JP2003226744A - 高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子 - Google Patents
高分子化合物およびそれを用いた高分子発光素子Info
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Landscapes
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Abstract
特性、例えば、蛍光強度、電荷輸送性等に優れる高分子
化合物を提供する。 【解決手段】下記式(1)および式(2)で示される繰
り返し単位を含み、ポリスチレン換算の数平均分子量が
103〜108である高分子化合物。 〔式中、Ar1およびAr2、アリーレン基または2価
の複素環基を表す。また、Ar3はアリーレン基、アリ
ーレンビニレン基または2価の複素環基を表す。xは1
〜10の整数を表す。Ar4およびAr5はそれぞれ独
立に、アリール基または1価の複素環基を表す。〕 −Ar6− (2) 〔式中、Ar6は、フェニレン基、スチルベン−ジイル
基、ジスチルベン−ジイル基、フルオレン−ジイル基、
2価の縮合多環芳香族基、2価の単環性複素環基、2価
の縮合多環複素環基、または2価の芳香族アミン基を表
す。〕
Description
びそれを用いた高分子発光素子(以下、高分子LEDと
いうことがある。)に関する。
分子量のそれとは異なり、溶媒に可溶で塗布法により発
光素子における発光層等を形成できることから、種々検
討されており、その例として、フェニレン基、窒素原
子、フェニレン基がこの順に連結され、該窒素原子がフ
ェニル基で置換された構造を有する繰り返し単位と、タ
ーフェニレンジイル基等の芳香族基からなる繰り返し単
位とを有する高分子化合物が知られている(例えば、特
許文献1)。
材料および/または電子輸送材料としての特性、例え
ば、蛍光強度、電荷輸送性等に優れる高分子化合物を提
供することにある。
を解決すべく鋭意検討した結果、繰り返し単位として、
芳香環、窒素原子、芳香環がこの順に連結し、該窒素原
子がジアリールアミノ基を末端に有する芳香族基で置換
された構造を有する繰り返し単位と、フェニレン基等の
芳香族基からなる繰り返し単位とを含む高分子化合物が
発光材料および/または電子輸送材料としての特性に優
れることを見出し、本発明に至った。
(2)で示される繰り返し単位を含み、ポリスチレン換
算の数平均分子量が103〜108である高分子化合物に
係るものである。 〔式中、Ar1およびAr2はそれぞれ独立に、アリー
レン基または2価の複素環基を表す。また、Ar3はア
リーレン基、アリーレンビニレン基または2価の複素環
基を表す。xは1〜10の整数を表す。Ar3が複数存
在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。A
r4およびAr5はそれぞれ独立に、アリール基または
1価の複素環基を表す。〕 −Ar6− (2) 〔式中、Ar6は、フェニレン基、スチルベン−ジイル
基、ジスチルベン−ジイル基、フルオレン−ジイル基、
2価の縮合多環芳香族基、2価の単環性複素環基、2価
の縮合多環複素環基、または2価の芳香族アミン基を表
す。〕
チレン換算の数平均分子量が103〜108であって、上
記式(1)および式(2)で示される繰り返し単位をそ
れぞれ1種類以上含むことを特徴とする。中でも、固体
状態で蛍光を有するものは、発光材料(高分子蛍光体)
として好適に用いられる。
(1)で示される繰り返し単位について説明する。式
(1)で示される繰り返し単位に含まれるAr1、Ar
2はそれぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環
基であり、また、Ar3はアリーレン基、アリーレンビ
ニレン基または2価の複素環基である。
炭化水素から、水素原子1個を除いた残りの原子団であ
る。アリーレン基とは、芳香族炭化水素から、水素原子
2個を除いた残りの原子団である。ここに芳香族炭化水
素には、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環または
縮合環が2個以上直接またはビニレン等の基を介して結
合したものも含まれる。
素環化合物から水素原子1個を除いた残りの原子団をい
う。2価の複素環基とは、複素環化合物から水素原子2
個を除いた残りの原子団をいう。ここに複素環化合物と
は、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元
素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、リン、ホ
ウ素、ヒ素、珪素などのヘテロ原子を環内に含むものを
いう。
示し、好ましくは1〜5であり、更に好ましくは1〜3
である。
有していてもよく、該置換基としては、アルキル基、ア
ルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アリ
ール基、アリールオキシ基、アリールシリル基、アリー
ルアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキ
ルシリル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニ
ル基、1価の複素環基、シアノ基等があげられる。A
r1、Ar2、Ar3が置換基を有する場合は、隣接する
置換基同士が結合し環を形成していても良い。Ar4、
Ar5が置換基を有する場合は、隣接する置換基同士が
結合し環を形成していても良く、また環同士が単結合で
結合していてもよい。
状のいずれでもよく、炭素数は通常1〜20程度であ
り、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、i
−プロピル基、ブチル基、 i−ブチル基、t−ブチル
基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘ
キシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシ
ル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル
基、ラウリル基などが挙げられ、ペンチル基、ヘキシル
基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基、
3,7−ジメチルオクチル基が好ましい。
いずれでもよく、炭素数は通常1〜20程度であり、具
体的には、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ
基、i−プロピルオキシ基、ブトキシ基、i−ブトキシ
基、t−ブトキシ基、ベンチルオキシ基、イソアミルオ
キシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、
ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキ
シルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,
7−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基など
が挙げられ、ペンチルオキシ基、イソアミルオキシ基、
ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキ
シルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオク
チルオキシ基が好ましい。
のいずれでもよく、炭素数は通常1〜20程度であり、
具体的には、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチ
オ基、 i−プロピルチオ基、ブチルチオ基、 i−ブ
チルチオ基、t−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、イソ
アミルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ
基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキ
シルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジ
メチルオクチルチオ基、ラウリルチオ基などが挙げら
れ、ペンチルチオ基、イソアミルチオ基、ヘキシルチオ
基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、デシ
ルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基が好まし
い。
状のいずれでもよく、炭素数は通常1〜60程度であ
り、具体的には、メチルシリル基、エチルシリル基、プ
ロピルシリル基、 i−プロピルシリル基、ブチルシリ
ル基、i−ブチルシリル基、t−ブチルシリル基、ペン
チルシリル基、イソアミルシリル基、ヘキシルシリル
基、シクロヘキシルシリル基、ヘプチルシリル基、オク
チルシリル基、2−エチルヘキシルシリル基、ノニルシ
リル基、デシルシリル基、3,7−ジメチルオクチルシ
リル基、ラウリルシリル基、トリメチルシリル基、エチ
ルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、 i
−プロピルジメチルシリル基、ブチルジメチルシリル
基、t−ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシ
リル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチル
シリル基、オクチルジメチルシリル基、2−エチルヘキ
シル−ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デ
シルジメチルシリル基、3,7−ジメチルオクチル−ジ
メチルシリル基、ラウリルジメチルシリル基などが挙げ
られ、ペンチルシリル基、ヘキシルシリル基、オクチル
シリル基、2−エチルヘキシルシリル基、デシルシリル
基、3,7−ジメチルオクチルシリル基、ペンチルジメ
チルシリル基、イソアミルジメチルシリル基、ヘキシル
ジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2−エ
チルヘキシル−ジメチルシリル基、デシルジメチルシリ
ル基、3,7−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基が
好ましい。
原子1個を除いた残りの原子団であり、炭素数は通常6
〜60程度であり、具体的には、フェニル基、C1〜C
12アルキルフェニル基(C1〜C12は、炭素数1〜
12であることを示す。以下も同様である。)、1−ナ
フチル基、2−ナフチル基などが例示され、フェニル
基、C1〜C12アルキルフェニル基が好ましい。
0程度であり、具体的には、フェノキシ基、C1〜C
12アルコキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフ
ェノキシ基、1―ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキ
シ基などが例示され、フェノキシ基、C1〜C12アル
コキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフェノキシ
基が好ましい。
0程度であり、具体的には、フェニルジメチルシリル
基、C1〜C12アルコキシフェニルジメチルシリル
基、C1〜C12アルキルフェニルジメチルシリル基、
1−ナフチルジメチルシリル基、2−ナフチル−ジメチ
ルシリル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフ
ェニルジメチルシリル基、C1〜C12アルキルフェニ
ルジメチルシリル基が好ましい。
60程度であり、具体的には、フェニル−C1〜C12
アルキル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜
C1 2アルキル基、C1〜C12アルキルフェニル−C
1〜C12アルキル基、1−ナフチル−C1〜C12ア
ルキル基、2−ナフチル−C1〜C12アルキル基など
が例示され、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜
C12アルキル基、C 1〜C12アルキルフェニル−C
1〜C12アルキル基が好ましい。
0程度であり、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ
基、C1〜C12アルコキシフェニルアミノ基、ジ(C
1〜C 12アルコキシフェニル)アミノ基、ジ(C1〜
C12アルキルフェニル)アミノ基、1−ナフチルアミ
ノ基、2−ナフチルアミノ基などが例示され、C1〜C
12アルキルフェニルアミノ基、ジ(C1〜C12アル
キルフェニル)アミノ基が好ましい。
〜60程度であり、具体的には、フェニル−C1〜C
12アルコキシ基、C1〜C12アルコキシフェニル−
C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アルキルフェ
ニル−C1〜C12アルコキシ基、1−ナフチル−C1
〜C12アルコキシ基、2−ナフチル−C1〜C12ア
ルコキシ基などが例示され、C1〜C12アルコキシフ
ェニル−C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アル
キルフェニル−C1〜C12アルコキシ基が好ましい。
常7〜60程度であり、具体的には、炭素数は通常7〜
60程度であり、具体的には、フェニル−C1〜C12
ジメチルシリル基、C1〜C12アルコキシフェニル−
C1〜C12ジメチルシリル基、C1〜C12アルキル
フェニル−C1〜C12ジメチルシリル基、1−ナフチ
ル−C1〜C12ジメチルシリル基、2−ナフチル−C
1〜C12ジメチルシリル基などが例示され、C1〜C
12アルコキシフェニル−C1〜C12ジメチルシリル
基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12ジメ
チルシリル基が好ましい。
〜60程度であり、具体的には、フェニル−C2〜C
12アルケニル基、C1〜C12アルコキシフェニル−
C2〜C1 2アルケニル基、C1〜C12アルキルフェ
ニル−C2〜C12アルケニル基、1−ナフチル−C2〜
C12アルケニル基、2−ナフチル−C2〜C12アル
ケニル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェ
ニル−C2〜C12アルケニル基、C1〜C12アルキ
ルフェニル−C2〜C12アルケニル基が好ましい。
〜60程度であり、具体的には、フェニル−C2〜C
12アルキニル基、C1〜C12アルコキシフェニル−
C2〜C1 2アルキニル基、C1〜C12アルキルフェ
ニル−C2〜C12アルキニル基、1−ナフチル−C2〜
C12アルキニル基、2−ナフチル−C2〜C12アル
キニル基などが例示され、C1〜C12アルコキシフェ
ニル−C2〜C12アルキニル基、C1〜C12アルキ
ルフェニル−C2〜C12アルキニル基が好ましい。
素原子1個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常
4〜60程度であり、好ましくは4〜30である。な
お、複素環基の炭素数には、置換基の炭素数は含まれな
い。具体的には、チエニル基、C1〜C12アルキルチ
エニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C1〜
C12アルキルピリジル基などが例示され、チエニル
基、C1〜C12アルキルチエニル基、ピリジル基、C
1〜C12アルキルピリジル基が好ましい。
いては、それらは直鎖、分岐または環状のいずれかまた
はそれらの組み合わせであってもよく、直鎖でない場
合、としては例えば、イソアミル基、2−エチルヘキシ
ル基、3,7−ジメチルオクチル基、シクロヘキシル
基、4−C1〜C12アルキルシクロヘキシル基などが例
示される。また、隣接する置換基同士が結合し環を形成
していても良い。さらに、アルキルの一部の炭素原子が
ヘテロ原子またはヘテロ原子を含む基で置き換えられて
いてもよく、それらのヘテロ原子としては、酸素原子、
硫黄原子、窒素原子などが例示される。
ては、例えば、以下の基が挙げられる。 ここで、R’としては、例えば、水素原子、炭素数1〜
20のアルキル基、炭素数6〜60のアリール基、炭素
数4〜60の1価の複素環基が挙げられる。
フェニレン基(例えば、下図の式1〜3)、ナフタレン
ジイル基(下図の式4〜13)、アントラセニレン基
(下図の式14〜19)、ビフェニレン基(下図の式2
0〜25)、トリフェニレン基(下図の式26〜2
8)、縮合環化合物基(下図の式29〜38)などが例
示される。中でもフェニレン基、ビフェニレン基、フル
オレンージイル基(下図の式36〜38)、インデノフ
ルオレン−ジイル(下図38A〜38B)が好ましい。
は、例えば以下のものが挙げられる。ヘテロ原子とし
て、窒素を含む基;ピリジンージイル基(下図の式39
〜44)、ジアザフェニレン基(下図の式45〜4
8)、キノリンジイル基(下図の式49〜63)、キノ
キサリンジイル基(下図の式64〜68)、アクリジン
ジイル基(下図の式69〜72)、ビピリジルジイル基
(下図の式73〜75)、フェナントロリンジイル基
(下図の式76〜78)、など。ヘテロ原子として酸
素、けい素、窒素、硫黄、セレンなどを含みフルオレン
構造を有する基(下図の式79〜93)。ヘテロ原子と
して酸素、けい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む5員
環複素環基:(下図の式94〜98)が挙げられる。ヘ
テロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含む
5員環縮合複素環基:(下図の式99〜110)が挙げ
られる。ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレン
などを含む5員環複素環基でそのヘテロ原子のα位でフ
ェニル基に結合している基:(下図の式111〜11
9)が挙げられる。
基とは、アリーレン基をビニレン基で結合した基のこと
をいい、このときのアリーレン基は上記と同様の基を表
す。アリーレンビニレン基のアリーレン基を2価の複素
環基と置き換えることもできる。
て、Rとしては、水素原子、アルキル基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、
アリールオキシ基、アリールシリル基、アリールアルキ
ル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルシリル
基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、1
価の複素環基、シアノ基等が挙げられる。上記のA
r1、Ar2、Ar3の例において、1つの構造式中に複
数のRを有しているが、それらは同一であってもよい
し、異なる基であってもよく、それぞれ独立に選択され
る。また、Ar1、Ar2、Ar3の置換基の炭素原子
は、酸素原子または硫黄原子と置き換えられていてもよ
いし、さらに、水素原子はフッ素原子に置き換えられて
いてもよい。
タレンジイル、アントラセンジイル、フェナンスレン、
ピリジンジイル、キノキサリンジイルがより好ましく、
更に好ましくはフェニレン,ピリジンジイル、ナフタレ
ンジイルであり、特に好ましくはフェニレンである。
る基であることが好ましい。 (式中、A環は、フェニレン、ビフェニレン、ターフェ
ニレン、フルオレンジイル、ナフタレンジイル、アント
ラセンジイル、フェナンスレンジイル、ピリジンジイ
ル、キノキサリンジイル、チエニレンを表し、R1は、
アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキル
シリル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシ
リル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、
アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、ア
リールアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を
表す。yは0〜12の整数、好ましくは0〜4の整数を
表す。R1 が複数存在する場合、それらは同一でも異
なっていてもよい。)
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基が好ま
しく、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリー
ルオキシ基がより好ましい。これらの基の具体的な例と
しては、Ar1、Ar2およびAr3の置換基として挙
げたものと同じ基が挙げられる。
で表される基であることが好ましい。 (式中、R2およびR3は、それぞれ独立に、アルキル
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、ア
ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複
素環基またはシアノ基を表す。zおよびwはそれぞれ独
立に0〜4の整数を表す。R2およびR3がそれぞれ複
数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよ
い。)
てxは、好ましくは1〜5であり、更に好ましくは1〜
3であり、特に好ましくは1である。
ル基は、単環芳香族化合物あるいは縮合多環芳香族化合
物から、水素原子を1個除いた原子団である。炭素数が
6〜60程度であり、好ましくは6〜30である。具体
的にはフェニル基、もしくはベンゼン環2個から5個縮
合した芳香族化合物基が好ましい。具体的には、フェニ
ル、ナフチル、アントラセニル、フェナンスレニル、ピ
レニル、ペリレニル、ナフタセニル、ペンタセニル、ク
リセニル、コロニルなどであり、フェニル、ナフチル、
アントラセニルが好ましい。更に好ましくはフェニルで
ある。
は単環芳香族化合物あるいは縮合多環芳香族化合物か
ら、水素原子1個を除いた原子団である。炭素原子数は
通常4〜60程度であり、好ましくは4〜30である。
Ar4、Ar5で示される単環複素環化合物、縮合多環
複素環基は、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、
酸素、硫黄、窒素、燐、硼素、砒素、珪素などのヘテロ
原子を環内に含むものをいう。具体的には、ピリジル、
ピリミジル、ピラジル、チエニル、フリル、ピロリル、
イミダゾリル、オキサジアゾイル、キノリル、キノキサ
リル、アクリジニル、フェナントロリニル、ベンゾオキ
サゾーリル、ベンゾチアゾリル、ベンゾオキサジアゾリ
ル、ベンゾチアジアゾリル、ジベンゾフリル、ジベンゾ
チエニル、カルバゾイルなどであり、ピリジル、ピリミ
ジル、チエニル、オキサジアゾイル、キノリン、ベンゾ
オキサジアゾール、ベンゾチアジアゾール、カルバゾー
ルが好ましい。該Ar4、Ar5は、置換基を有していて
もよく、該置換基としては、アルキル基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、
アリールオキシ基、アリールシリル基、アリールアルキ
ル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルシリル
基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、1
価の複素環基等があげられる。隣接する置換基同士は結
合し環を形成していても良い。また、Ar4、Ar5が
炭素―炭素単結合で連結されて、カルバゾール環を形成
していてもよい。
(2)で示される繰り返し単位について説明する。式
(2)で示されるAr6は、フェニレン基、スチルベン
−ジイル基、ジスチルベン−ジイル基、フルオレン−ジ
イル基、2価の縮合多環芳香族化合物基、2価の縮合多
環複素環基または2価の芳香族アミン基である。Ar6
は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシ
リル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリ
ル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、ア
リールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリ
ールアルキニル基、1価の複素環基等があげられる。A
r6が複数の置換基を有する場合は、置換基同士が結合
し環を形成していても良い。さらに、該置換基がアルキ
ル鎖を含む基の場合は、該アルキル鎖は、ヘテロ原子を
含む基で中断されていてもよい。
(5)または式(6)で示される基が好ましい。 〔式中、R6は、アルキル基、アルコキシ基、アルキル
チオ基、アルキルシリル基、アリールオキシ基、アリー
ルシリル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ
基、アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル
基、アリールアルキニル基、1価の複素環基またはシア
ノ基を示す。R6として好ましくは、アルキル基、アル
コキシ基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アリー
ルアルキル基、アリールアルコキシ基であり、より好ま
しくは、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、
アリールオキシ基、アリールアルコキシ基であり、特に
好ましくはアルコキシ基である。nは0〜4の整数を表
す。R6が複数存在する場合、それらは同一でも異なっ
ていてもよい。〕 〔式中、R7およびR8は、それぞれ独立に、アルキル
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。lは0〜5の整数を表す。mは0〜3の整数を表
す。R7およびR8がそれぞれ複数存在する場合、それ
らは同一でも異なっていてもよい。〕
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリ
ールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキ
シ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アリールアル
コキシ基であり、特に好ましくはアルコキシ基である。
式(5)において、nは0〜4の整数を示す。溶解性の
観点から、少なくともnが1であることが好ましく、合
成上の観点から、好ましくはnは1〜2である。 ま
た、式(6)において、lは0〜5の整数、mは0〜3
の整数を示す。合成上の観点から、好ましくはl、mは
0〜2である。
いてもよく、該置換基としては、前述したフェニレン基
の置換基と同様な基が選ばれる。 スチルベン−ジイル
基としては、下記式(8)で示される基であることが好
ましい。 〔ここで、R11およびR14は、それぞれ独立に、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシ
リル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリ
ル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、ア
リールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリ
ールアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。cおよびdは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R11およびR14がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよい。R12およびR
13は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリ
ール基、アリールアルキル基、1価の複素環基またはシ
アノ基を示す。〕
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、ア
リールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコ
キシ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキ
シ基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アリールア
ルコキシ基であり、更に好ましくはのアルコキシ基、ア
リールアルコキシ基、アリールオキシ基である。式
(8)においてR12、R13は、それぞれ独立に、水
素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル
基、1価の複素環基またはシアノ基を示す。これらの置
換基の具体的な例は、R1として示したものと同様であ
る。式(8)においてR12、R13として、好ましく
は、水素原子、アルキル基、アリール基、シアノ基であ
り、より好ましくは、水素原子、シアノ基である。c、
dは、それぞれ独立に0〜4の整数を示す。溶解性の観
点から、c、dは1以上が好ましく、合成的な観点から
3以下が望ましい。更に好ましくは、c、dは1〜2で
ある。
記式(9)で示される基であることが好ましい。 〔ここで、R15およびR18はそれぞれ独立にアルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。eは、0〜5の整数を表す。fは、0〜3の整数を
表す。R15およびR18がそれぞれ複数存在する場
合、それらは同一でも異なっていてもよい。R16およ
びR17は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、
アリール基、アリールアルキル基、1価の複素環基また
はシアノ基を示す。〕
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリ
ールオキシ基、アリールアミノ基、アリールアルキル
基、アリールアルコキシ基、シアノ基であり、更に好ま
しくは、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ
基、アリールアミノ基、アリールアルコキシ基、シアノ
基である。eは、0〜5の整数を示す。溶解性の観点か
ら、eは1以上が好ましく、合成的な観点から3以下が
好ましい。更に好ましくは、eは1〜2である。fは、
0〜3の整数を示し、好ましくは、fは0〜2の整数で
ある。
原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、
1価の複素環基またはシアノ基を示す。これらの置換基
の具体的な例は、R1として示したものと同様である。
R16、R17として、好ましくは、水素原子、アルキ
ル基、アリール基、シアノ基であり、より好ましくは、
水素原子、シアノ基である。
ていてもよく、2個のフェニレン基と、中央にアリーレ
ン基または2価の複素環基とを有し、2個のフェニレン
基と中央のアリーレン基の間に、それぞれビニレン基を
有する基である。これらアリーレン基は、置換基を有し
ていてもよく、その具体的な例としては、Ar1、Ar
2およびAr3の置換基として挙げたものと同じ基が挙
げられる。ジスチルベン−ジイル基が、下記式(12)
で示される基であることが好ましい。 〔式中、Ar9は、アリーレン基または2価の複素環基
を表す。R27およびR 32は、それぞれ独立にアルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。qおよびrは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R27およびR32がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよいR28、R29、
R30およびR31は、それぞれ独立に、水素原子、ア
ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複
素環基またはシアノ基を表す。〕
基または2価の複素環基である。これらの基の具体的な
例は、前記のAr1〜Ar3の例と同様である。また、
式(12)において、R27、R32は、それぞれ独
立にR1と同様の基を示す。R27、R32として、好
ましくはアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、
アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、
アリールアルコキシ基であり、より好ましくは、アルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールオキシ
基、アリールアルコキシ基であり、更に好ましくはアル
コキシ基、アリールアルコキシ基、アリールオキシ基で
ある。
独立に0〜4の整数を示す。合成的な観点から3以下が
望ましい。更に好ましくは、q、rは0〜2である。q
が2以上の場合、複数あるR27は同一でも異なってい
てもよい。rが2以上の場合、複数あるR32は同一で
も異なっていてもよい。
それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、
アリールアルキル基、1価の複素環基またはシアノ基を
示す。これらの置換基の具体的な例は、R1として示し
たものと同様である。R28〜R31として、好ましく
は、水素原子、アルキル基、アリール基、シアノ基であ
り、より好ましくは、水素原子、シアノ基である。
(13)で示される基が好ましい。 〔式中、R33、R34、R35およびR36は、それ
ぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ
基、アルキルシリル基、アリール基、アリールオキシ
基、アリールシリル基、アリールアルキル基、アリール
アルコキシ基、アリールアルキルシリル基、アリールア
ルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環基ま
たはシアノ基を表す。aaおよびbbは、それぞれ独立
に0〜3の整数を表す。〕
好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル
基、アリールアルコキシ基であり、より好ましくは、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールオ
キシ基、アリールアルコキシ基であり、更に好ましくは
アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アリー
ルアルコキシ基である。
ぞれ独立に0〜3の整数を示す。aa、bbは合成的な
観点から2以下が望ましい。更に好ましくは、aa、b
bは0である。aaが2以上の場合、複数あるR33は
同一でも異なっていてもよい。bbが2以上の場合、複
数あるR34は同一でも異なっていてもよい。
環芳香族化合物から、水素原子2個を除いた原子団であ
る。ここで、Ar6で示される縮合多環芳香族化合物
は、環に含まれる炭素原子数が通常6〜60程度であ
り、ベンゼン環が2個から5個縮合した芳香族化合物が
好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセン、フ
ェナンスレン、ピレン、ペリレン、ナフタセン、ペンタ
セン、クリセン、コロネンなどであり、ナフタレン、ア
ントラセンが好ましい。溶解性の観点からは、少なくと
も1つの置換基を有していることが好ましい。2価の縮
合多環芳香族化合物基のなかでは、下記式(7)で示さ
れる基が好ましい。 〔ここで、R9およびR10は、それぞれ独立に、アル
キル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリ
ル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。aおよびbは、それぞれ独立に0〜3の整数を表
す。R9およびR10がそれぞれ複数存在する場合、そ
れらは同一でも異なっていてもよい。〕
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリ
ールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキ
シ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキシ
基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アリールアル
コキシ基であり、更に好ましくはアルコキシ基、アリー
ルオキシ基、アリールアルコキシ基である。
a、bのいずれかが0でないことが好ましい。更に好ま
しくは、a、bは、それぞれ独立に1〜2である。
環化合物から、水素原子2個を除いた原子団である。こ
こで、Ar6で示される縮合多環複素環化合物は、2つ
以上の環が縮合した環式構造をもつ有機化合物のうち、
環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、
窒素、燐、硼素などのヘテロ原子を環内に含むものをい
う。環に含まれる炭素原子数は、6〜60程度が好まし
く、より好ましくは6〜30である。具体的には、キノ
リン、キノキサリン、アクリジン、フェナントロリン、
ベンゾキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾキサジア
ゾール、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾフラン、ジベ
ンゾチオフェン、カルバゾールなどであり、キノリン、
ベンゾキサジアゾール、ベンゾチアジアゾール、カルバ
ゾールが好ましい。溶解性の観点からは、少なくとも1
つの置換基を有していることが好ましい。
記式(11)で示される基が好ましい。 〔式中、R20およびR21は、それぞれ独立に、アル
キル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリ
ル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。oおよびpは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R20およびR21がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよい。X2は、O、
S、N−R22、またはSiR23R24を表す。X3
およびX4は、それぞれ独立にNまたはC−R25を表
す。R22、R23、R24およびR25は、それぞれ
独立に水素原子、アルキル基、アリール基、アリールア
ルキル基または1価の複素環基を表す。〕
キル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、シア
ノ基であり、より好ましくは、アルコキシ基、アリール
オキシ基、アリールアルコキシ基、シアノ基である。
独立に0〜4の整数を示す。合成の観点から3以下が好
ましい。更に好ましくは、o、pはそれぞれ独立に0〜
2である。R22〜R25は、それぞれ独立に、水素原
子、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜60のア
リール基、炭素数7〜60のアリールアルキル基または
炭素数4〜60の1価の複素環基を示す。X2が、Si
R23R24で表される基の場合、R23、R24は、
好ましくはアリール基である。
の5員環の例としては、オキサジアゾール、トリアゾー
ル、チオフェン、フラン、シロールなどである。
(10)で示される基が好ましい 〔式中、Ar7およびAr8は、それぞれ独立に、置換
基を有していても良いアリーレン基もしくは2価の複素
環基を表す。R19は、アルキル基、アルコキシ基、ア
ルキルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、アリー
ルオキシ基、アリールシリル基、アリールアルキル基、
アリールアルコキシ基、アリールアルキルシリル基、ア
リールアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複
素環基またはシアノ基を表す。gは、0〜2の整数を表
す。R19が2つある場合、それらは同一でも異なって
いてもよい。X1は、OまたはSを表す。〕
アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリー
ルアルキル基、アリールアルコキシ基、シアノ基であ
り、より好ましくはアルキル基、アリール基、アリール
アルキル基、シアノ基である。
Sである
えば、フェニレン基、チエニレン基、ナフタレンジイル
基、などである。Ar7、Ar8を含む繰り返し単位構
造として、より具体的には、下記の構造が例示される。
芳香環から、水素原子2個を除いた残りの原子団であ
る。ここで、芳香環となるアリール基としては、フェニ
ル基、ナフチル基、アントリル基、フェナンスレニル基
などが例示される。2価の芳香族アミン基としては、下
記式(14)で示される基が好ましい。 〔ここで、R37、R38およびR39は、それぞれ独
立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アル
キルシリル基、アリール基、アリールオキシ基、アリー
ルシリル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ
基、アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル
基、アリールアルキニル基、1価の複素環基またはシア
ノ基を表す。iおよびjは、それぞれ独立に0〜4の整
数を表す。kは0〜5の整数を表す。hは1または2を
表す。R37、R38およびR39がそれぞれ複数存在
する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕
はアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリー
ル基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリー
ルアルコキシ基であり、より好ましくは、アルキル基、
アルコキシ基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、ア
リールアルコキシ基であり、更に好ましくはアルキル
基、アルコキシ基である。
独立に0〜4の整数を示す。好ましくは、0〜2であ
る。kは0〜5の整数を示す。好ましくは0〜2であ
り、更に好ましくは1である。R39の置換位置として
は、合成的な観点から、N原子のp位が好ましい。ま
た、1つのNに隣接する2つのベンゼン環が炭素―炭素
単結合で連結されて、カルバゾール環を形成していても
よい。この場合連結されて生じるカルバゾール環が主鎖
に含まれる構造を有することが合成上好ましい。
記式(15)で示される基が好ましい。 〔式中、R40、R41、R42、R43およびR44
は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキ
ルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、アリールオ
キシ基、アリールシリル基、アリールアルキル基、アリ
ールアルコキシ基、アリールアルキルシリル基、アリー
ルアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環
基またはシアノ基を表す。cc、ddおよびeeは、そ
れぞれ独立に0〜4の整数を表す。ffおよびggは、
それぞれ独立に0〜5の整数を表す。R40、R41、
R42、R43およびR44がそれぞれ複数存在する場
合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、ア
リールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコ
キシ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキ
シ基、アルキルチオ基、アリールオキシ基、アリールア
ルコキシ基であり、更に好ましくはアルキル基、アルコ
キシ基である。
それぞれ独立に0〜4の整数を示す。好ましくは、0〜
2である。ff、ggは0〜5の整数を示す。好ましく
は0〜2であり、更に好ましくは1である。R43、R
44の置換位置としては、合成的な観点から、N原子の
p位が好ましい。また、1つのNに隣接する2つのベン
ゼン環が炭素―炭素単結合で連結されて、カルバゾール
環を形成していてもよい。
少なくとも一つと、上記式(5)〜(15)で示される
繰り返し単位から選ばれる少なくとも一つの、計2種類
以上からなるものも、本発明の実施態様である。本発明
の高分子化合物の繰り返し単位を構成する芳香族化合物
基、複素環化合物基、あるいはビニレン基が置換基を有
する場合、隣接する置換基同士は連結して環を形成して
もよい。また、これらの置換基がアルキル基を含むと
き、該アルキル鎖はヘテロ原子を含む基で中断されてい
てもよい。
性基がそのまま残っていると、素子にしたときの発光特
性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基で保護
されていても良い。主鎖の共役構造と連続した共役結合
を有しているものが好ましく、例えば、炭素―炭素単結
合やビニレン基を介してアリール基または複素環基と結
合している構造が例示される。具体的には、特開平9−
45478号公報の化10に記載の置換基等が例示され
る。
輸送特性を損なわない範囲で、式(1)〜式(15)で
示される繰り返し単位以外の繰り返し単位を含んでいて
もよい。また、式(1)〜式(15)で示される繰り返
し単位や他の繰り返し単位が、非共役の単位で連結され
ていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が
含まれていてもよい。結合構造としては、以下に示すも
の、以下示すものとビニレン基を組み合わせたもの、お
よび以下に示すもののうち2つ以上を組み合わせたもの
などが例示される。ここで、RはR1と同様の基であ
り、Arは炭素数6〜60個の炭化水素基を示す。 また、該高分子化合物は、ランダム、ブロックまたはグ
ラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構
造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム
共重合体であってもよい。蛍光の量子収率の高い高分子
化合物を得る観点からは繰り返しの規則性は低い方が好
ましく、例えば、交互共重合体よりもランダム共重合体
が好ましい。さらに完全なランダム共重合体よりも、ブ
ロック性を帯びたランダム共重合体や不均一なサイズの
ブロックからなるブロック共重合体、あるいはグラフト
共重合体がより好ましい。主鎖に枝分かれがあり、末端
部が3つ以上ある場合も含まれる。また、規則正しく成
長したデンドリマーや、ランダムな分岐が起こっている
構造も含まれる。
分子化合物は、固体状態で蛍光を有するものが好適に用
いられる。該高分子化合物に対する良溶媒としては、ク
ロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒ
ドロフラン、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラ
リン、デカリン、n−ブチルベンゼンなどが例示され
る。高分子化合物の構造や分子量にもよるが、通常はこ
れらの溶媒に0.1重量%以上溶解させることができ
る。
チレン換算で103〜108であり、より好ましくは、1
04〜107であり、さらに好ましくは、2×104〜
10 6である。
光材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を
与えるため、重合前のモノマーを蒸留、昇華精製、再結
晶等の方法で精製したのちに重合することが好ましく、
また合成後、再沈精製、クロマトグラフィーによる分別
等の純化処理をすることが好ましい。なお、本発明の高
分子化合物は、発光材料として用いることができるだけ
でなく、有機半導体材料、光学材料、あるいはドーピン
グにより導電性材料として用いることもできる。
ついて説明する。本発明の高分子化合物の製造方法とし
ては、主鎖にビニレン基を有する場合には、例えば特開
平5−202355号公報に記載の方法が挙げられる。
すなわち、アルデヒド基を有する化合物とホスホニウム
塩基を有する化合物との、もしくはアルデヒド基とホス
ホニウム塩基とを有する化合物のWittig反応によ
る重合、ビニル基を有する化合物とハロゲン基を有する
化合物との、もしくはビニル基とハロゲン基とを有する
化合物のHeck反応による重合、アルデヒド基を有す
る化合物とアルキルホスホネート基を有する化合物と
の、もしくはアルデヒド基とアルキルホスホネート基と
を有する化合物のHorner−Wadsworth−
Emmons法による重合、ハロゲン化メチル基を2つ
あるいは2つ以上有する化合物の脱ハロゲン化水素法に
よる重縮合、スルホニウム塩基を2つあるいは2つ以上
有する化合物のスルホニウム塩分解法による重縮合、ア
ルデヒド基を有する化合物とアセトニトリル基を有する
化合物との、もしくはアルデヒド基とアセトニトリル基
とを有する化合物のKnoevenagel反応による
重合などの方法、アルデヒド基を2つあるいは2つ以上
有する化合物のMcMurry反応による重合などの方
法が例示される。
は、例えば該当するモノマーからSuzukiカップリ
ング反応により重合する方法、Grignard反応に
より重合する方法、Ni(0)触媒により重合する方
法、FeCl3等の酸化剤により重合する方法、電気化
学的に酸化重合する方法、あるいは適当な脱離基を有す
る中間体高分子の分解による方法などが例示される。こ
れらのうち、 Wittig反応による重合、Heck
反応による重合、Horner−Wadsworth−
Emmons法による重合、Knoevenagel反
応による重合、およびSuzukiカップリング反応に
より重合する方法、Grignard反応により重合す
る方法、Ni(0)触媒により重合する方法が、構造制
御がしやすいので好ましい。
基を複数有する化合物を、必要に応じ、有機溶媒に溶解
し、例えばアルカリや適当な触媒を用い、有機溶媒の融
点以上沸点以下で、反応させることができる。例えば、
“オルガニック リアクションズ(Organic R
eactions)”,第14巻,270−490頁,
ジョンワイリー アンド サンズ(John Wile
y&Sons,Inc.),1965年、“オルガニッ
ク リアクションズ(Organic Reactio
ns)”,第27巻,345−390頁,ジョンワイリ
ー アンド サンズ(John Wiley&Son
s,Inc.),1982年、“オルガニック シンセ
シス(Organic Syntheses)”,コレ
クティブ第6巻(Collective Volume
VI),407−411頁,ジョンワイリー アンド
サンズ(John Wiley&Sons,In
c.),1988年、ケミカル レビュー(Chem.
Rev.),第95巻,2457頁(1995年)、ジ
ャーナル オブ オルガノメタリック ケミストリー
(J.Organomet.Chem.),第576
巻,147頁(1999年)、ジャーナル オブ プラ
クティカル ケミストリー(J.Prakt.Che
m.),第336巻,247頁(1994年)、マクロ
モレキュラー ケミストリー マクロモレキュラー シ
ンポジウム(Makromol.Chem.,Macr
omol.Symp.),第12巻,229頁(198
7年)などに記載の公知の方法を用いることができる。
よっても異なるが、一般に副反応を抑制するために、用
いる溶媒は十分に脱酸素処理を施し、不活性雰囲気化で
反応を進行させることが好ましい。また、同様に脱水処
理を行うことが好ましい。(但し、Suzukiカップ
リング反応のような水との2相系での反応の場合にはそ
の限りではない。)
媒を添加する。これらは用いる反応に応じて選択すれば
よい。該アルカリまたは触媒は、反応に用いる溶媒に十
分に溶解するものが好ましい。アルカリまたは触媒を混
合する方法としては、反応液をアルゴンや窒素などの不
活性雰囲気下で攪拌しながらゆっくりとアルカリまたは
触媒の溶液を添加するか、逆にアルカリまたは触媒の溶
液に反応液をゆっくりと添加する方法が例示される。
と、Wittig反応、Horner反応、Knoev
engel反応などの場合は、モノマーの官能基に対し
て当量以上、好ましくは1〜3当量のアルカリを用いて
反応させる。アルカリとしては、特に限定されないが、
例えば、カリウム−t−ブトキシド、ナトリウム−t−
ブトキシド、ナトリウムエチラート、リチウムメチラー
トなどの金属アルコラートや、水素化ナトリウムなどの
ハイドライド試薬、ナトリウムアミド等のアミド類等を
用いることができる。溶媒としては、 N、N−ジメチ
ルホルムアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ト
ルエン等が用いられる。反応の温度は、通常は室温から
150℃程度で反応を進行させることができる。反応時
間は、例えば、5分間〜40時間であるが、十分に重合
が進行する時間であればよく、また反応が終了した後に
長時間放置する必要はないので、好ましくは10分間〜
24時間である。反応の際の濃度は、希薄すぎると反応
の効率が悪く、濃すぎると反応の制御が難しくなるの
で、約0.01wt%〜溶解する最大濃度の範囲で適宜
選択すればよく、通常は、0.1wt%〜20wt%の
範囲である。Heck反応の場合は、パラジウム触媒を
用い、トリエチルアミンなどの塩基の存在下で、モノマ
ーを反応させる。N、N−ジメチルホルムアミドやN−
メチルピロリドンなどの比較的沸点の高い溶媒を用い、
反応温度は、80〜160℃程度、反応時間は、1時間
から100時間程度である。
触媒として、例えばパラジウム[テトラキス(トリフェ
ニルホスフィン)]、パラジウムアセテート類などを用
い、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化バリウム等
の無機塩基、トリエチルアミン等の有機塩基、フッ化セ
シウムなどの無機塩をモノマーに対して当量以上、好ま
しくは1〜10当量加えて反応させる。無機塩を水溶液
として、2相系で反応させてもよい。溶媒としては、
N、N−ジメチルホルムアミド、トルエン、ジメトキシ
エタン、テトラヒドロフランなどが例示される。溶媒に
もよるが50〜160℃程度の温度が好適に用いられ
る。溶媒の沸点近くまで昇温し、環流させてもよい。反
応時間は1時間から200時間程度である。
ドロフラン、ジエチルエーテル、ジメトキシエタンなど
のエーテル系溶媒中でハロゲン化物と金属Mgとを反応
させてGrignard試薬溶液とし、これと別に用意
したモノマー溶液とを混合し、ニッケルまたはパラジウ
ム触媒を過剰反応に注意しながら添加した後に昇温して
環流させながら反応させる方法が例示される。Grig
nard試薬はモノマーに対して当量以上、好ましくは
1〜1.5当量、より好ましくは1〜1.2当量用い
る。これら以外の方法で重合する場合も、公知の方法に
従って反応させることができる。
する。本発明の高分子LEDは陽極および陰極からなる
電極間に、発光層を有する高分子発光素子であって、該
発光層が本発明の高分子化合物を含むことを特徴とす
る。また、本発明の高分子LEDとしては、陰極と発光
層との間に、電子輸送層を設けた高分子LED、陽極と
発光層との間に、正孔輸送層を設けた高分子LED、陰
極と発光層との間に、電子輸送層を設け、かつ陽極と発
光層との間に、正孔輸送層を設けた高分子LED等が挙
げられる。また、本発明の高分子LEDとしては、少な
くとも一方の電極と発光層との間に該電極に隣接して導
電性高分子を含む層を設けた素子;少なくとも一方の電
極と発光層との間に該電極に隣接して膜厚2nm以下の
絶縁層を設けた素子があげられる。
構造が例示される。 a)陽極/発光層/陰極 b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極 c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極 d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極 (ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示
す。以下同じ。)
る層であり、正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有
する層であり、電子輸送層とは、電子を輸送する機能を
有する層である。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称
して電荷輸送層と呼ぶ。発光層、正孔輸送層、電子輸送
層は、それぞれ独立に2層以上用いてもよい。
うち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、
素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、特に電荷
注入層(正孔注入層、電子注入層)と一般に呼ばれるこ
とがある。
荷注入の改善のために、電極に隣接して前記の電荷注入
層又は膜厚2nm以下の絶縁層を設けてもよく、また、
界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や
発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。積
層する層の順番や数、および各層の厚さについては、発
光効率や素子寿命を勘案して適宜用いることができる。
層、正孔注入層)を設けた高分子LEDとしては、陰極
に隣接して電荷注入層を設けた高分子LED、陽極に隣
接して電荷注入層を設けた高分子LEDが挙げられる。
例えば、具体的には、以下のe)〜p)の構造が挙げられ
る。 e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極 f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極 g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極 h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極 i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極 j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入
層/陰極 k)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/陰極 l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極 m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入
層/陰極 n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送
層/陰極 o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入
層/陰極 p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送
層/電荷注入層/陰極
高分子を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、
陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間
の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰
極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送
層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を
有する材料を含む層などが例示される。
場合、該導電性高分子の電気伝導度は、10-5S/cm
以上103S/cm以下であることが好ましく、発光画
素間のリーク電流を小さくするためには、10-5S/c
m以上102S/cm以下がより好ましく、10-5S/
cm以上101S/cm以下がさらに好ましい。通常は
該導電性高分子の電気伝導度を10-5S/cm以上10
3S/cm以下とするために、該導電性高分子に適量の
イオンをドープする。
あればアニオン、電子注入層であればカチオンである。
アニオンの例としては、ポリスチレンスルホン酸イオ
ン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン
酸イオンなどが例示され、カチオンの例としては、リチ
ウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テト
ラブチルアンモニウムイオンなどが例示される。電荷注
入層の膜厚としては、例えば1nm〜100nmであ
り、2nm〜50nmが好ましい。
る層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリアニリ
ンおよびその誘導体、ポリチオフェンおよびその誘導
体、ポリピロールおよびその誘導体、ポリフェニレンビ
ニレンおよびその誘導体、ポリチエニレンビニレンおよ
びその誘導体、ポリキノリンおよびその誘導体、ポリキ
ノキサリンおよびその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖
または側鎖に含む重合体などの導電性高分子、金属フタ
ロシアニン(銅フタロシアニンなど)、カーボンなどが
例示される。
にする機能を有するものである。上記絶縁層の材料とし
ては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙
げられる。膜厚2nm以下の絶縁層を設けた高分子LE
Dとしては、陰極に隣接して膜厚2nm以下の絶縁層を
設けた高分子LED、陽極に隣接して膜厚2nm以下の
絶縁層を設けた高分子LEDが挙げられる。
構造が挙げられる。 q)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/陰極 r)陽極/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極 s)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/膜厚2n
m以下の絶縁層/陰極 t)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光
層/陰極 u)陽極/正孔輸送層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁
層/陰極 v)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光
層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極 w)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送
層/陰極 x)陽極/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁
層/陰極 y)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送
層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極 z)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光
層/電子輸送層/陰極 aa)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/膜厚2n
m以下の絶縁層/陰極 ab)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光
層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
媒可溶性の高分子化合物を用いることにより、溶液から
成膜する場合、この溶液を塗布後乾燥により溶媒を除去
するだけでよく、また電荷輸送材料や発光材料を混合し
た場合においても同様な手法が適用でき、製造上非常に
有利である。溶液からの成膜方法としては、スピンコー
ト法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、
グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワ
イアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコー
ト法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット
印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法を用いる
ことができる。
て最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値とな
るように選択すればよいが、例えば1nmから1μmで
あり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好
ましくは5nm〜200nmである。
に上記高分子化合物以外の発光材料を混合して使用して
もよい。また、本願発明の高分子LEDにおいては、上
記高分子化合物以外の発光材料を含む発光層が、上記高
分子化合物を含む発光層と積層されていてもよい。該発
光材料としては、公知のものが使用できる。低分子化合
物では、例えば、ナフタレン誘導体、アントラセンもし
くはその誘導体、ペリレンもしくはその誘導体、ポリメ
チン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの
色素類、8−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の
金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタ
ジエンもしくはその誘導体、またはテトラフェニルブタ
ジエンもしくはその誘導体などを用いることができる。
具体的には、例えば特開昭57−51781号、同59
−194393号公報に記載されているもの等、公知の
ものが使用可能である。なお、発光層は、本発明の高分
子化合物を含んでいればよく、公知の高分子または低分
子の電荷輸送材料と混合されていてもよい。電荷輸送材
料としては、以下の正孔輸送層や電子輸送層に用いられ
るものを用いてもよい。さらに、発光機能を損なわない
範囲で、発光層に、発光や電荷輸送機能を有していない
有機材料または無機材料が混合されていてもよい。
る場合、使用される正孔輸送材料としては、ポリビニル
カルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくは
その誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有する
ポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールア
ミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン
誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフ
ェンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘
導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしくはその誘
導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレン)もし
くはその誘導体などが例示される。
昭63−70257号公報、同63−175860号公
報、特開平2−135359号公報、同2−13536
1号公報、同2−209988号公報、同3−3799
2号公報、同3−152184号公報に記載されている
もの等が例示される。
送材料として、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘
導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主
鎖に芳香族アミン基を有するポリシロキサン誘導体、ポ
リアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしく
はその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)もしく
はその誘導体、またはポリ(2,5−チエニレンビニレ
ン)もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ま
しく、さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしく
はその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖も
しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導
体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子バ
インダーに分散させて用いることが好ましい。
体は、例えばビニルモノマーからカチオン重合またはラ
ジカル重合によって得られる。
ケミカル・レビュー(Chem.Rev.)第89巻、
1359頁(1989年)、英国特許GB230019
6号公開明細書に記載の化合物等が例示される。合成方
法もこれらに記載の方法を用いることができるが、特に
キッピング法が好適に用いられる。
ロキサン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、
側鎖または主鎖に上記低分子正孔輸送材料の構造を有す
るものが好適に用いられる。特に正孔輸送性の芳香族ア
ミンを側鎖または主鎖に有するものが例示される。
低分子正孔輸送材料では、高分子バインダーとの混合溶
液からの成膜による方法が例示される。また、高分子正
孔輸送材料では、溶液からの成膜による方法が例示され
る。
孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。
該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロ
エタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテ
ル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶
媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、
酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート
等のエステル系溶媒が例示される。
スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビア
コート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコ
ート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、ス
プレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、
オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布
法を用いることができる。
輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また可視光に
対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分
子バインダーとして、ポリカーボネート、ポリアクリレ
ート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン
等が例示される。
よって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値
となるように選択すればよいが、少なくともピンホール
が発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、
素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正
孔輸送層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであ
り、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ま
しくは5nm〜200nmである。
る場合、使用される電子輸送材料としては公知のものが
使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメ
タンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘
導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノ
ンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメ
タンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェ
ニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキ
ノン誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしくはそ
の誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導
体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオ
レンもしくはその誘導体等が例示される。
報、同63−175860号公報、特開平2−1353
59号公報、同2−135361号公報、同2−209
988号公報、同3−37992号公報、同3−152
184号公報に記載されているもの等が例示される。
ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもし
くはその誘導体、または8−ヒドロキシキノリンもしく
はその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘
導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフル
オレンもしくはその誘導体が好ましく、2−(4−ビフ
ェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,
3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキ
ノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリ
キノリンがさらに好ましい。
いが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着
法、または溶液もしくは溶融状態からの成膜による方法
が、高分子電子輸送材料では溶液または溶融状態からの
成膜による方法がそれぞれ例示される。溶液または溶融
状態からの成膜時には、高分子バインダーを併用しても
よい。
子輸送材料および/または高分子バインダーを溶解させ
るものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロ
ホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶
媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエ
ン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メ
チルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸
ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶
媒が例示される。
は、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラ
ビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロー
ルコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート
法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印
刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等
の塗布法を用いることができる。
輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光
に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高
分子バインダーとして、ポリ(N−ビニルカルバゾー
ル)、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェ
ンもしくはその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレ
ン)もしくはその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビ
ニレン)もしくはその誘導体、ポリカーボネート、ポリ
アクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、または
ポリシロキサンなどが例示される。
よって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値
となるように選択すればよいが、少なくともピンホール
が発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、
素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電
子輸送層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであ
り、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ま
しくは5nm〜200nmである。
電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないも
のであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子
フィルム、シリコン基板などが例示される。不透明な基
板の場合には、反対の電極が透明または半透明であるこ
とが好ましい。
ち少なくとも一方が透明または半透明であり、陽極側が
透明または半透明であることが好ましい。該陽極の材料
としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等
が用いられる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜
鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム
・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オ
キサイド等からなる導電性ガラスを用いて作成された膜
(NESAなど)や、金、白金、銀、銅等が用いられ、
ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好
ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリン
グ法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられ
る。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘
導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の
透明導電膜を用いてもよい。陽極の膜厚は、光の透過性
と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができる
が、例えば10nmから10μmであり、好ましくは2
0nm〜1μmであり、さらに好ましくは50nm〜5
00nmである。また、陽極上に、電荷注入を容易にす
るために、フタロシアニン誘導体、導電性高分子、カー
ボンなどからなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化
物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層を
設けてもよい。
としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。例えば、
リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウ
ム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロン
チウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナ
ジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、
サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウ
ムなどの金属、およびそれらのうち2つ以上の合金、あ
るいはそれらのうち1つ以上と、金、銀、白金、銅、マ
ンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、
錫のうち1つ以上との合金、グラファイトまたはグラフ
ァイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、
マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合
金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀
合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネ
シウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−
アルミニウム合金などが挙げられる。陰極を2層以上の
積層構造としてもよい。陰極の膜厚は、電気伝導度や耐
久性を考慮して、適宜選択することができるが、例えば
10nmから10μmであり、好ましくは20nm〜1
μmであり、さらに好ましくは50nm〜500nmで
ある。
パッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート
法等が用いられる。また、陰極と有機物層との間に、導
電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ
化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層
を設けてもよく、陰極作製後、該高分子LEDを保護す
る保護層を装着していてもよい。該高分子LEDを長期
安定的に用いるためには、素子を外部から保護するため
に、保護層および/または保護カバーを装着することが
好ましい。
化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることが
できる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に
低透水率処理を施したプラスチック板などを用いること
ができ、該カバーを熱効果樹脂や光硬化樹脂で素子基板
と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペ
ーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを
防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのよう
な不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止するこ
とができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に
設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタ
メージを与えるのを抑制することが容易となる。これら
のうち、いずれか1つ以上の方策をとることが好まし
い。
メント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表
示装置のバックライトとして好適の用いることができ
る。本発明の高分子LEDを用いて面状の発光を得るた
めには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すれ
ばよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記
面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスク
を設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成
し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれ
か一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法
がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、
いくつかの電極を独立にOn/OFFできるように配置
することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示で
きるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ド
ットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をと
もにストライプ状に形成して直交するように配置すれば
よい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り
分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィル
ターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラ
ー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッ
シブ駆動も可能であるし、TFTなどと組み合わせてア
クティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピ
ュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーシ
ョン、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装
置として用いることができる。さらに、前記面状の発光
素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライ
ト用の面状光源、あるいは面状の照明用光源として好適
に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用
いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
用色素、有機太陽電池用材料、有機トランジスタ用の有
機半導体、導電性薄膜用材料、高分子電子素子(高分子
を含む電子素子)用材料として用いることもできる。
実施例を示すが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。ここで、重量平均分子量、数平均分子量について
は、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算
の平均分子量を求めた。
ニル−1,4−フェニレンジアミンの合成>酢酸パラジ
ウム(0.09g,0.4mmol)およびトリス(2
−メチルフェニル)ホスフィン(0.268g,0.8
5mmol)とトルエン20mlを反応容器に入れ、室
温で30分間撹拌した。黄色の均一な溶液になったら、
トリス(4−ブロモフェニル)アミン(9.64g,2
0mmol)、ナトリウムt−ブトキシド(2.75
g,28mmol)およびトルエン70mlを加え、加
熱還流した。還流が始まったら、ビス(4−ブロモフェ
ニル)アミン(3.32g,19.6mmol)をトル
エン50mlに溶かし、滴下した。滴下終了後、9時間
加熱還流した。室温まで冷却した後塩酸で処理し、トル
エンで抽出、乾燥させた。トルエンを溜去すると濃い茶
色のオイルが得られた。これをトルエン:シクロヘキサ
ン=1:10混合溶媒を展開溶媒としたシリカゲルカラ
ムで精製することにより、白色固体(3.16g,28
%)が得られた。
−ブロモフェニル)−N',N'−ジフェニル−1,4−フ
ェニレンジアミン0.64g、2,7ジブロモ−9,9
−ジオクチルフルオレン1.44gおよび2,2‘−ビ
ピリジル1.38gとをテトラヒドロフラン(脱水)1
00mlに溶解した後、窒素ガスでバブリングして、系
内を窒素ガス置換した。この溶液に、ビス(1,5−シ
クロオクタジエン)ニッケル(0)2.5gを加え、室
温で約10分間攪拌した後、昇温し、60℃で3時間反
応した。この反応液を冷却した後、メタノール150m
l/イオン交換水150ml混合溶液を加え、約1時間
攪拌した。この溶液を室温で一夜静置した後、生成した
沈殿をろ過することにより、回収した。次に、この沈殿
を乾燥した後、トルエンに溶解した。不溶物をろ過する
ことにより、除去した後、シリカゲル/アルミナカラム
にて精製した。このトルエン溶液をメタノール中に注ぎ
込むことにより、再沈精製した。生成した沈殿を回収
し、減圧乾燥して、重合体0.8gを得た。得られた重
合体を高分子化合物1と呼ぶ。 該高分子化合物1のポリスチレン換算の数平均分子量
は、3.7×104であった。仕込みから推定される高
分子化合物1に含まれる繰り返し単位の構造を下記に示
す。
フェニル)−N'−フェニルベンジジンの合成>ビス(4
−ブロモフェニル)アミン(1.29g,3.9mmo
l)、N−(4'−ヨードビフェニル−4−イル)−N−
(m−トリル)アニリン(2.0g,4.3mmol)、
1,10−フェナントロリン(0.052g,0.29
mmol)、塩化銅(I)(0.028g,0.29m
mol)、水酸化カリウム(1.71g,30.4mm
ol),及びトルエン10mlを遮光した反応容器に入
れ、オイルバス中に置き125℃で12時間加熱還流す
る。室温まで冷却後、トルエンと水で分離,有機層を抽
出して硫酸ナトリウムで乾燥する。200mlまで有機
層を濃縮した後,セライトと活性アルミナを加え、75
℃で2時間撹拌し,脱色する。トルエン:シクロヘキサ
ン=1:5混合溶媒を展開溶媒とするシリカゲルカラム
により、黄色がかった透明なガラス状固体(2.38
g,50%)を得る。
−ブロモフェニル)−N'−(3−メチルフェニル)−N'
−フェニルベンジジン0.30g、2,7ジブロモ−
9,9−ジオクチルフルオレン0.59gおよび2,2
‘−ビピリジル0.55gとをテトラヒドロフラン(脱
水)40mlに溶解した後、窒素ガスでバブリングし
て、系内を窒素ガス置換した。この溶液に、ビス(1,
5−シクロオクタジエン)ニッケル(0)0.97gを
加え、室温で約10分間攪拌した後、昇温し、60℃で
3時間反応した。この反応液を冷却した後、メタノール
50ml/イオン交換水50ml混合溶液を加え、約1
時間攪拌した。生成した沈殿をろ過することにより、回
収した。次に、この沈殿を乾燥した後、トルエンに溶解
した。不溶物をろ過することにより、除去した後、アル
ミナカラムにて精製した。このトルエン溶液をメタノー
ル中に注ぎ込むことにより、再沈精製した。生成した沈
殿を回収し、減圧乾燥して、重合体0.35gを得た。
得られた重合体を高分子化合物2と呼ぶ。該高分子化合
物2のポリスチレン換算の数平均分子量は、4.3×1
04であった。仕込みから推定される高分子化合物2に
含まれる繰り返し単位の構造を下記に示す。
−ビス(4−ブチルフェニル)−1,4−フェニレンジ
アミンの合成>不活性雰囲気下、300mL三つ口フラ
スコにトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム
0.24g(0.27mmol)、ジフェニルホスフィ
ノフェロセン0.22g(0.4mmol)、ナトリウ
ムターシャルブトキシド2.56g(26.7mmo
l)、およびトルエン125mLを入れ、室温で10分
間撹拌する。続いて、トリス−(4−ブロモフェニル)
アミン 12.9g(26.7mmol)を入れ、さら
に室温で10分間撹拌する。その後、ビス(4−ブチル
フェニル)アミン 5g(17.8mmol)を入れ、
125℃まで昇温、9時間還流させる。反応終了後、反
応液をろ過して不溶物を除去後、シリカゲルのショート
カラムを通し,さらにシクロヘキサンを展開溶媒とする
シリカゲルカラムで精製することにより、白色粉末
(2.96g,24%)を得る。
(4−ブロモビフェニル)−N’,N'−ビス(4−ブ
チルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン0.21
g、2,7ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン
0.38gおよび2,2’−ビピリジル 390mgを
脱水したテトラヒドロフラン28mlに溶解した後、窒
素雰囲気下において、この溶液に、ビス(1、5−シク
ロオクタジエン)ニッケル(0)690mgを加え、6
0℃まで昇温し、3時間反応させた。反応後、この反応
液を室温まで冷却し、25%アンモニア水10ml/メ
タノール120ml/イオン交換水50ml混合溶液中
に滴下して1時間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して
2時間減圧乾燥し、トルエン50mlに溶解させた。こ
の溶液に1Nの塩酸30mlを加えて室温で3時間撹拌
し、水層を除去後、4%アンモニア水30mlを加えて
室温で3時間撹拌、水層を除去した。残ったトルエン溶
液をメタノール150mlにて気化することにより再沈
殿させ、不溶物をろ過して除去した。その後、再びトル
エンに溶かしてアルミナカラム(活性アルミナ10g)
を通して精製を行い、回収したトルエン溶液をメタノー
ル200mlに滴下して30分間攪拌し、析出した沈殿
をろ過して2時間減圧乾燥させた。得られた重合体の収
量は300mgであった。得られた重合体を高分子化合
物3と呼ぶ。高分子化合物3のポリスチレン換算の数平
均分子量は、4.8×104であった。仕込みから推定
される高分子化合物3に含まれる繰り返し単位の構造を
下記に示す。
−ビス(4−メチルフェニル)−1,4−フェニレンジ
アミンの合成>不活性雰囲気下、500mL三つ口フラ
スコにトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム
0.35g(0.38mmol)、ジフェニルホスフィ
ノフェロセン0.32g(0.57mmol)、ナトリ
ウムターシャルブトキシド7.31g(76mmo
l)、およびトルエン178mLを入れ、室温で10分
間撹拌する。続いて、トリス−(4−ブロモフェニル)
アミン 12.2g(25.3mmol)を入れ、さら
に室温で10分間撹拌する。その後、p−トリルジフェ
ニルアミン 5g(17.8mmol)を入れ、125
℃まで昇温、9時間還流させる。反応終了後、反応液を
ろ過して不溶物を除去後、シリカゲルのショートカラム
を通し,さらにシクロヘキサンを展開溶媒とするシリカ
ゲルカラムで精製することにより、白色粉末(1.20
g,8%)を得る。
(4−ブロモビフェニル)−N’,N'−ビス(4−メ
チルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン0.18
g、2,7ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン
0.38gおよび2,2’−ビピリジル 390mgを
脱水したテトラヒドロフラン28mlに溶解した後、窒
素雰囲気下において、この溶液に、ビス(1、5−シク
ロオクタジエン)ニッケル(0)690mgを加え、6
0℃まで昇温し、3時間反応させた。反応後、この反応
液を室温まで冷却し、25%アンモニア水10ml/メ
タノール120ml/イオン交換水50ml混合溶液中
に滴下して1時間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して
2時間減圧乾燥し、トルエン50mlに溶解させた。こ
の溶液に1Nの塩酸30mlを加えて室温で3時間撹拌
し、水層を除去後、4%アンモニア水30mlを加えて
室温で3時間撹拌、水層を除去した。残ったトルエン溶
液をメタノール150mlにて気化することにより再沈
殿させ、不溶物をろ過して除去した。その後、再びトル
エンに溶かしてアルミナカラム(活性アルミナ10g)
を通して精製を行い、回収したトルエン溶液をメタノー
ル200mlに滴下して30分間攪拌し、析出した沈殿
をろ過して2時間減圧乾燥させた。得られた重合体の収
量は270mgであった。得られた重合体を高分子化合
物4と呼ぶ。高分子化合物4のポリスチレン換算の数平
均分子量は、5.1×104であった。仕込みから推定
される高分子化合物4に含まれる繰り返し単位の構造を
下記に示す。
ジオクチルフルオレン0.82gと2,2‘−ビピリジ
ル0.56gとを反応容器に仕込んだ後、反応系内をア
ルゴンガスで置換した。これに、あらかじめアルゴンガ
スでバブリングして、脱気したテトラヒドロフラン(T
HF)(脱水)15mlを加えた。次に、この混合溶液
に、ビス(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル
(0)を0.96g加え、室温で10分間攪拌した後、
60℃で8時間反応した。なお、反応は、アルゴンガス
雰囲気中で行った。反応後、この溶液を冷却した後、2
5%アンモニア水10ml/エタノール50ml/イオ
ン交換水50ml混合溶液中にそそぎ込み約1時間攪拌
した。次に、生成した沈殿を濾過し、回収した。この沈
殿を乾燥した後、クロロホルムに溶解した。この溶液を
濾過し、不溶物を除去した後、メタノール中に注ぎ込
み、再沈することにより、沈殿を生成させた。これを減
圧乾燥して、重合体0.35gを得た。この重合体を高
分子化合物3と呼ぶ。該高分子化合物3のポリスチレン
換算の数平均分子量は、1.5x105であった。高分
子化合物3の繰り返し単位の構造を下記に示す。
は測定した酸化電位(Eox)から下記式より求めた。 Ip(eV)=Eox+Ag/AgCl参照電極電位+
標準水素電極電位=Eox+0.196+4.5 酸化電位の測定は以下のように行った。高分子化合物1
のクロロホルム溶液に電極をディップし乾燥することに
より、電極上に薄膜を形成させ、サンプルを調整した。
支持電解質0.1Mテトラフルオロほう酸テトラ−n−
ブチルアンモニウムのアセトニトリル溶液を用い、サイ
クリックボルタンメトリー(作用電極、対抗電極:白
金、参照電極:Ag/AgCl電極、掃引速度:50m
V/sec)により、ボルタモグラムの立ち上がり電圧
から求めた。このようにして求めた高分子化合物1、
2、3、4のイオン化ポテンシャルは、各々、5.4
5、5.55、5.35、5.31(単位はeV)であ
った。これに対し、高分子化合物5のイオン化ポテンシ
ャルは、6.01eVであった。このことより、本発明
の高分子化合物は、優れた電荷輸送性を有することがわ
かる。
び/または電子輸送材料としての特性に優れており、高
分子LED用発光材料や電荷輸送材料として好適に用い
ることができる。本発明の高分子化合物を用いた高分子
LEDは、低電圧、高効率で駆動できる高性能の高分子
LEDである。従って、該高分子LEDは、液晶ディス
プレイのバックライトまたは照明用としての曲面状や平
面状の光源、セグメントタイプの表示素子、ドットマト
リックスのフラットパネルディスプレイ等の装置に好ま
しく使用できる。
Claims (19)
- 【請求項1】下記式(1)および式(2)で示される繰
り返し単位を含み、ポリスチレン換算の数平均分子量が
103〜108であることを特徴とする高分子化合物。 〔式中、Ar1およびAr2はそれぞれ独立に、アリー
レン基または2価の複素環基を表す。また、Ar3はア
リーレン基、アリーレンビニレン基または2価の複素環
基を表す。xは1〜10の整数を表す。Ar3が複数存
在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。A
r4およびAr5はそれぞれ独立に、アリール基または
1価の複素環基を表す。〕 −Ar6− (2) 〔式中、Ar6は、フェニレン基、スチルベン−ジイル
基、ジスチルベン−ジイル基、フルオレン−ジイル基、
2価の縮合多環芳香族基、2価の単環性複素環基、2価
の縮合多環複素環基、または2価の芳香族アミン基を表
す。〕 - 【請求項2】Ar3が、下式(3)で表される基である
ことを特徴とする請求項1記載の高分子化合物。 (式中、A環は、フェニレン、ビフェニレン、ターフェ
ニレン、フルオレンジイル、ナフタレンジイル、アント
ラセンジイル、フェナンスレンジイル、ピリジンジイ
ル、キノキサリンジイル、チエニレンを表し、R1は、
アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキル
シリル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシ
リル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、
アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、ア
リールアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を
表す。yは0〜12の整数を表す。R1 が複数存在す
る場合、それらは同一でも異なっていてもよい。) - 【請求項3】Ar3におけるアリーレンビニレン基が、
下式(4)で表される基であることを特徴とする請求項
1記載の高分子化合物。 (式中、R2およびR3は、それぞれ独立に、アルキル
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。R4およびR5は、それぞれ独立に、水素原子、ア
ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複
素環基またはシアノ基を表す。zおよびwはそれぞれ独
立に0〜4の整数を表す。R2およびR3がそれぞれ複
数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよ
い。) - 【請求項4】式(2)のAr6におけるフェニレン基
が、下記式(5)または式(6)で示される基であるこ
とを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子
化合物。 〔式中、R6は、アルキル基、アルコキシ基、アルキル
チオ基、アルキルシリル基、アリールオキシ基、アリー
ルシリル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ
基、アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル
基、アリールアルキニル基、1価の複素環基またはシア
ノ基を示す。nは0〜4の整数を表す。R6が複数存在
する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕 〔式中、R7およびR8は、それぞれ独立に、アルキル
基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。lは0〜5の整数を表す。mは0〜3の整数を表
す。R7およびR8がそれぞれ複数存在する場合、それ
らは同一でも異なっていてもよい。〕 - 【請求項5】式(2)のAr6における2価の縮合多環
芳香族基が、下記式(7)で示される基であることを特
徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合
物。 〔ここで、R9およびR10は、それぞれ独立に、アル
キル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリ
ル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。aおよびbは、それぞれ独立に0〜3の整数を表
す。R9およびR10がそれぞれ複数存在する場合、そ
れらは同一でも異なっていてもよい。〕 - 【請求項6】式(2)のAr6におけるスチルベン−ジ
イル基が、下記式(8)で示される基であることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合物。 〔ここで、R11およびR14は、それぞれ独立に、ア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシ
リル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリ
ル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、ア
リールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリ
ールアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。cおよびdは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R11およびR14がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよい。R12およびR
13は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリ
ール基、アリールアルキル基、1価の複素環基またはシ
アノ基を示す。〕 - 【請求項7】式(2)のAr6におけるスチルベン−ジ
イル基が、下記式(9)で示される基であることを特徴
とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合物。 〔ここで、R15およびR18はそれぞれ独立にアルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。eは、0〜5の整数を表す。fは、0〜3の整数を
表す。R15およびR18がそれぞれ複数存在する場
合、それらは同一でも異なっていてもよい。R16およ
びR17は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、
アリール基、アリールアルキル基、1価の複素環基また
はシアノ基を示す。〕 - 【請求項8】式(2)のAr6が、下記式(10)で示
される基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の高分子化合物。 〔式中、Ar7およびAr8は、それぞれ独立に、アリ
ーレン基または2価の複素環基を表す。R19は、アル
キル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリ
ル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。gは、0〜2の整数を表す。R19が2つある場
合、それらは同一でも異なっていてもよい。X1は、O
またはSを表す。〕 - 【請求項9】式(2)のAr6が、下記式(11)で示
される基であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の高分子化合物。 〔式中、R20およびR21は、それぞれ独立に、アル
キル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリ
ル基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。oおよびpは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R20およびR21がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよい。X2は、O、
S、N−R22、またはSiR23R24を表す。X3
およびX4は、それぞれ独立にNまたはC−R25を表
す。R22、R23、R24およびR25は、それぞれ
独立に水素原子、アルキル基、アリール基、アリールア
ルキル基または1価の複素環基を表す。〕 - 【請求項10】式(2)のAr6におけるジスチルベン
−ジイル基が、下記式(12)で示される基であること
を特徴とする請求項1〜3記載の高分子化合物。 〔式中、Ar9は、アリーレン基または2価の複素環基
を表す。R27およびR 32は、それぞれ独立にアルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アルキルシリル
基、アリール基、アリールオキシ基、アリールシリル
基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリ
ールアルキルシリル基、アリールアルケニル基、アリー
ルアルキニル基、1価の複素環基またはシアノ基を表
す。qおよびrは、それぞれ独立に0〜4の整数を表
す。R27およびR32がそれぞれ複数存在する場合、
それらは同一でも異なっていてもよいR28、R29、
R30およびR31は、それぞれ独立に、水素原子、ア
ルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複
素環基またはシアノ基を表す。〕 - 【請求項11】式(2)のAr6におけるフルオレン−
ジイル基が、下記式(13)で示される基であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合
物。 〔式中、R33、R34、R35およびR36は、それ
ぞれ独立に、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ
基、アルキルシリル基、アリール基、アリールオキシ
基、アリールシリル基、アリールアルキル基、アリール
アルコキシ基、アリールアルキルシリル基、アリールア
ルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環基ま
たはシアノ基を表す。aaおよびbbは、それぞれ独立
に0〜3の整数を表す。〕 - 【請求項12】式(2)のAr6における2価の芳香族
アミン基が、下記式(14)で示される基であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合
物。 〔ここで、R37、R38およびR39は、それぞれ独
立にアルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アル
キルシリル基、アリール基、アリールオキシ基、アリー
ルシリル基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ
基、アリールアルキルシリル基、アリールアルケニル
基、アリールアルキニル基、1価の複素環基またはシア
ノ基を表す。iおよびjは、それぞれ独立に0〜4の整
数を表す。kは0〜5の整数を表す。hは1または2を
表す。R37、R38およびR39がそれぞれ複数存在
する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕 - 【請求項13】式(2)のAr6における2価の芳香族
アミン基が、下記式(15)で示される基であることを
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子化合
物。 〔式中、R40、R41、R42、R43およびR44
は、それぞれ独立にアルキル基、アルコキシ基、アルキ
ルチオ基、アルキルシリル基、アリール基、アリールオ
キシ基、アリールシリル基、アリールアルキル基、アリ
ールアルコキシ基、アリールアルキルシリル基、アリー
ルアルケニル基、アリールアルキニル基、1価の複素環
基またはシアノ基を表す。cc、ddおよびeeは、そ
れぞれ独立に0〜4の整数を表す。ffおよびggは、
それぞれ独立に0〜5の整数を表す。R40、R41、
R42、R43およびR44がそれぞれ複数存在する場
合、それらは同一でも異なっていてもよい。〕 - 【請求項14】高分子化合物が、固体状態で蛍光を有す
ることを特徴とする請求項1〜13のいずれかに記載の
高分子化合物。 - 【請求項15】陽極および陰極からなる電極間に、発光
層を有し、該発光層が請求項1〜14のいずれかに記載
の高分子化合物を含むことを特徴とする高分子発光素
子。 - 【請求項16】請求項15記載の高分子発光素子を含む
ことを特徴とする面状光源。 - 【請求項17】請求項15記載の高分子発光素子を含む
ことを特徴とするセグメント表示装置。 - 【請求項18】請求項15記載の高分子発光素子を含む
ことを特徴とするドットマトリックス表示装置。 - 【請求項19】請求項15記載の高分子発光素子をバッ
クライトとすることを特徴とする液晶表示装置。
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