CN103717636A - 交联型聚合物及使用该聚合物的有机场致发光元件 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及交联型聚合物及使用该聚合物的有机场致发光元件(有机EL元件)。
背景技术
有机EL元件为自发光型、无视角依赖性、且能够实现面发光、薄型化,因此正在研究其在电视、手机等的显示器、或照明等中的应用。
有机EL元件具有用阴极和阳极夹持有机化合物的薄膜的构成。作为薄膜的形成方法,大致分为蒸镀法和涂布法。蒸镀法是主要使用低分子化合物、在真空中在基板上形成薄膜的方法,其在形成制品方面走在前面。另一方面,涂布法是喷墨、印刷等使用溶液在基板上形成薄膜的方法,其材料的利用效率高,且面向大面积化、高精细化,对于今后的大画面有机EL显示器而言是不可缺少的方法。
使用低分子材料的真空蒸镀法中,材料的利用效率极低,且如果大型化则荫罩板的挠度变大,因此难以对大型基板应用蒸镀,结果,存在难以制作使用了大型有机EL基板的显示装置的问题。另外,制造成本也增高。
另一方面,通过涂布将高分子系材料溶解到有机溶剂而得到的溶液,能够形成均匀的膜,利用该情况,可以使用以喷墨法、印刷法为代表的涂布法。因此,可将材料的利用效率提高至接近100%。另外,可以容易地应对从小型基板到大型基板的各种形状的基板,因此可大幅削减元件的制造成本。
但是,一般而言,涂布法存在不适于层叠型元件、不易实现元件的高性能化的问题。
作为涂布法不适于层叠型的理由,可举出将层重叠时会将先形成的膜溶解。具体而言,在涂布层叠型有机发光元件中,空穴注入层及空穴传输层必须对将发光层成膜时使用的溶剂不溶。
因此现状是,利用涂布法的有机EL元件的大多数仅限于如下的2层结构:使用聚噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的水分散液来对空穴注入层进行制膜,并使用甲苯等芳香族系有机溶剂来对发光层进行制膜。这是因为PEDOT:PSS层不溶于甲苯,因此能够制作所述的2层结构。
因此,例如无法应用于在空穴注入层上形成空穴传输层、再形成发光层的情况。
空穴注入层中多使用以PEDOT/PSS为代表的、水溶性或溶于醇的材料。因此,空穴传输材料使用甲苯、二甲苯、二氧杂环己烷、环己酮等水系或醇系以外的有机溶剂来进行成膜,并层叠在空穴注入层上。
在此,作为空穴传输材料,已提出使用热或光交联型聚合物(参照专利文献1)。但是,光交联型材料由于光而发生劣化,从而存在空穴传输性、发光效率、元件寿命下降的问题,另一方面,对于热交联型材料而言,存在热交联后发生收缩、或者产生针孔的问题。
另外,即使在热交联后不发生收缩的情况下,也存在溶解于在发光层的层叠中使用的成膜用溶剂的问题(参照专利文献2-4)。
另外,有如下的技术:使用带有能够与低分子化合物聚合的取代基的材料,将该材料涂布后使其进行聚合,由此来降低在其他层的涂布用溶剂中的溶解度,形成多层结构(例如参照专利文献5)。但是,低分子化合物其本身具有易结晶化的倾向,因此存在不易形成优质的薄膜的问题。
另外,作为可用于涂布型多层有机EL元件的空穴传输材料,公开了在主链中引入有交联基的聚合物。但是,若在这些材料中导入交联基单元,则以3元系、多则4元系构成,因此具有非常复杂的结构。因此,有时难以实现性能重现性(专利文献6、7、8)。另外,也公开了在末端引入有交联基的材料,但由于是利用等同于可溶性单元的咔唑基的共聚,因此基于多个取代基引入的成膜性、密合性、以及电子物性等的微调整很难。另外,该材料为分子量2000~3000左右的低聚物材料,因此存在未反应的交联基会造成元件性能下降的可能性(专利文献9)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2006-257196号公报
专利文献2:日本特开2008-63327号公报
专利文献3:日本特开2009-283509号公报
专利文献4:日本特开2011-82052号公报
专利文献5:日本特开2006-279007号公报
专利文献6:日本特开2011-153134号公报
专利文献7:日本特开2008-169367号公报
专利文献8:日本特开2009-196982号公报
专利文献9:日本特开2008-231419号公报
发明内容
本发明的课题在于提供适于基于涂布法的薄膜的形成、且适合作为电子材料的交联型聚合物。
本发明人等进行了深入研究,结果发现具有来源于咔唑或与咔唑类似的化合物的结构单元(后述的P及Q基)的交联型聚合物能稳定且容易地形成优质的薄膜,并且其溶解度通过利用热等的交联反应发生变化,由此该材料作为电子材料而有用,从而完成了本发明(第一发明)。
另外发现,后述的式(C)所示的聚合物也作为电子材料而有用,从而完成了本发明(第二发明)。
根据本发明,提供以下聚合物等。
1.一种聚合物,其含有下式(A)及(B)所示的结构单元,其中,
【化学式1】
式(A)中,P为来源于下式(P)所示的化合物的基团,
【化学式2】
式(P)中,A1分别独立地为氮原子或CR2,
X1为单键、O、S、CR2R3或NR2,
R1~R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基或芳基甲硅烷基,
a为2~5的整数,(P)a表示a个上述(P)基连续地进行键合,a个P分别独立,并且P之间的键合位置没有限定,
L1表示连接基团,
b为0~5的整数,(L1)b表示在b为2以上的情况下b个L1连续地进行键合,此时,b个L1分别独立,并且L1之间进行键合的位置没有限定,
在式(A)中,P与L1的键合位置没有限定,
式(B)中,Q为来源于下式(Q)所示的化合物的基团,
【化学式3】
式(Q)中,A2分别独立地为氮原子或CR6,
X2为单键、O、S、CR6R7或NR6,
R5~R7分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、芳基甲硅烷基、或交联性基团,
c为2~5的整数,(Q)c表示c个上述(Q)基连续地进行键合,c个Q分别独立,并且Q之间的键合位置没有限定,
L2分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的亚环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃环基、取代或未取代的成环原子数3~30的芳香族杂环基、取代或未取代的芳基胺残基、芳基亚甲硅烷基、或交联性基团,
d为0~5的整数,(L2)d表示在d为2以上的情况下d个L2连续地进行键合,此时,d个L2分别独立,并且L2之间进行键合的位置没有限定,
在式(B)中,Q与L2的键合位置没有限定,
在式(B)中,c个Q及d个L2中的至少一个具有交联性基团。
2.根据1所述的聚合物,其中,所述P或Q为取代或未取代的咔唑的残基。
3.根据2所述的聚合物,其中,在a个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置、或在c个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置,分别为选自3位-3’位、3位-2’位、及2位-2’位中的一种。
4.根据2或3所述的聚合物,其具有下述结构1及结构2中的至少一个,
结构1:所述(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位,
结构2:所述(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
5.根据2~4中任一项所述的聚合物,其具有下述结构3及结构4中的至少一个,
结构3:所述(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位,
结构4:所述(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
6.根据1~5中任一项所述的聚合物,其中,所述a或c分别为2或3。
7.根据1~6中任一项所述的聚合物,其由下式(1)~(7)中的任一个表示,
【化学式4】
【化学式5】
各式中,R1、R2、R5、R6、L1及L2与所述式(A)及(B)的R1、R2、R5、R6、L1及L2同样。
m及n分别表示各结构单元在聚合物中所占的含有率即摩尔比,m为0.01~0.99、n为0.01~0.99、m+n=1,
1为0或1。
8.根据7所述的聚合物,其由下式(8)~(25)中的任一个表示,
【化学式6】
【化学式7】
【化学式8】
【化学式9】
各式中,R1、R2、R5、R6、L1及L2与所述式(A)及(B)的R1、R2、R5、R6、L1及L2同样,
m及n分别表示各结构单元在聚合物中所占的含有率即摩尔比,m为0.01~0.99、n为0.01~0.99、m+n=1。
9.根据7或8所述的聚合物,其中,所述式(1)~(25)所示的各聚合物中,R5中的至少一个或R6中的至少一个为交联性基团,且L2不是交联性基团。
10.根据1~9中任一项所述的聚合物,其中,所述交联性基团为选自
下式(31)~(42)所示的基团中的基团,
【化学式10】
11.根据7或8所述的聚合物,其中,所述式(1)~(21)所示的各聚合物中,L2中的至少一个为交联性基团,R5及R6不是交联性基团。
12.根据11所述的聚合物,其中,作为所述交联性基团的L2为选自下式(43)~(46)所示的基团中的基团,
【化学式11】
在式(45)及(46)中,o为1~10的整数。
13.根据7~12中任一项所述的聚合物,其中,所述式(1)~(25)所示的各聚合物中,R1、R2、R5及R6中的至少一个为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团,
【化学式12】
式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基,
a、c、d、f、g及i分别独立地为0~4的整数,
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数,
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基或成环原子数3~30的芳香族杂环基。
14.一种下式(C)所示的聚合物,
【化学式13】
式(C)中,P’为来源于下式(P’)所示的化合物的基团,
L为连接基团,
a为2~5的整数,(P’)a表示a个P’连续地进行键合,a个P’分别独立,并且P’之间的键合位置没有限定,
b为0~5的整数,在b为2以上的情况下,(L)b表示b个L连续地进行键合,此时,b个L分别独立,L之间进行键合的位置没有限定,另外,在b为0的情况下,L表示单键,
在式(C)中,P’与L的各自的键合位置没有限定,
m为重复单元,
Y1及Y2分别独立地为交联性基团,
【化学式14】
式(P’)中,A分别独立地为氮原子或-C(R)-,
X为单键、-O-、-S-、-C(R)2-、或-N(R)-,
R分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基。
15.根据14所述的聚合物,其中,所述P’为取代或未取代的咔唑残基。
16.根据14或15所述的聚合物,其中,所述(P’)a为a个连续地进行键合的取代或未取代的咔唑残基,相邻的咔唑残基分别以3位-3’位、3位-2’位、或2位-2’位相互地进行键合。
17.根据14~16中任一项所述的聚合物,其中,所述(P’)a为a个连续地进行键合的取代或未取代的咔唑残基,与L键合的咔唑残基在咔唑残基的9位、3位或2位与L进行键合。
18.根据14~17中任一项所述的聚合物,其中,所述a为2或3。
19.根据14~18中任一项所述的聚合物,其由下式(101)~(107)中任一个表示,
【化学式15】
式中,R101~R119分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基,
1为0或1的整数,
Y1、Y2、L及m与式(C)同样。
20.根据19所述的聚合物,其中,在所述式(101)~(107)中,R101及R102中的至少一个、R103~R105中的至少一个、R106及R107中的至少一个、R108~R110中的至少一个、R111~R113中的至少一个、R114~R116中的至少一个、以及R117~R119中的至少一个为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团,
【化学式16】
式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基,
a、c、d、f、g及i分别独立地为0~4的整数,
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数,
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基或成环原子数3~30的芳香族杂环基。
21.根据14~20中任一项所述的聚合物,其中,Y1及Y2分别为选自下式(31)~(42)所示的基团中的基团,
【化学式17】
22.一种涂布液,其含有上述1~21中任一项所述的聚合物及溶剂。
23.根据22所述的涂布液,其中,所述溶剂中的至少一种为有机溶剂。
24.一种电子元件的制造方法,其使用上述22或23所述的涂布液进行湿式成膜。
25.根据24所述的电子元件的制造方法,其中,所述电子元件为电致发光元件、光电转换元件或晶体管。
26.根据24或25所述的电子元件的制造方法,其中,所述电子元件为有机电致发光元件。
27.一种有机电致发光元件,其具有阳极、阴极、和在所述阳极与阴极之间的包含发光层的1层以上的有机薄膜层,所述有机薄膜层中的至少一层含有1~21中任一项所述的聚合物。
28.根据27所述的有机电致发光元件,其中,所述有机薄膜层中的至少一层为空穴注入层或空穴传输层。
29.根据28所述的有机电致发光元件,其中,所述空穴注入层或空穴传输层与发光层相接。
30.根据27~29中任一项所述的有机电致发光元件,其中,所述发光层通过湿式成膜法成膜。
根据本发明,可以提供适于基于涂布法的薄膜的形成、且适合作为电子材料的交联型聚合物。
具体实施方式
[第一发明]
本申请的第一发明的聚合物的特征在于含有下式(A)及(B)所示的结构单元。
【化学式18】
在式(A)及(B)中,P及Q为来源于咔唑或与咔唑类似的化合物的基团,L1及L2为连接基团。上述式(A)的结构单元不具有交联性基团,上述式(B)的结构单元具有一个以上的交联性基团。本发明的聚合物通过具有式(A)及(B)所示的结构单元,成膜后交联而得到的膜的表面平坦性增高。另外,对涂布中使用的有机溶剂的耐性增高。
上述在式(A)中,P为来源于下式(P)所示的化合物的基团。
【化学式19】
式(P)中,A1分别独立地为氮原子或CR2,
X1为单键、O、S、CR2R3或NR2’
R1~R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基或取代或未取代的芳氨基。
式(P)中的R1~R3中的至少一个为与P、L1等其他基团键合的单键。
a为2~5的整数,优选为2或3。(P)a表示a个上述(P)基连续地进行键合。a个P分别独立,并且P之间的键合位置没有限定。
L1表示连接基团。L1优选分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的亚环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃环基、取代或未取代的成环原子数3~30的芳香族杂环基、取代或未取代的芳基胺残基、或芳基亚甲硅烷基。另外,其为将2个以上的这些基团连接而得到的基。此时,各基团可以相同也可以不同。
b为0~5的整数,(L1)b在b为2以上的情况下表示b个L1连续地进行键合。此时,b个L1分别独立,并且L1之间进行键合的位置没有限定。
在式(A)中,P与L1的键合位置没有限定。
式(B)中,Q为来源于下式(Q)所示的化合物的基团。
【化学式20】
式中,A2分别独立地为氮原子或CR6。
X2为单键、O、S、CR6R7或NR6。
R5~R7分别独立地为与上述的R1~R3同样的基团或交联性基团。
c为2~5的整数,优选为2或3。(Q)c表示c个上述(Q)基连续地进行键合。c个Q分别独立,并且Q之间的键合位置没有限定。
L2分别独立地为与上述的L1同样的基团或交联性基团。
d为0~5的整数,(L2)d在d为2以上的情况下表示d个L2连续地进行键合。此时,d个L2分别独立,并且L2之间进行键合的位置没有限定。
在式(B)中,Q与L2的键合位置没有限定。
在式(B)中,c个Q及d个L2中的至少一个具有交联性基团。
本发明的聚合物中只要具有上述的结构单元(A)及(B)即可,可以在不损害本发明的效果的范围内具有其他结构单元,例如来源于α-烯烃的结构单元。
优选为结构单元(A)及(B)交替进行键合的聚合物。结构单元(A)及(B)交替进行键合的例子(AB)如下所示。下述例相当于-ABAB-。
【化学式21】
-(P)a-(L1)b-(Q)c-(L2)d-(P)a-(L1)b-(Q)c-(L2)d-(AB)
在本发明中,上述P或Q基优选为取代或未取代的咔唑残基。
另外,在a个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置、或者在c个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置,优选分别为选自3位-3’位、3位-2’位、或2位-2’位中的一种的情况。作为例子,2个P的键合方式如下所示。
【化学式22】
另外,优选具有下述结构1及结构2中的至少一个。
结构1:(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
结构2:(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
进而,优选具有下述结构3及结构4中的至少一个。
结构3:所述(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
结构4:所述(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
作为上述的例子,咔唑残基与L1的键合位置如以下所示。
【化学式23】
另外,上述R1~R3中的至少一个、及R5~R7中的至少一个优选为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团。
【化学式24】
式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基。
a、c、d、f、g及i分别独立地为0~4的整数。
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数。
R17优选为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、或取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基。
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基、或成环原子数3~30的芳香族杂环基。
以下,对上述式的各基团的例子进行说明。
需要说明的是,本申请的“氢原子”包括氘原子及氚原子。另外,“成环碳原子”是指构成饱和环、不饱和环、或芳香环的碳原子,“成环原子”是指构成杂环(包括饱和环、不饱和环、及芳香环)的碳原子及杂原子。
作为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、2-羟基异丁基、1,2-二羟基乙基、1,3-二羟基异丙基、2,3-二羟基叔丁基、1,2,3-三羟基丙基等,可优选举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基。
另外,作为L1及L2的亚烷基(烷烃残基),可举出与上述烷基对应的残基。
作为取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基甲基、环己基甲基、环己基乙基、4-氟环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等,优选为环戊基、环己基。
另外,作为L1及L2的亚环烷基(环烷烃残基),可举出与上述环烷基相对应的残基。
作为取代或未取代的成环碳原子数6~50(优选为6~30)的芳基(一价的芳香族烃基),可举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、联苯-2-基、联苯-3-基、联苯-4-基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、间三联苯-4-基、间三联苯-3-基、间三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯-4-基、4”-叔丁基对三联苯-4-基、芴-1-基、芴-2-基、芴-3-基、芴-4-基等。
其中,优选为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、联苯-2-基、联苯-3-基、联苯-4-基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、芴-2-基、芴-3-基,更优选为苯基、1-萘基、2-萘基、间甲苯基、对甲苯基、芴-2-基、芴-3-基。
作为芳香族烃环基的二价以上的基团,可举出从上述的芳基中除去氢原子而得到的基团。
作为取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基(一价的芳香族杂环基),可举出1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1,7-菲咯啉-2-基、1,7-菲咯啉-3-基、1,7-菲咯啉-4-基、1,7-菲咯啉-5-基、1,7-菲咯啉-6-基、1,7-菲咯啉-8-基、1,7-菲咯啉-9-基、1,7-菲咯啉-10-基、1,8-菲咯啉-2-基、1,8-菲咯啉-3-基、1,8-菲咯啉-4-基、1,8-菲咯啉-5-基、1,8-菲咯啉-6-基、1,8-菲咯啉-7-基、1,8-菲咯啉-9-基、1,8-菲咯啉-10-基、1,9-菲咯啉-2-基、1,9-菲咯啉-3-基、1,9-菲咯啉-4-基、1,9-菲咯啉-5-基、1,9-菲咯啉-6-基、1,9-菲咯啉-7-基、1,9-菲咯啉-8-基、1,9-菲咯啉-10-基、1,10-菲咯啉-2-基、1,10-菲咯啉-3-基、1,10-菲咯啉-4-基、1,10-菲咯啉-5-基、2,9-菲咯啉-1-基、2,9-菲咯啉-3-基、2,9-菲咯啉-4-基、2,9-菲咯啉-5-基、2,9-菲咯啉-6-基、2,9-菲咯啉-7-基、2,9-菲咯啉-8-基、2,9-菲咯啉-10-基、2,8-菲咯啉-1-基、2,8-菲咯啉-3-基、2,8-菲咯啉-4-基、2,8-菲咯啉-5-基、2,8-菲咯啉-6-基、2,8-菲咯啉-7-基、2,8-菲咯啉-9-基、2,8-菲咯啉-10-基、2,7-菲咯啉-1-基、2,7-菲咯啉-3-基、2,7-菲咯啉-4-基、2,7-菲咯啉-5-基、2,7-菲咯啉-6-基、2,7-菲咯啉-8-基、2,7-菲咯啉-9-基、2,7-菲咯啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-叔丁基吡咯-4-基、3-(2-苯基丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-叔丁基-1-吲哚基、4-叔丁基-1-吲哚基、2-叔丁基-3-吲哚基、4-叔丁基-3-吲哚基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-苯并苯硫基、3-苯硫基、4-苯硫基、5-苯硫基、6-苯硫基、7-苯硫基、1-异苯硫基、3-异苯硫基、4-异苯硫基、5-异苯硫基、6-异苯硫基、7-异苯硫基、2-二苯并苯硫基、4-二苯并苯硫基等。
优选为1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、2-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、2-二苯并苯硫基、4-二苯并苯硫基。
作为芳香族杂环基的二价以上的基团,可举出从上述的杂芳基中除去氢原子而得到的基团。
作为取代氨基,可举出取代或未取代的单或二烷氨基、或取代或未取代的单或二芳氨基。
作为烷氨基或二烷氨基,可举出烷基部分为上述的烷基的物质。
作为芳氨基,可举出二芳氨基及烷基芳氨基。作为与氮原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。
另外,作为L1及L2的芳基胺残基,可举出三芳基胺残基及烷基芳基胺残基。作为与氮原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。
作为取代甲硅烷基,可举出被烷基及/或芳基取代的甲硅烷基。作为与硅原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。需要说明的是,在甲硅烷基上进行取代的烷基可以相同也可以不同。同样地,在甲硅烷基上进行取代的芳基可以相同也可以不同。
具体而言,作为三烷基甲硅烷基,可举出三甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三丁基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三戊基甲硅烷基、三庚基甲硅烷基、三己基甲硅烷基等。优选为三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基。
作为芳基甲硅烷基,可举出烷基芳基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基。作为三芳基甲硅烷基,可举出三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基等。优选为三苯基甲硅烷基。作为烷基芳基甲硅烷基,可举出二甲基苯基甲硅烷基、二乙基苯基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、乙基二苯基甲硅烷基等。优选为二苯基甲基甲硅烷基、乙基二苯基甲硅烷基。
碳原子数1~20的烷氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述烷基的例子。烷氧基例如为甲氧基、乙氧基。
成环碳原子数3~10的环烷氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述环烷基的例子。环烷氧基例如为环戊氧基、环己氧基。
成环碳原子数6~30的芳氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述芳香族烃环的例子。芳氧基例如为苯氧基。
碳原子数7~40的芳烷基可表示为-Y-Z,作为Y的例子,可举出与上述烷基的例子对应的亚烷基的例子,作为Z的例子,可举出上述芳基的例子。芳烷基的芳基部分的碳原子数优选为6~30。烷基部分的碳原子数优选为1~10,特别优选为1~6。例如为苄基、苯基乙基、2-苯基丙烷-2-基。
作为卤原子,可举出氟原子、氯原子及溴原子,优选为氟原子。
作为上述各基的取代基,分别独立地为碳原子数1~20的直链状或支链状的烷基、碳原子数2~20的直链状或支链状的烯基、成环碳原子数3~20的环烷基、具有碳原子数1~20的烷基的三烷基甲硅烷基、具有成环碳原子数6~24的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳原子数1~20的烷基及成环碳原子数6~24的芳基的烷基芳基甲硅烷基、成环碳原子数6~24的芳基、成环原子数5~24的杂芳基、碳原子数1~20的烷氧基、卤原子或氰基。具体而言,可举出上述芳基、烷基、环烷基、三烷基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基、烷基芳基甲硅烷基、杂芳基、烷氧基、卤原子或氰基。进而,这些基团可具有同样的取代基。
作为烯基,可举出在上述的烷基的分子内具有不饱和键的取代基。
在本发明中,交联性基团是指公知的不饱和双键、或者环氧基、氧杂环丁烷等通过热、光、酸、电子束等具有“具有交联性能的部分”的基团。作为交联性基团,可举出如下的基团。
【化学式25】
在上述各式中,n表示0~10的整数。
Rx表示氢原子、烷基或卤素。作为烷基,可举出碳原子数1~20的烷基,特别优选为碳原子数1~4的烷基。
RY表示氢原子、烷基、氨基、芳基、卤原子、酰胺基或羰基。作为烷基,可举出碳原子数1~20的烷基,特别优选为碳原子数1~4的烷基。
具体而言,优选为选自下式(31)~(42)所示的基团中的基团。
【化学式26】
需要说明的是,交联性基团也包括在由上述L1及L2例示的连接基团中键合上述交联性基团后的基团。其中,优选为选自下式(43)~(46)所示的基团中的基团。
【化学式27】
(式(45)及(46)中,o为1~10的整数)。
本发明的聚合物优选为下式(1)~(7)所示的聚合物。其中,优选为下式(8)~(25)所示的聚合物。需要说明的是,在下式中,为了表示结构单元A和B的键合状态、及在聚合物中所占的含有率,出于方便的考虑,以嵌段共聚物的形式进行了记载,但并不表示仅为嵌段共聚物。本发明的聚合物不限定为嵌段共聚物,也包括无规共聚物(例如、-ABBABBBAAABA-等)等。
【化学式28】
【化学式29】
【化学式30】
【化学式31】
【化学式32】
上述各式中,R1、R2、R5、R6、L1及L2与上述式(A)及(B)的R1、R2、R5、R6、L1及L2相同。
m及n分别表示各结构单元在聚合物中所占的含有率(摩尔比),m为0.01~0.99、n为0.01~0.99、m+n=1。
1为0或1。
在本发明中,更优选为上述式(1)~(25)所示的各聚合物的R5中的至少一个或R6中的至少一个为交联性基团的聚合物。此时,L2可以为交联性基团,但不是全部的L2均为交联性基团也无妨。
另外,优选为上述式(1)~(21)所示的各聚合物的L2中的至少一个为交联性基团的聚合物。此时,R5及R6可以为交联性基团,但不是全部的R5及R6均为交联性基团也无妨。
另外,式(1)~(25)所示的各聚合物的R1、R2、R5及R6中的至少一个优选为选自上述的式(51)~(55)所示的基团中的基团。
本发明的聚合物的分子量没有特别限制,可包括从二聚物以上的低聚物至超高分子体。
聚合物以数均分子量(Mn)计优选为103~108、更优选为5×103~106。另外,以重均分子量(Mw)计优选为103~108、更优选为5×103~106。另外,Mw/Mn所示的分子量分布没有特别限制,但优选为10以下,更优选为3以下。
若聚合物的分子量过大,则由于凝胶化而无法在元件制作中进行均质的制膜。另一方面,若分子量过小,则有时溶解性的控制变得困难。
需要说明的是,数均分子量及重均分子量可以通过使用尺寸排阻色谱法(SEC)并利用标准聚苯乙烯校准来求出。
本发明的聚合物可通过将与结构单元A及B的P、Q、L1及L2的各基团对应的聚合性单体进行聚合来得到。
聚合方法没有特别限定,但优选利用钯催化剂使与上述各基团对应的二卤化衍生物、二硼酸衍生物或硼酸酯类衍生物进行偶联的铃木聚合法。二卤化衍生物的卤素中,与C1相比,更优选为Br或I。二卤化衍生物的偶联对象中,与硼酸相比,更优选为硼酸酯类衍生物。特别优选为硼酸酯类衍生物、二频哪醇酯衍生物、二-1,3-丙二醇衍生物。
在本发明的聚合物中,结构单元A与结构单元B的摩尔比分别优选为0.01~0.99。可以在该范围内进行调整以得到聚合物所要求的热固性。若具有热交联性基团的结构单元B的含有率升高,则聚合物的交联性也升高。
进而优选结构单元A的摩尔比为0.85~0.99,特别优选为0.95~0.99。
以下示出本发明的聚合物的具体例[化合物(1-1)~(196-18)]。但是,本发明的聚合物并不限定于此。
需要说明的是,在以下各表中,H为氢原子,H-1~H-18、H-29及H-30表示以下的基团。m及n分别表示各结构单元在聚合物中所占的含有率(摩尔比),m为0.01~0.99、n为0.01~0.99、m+n=1。
另外,与上述式(1)~(25)同样地,在下式中,为了表示结构单元A和B的键合状态、及在聚合物中所占的含有率,出于方便的考虑,以嵌段共聚物的形式进行了记载,但并不表示仅为嵌段共聚物。
【化学式33】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【表5】
【表6】
【表7】
【表8】
【表9】
【表10】
【表11-1】
【表11-2】
【表12-1】
【表12-2】
【表13-1】
【表13-2】
【表14-1】
【表14-2】
【表15】
【表16】
【表17】
【表18】
【表19】
【表20】
【表21】
【表22】
【表23】
【表24】
【表25】
【表26】
【表27】
【表28】
【表29】
【表30】
【表31】
【表32】
【表33】
【表34】
【表35】
【表36】
【表37】
【表38】
【表39】
【表40】
【表41】
【表42】
【表43】
【表44】
【表45】
【表46】
【表47】
【表48】
【表49】
【表50】
【表51】
【表52】
【表53】
【表54】
【表55】
【表56】
【表57】
【表58】
【表59】
【表60】
【表61】
【表62】
【表63】
【表64】
【表65】
【表66】
【表67】
【表68】
【表69】
【表70】
【表71】
【表72】
【表73】
【表74】
【表75】
【表76】
【表77】
【表78】
【表79】
【表80】
【表81】
【表82】
【表83】
【表84】
【表85】
【表86】
【表87】
【表88】
【表89】
【表90】
【表91】
【表92】
【表93】
【表94】
【表95】
【表96】
【表97】
【表98】
【表99】
【表100】
【表101】
【表102】
【表103】
【表104】
【表105】
【表106】
【表107】
【表108】
【表109-1】
【表109-2】
【表110-1】
【表110-2】
【表111-1】
【表111-2】
【表112-1】
【表112-2】
【表113】
【表114】
【表115】
【表116】
【表117】
【表118】
【表119】
【表120】
【表121】
【表122】
【表123】
【表124】
【表125】
【表126】
【表127】
【表128】
【表129】
【表130】
【表131】
【表132】
【表133】
【表134】
【表135】
【表136】
【表137】
【表138】
【表139】
【表140】
【表141】
【表142】
【表143】
【表144】
【表145】
【表146】
【表147】
【表148】
【表149】
【表150】
【表151】
【表152】
【表153】
【表154】
【表155】
【表156】
【表157】
【表158】
【表159】
【表160】
【表161】
【表162】
【表163】
【表164】
【表165】
【表166】
【表167】
【表168】
【表169】
【表170】
【表171】
【表172】
【表173】
【表174】
【表175】
【表176】
【表177】
【表178】
【表179】
【表180】
【表181】
【表182】
【表183】
【表184】
【表185】
【表186】
【表187】
【表188】
【表189】
【表190】
【表191】
【表192】
【表193】
【表194】
【表195】
【表196】
[第二发明]
本发明的聚合物为下式(C)所示的聚合物。
【化学式34】
(式中,P’为来源于下式(P’)所示的化合物的基团。
L为连接基团,优选分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的亚环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃基、取代或未取代的成环原子数3~30的芳香族杂环基、取代或未取代的芳基胺残基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基;或者将2个以上的这些基团连接而得到的基团。此时,各基团可以相同也可以不同。
a为2~5的整数,(P’)a表示a个P’连续地进行键合。a个P’分别独立,并且P’之间的键合位置没有限定。
b为0~5的整数,在b为2以上的情况下,(L)b表示b个L连续地进行键合。此时,b个L分别独立,L之间进行键合的位置没有限定。另外,在b为0的情况下,L表示单键。
在式(C)中,P’与L的各自的键合位置没有限定。
m为重复单元。
Y1及Y2分别独立地为交联性基团。)
【化学式35】
(式中,A分别独立地为氮原子或-C(R)-。
X为单键、-O-、-S-、-C(R)2-、或-N(R)-。
R分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基。)
本发明的聚合物是主链含有含氮环、且该含氮环中的取代基引入数及取代位置的选择性广的聚合物。另一方面,聚合物自身的分子量为数万水平,因此可容易地进行固化,交联基不会造成材料物性下降。另外,从其选择性的广度来看,能够容易地对所得到的固化膜的平坦性、密合性、及电子物性进行调节,可以使聚合物自身的空穴注入性提高。
在式(C)中,P’优选为取代或未取代咔唑残基,更优选为(P’)a为a个连续地进行键合的取代或未取代的咔唑残基,相邻的咔唑残基分别在3位-3’位、3位-2’位、或2位-2’位相互地进行键合;及/或与L键合的咔唑残基在咔唑残基的9位、3位或2位与L进行键合。
上述中,相邻的咔唑残基在3位-3’位进行键合是指以下的情况;
【化学式36】
相邻的咔唑残基在3位-2’位进行键合是指以下的情况;
【化学式37】
相邻的咔唑残基在2位-2’位进行键合是指以下的情况:
【化学式38】
同样地,上述中,与L键合的咔唑残基在咔唑残基的9位与L进行键合是指以下的情况;
【化学式39】
(上述中,L与N之间的R为氢原子,L在咔唑残基的9位进行键合,由此R成为单键。)
与L键合的咔唑残基在咔唑残基的3位与L进行键合是指以下的情况;
【化学式40】
与L键合的咔唑残基在咔唑残基的2位与L进行键合是指以下的情况:
【化学式41】
在式(C)中,a优选为2或3。
本发明的聚合物优选为下式(101)~(107)中任一项所示的聚合物。【化学式42】
(式中,R101~R119分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基。
1为0或1的整数。
Y1、Y2、L及m与式(C)相同。)
上述式(101)~(107)所示的聚合物优选为R101及R102中的至少一个、R103~R105中的至少一个、R106及R107中的至少一个、R108~R110中的至少一个、R111~R113中的至少一个、R114~R116中的至少一个、以及R117~R㈩中的至少一个为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团。
含有咔唑骨架、二苯并呋喃骨架、二苯并噻吩骨架等的取代基可以使包含本发明的聚合物的层与相邻层的膜密合性提高。
【化学式43】
(式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基。
a、c、d、f、g、及i分别独立地为0~4的整数。
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数。
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基或成环原子数3~30的芳香族杂环基。)
本发明的聚合物的Y1及Y2为交联性基团。
本发明的交联性基团广泛地包括公知的不饱和双键、或者环氧基、氧杂环丁烷等通过热、光、酸、电子束等而具有“具有交联性能的部分”的基团,可举出例如以下的基团。
【化学式44】
(式中,n为0~10的整数。
RX分别表示氢原子、烷基或卤素原子。作为烷基,可举出碳原子数1~20的烷基,优选为碳原子数1~4的烷基。
RY分别为氢原子、烷基、氨基、芳基、卤原子、酰胺基或羰基。作为烷基,可举出碳原子数1~20的烷基,优选为碳原子数1~4的烷基。)
Y1及Y2优选分别为下式(31)~(42)所示的交联性基团。
【化学式45】
以下对本发明的聚合物的各取代基进行说明。
需要说明的是,本申请的“氢原子”包括氘原子及氚原子。另外,“成环碳原子”是指构成饱和环、不饱和环、或芳香环的碳原子,“成环原子”是指构成杂环(包括饱和环、不饱和环、及芳香环)的碳原子及杂原子。
作为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基,可举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、羟基甲基、1-羟基乙基、2-羟基乙基、2-羟基异丁基、1,2-二羟基乙基、1,3-二羟基异丙基、2,3-二羟基叔丁基、1,2,3-三羟基丙基等,可优选举出甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基。
作为亚烷基(烷烃残基),可举出与上述烷基对应的残基。
作为取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基,可举出环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环戊基甲基、环己基甲基、环己基乙基、4-氟环己基、1-金刚烷基、2-金刚烷基、1-降冰片基、2-降冰片基等,优选为环戊基、环己基。
作为亚环烷基(环烷烃残基),可举出与上述环烷基相对应的残基。
作为取代或未取代的成环碳原子数6~50(优选为6~30)的芳基(一价的芳香族烃基),可举出苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、1-并四苯基、2-并四苯基、9-并四苯基、1-芘基、2-芘基、4-芘基、联苯-2-基、联苯-3-基、联苯-4-基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、间三联苯-4-基、间三联苯-3-基、间三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基、对(2-苯基丙基)苯基、3-甲基-2-萘基、4-甲基-1-萘基、4-甲基-1-蒽基、4’-甲基联苯-4-基、4”-叔丁基对三联苯-4-基、芴-1-基、芴-2-基、芴-3-基、芴-4-基等。
其中,优选为苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、联苯-2-基、联苯-3-基、联苯-4-基、对三联苯-4-基、对三联苯-3-基、对三联苯-2-基、邻甲苯基、间甲苯基、对甲苯基、芴-2-基、芴-3-基,更优选为苯基、1-萘基、2-萘基、间甲苯基、对甲苯基、芴-2-基、芴-3-基。
作为芳香族烃环基的二价以上的基团,可举出从上述的芳基中除去氢原子而得到的基团。
作为取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基(一价的芳香族杂环基),可举出1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、吡嗪基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、1-吲哚基、2-吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基、1-异吲哚基、2-异吲哚基、3-异吲哚基、4-异吲哚基、5-异吲哚基、6-异吲哚基、7-异吲哚基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-苯并呋喃基、3-苯并呋喃基、4-苯并呋喃基、5-苯并呋喃基、6-苯并呋喃基、7-苯并呋喃基、1-异苯并呋喃基、3-异苯并呋喃基、4-异苯并呋喃基、5-异苯并呋喃基、6-异苯并呋喃基、7-异苯并呋喃基、2-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基、1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、6-喹喔啉基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、1-菲啶基、2-菲啶基、3-菲啶基、4-菲啶基、6-菲啶基、7-菲啶基、8-菲啶基、9-菲啶基、10-菲啶基、1-吖啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、4-吖啶基、9-吖啶基、1,7-菲咯啉-2-基、1,7-菲咯啉-3-基、1,7-菲咯啉-4-基、1,7-菲咯啉-5-基、1,7-菲咯啉-6-基、1,7-菲咯啉-8-基、1,7-菲咯啉-9-基、1,7-菲咯啉-10-基、1,8-菲咯啉-2-基、1,8-菲咯啉-3-基、1,8-菲咯啉-4-基、1,8-菲咯啉-5-基、1,8-菲咯啉-6-基、1,8-菲咯啉-7-基、1,8-菲咯啉-9-基、1,8-菲咯啉-10-基、1,9-菲咯啉-2-基、1,9-菲咯啉-3-基、1,9-菲咯啉-4-基、1,9-菲咯啉-5-基、1,9-菲咯啉-6-基、1,9-菲咯啉-7-基、1,9-菲咯啉-8-基、1,9-菲咯啉-10-基、1,10-菲咯啉-2-基、1,10-菲咯啉-3-基、1,10-菲咯啉-4-基、1,10-菲咯啉-5-基、2,9-菲咯啉-1-基、2,9-菲咯啉-3-基、2,9-菲咯啉-4-基、2,9-菲咯啉-5-基、2,9-菲咯啉-6-基、2,9-菲咯啉-7-基、2,9-菲咯啉-8-基、2,9-菲咯啉-10-基、2,8-菲咯啉-1-基、2,8-菲咯啉-3-基、2,8-菲咯啉-4-基、2,8-菲咯啉-5-基、2,8-菲咯啉-6-基、2,8-菲咯啉-7-基、2,8-菲咯啉-9-基、2,8-菲咯啉-10-基、2,7-菲咯啉-1-基、2,7-菲咯啉-3-基、2,7-菲咯啉-4-基、2,7-菲咯啉-5-基、2,7-菲咯啉-6-基、2,7-菲咯啉-8-基、2,7-菲咯啉-9-基、2,7-菲咯啉-10-基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、1-吩噻嗪基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、4-吩噻嗪基、10-吩噻嗪基、1-吩噁嗪基、2-吩噁嗪基、3-吩噁嗪基、4-吩噁嗪基、10-吩噁嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、2-噁二唑基、5-噁二唑基、3-呋咱基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-甲基吡咯-1-基、2-甲基吡咯-3-基、2-甲基吡咯-4-基、2-甲基吡咯-5-基、3-甲基吡咯-1-基、3-甲基吡咯-2-基、3-甲基吡咯-4-基、3-甲基吡咯-5-基、2-叔丁基吡咯-4-基、3-(2-苯基丙基)吡咯-1-基、2-甲基-1-吲哚基、4-甲基-1-吲哚基、2-甲基-3-吲哚基、4-甲基-3-吲哚基、2-叔丁基-1-吲哚基、4-叔丁基-1-吲哚基、2-叔丁基-3-吲哚基、4-叔丁基-3-吲哚基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-苯并噻吩基、3-苯硫基、4-苯硫基、5-苯硫基、6-苯硫基、7-苯硫基、1-异苯硫基、3-异苯硫基、4-异苯硫基、5-异苯硫基、6-异苯硫基、7-异苯硫基、2-二苯并苯硫基、4-二苯并苯硫基等。其中,优选为1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、1-咔唑基、2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基、9-咔唑基、2-二苯并呋喃基、4-二苯并呋喃基、2-二苯并苯硫基、4-二苯并苯硫基。
作为芳香族杂环基的二价以上的基团,可举出从上述的杂芳基中除去氢原子而得到的基团。
作为取代氨基,可举出取代或未取代的单或二烷氨基、或取代或未取代的单或二芳氨基。
作为烷氨基或二烷氨基,可举出烷基部分为上述的烷基的物质。
作为芳氨基,可举出二芳氨基及烷基芳氨基。作为与氮原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。
另外,作为芳基胺残基,可举出三芳基胺残基及烷基芳基胺残基。作为与氮原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。
作为取代甲硅烷基,可举出被烷基及/或芳基取代的甲硅烷基。作为与硅原子键合的烷基及芳基的例子,可举出上述芳基及烷基。需要说明的是,在甲硅烷基上进行取代的烷基可以相同也可以不同。同样地,在甲硅烷基上进行取代的芳基可以相同也可以不同。
具体而言,作为三烷基甲硅烷基,可举出三甲基甲硅烷基、乙烯基二甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基、三丙基甲硅烷基、丙基二甲基甲硅烷基、三丁基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、三戊基甲硅烷基、三庚基甲硅烷基、三己基甲硅烷基等。优选为三甲基甲硅烷基、三乙基甲硅烷基。
作为芳基甲硅烷基,优选为三芳基甲硅烷基。作为该三芳基甲硅烷基,可举出三苯基甲硅烷基、三萘基甲硅烷基等。优选为三苯基甲硅烷基。
作为烷基芳基甲硅烷基,可举出二甲基苯基甲硅烷基、二乙基苯基甲硅烷基、二苯基甲基甲硅烷基、乙基二苯基甲硅烷基等。优选为二苯基甲基甲硅烷基、乙基二苯基甲硅烷基。
碳原子数1~20的烷氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述烷基的例子。烷氧基例如为甲氧基、乙氧基。
成环碳原子数3~10的环烷氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述环烷基的例子。环烷氧基例如为环戊氧基、环己氧基。
成环碳原子数6~30的芳氧基可表示为-OY,作为Y的例子,可举出上述芳香族烃环的例子。芳氧基例如为苯氧基。
碳原子数7~40的芳烷基可表示为-Y-Z,作为Y的例子,可举出与上述烷基的例子对应的亚烷基的例子,作为Z的例子,可举出上述芳基的例子。芳烷基的芳基部分的碳原子数优选为6~30。烷基部分的碳原子数优选为1~10,特别优选为1~6。例如为苄基、苯基乙基、2-苯基丙烷-2-基。
作为卤原子,可举出氟原子、氯原子及溴原子,优选为氟原子。
作为上述各基的取代基,分别独立地为碳原子数1~20的直链状或支链状的烷基、碳原子数2~20的直链状或支链状的烯基、碳原子数3~20的环烷基、具有碳原子数1~20的烷基的三烷基甲硅烷基、具有成环碳原子数6~24的芳基的三芳基甲硅烷基、具有碳原子数1~20的烷基及成环碳原子数6~24的芳基的烷基芳基甲硅烷基、成环碳原子数6~24的芳基、成环原子数5~24的杂芳基、卤原子或氰基。具体而言,可举出上述芳基、烷基、环烷基、三烷基甲硅烷基、三芳基甲硅烷基、烷基芳基甲硅烷基、杂芳基、卤原子或氰基。进而,这些基团可具有同样的取代基。
作为烯基,可举出在上述的烷基的分子内具有不饱和键的取代基。
本发明的聚合物的分子量没有特别限制,可包括从二聚物以上的低聚物至超高分子体。
聚合物以数均分子量(Mn)计优选为103~108、更优选为5×103~106。另外,聚合物以重均分子量(Mw)计优选为103~108、更优选为5×103~106。另外,Mw/Mn所示的分子量分布没有特别限制,但优选为10以下,更优选为3以下。
若聚合物的分子量过大,则由于凝胶化而无法在元件制作中进行均质的制膜。另-方面,若分子量过小,则有时溶解性的控制变得困难。
需要说明的是,数均分子量及重均分子量可以通过使用尺寸排阻色谱法(SEC)并利用标准聚苯乙烯校准来求出。
本发明的聚合物可通过将与结构单元P、结构单元L及热交联性基团分别对应的化合物进行聚合来得到。特别地,本发明的聚合物是主链的含氮环和与该含氮环键合的连接基团的2元系,因此可以容易地进行合成。另外,通常聚合物末端为末端卤素、硼酸、硼酸酯、氨基,要用苯基、联苯氨基等进行取代处理,但在本发明的聚合物中,末端被交联基置换,因此很少的交联基引入量即可。
聚合方法没有特别限定,但优选利用钯催化剂使与上述各基团对应的二卤化衍生物、二硼酸衍生物或硼酸酯类衍生物进行偶联的铃木聚合法。二卤化衍生物的卤素中,与C1相比,更优选为Br或I。二卤化衍生物的偶联对象中,与硼酸相比,更优选为硼酸酯类衍生物。特别优选为硼酸酯类衍生物、二频哪醇酯衍生物、二-1,3-丙二醇衍生物。
示出本发明的聚合物的具体例。需要说明的是,取代基H-1~H-18、交联基H-29及H-30表示与上述的第一发明相同的基团。
本发明的聚合物的具体例如以下所示,但本发明的聚合物不限定为下述具体例。需要说明的是,表中的表记中在R1与R2不同的情况下,任一个基团可以为R1,也可以为R2。
【化学式46】
【化学式47】
【化学式48】
【化学式49】
【化学式50】
【化学式51】
【化学式52】
【化学式53】
【化学式54】
【化学式55】
【化学式56】
【化学式57】
【化学式58】
【化学式59】
【化学式60】
【化学式61】
【化学式62】
【化学式63】
【化学式64】
【化学式65】
【化学式66】
【化学式67】
【化学式68】
【化学式69】
【化学式70】
【化学式71】
【化学式72】
【化学式73】
【化学式74】
【化学式75】
【化学式76】
【化学式77】
【化学式78】
【化学式79】
【化学式80】
【化学式81】
【化学式82】
【化学式83】
【化学式84】
【化学式85】
【化学式86】
【化学式87】
【化学式88】
【化学式89】
【化学式90】
【化学式91】
【化学式92】
【化学式93】
【化学式94】
【化学式95】
【化学式96】
【化学式97】
【化学式98】
【化学式99】
【化学式100】
【化学式101】
【化学式102】
【化学式103】
【化学式104】
【化学式105】
【化学式106】
【化学式107】
【化学式108】
【化学式109】
【化学式110】
【化学式111】
【化学式112】
【化学式113】
【化学式114】
【化学式115】
【化学式116】
【化学式117】
【化学式118】
【化学式119】
【化学式120】
【化学式121】
【化学式122】
【化学式123】
【化学式124】
【化学式125】
【化学式126】
【化学式127】
【化学式128】
【化学式129】
【化学式130】
【化学式131】
【化学式132】
【化学式133】
【化学式134】
【化学式135】
【化学式136】
【化学式137】
【化学式138】
【化学式139】
【化学式140】
【化学式141】
【化学式142】
【化学式143】
【化学式144】
【化学式145】
【化学式146】
【化学式147】
【化学式148】
【化学式149】
【化学式150】
【化学式151】
【化学式152】
【化学式153】
【化学式154】
【化学式155】
【化学式156】
【化学式157】
【化学式158】
【化学式159】
【化学式160】
【化学式161】
【化学式162】
【化学式163】
【化学式164】
【化学式165】
【化学式166】
【化学式167】
【化学式168】
【化学式169】
【化学式170】
【化学式171】
【化学式172】
【化学式173】
【化学式174】
【化学式175】
【化学式176】
【化学式177】
【化学式178】
【化学式179】
【化学式180】
【化学式181】
【化学式182】
【化学式183】
【化学式184】
【化学式185】
本发明的聚合物可以通过涂布法来形成薄膜。作为涂布法,优选应用湿式成膜法。具体而言,可以应用凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法、及它们与胶版印刷法组合而成的印刷法、喷墨印刷法、滴涂器涂布旋涂法、刮棒涂法、浸渍涂布法、喷涂法、模逢涂布法、辊涂法、毛细管涂布法、凹版辊涂法、弯月面涂布法等。特别是在需要微细的图案的情况下,优选凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法、及它们与胶版印刷法组合而成的印刷法、喷墨印刷法、滴涂器涂布等。另外也可以使用如下的方法:利用所述干式或湿式成膜法在转印前体基板上将本聚合物进行成膜后,利用激光、热压等向作为对象的具有电极的布线基板上进行转印。利用这些方法的成膜可以通过本领域技术人员所周知的条件来进行,其详细内容省略。
涂布法中使用的涂布液包含本发明的聚合物和溶剂。涂布液中的聚合物可以溶解在溶剂中,也可以分散在溶剂中。
溶剂优选为有机溶剂,作为该有机溶剂,可例示如氯仿、氯苯、氯甲苯、氯二甲苯、氯茴香醚、二氯甲烷、二氯苯、二氯甲苯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯苯、三氯甲基苯、溴苯、二溴苯、溴茴香醚等氯系溶剂,四氢呋喃、二氧杂环己烷、二氧杂环戊烷、噁唑、甲基苯并噁唑、苯并异噁唑、呋喃、呋咱、苯并呋喃、二氢苯并呋喃等醚系溶剂,乙基苯、二乙基苯、三乙基苯、三甲基苯、三甲氧基苯、丙基苯、异丙基苯、二异丙基苯、二丁基苯、戊基苯、二己基苯、环己基苯、四甲基苯、十二烷基苯、苄腈、苯乙酮、甲基苯乙酮、甲氧基苯乙酮、甲基苯甲酸乙酯、甲苯、乙基甲苯、甲氧基甲苯、二甲氧基甲苯、三甲氧基甲苯、异丙基甲苯、二甲苯、丁基二甲苯、异丙基二甲苯、茴香醚、乙基茴香醚、二甲基茴香醚、三甲基茴香醚、丙基茴香醚、异丙基茴香醚、丁基茴香醚、甲基乙基茴香醚、茴香脑茴香醇、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丙酯、苯甲酸丁酯、二苯基醚、丁基苯基醚、苄基甲基醚、苄基乙基醚、亚甲基二氧基苯、甲基萘、四氢萘、苯胺、甲基苯胺、乙基苯胺、丁基苯胺、联苯、甲基联苯、异丙基联苯等芳香族烃系溶剂,环己烷、甲基环己烷、正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、十四烷、十氢化萘、异丙基环己烷等脂肪族烃系溶剂,丙酮、甲乙酮、环己酮、苯乙酮等酮系溶剂,乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙基溶纤剂乙酸酯、苯甲酸甲酯、乙酸苯酯等酯系溶剂,乙二醇、乙二醇单丁基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单甲基醚、二甲氧基乙烷、丙二醇、二乙氧基甲烷、三乙二醇单乙基醚、甘油、1,2-己二醇等多元醇及其衍生物,甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、环己醇等醇系溶剂,二甲基亚砜等亚砜系溶剂,N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺等酰胺系溶剂。另外,这些有机溶剂可单独使用,也可以多种组合使用。
其中,从溶解性、成膜的均匀性、粘度特性等观点出发,优选至少包含甲苯、二甲苯、乙基苯、戊基苯、茴香醚、4-甲氧基甲苯、2-甲氧基甲苯、1,2-二甲氧基苯、均三甲苯、四氢萘、环己基苯、2,3-二氢苯并呋喃、环己酮、甲基环己酮中的任一种以上。
另外,本成膜用的溶液中还可以根据需要添加粘度调节剂、表面张力调节剂、交联反应引发剂、交联反应催化剂。需要说明的是,粘度调节剂、表面张力调节剂、交联反应引发剂、交联反应催化剂期望选择即使残留在膜中也不会影响元件特性的物质,或者能够在成膜工序从膜中除去的物质。
在本发明中,优选溶剂中含有至少一种以上的聚合物,且聚合物分散或溶解而形成分散体或溶液。
成膜后利用真空、加热进行干燥,除去溶剂,由此可以形成聚合物的薄膜。通过对该薄膜进行光照射、加热(例如、250℃左右),使聚合物交联,由此可以使所得到的膜完全不溶化。
需要说明的是,在薄膜形成时,也可以配合磷系抗氧化剂等不影响有机EL元件的性能的抗氧化剂、聚合引发剂等反应引发剂。另外,也可以根据用途而配合其他化合物(例如、后述的受体材料)等。
将聚合物交联(聚合)而固化的方法没有特别限定,可举出例如自由基聚合法、离子聚合法、活性聚合法、自由基活性聚合法、配位聚合等。
作为自由基聚合法的引发剂,例如可举出偶氮化合物、过氧化物,优选为偶氮二异丁腈(AIBN)、偶氮二异丁酸二酯衍生物、过氧化二苯甲酰(BPO)。
作为阳离子聚合的引发剂,优选为各种强酸(对甲苯磺酸、三氟甲磺酸等)、路易斯酸。
另外,也能够利用光照射及/或热处理进行聚合。
本发明的聚合物可以通过涂布法来形成薄膜,所得到的膜具有空穴传输性。因此作为电子材料有用。例如可以用于场致发光元件、光电转换元件或晶体管等电子元件。
特别地,适合作为有机场致发光元件用材料、特别是在阳极与发光层之间的空穴传输区域中使用的材料(空穴传输层、空穴注入层等)。
本发明的有机EL元件中在阴极与阳极之间夹持有至少包含发光层的一层以上的有机薄膜层。而且有机薄膜层中的至少一层含有本发明的聚合物。
在本发明中,优选在阳极与发光层之间具有有机薄膜层,且该层为含有本发明的聚合物的有机薄膜层。作为在空穴传输区域形成的层,可举出空穴传输层、空穴注入层等。
另外,优选空穴注入层或空穴传输层与发光层接触。该情况下,可以接着空穴注入层或空穴传输层利用湿式成膜法将发光层进行成膜。
在本发明中,更优选含有上述聚合物作为空穴传输层及空穴注入层中的至少一层的主成分。具体而言,在空穴传输层或空穴注入层中,本发明的聚合物的含量优选为51~100重量%。
进而,优选空穴传输层及空穴注入层中的至少一层含有受体材料。特别优选与阳极接触的层含有受体材料。通过含有受体材料,可以增加空穴注入、传输层中的空穴密度,或者提高空穴迁移度,因此可以使所得到的有机EL元件的驱动电压下降,提高载流子平衡,实现长寿命化。
受体材料优选为具有吸电子性取代基或缺电子环的有机化合物。
作为吸电子性取代基,可举出例如卤素、CN-、羰基、芳基硼基等。
作为缺电子环,可举出例如选自2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、2-咪唑、4-咪唑、3-吡唑、4-吡唑、哒嗪、嘧啶、吡嗪、噌啉、酞嗪、喹唑啉、喹喔啉、3-(1,2,4-N)-三唑、5-(1,2,4-N)-三唑、5-四唑、4-(1-O,3-N)-噁唑、5-(1-O,3-N)-噁唑、4-(1-S,3-N)-噻唑、5-(1-S,3-N)-噻唑、2-苯并噁唑、2-苯并噻唑、4-(1,2,3-N)-苯并三唑、及苯并咪唑中的化合物等,但并不限定于此。
作为本发明的有机EL元件的代表性元件构成,可举出下述(1)~(13)等结构。
(1)阳极/发光层/阴极
(2)阳极/空穴注入层/发光层/阴极
(3)阳极/发光层/电子注入层/阴极
(4)阳极/空穴注入层/发光层/电子注入层/阴极
(5)阳极/有机半导体层/发光层/阴极
(6)阳极/有机半导体层/电子阻挡层/发光层/阴极
(7)阳极/有机半导体层/发光层/附着改善层/阴极
(8)阳极/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极
(9)阳极/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极
(10)阳极/无机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极
(11)阳极/有机半导体层/绝缘层/发光层/绝缘层/阴极
(12)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/绝缘层/阴极
(13)阳极/绝缘层/空穴注入层/空穴传输层/发光层/电子注入层/阴极
这些当中,通常优选使用(8)的构成,但不限定于此。
本发明的有机EL元件中,含有本发明的聚合物的有机薄膜层以外的构成构件可以使用公知的构件。例如发光层优选含有苯乙烯基胺化合物、芳基胺化合物或荧葸系化合物。
含有本发明的聚合物的有机薄膜层以外的形成可以应用真空蒸镀、溅射、等离子体、离子镀敷等干式成膜法、或者涂布法、印刷法等湿式成膜法等公知的方法。
各层的膜厚没有特别限定,但需要设定为适当的膜厚。膜厚过厚时,为了得到一定的光输出,需要大的施加电压,从而效率变差。膜厚过薄时,产生针孔等,即使施加电场也无法得到充分的发光亮度。通常的膜厚适合5nm~10μm的范围,进一步优选为10nm~0.2μm的范围。
本发明的聚合物的不溶化后,进一步在上层进行层叠的情况下也可以与上述同样地使用干式成膜法、湿式成膜法中任意一种,特别是可以优选使用湿式成膜法。作为将该上层进行层叠的手段,可应用凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法、及它们与胶版印刷法组合而成的印刷法、喷墨印刷法、滴涂器涂布旋涂法、刮棒涂法、浸渍涂布法、喷涂法、模逢涂布法、辊涂法、毛细管涂布法、凹版辊涂法、弯月面涂布法等。
利用各种材料及层形成方法,形成阳极、发光层、根据需要的空穴注入-传输层、及根据需要的电子注入-传输层,再形成阴极,由此可以制成有机EL元件。另外,也可以从阴极向着阳极以与所述相反的顺序来制作有机EL元件。
【实施例】
[第一发明]
实施例1
合成下述聚合物P1-1。
【化学式186】
(1)单体M-1的合成
【化学式187】
(a)中间体M-1-1的合成
在氮气氛下,在带冷凝管的500mL三颈烧瓶中,在咔唑10.0g(59.8mmol)中加入N,N-二甲基甲酰胺(DMF)100mL,用冰水浴冷却至0℃。冷却后,缓慢滴加在100mL的DMF中溶解有N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)10.6g(59.8mmol)的溶液。滴加结束后,移除冰水浴,恢复室温,搅拌8小时。
将反应液倒入水中,使固体析出,通过过滤得到析出物。利用硅胶色谱法(甲苯)将所得到的粗产物精制,将所得到的固体减压干燥,得到12.2g(收率83%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和场解吸质谱(以下称为FD-MS)分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-1-1。
(b)中间体M-1-2的合成
在氮气氛下,在带冷凝管的300mL三颈烧瓶中,在M-1-16.0g(24.3mmol)、碘苯5.4g(26.7mmol)、CuI1.4g(7.29mmol)、反式-环己二胺(trans-cyclohexanediamine)0.8g(7.29mmol)、磷酸钾10.3g(48.6mmol)中加入二氧杂环己烷120mL,边回流8小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。然后,加入二氯甲烷100mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物(甲苯:己烷=1:10)精制。将所得到的固体减压干燥,得到6.7g(收率85%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-1-2。
(c)中间体M-1-3的合成
在氮气氛下,在带冷凝管的300mL三颈烧瓶中加入M-1-24.0g(12.5mmol)、硼酸三异丙酯2.8g(15.0mmol)、脱水四氢呋喃(THF)60mL,搅拌,利用甲醇/干冰浴冷却至-78℃。冷却后,缓慢滴加正丁基锂(1.61M)38mL(60.9mmol),滴加后用1小时在冷却的状态下进行搅拌。然后恢复至室温,搅拌7小时。反应结束后,滴加甲醇10mL,然后滴加1N的HC4水溶液30mL。加入二氯甲烷、水来萃取目标产物,取出有机层。在该有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用柱色谱法进行分离,得到白色固体2.1g(收率60%)。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-1-3。
(d)中间体M-1-4的合成
在氮气氛下,在带冷凝管的300mL三颈烧瓶中加入M-1-14g(10.0mmol)、M-1-33.7g(10.0mmol)、Pd(PPh3)40.2g(0.2mol)、碳酸钠2.1g(20.0mmol)、二甲基醚(DME)40mL、水20mL后,回流并加热搅拌8小时。反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。然后,加入二氯甲烷100mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制。将所得到的固体减压干燥,得到3.0g(收率74%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-1-4。
(e)中间体M-1-5的合成
在氮气氛下,在M-1-42.5g(6.1mmol)、4-(4-溴苯基)-二苯并呋喃2.0g(6.1mmol)、CuI0.4g(1.8mmol)、反式-环己二胺(trans-cyclohexanediamine)、磷酸钾2.6g(12.2mmol)中加入二氧杂环己烷30mL,边回流8小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。然后,加入二氯甲烷100mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制。将所得到的固体减压干燥,得到2.8g(收率70%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-1-5。
(f)M-1的合成
在氮气氛下,在M-1-52.5g(3.8mmol)中加入DMF40mL,用冰水浴冷却至0℃。
冷却后,缓慢滴加在40mL的DMF中溶解有N-溴代琥珀酰亚胺1.4g(8.0mmol)的溶液。滴加结束后,移除冰水浴,恢复室温,搅拌8小时。将反应液倒入水中,使固体析出,利用抽滤进行回收。
利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制,将所得到的固体减压干燥,得到2.5g(收率80%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为M-1。
(2)单体M-2的合成
【化学式188】
(a)中间体M-2-1的合成
使用中间体M-1-4和4-溴-1,2-二氢环丁并苯(4-bromo-1,2-dihydro-cyclobutabenzene),利用与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量5.6g(收率86%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-2-1。
(b)M-2的合成
使用中间体M-2-1,通过与中间体M-1的合成同样的方法进行合成。以产量4.4g(收率78%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-2。
(3)聚合物P1-1的合成
【化学式189】
在氮气氛下,在2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴4.1g(6.2mmol)、M-15.0g(6.2mmol)、M-20.2g(0.3nmol)、乙酸钯[Pd(OAc)2]0.01g(0.04mmol)、三(邻甲苯基)膦[P(o-Tol)3]0.06g(0.2mmol)、磷酸钾6.6g(30.9mmol)中加入二氧杂环己烷50mL、甲苯12mL、水11mL,边回流16小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。加入甲苯150mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下将溶剂浓缩,将该浓缩液从硅胶通过进行过滤。在减压下将回收的溶液浓缩,并将其滴加到甲醇中,使固体析出。将固体过滤并减压干燥。
在氮气氛下,加入该粗产物、溴苯0.3g(1.9mmol)、Pd(OAc)20.03g(0.04mmol)、P(t-Bu)30.01g(0.05mmol)、磷酸钾2.0g(9.5mmol)、甲苯50mL,边回流8小时边加热。然后加入苯基硼酸0.2g(1.9mmol),再加热8小时。
反应结束后,加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。将回收的滤液从硅胶通过进行过滤。将回收的溶液浓缩,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃下搅拌8小时。冷却后,用水清洗有机层,将所得到的溶液滴加到甲醇中并过滤,由此得到沉淀物。
将该沉淀物溶于甲苯并从硅胶柱通过,由此进行精制。将所得到的溶液滴加到甲醇中,搅拌后将所得到的沉淀物过滤并使其干燥,由此得到聚合物P1-15.3g。
P1-1的聚苯乙烯换算数均分子量为7.8×103,聚苯乙烯换算重均分子量为2.4×104。
需要说明的是,在本申请中分子量及分子量分布以下述条件进行测定。
注入100μl在10ml的THF中溶解有10mg试样的溶液来进行。流速设定为每分钟1ml,柱温设定为40℃。尺寸排阻色谱法(SEC)装置使用东曹制HLC-8220。检测器使用示差折光(RI)检测器或紫外可视(UV)检测器。柱使用2根东曹制TSKgel GMH-XL及1根TSKgel G2000-XL,标准试样聚苯乙烯使用东曹制TSK标准聚苯乙烯。
实施例2
合成下述聚合物P1-2
【化学式190】
(1)单体M-3的合成
【化学式191】
(a)中间体M-3-1的合成
将NBS变更为N-碘代琥珀酰亚胺(NIS),除此以外,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量5.6g(收率79%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-3-1。
(b)中间体M-3-2的合成
使用中间体M-3-1,除此以外,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量3.7g(收率82%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-3-2。
(c)中间体M-3-3的合成
使用中间体M-3-2和中间体M-1-3,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量5.2g(收率76%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-3-3。
(d)M-3的合成
使用中间体M-3-3和1-溴-4-碘苯,通过与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量4.9g(收率66%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-3。
(2)单体M-4的合成
【化学式192】
(a)中间体M-4-1的合成
使用咔唑和溴代环丁并苯,通过与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量7.9g(收率90%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-4-1。
(b)中间体M-4-2的合成
使用中间体M-4-1,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量6.8g(收率77%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-4-2。
(c)中间体M-4-3的合成
使用中间体M-4-2,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量5.5g(收率75%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-4-3。
(d)中间体M-4-4的合成
使用中间体M-3-2和中间体M-4-3,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量6.1g(收率60%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-4-4。
(e)M-4的合成
使用中间体M-4-4和1-溴-4-碘苯,通过与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量5.3g(收率77%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-4。
(3)聚合物P1-2的合成
【化学式193】
使用2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴、M-3及M-4,通过与P1-1同样的方法进行合成。以产量5.2g得到目标产物。P1-2的聚苯乙烯换算数均分子量为1.2×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.5×104。
实施例3
合成下述聚合物P1-3。
【化学式194】
(1)单体M-5的合成
【化学式195】
(a)中间体M-5-1的合成
在氮气流下,在18.3g(100mmol)4-溴-1,2-二氢环丁并苯中加入脱水THF300mL,冷却至-78℃,并滴加130mL正丁基锂己烷溶液(1.58M)。搅拌1小时后,缓慢滴加1,6-二溴代己烷16.5mL,然后用1小时升温至室温,再反应2小时。加入10%稀盐酸溶液进行搅拌,萃取有机层。用饱和盐水清洗后,用无水硫酸镁进行干燥,过滤后进行浓缩。利用硅胶色谱法将所得到的固体精致并进行减压干燥,得到12.6g(收率37%)的无色液体。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-5-1。
(b)M-5的合成
在氮气流下在12.5g(38.6mmol)2,7-二溴芴中加入脱水THF120mL,冷却至-78℃,并滴加77mL LDA己烷/THF溶液(1.11M)。搅拌1小时后,缓慢滴加溶解于脱水THF60mL的M-5-121.7g,用1小时升温至室温,再反应2小时。
加入10%稀盐酸溶液进行搅拌,并加入二氯甲烷,萃取目标产物,取出有机层。在该有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用柱色谱法进行分离,得到白色固体12.2g(收率45%)。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为M-5。
(2)单体M-6的合成
【化学式196】
(a)中间体M-6-1的合成
使用2-溴二苯并呋喃,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量6.1g(收率63%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-6-1。
(b)中间体M-6-2的合成
在氮气流下加入9-H-咔唑10g(59.8mmol),使其溶解于75ml的氯仿后,用冰水浴冷却至0℃。然后,缓慢地滴加在60ml左右的氯仿中分散FeCl338.8g(239.2mmol)而得到的溶液。滴加后,恢复至室温,搅拌24小时。将反应液滴加到大量甲醇中使固体析出。将固体过滤回收。然后,用大量甲醇和水反复清洗,过滤得到固体7.8g(收率82%)。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为M-6-2。
(c)中间体M-6-3的合成
使用中间体M-6-2,通过与中间体M-2的合成同样的方法进行合成。以产量4.1g(收率56%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-6-3。
(d)M-6的合成
使用中间体M-6-1和中间体M-6-3,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量3.4g(收率48%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-6。
(3)聚合物P1-3的合成
【化学式197】
在氮气氛下,在9,9-二辛基-2,7-二溴芴5.8g(10.0mmol)、M-50.4g(0.5mmol)、M-67.0g(10.5mmol)、三(二亚苄基丙酮)二钯(0)[Pd2(dba)3]0.2g(0.2mmol)、P(t-Bu)30.06g(0.3mmol)、叔丁氧基钠3.0g(31.5mmol)中加入二甲苯40mL,边回流20小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下将溶剂浓缩,将该浓缩液从硅胶通过进行过滤。在减压下将回收的溶液浓缩,并将其滴加到甲醇中,使固体析出。将固体抽滤回收并进行减压干燥。
在氮气氛下,在该粗产物和溴苯0.5g(3.2mmol)、Pd(OAc)20.04g(0.2mmol)、P(t-Bu)30.06g(0.3mmol)、磷酸钾1.1g(5.2mmol)中加入甲苯40mL,边回流8小时边加热。然后,加入苯基硼酸0.4g(3.2mmol),再加热8小时。
反应结束后,加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。将回收的滤液从硅胶通过进行过滤。将回收的溶液浓缩,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃下搅拌2时间。冷却后,用水清洗有机层,将所得到的溶液滴加到甲醇中并过滤,由此得到沉淀物。
将该沉淀物溶于甲苯并从硅胶柱通过,由此进行精制。将所得到的溶液滴加到甲醇中,搅拌后将所得到的沉淀物过滤并使其干燥,由此得到聚合物P1-37.3g。P1-3的聚苯乙烯换算数均分子量为0.9×104,聚苯乙烯换算重均分子量为2.8×104。
实施例4
合成下述聚合物P1-4。
【化学式198】
(1)单体M-7的合成
【化学式199】
(a)中间体M-7-1的合成
使用9-苯基咔唑,通过与M-2的合成同样的方法进行合成。以产量2.9g(收率73%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7-1。
(b)中间体M-7-2的合成
使用咔唑和2-溴二苯并呋喃,通过与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量4.0g(收率68%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7-2。
(c)中间体M-7-3的合成
使用中间体M-7-2,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量3.2g(收率59%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7-3。
(d)中间体M-7-4的合成
使用中间体M-7-3,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量5.4g(收率66%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7-4。
(e)中间体M-7-5的合成
使用中间体M-7-4和中间体M-7-1,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量2.7g(收率61%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7-5。
(f)M-7的合成
使用中间体M-7-5,通过与单体M-2的合成同样的方法进行合成。以产量3.9g(收率56%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-7。
(2)单体M-8的合成
【化学式200】
(a)中间体M-8-1的合成
使用中间体M-4-1,通过与单体M-2的合成同样的方法进行合成。以产量5.3g(收率85%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-8-1。
(b)中间体M-8-2的合成
使用中间体M-8-1和中间体M-7-4,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量3.8g(收率58%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-8-2。
(c)M-8的合成
使用中间体M-8-2,通过与M-2的合成同样的方法进行合成。以产量4.2g(收率60%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-8。
(3)聚合物P1-4的合成
【化学式201】
使用2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴、M-7、M-8,通过与P1-1同样的方法进行合成。以产量3.3g得到目标产物。聚合物P-4的聚苯乙烯换算数均分子量为1.8×104,聚苯乙烯换算重均分子量为4.0×104。
实施例5
合成下述聚合物P1-5。
【化学式202】
(1)单体M-9的合成
【化学式203】
(a)中间体M-9-1的合成
使用咔唑和3-溴二苯并呋喃,使用通过与中间体M-1-2的合成同样的方法合成的中间体M-9-0,通过与中间体M-2的合成同样的方法进行合成。以产量4.6g(收率87%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-9-1。
(b)中间体M-9-2的合成
使用中间体M-9-1,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量1.9g(收率43%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-9-2。
(c)M-9的合成
使用中间体M-9-2,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量3.5g(收率56%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-9。
(2)聚合物P1-5的合成
【化学式204】
使用2,7-二溴-9,9-二正辛基芴、M-5、M-9,通过与P1-3同样的方法进行合成。以产量6.2g得到目标产物。聚合物P-5的聚苯乙烯换算数均分子量为1.9×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.8×104。
实施例6
合成下述聚合物P1-6。
【化学式205】
(1)单体M-10的合成
【化学式206】
(a)中间体M-10-1的合成
使用中间体M-6-2,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量3.5g(收率66%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-10-1。
(b)M-10的合成
使用中间体M-10-1和中间体M-7-4,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量4.9g(收率72%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-10。
(2)单体M-11的合成
【化学式207】
(a)中间体M-11-1的合成
使用中间体M-4-1,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量3.9g(收率70%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-11-1。
(b)中间体M-11-2的合成
使用中间体M-11-1,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量4.4g(收率52%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-11-1。
(c)M-11的合成
使用中间体M-10-1和中间体M-11-2,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量2.3g(收率67%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-11。
(3)聚合物P1-6的合成
【化学式208】
使用2,7-二溴-9,9-二正辛基芴、M-10、M-11,通过与P-3同样的方法进行合成。以产量4.6g得到目标产物。聚合物P-6的聚苯乙烯换算数均分子量为1.5×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.3×104。
实施例7
合成下述聚合物P1-7。
【化学式209】
(1)单体M-12的合成
【化学式210】
(a)中间体M-12-1的合成
使用中间体M-7-3和中间体M-7-4,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量3.6g(收率82%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-12-1。
(b)中间体M-12-2的合成
使用中间体M-12-1,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量3.5g(收率66%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-12-2。
(c)中间体M-12-3的合成
使用中间体M-12-2,通过与中间体M-1-3的合成同样的方法进行合成。以产量4.1g(收率62%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-12-3。
(d)中间体M-12-4的合成
使用中间体M-12-3和中间体M-3-2,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量1.8g(收率76%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-12-4。
(e)M-12的合成
使用中间体M-12-4和1-溴-4-碘苯,通过与中间体M-1-2的合成同样的方法进行合成。以产量2.7g(收率70%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-12。
(2)单体M-13的合成
【化学式211】
在氮气流下加入M-53.7g(5.3mmol)、联硼酸频哪醇酯4.1g(31.8mmol)、1,1’-二(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯(II)二氯甲烷络合物[PdCl2(dppf)·CH2Cl2]0.5g(0.6mmol)、乙酸钾3.1g(31.8mmol)、脱水DMSO,在80℃下回流反应28小时。冷却后,加入水25mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制。将所得到的固体减压干燥,得到2.7g(收率64%)的白色固体。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-13。
(3)聚合物P1-7的合成
【化学式212】
使用2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-2正辛基芴、M-12、M-13,通过与P1-1同样的方法进行合成。以产量5.5g得到目标产物。聚合物P1-7的聚苯乙烯换算数均分子量为1.0×104,聚苯乙烯换算重均分子量为2.5×104。
实施例8
通过下述流程合成聚合物P1-8。
【化学式213】
使用2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴、M-1、M-13,通过与P1-1同样的方法进行合成。以产量5.2g得到目标产物。聚合物P1-8的聚苯乙烯换算数均分子量为3.8×104,聚苯乙烯换算重均分子量为1.6×104。
比较例1
通过下述流程合成聚合物P1-9。
【化学式214】
(1)单体M-14的合成
(a)中间体M-14-1的合成
在氮气氛下,在带冷凝管的300mL三颈烧瓶中,在二苯基胺6.0g(35.4mmol)、溴苯并环丁烯6.5g(35.4mmol)、Pd(OAc)20.2g(0.9mmol)、P(t-Bu)30.3g(1.4mmol)、叔丁氧基钠6.8g(70.8mmol)中加入甲苯100mL,边回流8小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。然后,加入二氯甲烷100mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制。将所得到的固体减压干燥,得到7.2g(收率88%)的白色固体。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-14-1。
(b)M-14的合成
使用中间体M-14-1,通过与中间体M-1-1的合成同样的方法进行合成。以产量4.8g(收率68%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-14。
(2)P1-9的合成
使用2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴、二(4-溴苯基)苯基胺、M-14,通过与P1-1同样的方法进行合成。以产量5.6g得到目标产物。聚合物P1-9的聚苯乙烯换算数均分子量为7.8×103,聚苯乙烯换算重均分子量为2.4×104。
比较例2
合成下述聚合物P1-10。
【化学式215】
(1)单体M-16的合成
【化学式216】
在氮气氛下,在9,9-二辛基-2,7-二溴芴10.0g(18.2mmol)、苯胺1.7g(18.2mmol)、Pd2(dba)30.6g(0.6mmol)、(±)-2,2’-二(二苯基膦基)-1,1’-联萘(rac-BINAP)1.7g(0.8mmol)、叔丁氧基钠5.0g(72.8mmol)中加入甲苯500mL,边回流16小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下除去溶剂,利用硅胶色谱法将所得到的粗产物精制。将所得到的固体减压干燥,得到6.8g(收率65%)的白色固体。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的白色粉末为中间体M-16。
(2)单体M-17的合成
【化学式217】
(2)单体M-17的合成
(a)中间体M-17-1的合成
使用上述化合物,通过与中间体M-1-4的合成同样的方法进行合成。以产量7.8g(收率68%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-17-1。
(b)M-17的合成
使用中间体M-17-1,通过与M-16的合成同样的方法进行合成。以产量5.8g(收率63%)得到目标产物。通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定为M-17。
(3)聚合物P1-10的合成
【化学式218】
使用4、4’-二溴联苯、M-16、M-17,通过与P1-3同样的方法进行合成。以产量4.5g得到目标产物。聚合物P1-10的聚苯乙烯换算数均分子量为1.3×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.6×104。
实施例9(有机EL元件制作与评价)
在异丙醇中将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板(Geometrics社制)超声波清洗5分钟后,进行30分钟UV臭氧清洗。利用旋涂法在清洗后的带透明电极的玻璃基板上以10nm膜厚将空穴注入层中使用的聚亚乙基二氧基噻吩·聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的混合物进行成膜,形成空穴注入层(PSS为受体)。
接着,利用旋涂法以25nm的膜厚将实施例1中得到的聚合物P1-1的二甲苯溶液(1.0重量%)进行成膜。然后,将其在减压下在120℃干燥1小时,形成空穴传输层。
进而,蒸镀膜厚40nm的下述化合物EMl进行成膜。同时,作为发光分子,蒸镀下述具有苯乙烯基的胺化合物D1使得EMl与D1的重量比为95:5,形成发光层。
在该膜上蒸镀下述Alq,由此以膜厚10mm进行成膜。该层作为电子注入层发挥功能。
然后,将作为还原性掺杂剂的Li(Li源:SAES Getter社制)和Alq进行二元蒸镀,形成作为电子注入层(阴极)的Alq:Li膜(膜厚10nm)。在该Alq:Li膜上蒸镀金属A1形成金属阴极,在氮中进行玻璃密封,从而制作有机EL元件。
【化学式219】
向制成的有机EL元件通入电流,评价发光效率及寿命。结果如表197所示。
实施例10
使用下述芳基胺化合物D2作为发光层的材料,来代替具有苯乙烯基的胺化合物D1,除此以外,与实施例9同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表197所示。
【化学式220】
(Me为甲基。)
比较例3
使用比较例1中得到的P1-9作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例9同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表197所不。
比较例4
使用比较例2中得到的P1-10作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例9同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表197所示。
【表197】
*表中,相对寿命为将实施例9的元件的寿命设定为1时的值。
从实施例9~10及比较例3~4的结果可知,使用了本发明的二咔唑聚合物的有机EL元件,与使用了作为芳香族胺衍生物的比较化合物的有机EL元件相比,发光效率、寿命更优异。
实施例11(有机EL元件制作与评价)
在异丙醇中将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板(Geometrics社制)超声波清洗5分钟后,进行30分钟UV臭氧清洗。利用旋涂法在清洗后的带透明电极的玻璃基板上以10nm膜厚将空穴注入层中使用的聚亚乙基二氧基噻吩·聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的混合物进行成膜,形成空穴注入层(PSS为受体)。
接着,利用旋涂法以25nm的膜厚将实施例1中得到的聚合物P1-1的二甲苯溶液(1.0重量%)进行成膜。然后,在230℃下进行干燥和热固化30分钟,形成空穴传输层。
然后,利用旋涂法将上述化合物EMl(基质)和上述具有苯乙烯基的胺化合物D1(掺杂剂)以固体成分重量比95:5进行混合的二甲苯溶液(1.0重量%)以40nm的膜厚进行成膜,在150℃干燥30分钟,形成发光层。
在该膜上蒸镀Alq,由此以膜厚10nm进行成膜。该层作为电子注入层发挥功能。然后,将作为还原性掺杂剂的Li(Li源:SAES Getter社制)和Alq进行二元蒸镀,形成作为电子注入层(阴极)的Alq:Li膜(膜厚10nm)。在该Alq:Li膜上蒸镀金属A1形成金属阴极,在氮中进行玻璃密封,从而制作有机EL元件。
向制成的有机EL元件通入电流,评价性能。结果如表198所示。
实施例12
使用实施例2中得到的聚合物P1-2作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例13
使用实施例3中得到的聚合物P1-3作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例14
使用实施例4中得到的聚合物P1-4作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例15
使用实施例5中得到的聚合物P1-5作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例16
使用实施例6中得到的聚合物P1-6作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例17
使用实施例7中得到的聚合物P1-7作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例18
使用实施例8中得到的聚合物P1-8作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
实施例19
使用芳基胺化合物D2作为发光层的材料,来代替具有苯乙烯基的胺化合物D1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
比较例5
使用比较例1中得到的P1-9作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
比较例6
使用比较例2中得到的P1-10作为空穴传输材料,来代替P1-1,除此以外,与实施例11同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表198所示。
【表198】
*表中,相对寿命为将实施例11的元件的寿命设定为1时的值。
从实施例11~19及比较例5、6的结果可知,使用了本发明的二咔唑聚合物的有机EL元件,与使用了作为芳香族胺衍生物的比较化合物的有机EL元件相比,发光效率、寿命更优异。
另外可以确认,即使通过湿式成膜形成空穴注入层、空穴传输层及发光层,也可以得到优异的性能。
[第二发明]
[聚合物的制造]
实施例21
通过下述合成流程,合成聚合物P2-1。
【化学式221】
【化学式222】
(1)交联基M-20的合成
在实施例1中使用4-溴苯并环丁烯来代替中间体M-1-2,除此以外,实施与中间体M-1-3的合成同样的反应,以产量5.8g(收率78%)得到目标产物。
通过1H-NMR谱和FD-MS分析,确定所得到的目标产物为M-2。
(2)聚合物P2-1的合成
在氮气氛下,在2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-二正辛基芴4.1g(6.2mmol)、与实施例1(1)同样地合成的M-15.0g(6.2mmol)、Pd(OAc)20.01g(0.04mmol)、P(o-Tol)30.06g(0.2mmol)、磷酸钾6.6g(30.9mmol)中加入二氧杂环己烷50mL、甲苯12mL、水11mL,边回流16小时边加热。反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。加入甲苯150mL、水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下将溶剂浓缩,将该浓缩液从硅胶通过进行过滤。在减压下将回收的溶液浓缩,并将其滴加到甲醇中,使固体析出。将固体过滤,进行减压干燥。
在氮气氛下,在该粗产物、4-溴苯并环丁烯0.3g(1.7mmol)、Pd(OAc)20.03g(0.04mmol)、P(t-Bu)30.01g(0.05mmol)、磷酸钾2.0g(9.5mmol)、甲苯50mL,边回流8小时边加热。然后,加入M-200.3g(1.9mmol),再加热8小时。反应结束后,加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。将回收的滤液从硅胶通过进行过滤。将回收的溶液浓缩,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃下搅拌8小时。冷却后,用水清洗有机层,将所得到的溶液滴加到甲醇中并过滤,由此得到沉淀物。
将该沉淀物溶于甲苯并从硅胶柱通过,由此进行精制。将所得到的溶液滴加到甲醇中,搅拌后将所得到的沉淀物过滤并使其干燥,由此得到聚合物P2-14.4g。
聚合物P2-1的聚苯乙烯换算数均分子量为0.9×104,聚苯乙烯换算重均分子量为2.2×104。
需要说明的是,聚合物P2-1的聚苯乙烯换算数均分子量及聚苯乙烯换算重均分子量可使用尺寸排阻色谱法(SEC)进行测定。测定通过将作为试样的10mg的聚合物P2-1溶解于THF(四氢呋喃)10ml,向SEC装置注入100μl所得到的溶液来进行。流速设定为每分钟1ml,柱温设定为40℃。
上述SEC装置使用东曹制HLC-8220。检测器使用示差折光(RI)检测器或紫外可视(UV)检测器。柱使用2根东曹制TSKgel GMH-XL及1根TSKgel G2000-XL,标准试样的聚苯乙烯使用东曹制TSK标准聚苯乙烯。
实施例22
通过下述合成流程来合成聚合物P2-2。
【化学式223】
使用与实施例2(1)同样地合成的单体M-3,来代替单体M-1,除此以外,实施与聚合物P2-1的合成同样的反应,以产量3.8g得到聚合物P2-2。
聚合物P2-2的聚苯乙烯换算数均分子量为1.3×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.0×104。
实施例23
通过下述合成流程来合成聚合物P2-3。
【化学式224】
在氮气氛下,在9,9-二辛基-2、7二溴芴5.8g(10.0mmol)、与实施例3(2)同样地合成的M-67.0g(10.5mmol)、Pd2(dba)30.2g(0.2mmol)、PtBu30.06g(0.3mmol)、叔丁氧基钠3.0g(31.5mmol)中加入二甲苯40mL,边回流20小时边加热。
反应结束后,通过减压除去来除去溶剂。加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。在减压下将溶剂浓缩,将该浓缩液从硅胶通过进行过滤。在减压下将回收的溶液浓缩,并将其滴加到甲醇中,使固体析出。将固体抽滤回收并进行减压干燥。
在氮气氛下,在该粗产物、4-溴苯并环丁烯0.6g(3.2mmol)、Pd(OAc)20.04g(0.2mmol)、P(t-Bu)30.06g(0.3mmol)、磷酸钾1.1g(5.2mmol)中加入甲苯40mL,边回流8小时边加热。然后,加入M-200.5g(3.2mmol),再加热8小时。
反应结束后,加入水100mL来萃取目标产物,取出有机层。在取出的有机层中加入MgSO4进行干燥,通过过滤除去MgSO4。将回收的滤液从硅胶通过进行过滤。将回收的溶液浓缩,加入二乙基二硫代氨基甲酸钠水溶液,在80℃下搅拌2小时。冷却后,用水清洗有机层,将所得到的溶液滴加到甲醇中并过滤,由此得到沉淀物。
将该沉淀物溶于甲苯并从硅胶柱通过,由此进行精制。将所得到的溶液滴加到甲醇中,搅拌后将所得到的沉淀物过滤并使其干燥,由此得到聚合物P2-36.3g。
聚合物P2-3的聚苯乙烯换算数均分子量为1.2×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.1×104。
实施例24
通过下述合成流程来合成聚合物P2-4。
【化学式225】
使用与实施例4(1)同样地合成的单体M-7,来代替单体M-1,除此以外,实施与聚合物P2-1的合成同样的反应,以产量2.8g得到聚合物P2-4。
聚合物P2-4的聚苯乙烯换算数均分子量为1.7×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.7×104。
实施例25
通过下述合成流程来合成聚合物P2-5。
【化学式226】
使用与实施例5(1)同样地合成的单体M-9,来代替单体M-4,除此以外,实施与聚合物P2-3的合成同样的反应,以产量5.1g得到聚合物P2-5。
聚合物P2-5的聚苯乙烯换算数均分子量为1.6×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.9×104。
实施例26
通过下述合成流程来合成聚合物P2-6。
【化学式227】
使用与实施例6(1)同样地合成的单体M-10,来代替单体M-4,除此以外,实施与聚合物P2-3的合成同样的反应,以产量3.9g得到聚合物P2-6。
聚合物P2-6的聚苯乙烯换算数均分子量为1.5×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.6×104。
实施例27
按照下述合成流程来合成聚合物P2-7。
【化学式228】
使用与实施例7(1)同样地合成的单体M-12,来代替单体M-1,除此以外,实施与聚合物P2-1的合成同样的反应,以产量5.8g得到聚合物P2-7。
聚合物P2-7的聚苯乙烯换算数均分子量为1.4×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.1×104。
[有机EL元件的制造(涂布+蒸镀)和评价]
实施例28
在异丙醇中将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板(Geometrics社制)超声波清洗5分钟后,进行30分钟UV臭氧清洗。利用旋涂法在清洗后的带透明电极的玻璃基板上以10nm膜厚将空穴注入层中使用的聚亚乙基二氧基噻吩·聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的混合物进行成膜,形成空穴注入层。接着,利用旋涂法以25nm的膜厚将实施例21中得到的聚合物P2-1的二甲苯溶液(1.0重量%)进行成膜。然后,将其在减压下在120℃干燥1小时,形成空穴传输层。进而,蒸镀膜厚40nm的化合物EMl进行成膜。同时,作为发光分子,蒸镀下述具有苯乙烯基的胺化合物D1使得EMl与D1的重量比为95:5,形成发光层。在该膜上蒸镀Alq,由此以膜厚10nm进行成膜。该层作为电子注入层发挥功能。然后,将作为还原性掺杂剂的Li(Li源:SAES Getter社制)和Alq进行二元蒸镀,形成作为电子注入层(阴极)的Alq:Li膜(膜厚10nm)。在该Alq:Li膜上蒸镀金属A1形成金属阴极,在氮中进行玻璃密封,从而制作有机EL元件。
需要说明的是,化合物EMl、D1及Alq与实施例9相同。
对于所得到的有机EL元件,评价其发光效率及发光寿命。结果如表199所示。需要说明的是,关于发光寿命,以该实施例28的元件的寿命为基准。
实施例29
使用实施例10中使用的芳基胺化合物D2作为发光层材料,来代替具有苯乙烯基的胺化合物D1,除此以外,与实施例28同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表199所示。
比较例21
按照下述合成流程来合成聚合物P2-8。
【化学式229】
使用通过常法得到的化合物M-21来代替中间体M-1,除此以外,实施与聚合物P2-1的合成同样的反应,以产量5.6g得到聚合物P2-8。
聚合物P2-8的聚苯乙烯换算数均分子量为7.8×103,聚苯乙烯换算重均分子量为2.4×104。
使用聚合物P2-8作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例28同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表199所示。
比较例22
按照下述合成流程来合成聚合物P2-9。
【化学式230】
使用与比较例2(1)同样地合成的单体M-16来代替2,7-二(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧硼戊环-2-基)-9,9-2E辛基芴,使用4,4’-二溴联苯来代替中间体M-1,除此以外,实施与聚合物P2-1的合成同样的反应,以产量2.8g得到聚合物P2-9。
所得到的聚合物P2-9的聚苯乙烯换算数均分子量为1.1×104,聚苯乙烯换算重均分子量为3.5×104。
使用聚合物P2-9作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例28同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表199所示。
【表199】
相对寿命为将实施例28的元件的发光寿命设定为1时的值。
从实施例28、29及比较例21、22的结果可知,使用了作为本发明的聚合物的二咔唑聚合物的有机EL元件,与使用了作为芳香族胺衍生物的比较化合物的有机EL元件相比,发光效率、寿命更优异。
[有机EL元件的制造(仅涂布)和评价]
实施例30
在异丙醇中将25mm×75mm×1.1mm厚的带ITO透明电极的玻璃基板(Geometrics社制)超声波清洗5分钟后,进行30分钟UV臭氧清洗。利用旋涂法在清洗后的带透明电极的玻璃基板上以10nm膜厚将空穴注入层中使用的聚亚乙基二氧基噻吩·聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)的混合物进行成膜,形成空穴注入层。接着,利用旋涂法以25nm的膜厚将实施例21中得到的聚合物P2-1的二甲苯溶液(1.0重量%)进行成膜。然后,在230℃下进行30分钟干燥和热固化,形成空穴传输层。然后,利用旋涂法将化合物EMl(基质)和具有苯乙烯基的胺化合物D1(掺杂剂)以固体成分重量比95:5进行混合的二甲苯溶液(1.0重量%)以40nm的膜厚进行成膜,在150℃干燥30分钟,形成发光层。在该膜上蒸镀Alq,由此以膜厚10nm进行成膜。该层作为电子注入层发挥功能。然后,将作为还原性掺杂剂的Li(Li源:SAES Getter社制)和Alq进行二元蒸镀,形成作为电子注入层(阴极)的Alq:Li膜(膜厚10nm)。在该Alq:Li膜上蒸镀金属A1形成金属阴极,在氮中进行玻璃密封,从而制作有机EL元件。
向制成的有机EL元件通入电流,评价性能。结果如表200所示。
实施例31
使用实施例22中得到的聚合物P2-2作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例32
使用实施例23中得到的聚合物P2-3作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例33
使用实施例24中得到的聚合物P2-4作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例34
使用实施例25中得到的聚合物P2-5作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例35
使用实施例26中得到的聚合物P2-6作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例36
使用实施例27中得到的聚合物P2-7作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
实施例37
使用芳基胺化合物D2作为发光层的材料,来代替具有苯乙烯基的胺化合物D1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
比较例23
使用比较例21中得到的聚合物P2-8作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例30同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
比较例24
使用比较例22中得到的聚合物P2-9作为空穴传输材料,来代替聚合物P2-1,除此以外,与实施例31同样地制作有机EL元件并进行评价。结果如表200所示。
【表200】
相对寿命为将实施例30的元件的发光寿命设定为1时的值。
产业上的可利用性
本发明的聚合物作为电子材料而有用。尤其适合作为有机场致发光元件用材料、特别适合作为在阳极与发光层间的空穴传输区域中使用的材料。
上述中对本发明的几个实施方式及/或实施例进行了详细说明,但对于本领域技术人员而言,可以容易地在不实质上脱离本发明的新启示及效果的情况下大幅度地对这些例示的实施方式及/或实施例进行变型。因此这些大幅度的变型也包含在本发明的范围内。
该说明书中记载的文献及作为本申请的巴黎公约优先权的基础的日本申请说明书的内容全部援引加入到本说明书中。
Claims (30)
1.一种聚合物,其含有下式(A)及(B)所示的结构单元,其中,
式(A)中,P为来源于下式(P)所示的化合物的基团,
式(P)中,A1分别独立地为氮原子或CR2,
X1为单键、O、S、CR2R3或NR2,
R1~R3分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基或芳基甲硅烷基,
a为2~5的整数,(P)a表示a个上述(P)基连续地进行键合,a个P分别独立,并且P之间的键合位置没有限定,
L1表示连接基团,
b为0~5的整数,(L1)b表示在b为2以上的情况下b个L1连续地进行键合,此时,b个L1分别独立,并且L1之间进行键合的位置没有限定,
在式(A)中,P与L1的键合位置没有限定,
式(B)中,Q为来源于下式(Q)所示的化合物的基团,
式(Q)中,A2分别独立地为氮原子或CR6,
X2为单键、O、S、CR6R7或NR6,
R5~R7分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、芳基甲硅烷基、或交联性基团,
c为2~5的整数,(Q)c表示c个上述(Q)基连续地进行键合,c个Q分别独立,并且Q之间的键合位置没有限定,
L2分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的亚烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的亚环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳香族烃环基、取代或未取代的成环原子数3~30的芳香族杂环基、取代或未取代的芳基胺残基、芳基亚甲硅烷基、或交联性基团,
d为0~5的整数,(L2)d表示在d为2以上的情况下d个L2连续地进行键合,此时,d个L2分别独立,并且L2之间进行键合的位置没有限定,
在式(B)中,Q与L2的键合位置没有限定,
在式(B)中,c个Q及d个L2中的至少一个具有交联性基团。
2.根据权利要求1所述的聚合物,其中,所述P或Q为取代或未取代的咔唑的残基。
3.根据权利要求2所述的聚合物,其中,在a个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置、或在c个连续的取代或未取代的咔唑残基中相邻的咔唑残基之间的键合位置,分别为选自3位-3’位、3位-2’位、及2位-2’位中的一种。
4.根据权利要求2或3所述的聚合物,其具有下述结构1及结构2中的至少一个,
结构1:所述(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位,
结构2:所述(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
5.根据权利要求2~4中任一项所述的聚合物,其具有下述结构3及结构4中的至少一个,
结构3:所述(P)a中的一个取代或未取代的咔唑残基与L2的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位,
结构4:所述(Q)c中的一个取代或未取代的咔唑残基与L1的键合位置为该咔唑残基的9位、3位或2位。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的聚合物,其中,所述a或c分别为2或3。
9.根据权利要求7或8所述的聚合物,其中,所述式(1)~(25)所示的各聚合物中,R5中的至少一个或R6中的至少一个为交联性基团,且L2不是交联性基团。
11.根据权利要求7或8所述的聚合物,其中,所述式(1)~(21)所示的各聚合物中,L2中的至少一个为交联性基团,R5及R6不是交联性基团。
13.根据权利要求7~12中任一项所述的聚合物,其中,所述式(1)~(25)所示的各聚合物中,R1、R2、R5及R6中的至少一个为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团,
式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基,
a、c、d、f、g及i分别独立地为0~4的整数,
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数,
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基或成环原子数3~30的芳香族杂环基。
14.一种下式(C)所示的聚合物,
式(C)中,P’为来源于下式(P’)所示的化合物的基团,
L为连接基团,
a为2~5的整数,(P’)a表示a个P’连续地进行键合,a个P’分别独立,并且P’之间的键合位置没有限定,
b为0~5的整数,在b为2以上的情况下,(L)b表示b个L连续地进行键合,此时,b个L分别独立,L之间进行键合的位置没有限定,另外,在b为0的情况下,L表示单键,
在式(C)中,P’与L的各自的键合位置没有限定,
m为重复单元,
Y1及Y2分别独立地为交联性基团,
式(P’)中,A分别独立地为氮原子或-C(R)-,
X为单键、-O-、-S-、-C(R)2-、或-N(R)-,
R分别独立地为氢原子、取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代或未取代的芳氨基、或取代或未取代的芳基甲硅烷基。
15.根据权利要求14所述的聚合物,其中,所述P’为取代或未取代的咔唑残基。
16.根据权利要求14或15所述的聚合物,其中,所述(P’)a为a个连续地进行键合的取代或未取代的咔唑残基,相邻的咔唑残基分别以3位-3’位、3位-2’位、或2位-2’位相互地进行键合。
17.根据权利要求14~16中任一项所述的聚合物,其中,所述(P’)a为a个连续地进行键合的取代或未取代的咔唑残基,与L键合的咔唑残基在咔唑残基的9位、3位或2位与L进行键合。
18.根据权利要求14~17中任一项所述的聚合物,其中,所述a为2或3。
20.根据权利要求19所述的聚合物,其中,在所述式(101)~(107)中,R101及R102中的至少一个、R103~R105中的至少一个、R106及R107中的至少一个、R108~R110中的至少一个、R川~R113中的至少一个、R114~R116中的至少一个、以及R117~R119中的至少一个为选自下式(51)~(55)所示的基团中的基团,
式中,R11~R23分别独立地为取代或未取代的碳原子数1~20的烷基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳基、取代或未取代的碳原子数1~20的烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数3~10的环烷氧基、取代或未取代的成环碳原子数6~30的芳氧基、取代或未取代的碳原子数7~40的芳烷基、取代或未取代的成环原子数3~30的杂芳基、取代氨基、取代甲硅烷基、卤原子、硝基、氰基或羟基,
a、c、d、f、g及i分别独立地为0~4的整数,
b、e、h及j分别独立地为0~3的整数,
T1~T5分别独立地为单键、取代或未取代的成环碳原子数6~50的芳香族烃环基或成环原子数3~30的芳香族杂环基。
22.一种涂布液,其含有权利要求1~21中任一项所述的聚合物及溶剂。
23.根据权利要求22所述的涂布液,其中,所述溶剂中的至少一种为有机溶剂。
24.一种电子元件的制造方法,其使用权利要求22或23所述的涂布液进行湿式成膜。
25.根据权利要求24所述的电子元件的制造方法,其中,所述电子元件为电致发光元件、光电转换元件或晶体管。
26.根据权利要求24或25所述的电子元件的制造方法,其中,所述电子元件为有机电致发光元件。
27.一种有机电致发光元件,其具有阳极、阴极、和在所述阳极与阴极之间的包含发光层的1层以上的有机薄膜层,
所述有机薄膜层中的至少一层含有权利要求1~21中任一项所述的聚合物。
28.根据权利要求27所述的有机电致发光元件,其中,所述有机薄膜层中的至少一层为空穴注入层或空穴传输层。
29.根据权利要求28所述的有机电致发光元件,其中,所述空穴注入层或空穴传输层与发光层相接。
30.根据权利要求27~29中任一项所述的有机电致发光元件,其中,所述发光层通过湿式成膜法成膜。
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