21
JP2011018106 2011-01-31
JP2011-018106 2011-01-31
JP2011065346 2011-03-24
JP2011-065346 2011-03-24
PCT/JP2011/066221 WO2012011441A1 (ja) 2010-07-21 2011-07-15 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103120020A true CN103120020A (zh) 2013-05-22
CN103120020B CN103120020B (zh) 2016-03-23

Family

ID=45496864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201180045248.4A Expired - Fee Related CN103120020B (zh) 2010-07-21 2011-07-15 有机电致发光元件的制造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9159922B2 (zh)
EP (1) EP2597933B1 (zh)
JP (1) JP5863307B2 (zh)
CN (1) CN103120020B (zh)
TW (1) TWI550935B (zh)
WO (1) WO2012011441A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107286193A (zh) * 2017-01-20 2017-10-24 南京理工大学 (3,4,5‑三(十二烷氧基)苯甲基)三苯基四氟硼酸鏻及其在电致化学发光中的应用
CN111096072A (zh) * 2017-09-20 2020-05-01 柯尼卡美能达株式会社 层叠膜的制造方法和电子设备的制造方法
CN114195698A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 华中科技大学 一种酰亚胺荧蒽分子砌块、其制备和应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2597932B1 (en) * 2010-07-21 2021-04-14 Sumitomo Chemical Company, Limited Manufacturing method for organic light-emitting device
KR101848118B1 (ko) 2011-03-25 2018-04-11 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 고분자 화합물 및 그것을 사용하여 이루어지는 발광 소자
US9224953B2 (en) * 2011-10-19 2015-12-29 Nitto Denko Corporation Method and apparatus for manufacturing organic el device
CN106450015B (zh) * 2016-10-11 2018-07-10 武汉华星光电技术有限公司 透明oled显示器及其制作方法
JP7495231B2 (ja) 2019-02-08 2024-06-04 住友化学株式会社 化合物およびそれを用いた発光素子

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1731901A (zh) * 2005-05-31 2006-02-08 华南理工大学 一种有机/高分子顶发射发光器件及其应用
CN1948360A (zh) * 2006-10-13 2007-04-18 华南理工大学 一种白光共轭聚合物及其制备方法和应用
WO2008102867A1 (ja) * 2007-02-22 2008-08-28 Konica Minolta Holdings, Inc. 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2009037751A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2009123690A (ja) * 2007-10-22 2009-06-04 Konica Minolta Holdings Inc 塗布層形成後或いは対電極層形成後に乾燥剤フィルムを貼合して巻き取る有機エレクトロニクス素子とその製造方法
JP2009239279A (ja) * 2008-03-07 2009-10-15 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層構造体
JP2010103040A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロニクス素子、その製造方法、及び製造装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3367064B2 (ja) 1995-02-01 2003-01-14 住友化学工業株式会社 高分子蛍光体とその製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子
US6984461B2 (en) 2002-06-21 2006-01-10 Samsung Sdi Co., Ltd. Blue electroluminescent polymer and organic-electroluminescent device using the same
JP5135732B2 (ja) 2005-08-12 2013-02-06 住友化学株式会社 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子
JP5162868B2 (ja) 2006-09-20 2013-03-13 住友化学株式会社 高分子発光素子及び有機トランジスタ並びにそれらに有用な組成物
JP2008204890A (ja) 2007-02-22 2008-09-04 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンスパネル及びその製造方法、これを用いる照明又は表示装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1731901A (zh) * 2005-05-31 2006-02-08 华南理工大学 一种有机/高分子顶发射发光器件及其应用
CN1948360A (zh) * 2006-10-13 2007-04-18 华南理工大学 一种白光共轭聚合物及其制备方法和应用
WO2008102867A1 (ja) * 2007-02-22 2008-08-28 Konica Minolta Holdings, Inc. 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2009037751A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロルミネッセンス素子、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
JP2009123690A (ja) * 2007-10-22 2009-06-04 Konica Minolta Holdings Inc 塗布層形成後或いは対電極層形成後に乾燥剤フィルムを貼合して巻き取る有機エレクトロニクス素子とその製造方法
JP2009239279A (ja) * 2008-03-07 2009-10-15 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層構造体
JP2010103040A (ja) * 2008-10-27 2010-05-06 Konica Minolta Holdings Inc 有機エレクトロニクス素子、その製造方法、及び製造装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107286193A (zh) * 2017-01-20 2017-10-24 南京理工大学 (3,4,5‑三(十二烷氧基)苯甲基)三苯基四氟硼酸鏻及其在电致化学发光中的应用
CN107286193B (zh) * 2017-01-20 2019-06-25 南京理工大学 (3,4,5-三(十二烷氧基)苯甲基)三苯基四氟硼酸鏻及其在电致化学发光中的应用
CN111096072A (zh) * 2017-09-20 2020-05-01 柯尼卡美能达株式会社 层叠膜的制造方法和电子设备的制造方法
CN114195698A (zh) * 2021-12-09 2022-03-18 华中科技大学 一种酰亚胺荧蒽分子砌块、其制备和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP2597933A4 (en) 2014-07-09
JP5863307B2 (ja) 2016-02-16
JP2012212643A (ja) 2012-11-01
WO2012011441A1 (ja) 2012-01-26
EP2597933A1 (en) 2013-05-29
TW201232871A (en) 2012-08-01
CN103120020B (zh) 2016-03-23
TWI550935B (zh) 2016-09-21
US20130122625A1 (en) 2013-05-16
EP2597933B1 (en) 2019-06-12
US9159922B2 (en) 2015-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103155706B (zh) 有机电致发光元件以及制造方法
CN102612764B (zh) 层叠结构体、聚合物、场致发光元件及光电转换元件
CN103120020B (zh) 有机电致发光元件的制造方法
CN103120019B (zh) 有机el元件的制造方法
Ahn et al. Conducting polymers as anode buffer materials in organic and perovskite optoelectronics
CN103120021B (zh) 有机发光装置的制造方法及有机发光装置
JP5041535B2 (ja) エレクトロルミネセンス装置におけるヘテロ原子位置規則性ポリ(3−置換チオフェン)
TWI637004B (zh) 摻雜共軛聚合物及裝置
CN103460428B (zh) 电子设备、高分子化合物、有机化合物及高分子化合物的制备方法
CN107406714B (zh) 含有空穴载体材料以及含氟聚合物的组合物及其用途
TWI618709B (zh) 用於有機電子裝置之電子注入層的經改良電子傳遞組合物
EP2772956A1 (en) Material for positive hole injection transport layer, ink for positive hole injection transport layer, device, and production methods for same
CN103119744B (zh) 有机el元件
TWI771360B (zh) 塗料組成物
CN101203539A (zh) 高分子材料和高分子发光元件
JP5317758B2 (ja) ポリチオフェン又はチオフェン共重合体の溶液又は分散液並びにその製造方法
CN101682955B (zh) 有机电致发光元件及使用该元件的显示装置
DE112009002093T5 (de) Lichtemittierendes Material und Vorrichtung
TWI735500B (zh) 用於有機電子產品之奈米粒子傳導性聚合體複合物
CN107531887B (zh) 含有空穴载体材料以及聚(芳基醚砜)的组合物及其用途
TWI821170B (zh) 含有磺化共軛聚合物之非水系塗料組成物
CN103385036A (zh) 有机电致发光元件的制造方法
EP3024049B1 (en) Fluorinated aromatic small molecules as functional additives for dispersion of conductive polymers
CN109232864B (zh) 聚合物、电子注入层、oled器件及显示装置
DE112011102918T5 (de) Elektrolumineszierende Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20160323

Termination date: 20210715