JP2011029366A - Laminated structure, method for producing the same, and electronic element comprising the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminated structure that can lower the driving voltage of an electroluminescent element and can make power consumption small. <P>SOLUTION: The laminated structure comprises an electrode, a polymer binding layer arranged on the electrode, and an electrically conductive organic material layer arranged on the polymer binding layer, wherein the polymer binding layer comprises an aromatic polymeric compound which has a structure represented by formula (I) [wherein Ar represents a conjugated divalent group which may have a substituent, provided that when there are multiple Ar's, the Ar's may be the same as or different from each other; and n represents an integer of 1 or greater] and has a number average molecular weight of 1×10<SP>3</SP>to 1×10<SP>8</SP>inclusive in terms of polystyrene content, the polymer binding layer is bonded to the electrode via a chemical bond between the aromatic polymeric compound and the surface of the electrode, and an electrically conductive organic material that composes a layer included in the electrically conductive organic material layer and arranged adjacent to the polymer binding layer has a number average molecular weight of 3×10<SP>2</SP>to 1×10<SP>8</SP>inclusive in terms of polystyrene content. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界発光素子や光電変換素子等に用いられる積層構造体に関する。   The present invention relates to a laminated structure used for an electroluminescent element, a photoelectric conversion element or the like.

積層構造体を含む電界発光素子の特性を向上させるため、導電性有機材料層と電極との間に、電極表面と化学結合した芳香族有機化合物の結合層を挿入することが検討されている。例えば、陽極と導電性有機材料層の間に、陽極表面に存在する反応性基との化学結合が可能な基を有するトリフェニルアミン骨格やチオフェン骨格を有する結合層を挿入した積層構造体が知られている(特許文献1、非特許文献1、非特許文献2)。   In order to improve the characteristics of an electroluminescent element including a laminated structure, it has been studied to insert a bonding layer of an aromatic organic compound chemically bonded to the electrode surface between the conductive organic material layer and the electrode. For example, a laminated structure in which a bonding layer having a triphenylamine skeleton or a thiophene skeleton having a group capable of chemical bonding with a reactive group present on the anode surface is inserted between the anode and the conductive organic material layer is known. (Patent Document 1, Non-Patent Document 1, Non-Patent Document 2).

しかしながら、これらの芳香族有機化合物は、いずれもポリスチレン換算の数平均分子量が1000未満の低分子化合物又はオリゴマー化合物であり、その分子鎖長は5nm以下であった。このように重合度の小さい化合物を用いた場合では、電極表面に化学結合した結合層を作製する際、化合物が結晶化してしまうため、再現性良く、均一な結合層を作製することは困難であり、電界発光素子の駆動電圧が高く、消費電力が大きいという問題があった。   However, these aromatic organic compounds are all low molecular compounds or oligomer compounds having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of less than 1000, and the molecular chain length was 5 nm or less. When using a compound with such a low degree of polymerization, the compound crystallizes when producing a chemically bonded layer on the electrode surface, making it difficult to produce a uniform bonded layer with good reproducibility. There is a problem that the drive voltage of the electroluminescent element is high and the power consumption is large.

特開2005−310469号公報JP 2005-310469 A

J.Am.Chem.Soc.、2005年、127巻、10058〜10062頁J. et al. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10058-10062 J.Mater.Chem.、2003年、13巻、38〜43頁J. et al. Mater. Chem. , 2003, 13, 38-43

本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、電界発光素子の駆動電圧を低く、消費電力を小さくすることが可能な積層構造体を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a laminated structure that can reduce the driving voltage of an electroluminescent element and reduce power consumption.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、積層構造体中の電極と導電性有機材料層との間に、特定の数平均分子量を有し且つ前記電極の表面と化学結合することが可能な芳香族高分子化合物により構成される高分子結合層を挿入することによって、このような積層構造体が電界発光素子、光電変換素子の特性を向上させることが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have a specific number average molecular weight between the electrode in the laminated structure and the conductive organic material layer and the surface of the electrode. By inserting a polymer bonding layer composed of an aromatic polymer compound that can be chemically bonded, such a laminated structure can improve the characteristics of the electroluminescent device and the photoelectric conversion device. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明の積層構造体は、電極と、該電極上に配置された高分子結合層と、該高分子結合層上に配置された導電性有機材料層とを備え、
前記高分子結合層が、下記式(I):
That is, the laminated structure of the present invention includes an electrode, a polymer binding layer disposed on the electrode, and a conductive organic material layer disposed on the polymer binding layer.
The polymer binding layer has the following formula (I):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは、置換基を有していてもよい共役系の2価の基であり、複数存在する場合には互いに同じであっても異なっていてもよく、nは1以上の整数である。)
で表される構造を有し且つポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上1×10以下である芳香族高分子化合物により構成され、
前記高分子結合層は、前記芳香族高分子化合物と前記電極表面との化学結合を介して前記電極に接合され、
前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のポリスチレン換算の数平均分子量が3×10以上1×10以下であるものである。
(In the formula, Ar is a conjugated divalent group which may have a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and n is an integer of 1 or more. .)
And an aromatic polymer compound having a polystyrene-reduced number average molecular weight of 1 × 10 3 or more and 1 × 10 8 or less,
The polymer bonding layer is bonded to the electrode through a chemical bond between the aromatic polymer compound and the electrode surface,
The conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer has a polystyrene equivalent number average molecular weight of 3 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less.

本発明の積層構造体においては、前記高分子結合層の膜厚が0.1nm〜100μmであり、前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層の膜厚が0.1nm〜1cmであることが好ましい。   In the laminated structure of the present invention, the film thickness of the polymer bonding layer is 0.1 nm to 100 μm, and the film thickness of the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is 0.1 nm. It is preferably ˜1 cm.

また、前記芳香族高分子化合物の最低非占有分子軌道(LUMO)の軌道エネルギーが−4.0eV以上−0.5eV以下、及び/又は前記芳香族高分子化合物の最高占有分子軌道(HOMO)の軌道エネルギーが−6.0eV以上−4.0eV以下であることが好ましく、前記芳香族高分子化合物のLUMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のLUMOの軌道エネルギーとの差が−2.5eV以上+2.5eV以下、及び/又は前記芳香族高分子化合物のHOMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のHOMOの軌道エネルギーとの差が−1.5eV以上+1.5eV以下であることも好ましい。   Further, the orbital energy of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the aromatic polymer compound is −4.0 eV or more and −0.5 eV or less and / or the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the aromatic polymer compound. Preferably, the orbital energy is −6.0 eV or more and −4.0 eV or less, and the LUMO orbital energy of the aromatic polymer compound and the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer are configured. The difference between the LUMO orbital energy of the conductive organic material to be -2.5 eV to +2.5 eV and / or the HOMO orbital energy of the aromatic polymer compound and the polymer in the conductive organic material layer It is also preferable that the difference between the HOMO orbital energy of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the bonding layer is −1.5 eV or more and +1.5 eV or less.

本発明の積層構造体においては、前記芳香族高分子化合物の末端基が前記電極表面に存在する反応性基と化学結合していることが好ましく、前記電極としては、卑金属、貴金属及びこれらの酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の電気伝導性化合物を含むものであることが好ましい。   In the laminated structure of the present invention, it is preferable that a terminal group of the aromatic polymer compound is chemically bonded to a reactive group present on the surface of the electrode. The electrode includes a base metal, a noble metal, and an oxidation thereof. It is preferable that it contains at least one electrically conductive compound selected from the group consisting of materials.

前記高分子結合層としては、下記式(II):   As the polymer binding layer, the following formula (II):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xは末端基であり、rは1以上10以下の整数であり、n及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、rが2以上である場合、存在する複数のEは同一であっても異なっていてもよく、nが2以上である場合、存在する複数のArは同一であっても異なっていてもよく、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基である。)
で表される共役高分子を0.0001質量%以上の濃度で含有する溶液に電極を浸漬すること、及び/又は前記溶液を電極に塗布することにより形成されるものであることが好ましい。
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, G is an r + p valent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, and r is an integer of 1 to 10, n and p are each independently an integer of 1 or more, and when r is 2 or more, a plurality of existing E a may be the same or different, and exist when n is 2 or more. A plurality of Ar 1 may be the same or different, and when p is 2 or more, a plurality of X 1 present may be the same or different, and E a is a mercapto group, hydroxy Group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid group, chlorosulfonic acid group, cyanato group, isocyanato group, amino group, substituted amino group and Substituted disul Is a monovalent group selected from the group consisting of I de group.)
It is preferable that the electrode is formed by immersing the electrode in a solution containing the conjugated polymer represented by the formula (1) at a concentration of 0.0001% by mass or more and / or applying the solution to the electrode.

また、前記高分子結合層としては、溶液中、表面に下記式(III):   Moreover, as said polymer coupling layer, the following formula (III):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xはハロゲン原子又は−SO(ここにQはアルキル基又はアリール基を表し、前記アルキル基及び前記アリールは置換基を有していてもよい。)で示される基であり、rは1以上10以下の整数であり、pは1以上の整数であり、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との化学結合により形成される結合基である。)
で表される基が結合した電極の存在下で、下記式(IV):
(In the formula, G is an r + p-valent group having an aromatic ring, X a is a halogen atom or —SO 3 Q a (where Q a represents an alkyl group or an aryl group, and the alkyl group and the aryl are substituted) And r is an integer of 1 or more and 10 or less, p is an integer of 1 or more, and when p is 2 or more, a plurality of X present a may be the same or different, and E is a mercapto group, hydroxy group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid A monovalent group selected from the group consisting of a group, a chlorosulfonic acid group, a cyanato group, an isocyanato group, an amino group, a substituted amino group and a substituted disulfide group, and a reactive group present on the electrode surface It is a linking group formed by a chemical bond.)
In the presence of an electrode to which a group represented by formula (IV) is bonded, the following formula (IV):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Mは、ハロゲン原子、水素原子、−B(OQ(ここにQはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基又はアリール基であるか、互いに結合して形成された環を表し、前記アルキル及び前記アリール基は置換基を有していてもよい。)、−Si(Q(ここにQはアルキル基又はアルコキシ基であり、前記アルキル基及び前記アルコキシ基は置換基を有していてもよい。)、−Sn(Q(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基である)、−SO(ここにQはアルキル基又はアリール基であり、前記アルキル基及び前記アリール基は置換基を有していてもよい。)で示される基、又は−Z(Z(ここにZは金属原子又は金属イオンであり、Zはカウンターアニオンである)であり、2個存在するMは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される芳香族化合物を、重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることにより形成されるものであることも好ましい。
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, M is a halogen atom, a hydrogen atom, —B (OQ 1 ) 2 (where Q 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group). Represents a ring formed by bonding to each other, the alkyl and the aryl group may have a substituent, and —Si (Q 2 ) 3 (where Q 2 is an alkyl group). Or an alkoxy group, wherein the alkyl group and the alkoxy group may have a substituent, -Sn (Q 3 ) 3 (where Q 3 is an alkyl group which may have a substituent). A group represented by —SO 3 Q a (wherein Q a is an alkyl group or an aryl group, and the alkyl group and the aryl group may have a substituent), or —Z 1 (Z 2 ) m (where Z 1 is a metal atom or metal And Z 2 is a counter anion), and two Ms may be the same or different.)
It is also preferable that the aromatic compound represented by the formula (1) is formed by polycondensation using a polymerization catalyst or an equivalent reactant.

また、前記高分子結合層としては、下記式(V):   Moreover, as said polymer coupling layer, following formula (V):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xは末端基であり、rは1以上10以下の整数であり、n及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、rが2以上である場合、存在する複数のEは同一であっても異なっていてもよく、nが2以上である場合、存在する複数のArは同一であっても異なっていてもよく、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との化学結合により形成される結合基である。)
で表される構造を有するものであることも好ましい。
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, G is an r + p valent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, and r is an integer of 1 to 10, n and p are each independently an integer of 1 or more, and when r is 2 or more, a plurality of existing E may be the same or different. When n is 2 or more, a plurality of existing E Ar 1 may be the same or different, and when p is 2 or more, a plurality of X 1 present may be the same or different, and E is a mercapto group, a hydroxy group, Carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid group, chlorosulfonic acid group, cyanato group, isocyanato group, amino group, substituted amino group and substituted disulfide A linking group formed by a chemical bond between a monovalent group selected from the group consisting of groups and a reactive group present on the surface of the electrode.)
It is also preferable that it has the structure represented by these.

前記式(V)中の結合基Eとしては、前記1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との共有結合、配位結合、水素結合及びイオン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種により形成された結合基であることが好ましく、前記1価の基としては、メルカプト基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基及びクロロスルホン酸基からなる群から選ばれる1価の基であることが好ましい。   The bonding group E in the formula (V) is at least one selected from the group consisting of a covalent bond, a coordinate bond, a hydrogen bond and an ionic bond between the monovalent group and a reactive group present on the electrode surface. A linking group formed by a seed is preferable, and the monovalent group includes a mercapto group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a chlorocarbonyl group, a chlorophosphonic acid group, and a chlorosulfonic acid group. It is preferably a monovalent group selected from the group.

前記式(V)中のGとしては、置換基を有していてもよい単環、置換基を有していてもよい縮合環、置換基を有していてもよい環集合及び置換基を有していてもよい有橋多環からなる群から選ばれる少なくとも一種のr+p価の基であることが好ましく、前記r+p価の基としては、下記式(1)〜(16):   As G in the formula (V), a monocyclic ring which may have a substituent, a condensed ring which may have a substituent, a ring assembly which may have a substituent, and a substituent. Preferably, it is at least one r + p-valent group selected from the group consisting of the bridged polycyclic ring which may have, and the r + p-valent group includes the following formulas (1) to (16):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される複素環及び芳香環のうちの少なくとも1個を含むものであることがより好ましく、前記式(5)で表される複素環を1個含むものであることが特に好ましい。 More preferably, it contains at least one of the heterocyclic ring and aromatic ring represented by the formula (5), and particularly preferably contains one heterocyclic ring represented by the formula (5).

本発明の積層構造体においては、前記式(V)中のrは1以上3以下の整数(但し、前記式(V)中のGが単環性芳香環構造であって該環構造を構成する炭素原子が2個の場合にはrは1であり、前記炭素原子が3個の場合にはrは1又は2である。)であることが好ましい。   In the laminated structure of the present invention, r in the formula (V) is an integer of 1 or more and 3 or less (provided that G in the formula (V) is a monocyclic aromatic ring structure and constitutes the ring structure. It is preferable that r is 1 when there are 2 carbon atoms and r is 1 or 2 when there are 3 carbon atoms.

前記式(V)中のArとしては、下記式(VI): As Ar 1 in the formula (V), the following formula (VI):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アリール基、前記アリールアルキル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、Rは水素原子、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、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、イミド残基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基又はシアノ基であり、前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールオキシ基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルコキシ基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基、前記アシルオキシ基、前記カルバモイル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、複数存在するR、Rは同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基であるR及びRがそれぞれ複数存在する場合には互いに結合して環を形成していてもよい。)
で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有し、及び/又は下記式(VII):
Wherein R 5 is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group or a monovalent heterocyclic group, and the alkyl group, the aryl group, the arylalkyl group and the monovalent heterocyclic group are R 6 may have a substituent, and R 6 is a hydrogen atom, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group , Arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, carbamoyl group, imide residue, monovalent heterocyclic group, carboxyl group, substituted carboxyl group or cyano Group, the alkyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, the aryl group. The aryloxy group, the arylthio group, the arylalkyl group, the arylalkoxy group, the arylalkylthio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group, the acyloxy group, the carbamoyl group, and the monovalent group. The heterocyclic group may have a substituent, and a plurality of R 5 and R 6 may be the same or different, and R 5 and an alkyl group which may have a substituent. When a plurality of R 6 are present, they may be bonded to each other to form a ring.)
Is contained in an amount of 0.1% by mass or more based on the total mass of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer, and / or the following formula (VII ):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Rは前記式(VI)中のRと同義である。)
で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有するものであることが好ましい。
(Wherein, R 6 has the same meaning as R 6 in formula (VI).)
It is preferable that 0.1 mass% or more is contained with respect to the total mass of the number of all the repeating units in the aromatic polymer compound which comprises the polymer coupling layer.

本発明の積層構造体においては、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の合計に対して、前記式(VI)で表される繰り返し単位のモル百分率と前記式(VII)で表される繰り返し単位のモル百分率との合計が、10モル%以上100モル%以下であることが好ましい。   In the laminated structure of the present invention, the molar percentage of the repeating unit represented by the above formula (VI) and the above formula with respect to the total of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer. The total with the mole percentage of the repeating unit represented by (VII) is preferably 10 mol% or more and 100 mol% or less.

本発明の積層構造体の製造方法は、電極上に、下記式(I):   The method for producing a laminated structure of the present invention has the following formula (I):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは、置換基を有していてもよい共役系の2価の基であり、複数存在する場合には互いに同じであっても異なっていてもよく、nは1以上の整数である。)
で表される構造を有し且つポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上1×10以下である芳香族高分子化合物により構成され、該芳香族高分子化合物が前記電極表面に化学結合している高分子結合層を形成する工程と、
前記高分子結合層上にポリスチレン換算の数平均分子量が3×10以上1×10以下である導電性有機材料により構成される層を形成する工程と、
を含む方法である。
(In the formula, Ar is a conjugated divalent group which may have a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and n is an integer of 1 or more. .)
The number average molecular weight in terms of polystyrene is 1 × 10 3 or more and 1 × 10 8 or less, and the aromatic polymer compound is chemically bonded to the electrode surface. Forming a polymer binding layer,
Forming a layer composed of a conductive organic material having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less on the polymer binding layer;
It is a method including.

本発明の電子素子は、本発明の積層構造体を含むものであり、例えば、電界発光素子や光電変換素子に用いられるものである。   The electronic device of the present invention includes the laminated structure of the present invention, and is used for, for example, an electroluminescent device or a photoelectric conversion device.

本発明の共役高分子は、下記式(VIII):   The conjugated polymer of the present invention has the following formula (VIII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Xは末端基であり、nは1以上の整数であり、Ar15は芳香環を有するi+p価の基であり、i及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、i+pは2以上20以下であり、Yは酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基又はエチニレン基であり、jは0又は1であり、Rは水素原子、アルキル基、アルキルチオ基、アリール基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シリル基、置換シリル基、アシル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、2個のRは同じであっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。)
で表されるものであり、本発明の積層構造体における高分子結合層を形成するために好適に用いることができるものである。
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, n is an integer of 1 or more, Ar 15 is an i + p valent group having an aromatic ring, and i And p are each independently an integer of 1 or more, i + p is 2 or more and 20 or less, Y is an oxygen atom, sulfur atom, imino group, substituted imino group, ethenylene group, substituted ethenylene group or ethynylene group, j Is 0 or 1, and R 7 is a hydrogen atom, alkyl group, alkylthio group, aryl group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, silyl group, substituted silyl group, acyl group Or a monovalent heterocyclic group, the alkyl group, the alkylthio group, the aryl group, the arylthio group, the arylalkyl group, the arylalkyl The thio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group, and the monovalent heterocyclic group may have a substituent, and two R 7 may be the same or different. It may be bonded to each other to form a ring.)
It can be suitably used for forming a polymer binding layer in the laminated structure of the present invention.

また、本発明の共役化合物は、下記式(IX):   The conjugated compound of the present invention has the following formula (IX):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Ar15は芳香環を有するi+p価の基であり、i及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、i+pは2以上20以下であり、Xはハロゲン原子又は−SO(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基を表す。)で示される基であり、Yは酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基又はエチニレン基であり、jは0又は1であり、Rは水素原子、アルキル基、アルキルチオ基、アリール基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シリル基、置換シリル基、アシル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、2個のRは同じであっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。)。
で表されるものであり、本発明の積層構造体における高分子結合層を形成するために好適に用いることができ、特に、前記式(II)で表される共役高分子の原料物質として用いることが有効であり、また、前記式(IX)で表される共役化合物を電極表面に結合させ、これを出発点として前記式(IV)で表される芳香族化合物を、重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることも有効である。
(In the formula, Ar 15 is an i + p-valent group having an aromatic ring, i and p are each independently an integer of 1 or more, i + p is 2 or more and 20 or less, and X a is a halogen atom or —SO 3. Q a (wherein Q a represents an alkyl group which may have a substituent), Y represents an oxygen atom, sulfur atom, imino group, substituted imino group, ethenylene group, substituted ethenylene A group or an ethynylene group, j is 0 or 1, and R 7 is a hydrogen atom, alkyl group, alkylthio group, aryl group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, silyl group Group, substituted silyl group, acyl group or monovalent heterocyclic group, the alkyl group, the alkylthio group, the aryl group, the arylthio group, the aryl Alkyl group, the arylalkylthio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group and the monovalent heterocyclic group may have a substituent, the two R 7 have the same May be different from each other and may be bonded to each other to form a ring).
It can be suitably used to form a polymer binding layer in the laminated structure of the present invention, and particularly used as a raw material for the conjugated polymer represented by the formula (II). In addition, the conjugated compound represented by the formula (IX) is bonded to the electrode surface, and the aromatic compound represented by the formula (IV) is converted into a polymerization catalyst or equivalent reaction using this as a starting point. It is also effective to perform polycondensation using an agent.

本発明の積層構造体を用いることにより、駆動電圧が低く、消費電力が少ない電界発光素子が得られる。また、本発明の共役高分子又は共役化合物を用いることにより、このような積層構造体を構成する高分子結合層を形成することができる。   By using the laminated structure of the present invention, an electroluminescent element with low driving voltage and low power consumption can be obtained. Further, by using the conjugated polymer or conjugated compound of the present invention, a polymer binding layer constituting such a laminated structure can be formed.

以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments thereof.

先ず、本発明の積層構造体について説明する。本発明の積層構造体は、電極と、該電極上に配置され、特定の分子量を有する芳香族高分子化合物により構成され、この芳香族高分子化合物と電極表面との化学結合により接合された高分子結合層と、この高分子結合層上に配置された特定の分子量を有する導電性有機材料からなる層とを備えるものである。   First, the laminated structure of the present invention will be described. The laminated structure of the present invention is composed of an electrode, an aromatic polymer compound having a specific molecular weight disposed on the electrode, and bonded by chemical bonding between the aromatic polymer compound and the electrode surface. A molecular bonding layer and a layer made of a conductive organic material having a specific molecular weight disposed on the polymer bonding layer are provided.

<電極>
本発明に用いられる電極としては、金属、合金、金属酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物等の電気伝導性化合物を含むものが挙げられる。前記金属としては、卑金属、貴金属、アルカリ金属、アルカリ土類金属等が挙げられ、前記合金としては、これらの金属を1種類以上含む合金が挙げられ、前記金属酸化物、金属硫化物、金属ハロゲン化物としては、これらの金属の酸化物、炭酸化物、複合酸化物、硫化物、ハロゲン化物等が挙げられる。これらの電気伝導性化合物は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
中でも、卑金属、貴金属及びこれらの酸化物が好ましく、アルミニウム、クロム、銅、金、銀、白金、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛、酸化モリブデン、酸化アルミニウムがより好ましく、アルミニウム、銀、酸化インジウムスズ(ITO)が更に好ましい。また、前記電極は、これら材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
<Electrode>
Examples of the electrode used in the present invention include those containing an electrically conductive compound such as a metal, an alloy, a metal oxide, a metal sulfide, and a metal halide. Examples of the metal include base metals, noble metals, alkali metals, alkaline earth metals, and the like, and examples of the alloys include alloys containing one or more of these metals, and the metal oxides, metal sulfides, and metal halogens. Examples of the halide include oxides, carbonates, composite oxides, sulfides, and halides of these metals. These electrically conductive compounds may be used alone or in combination of two or more.
Of these, base metals, noble metals and oxides thereof are preferable, and aluminum, chromium, copper, gold, silver, platinum, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide, molybdenum oxide, and aluminum oxide are more preferable, and aluminum, silver, and oxidation are preferable. Indium tin (ITO) is more preferable. Further, the electrode may have a single layer structure composed of one or more of these materials, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

<導電性有機材料層>
本発明に用いられる導電性有機材料層としては、後述する正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子注入層、電子供与性化合物を含む層、及び電子受容性化合物を含む層等が挙げられる。このような導電性有機材料層は、導電性有機材料から構成されるものである。
<Conductive organic material layer>
The conductive organic material layer used in the present invention includes a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, a light emitting layer, an electron transport layer, a hole block layer, an electron injection layer, and an electron donating compound, which will be described later. Examples thereof include a layer and a layer containing an electron-accepting compound. Such a conductive organic material layer is composed of a conductive organic material.

このような導電性有機材料としては、下記式(X):   As such a conductive organic material, the following formula (X):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造を有する芳香族高分子化合物が挙げられる。本発明の積層構造体において、前記導電性有機材料層は、この導電性有機材料の1種又は2種以上を含む単層構造のものでもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造のものでもよい。 An aromatic polymer compound having a structure represented by: In the laminated structure of the present invention, the conductive organic material layer may have a single-layer structure including one or more of the conductive organic materials, or a multilayer composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. A structure may be used.

前記式(X)中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Xは末端基であり、2個存在するXは同一であっても異なっていてもよく、nは1以上の整数であり、好ましくは1以上1×10以下の整数であり、より好ましくは1以上1×10以下の整数である。また、前記XはAr中の芳香環を構成する炭素原子に結合している。このようなXとしては、ハロゲン原子、ニトロ基、−SO(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す。)で示される基、置換基を有していてもよいアルキル基、及び置換基を有していてもよいアリール基等が挙げられる。 In the formula (X), Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, two X 1 may be the same or different, and n is 1 It is an integer above, preferably an integer from 1 to 1 × 10 6 , more preferably an integer from 1 to 1 × 10 5 . X 1 is bonded to the carbon atom constituting the aromatic ring in Ar 1 . Examples of such X 1 include a halogen atom, a nitro group, —SO 3 Q a (where Q a is an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent. Group), an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and the like.

本発明の積層構造体において、前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のポリスチレン換算の数平均分子量が3×10以上1×10以下である。この数平均分子量が前記下限未満になると導電性有機材料の結晶性が高くなり、再現性良く、均一な層を形成することが困難となる。他方、前記上限を超えると導電性有機材料が有機溶媒に溶解しにくくなり、取り扱いにくくなる。本発明においては、このような観点から、前記導電性有機材料のポリスチレン換算の数平均分子量は5×10以上1×10以下であることが好ましく、1×10以上1×10以下であることがより好ましい。 In the laminated structure of the present invention, the number average molecular weight in terms of polystyrene of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer binding layer in the conductive organic material layer is 3 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less. It is. When this number average molecular weight is less than the lower limit, the crystallinity of the conductive organic material becomes high, and it becomes difficult to form a uniform layer with good reproducibility. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the conductive organic material becomes difficult to dissolve in the organic solvent, and it becomes difficult to handle. In the present invention, from such a viewpoint, the number average molecular weight in terms of polystyrene of the conductive organic material is preferably 5 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less, and preferably 1 × 10 3 or more and 1 × 10 7 or less. It is more preferable that

なお、本発明において、「前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層」とは、前記導電性有機材料層が単層構造である場合にはその層自体を意味し、多層構造である場合には前記導電性有機材料層の中で高分子結合層に最も近い位置に配置されている層を意味する。   In the present invention, the “layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer” means the layer itself when the conductive organic material layer has a single layer structure, In the case of a multilayer structure, the conductive organic material layer means a layer disposed at a position closest to the polymer bonding layer.

また、前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層の膜厚は、用いる材料に応じて最適な膜厚を採用することができ、例えば、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択することができる。具体的な膜厚としては、0.1nm〜1cmが好ましく、1nm〜100μmがより好ましく、5nm〜10μmが特に好ましい。導電性有機材料層の膜厚が前記下限未満になるとピンホールが発生しやすい傾向にあり、他方、前記上限を超えると素子の駆動電圧が高くなる傾向にある。なお、前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層の膜厚は、高精度微細形状測定機(例えば、株式会社小阪研究所製、商品名:Surfcorder ET3000)を用いて求めた平均値である。   In addition, the film thickness of the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer can employ an optimum film thickness depending on the material to be used. For example, the drive voltage and the light emission efficiency are appropriate. It can be selected to be a value. The specific film thickness is preferably 0.1 nm to 1 cm, more preferably 1 nm to 100 μm, and particularly preferably 5 nm to 10 μm. When the film thickness of the conductive organic material layer is less than the lower limit, pinholes tend to be generated. On the other hand, when the film thickness exceeds the upper limit, the driving voltage of the element tends to increase. In addition, the film thickness of the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is determined using a high-precision fine shape measuring instrument (for example, Kosaka Laboratory Co., Ltd., trade name: Surfcorder ET3000). Average value.

<高分子結合層>
本発明に用いられる高分子結合層は、前記電極と前記導電性有機材料層との間に配置された層であり、下記式(I):
<Polymer bonding layer>
The polymer bonding layer used in the present invention is a layer disposed between the electrode and the conductive organic material layer, and has the following formula (I):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、Arは、置換基を有していてもよい共役系の2価の基であり、複数存在する場合には互いに同じであっても異なっていてもよく、nは1以上の整数であり、好ましくは1以上1×10以下の整数であり、より好ましくは1以上1×10以下の整数であり、更に好ましくは1以上1×10以下の整数である。)
で表される構造を有する芳香族高分子化合物により構成されるものである。また、本発明の積層構造体においては、前記高分子結合層はこの芳香族高分子化合物(好ましくはその末端基)と前記電極表面(好ましくはそれに存在する反応性基)との化学結合を介して前記電極に接合されている。
(In the formula, Ar is a conjugated divalent group which may have a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and n is an integer of 1 or more. It is preferably an integer of 1 to 1 × 10 6 , more preferably an integer of 1 to 1 × 10 5 , and even more preferably an integer of 1 to 1 × 10 4 .
It is comprised by the aromatic polymer compound which has a structure represented by these. Further, in the laminated structure of the present invention, the polymer binding layer is formed through a chemical bond between the aromatic polymer compound (preferably its end group) and the electrode surface (preferably a reactive group present on it). Are joined to the electrodes.

本発明において、前記芳香族高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は1×10以上1×10以下である。この数平均分子量が前記下限未満になると再現性良く高分子結合層を形成することが困難となり、他方、前記上限を超えると芳香族高分子化合物が有機溶媒に溶解しにくくなり、取り扱いにくくなる。本発明においては、このような観点から、前記芳香族高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は1×10以上1×10以下が好ましく、2×10以上1×10以下がより好ましく、4×10以上1×10以下が特に好ましい。 In the present invention, the number average molecular weight in terms of polystyrene of the aromatic polymer compound is 1 × 10 3 or more and 1 × 10 8 or less. When the number average molecular weight is less than the lower limit, it is difficult to form a polymer bonding layer with good reproducibility, and when the upper limit is exceeded, the aromatic polymer compound is difficult to dissolve in an organic solvent and is difficult to handle. In the present invention, from such a viewpoint, the number average molecular weight in terms of polystyrene of the aromatic polymer compound is preferably 1 × 10 3 or more and 1 × 10 7 or less, more preferably 2 × 10 3 or more and 1 × 10 7 or less. 4 × 10 3 or more and 1 × 10 6 or less are particularly preferable.

なお、本発明に用いられる高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量とは、前記高分子結合層が、前記式(II)で表される共役高分子を0.0001質量%以上の濃度で含有する溶液に電極を浸漬すること、及び/又は前記溶液を電極に塗布することにより形成されるものである場合には、前記共役高分子を0.0001質量%以上の濃度で含有する溶液についてゲルパーミエーションクロマトグラフィ−(GPC)(東ソー株式会社製、商品名:HLC−8220GPC)を用いてポリスチレン換算の分子量を測定し、数平均した値であり、他方、前記高分子結合層が、溶液中、表面に前記式(III)で表される基が結合した電極の存在下で、前記式(IV)で表される芳香族化合物を重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることにより形成されるものである場合には、前記電極上に形成された高分子結合層を適切な溶媒に浸し、この溶媒に高分子結合層を構成する芳香族化合物が溶解したのを確認した後、この溶液について蛍光検出器(アジレント・テクノロジー株式会社製、商品名:Agilent1100 Series)を取り付けたGPC(株式会社島津製作所製:LC−10シリーズ)を用いて溶出時間を測定し、ポリスチレン換算の分子量が既知の高分子による検量線から算出した値である。   The number average molecular weight in terms of polystyrene of the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer used in the present invention is that the polymer binding layer is a conjugated polymer represented by the formula (II) 0 0.0001% by mass of the conjugated polymer when the electrode is formed by immersing the electrode in a solution containing a concentration of 0.0001% by mass or more and / or applying the solution to the electrode. The molecular weight in terms of polystyrene was measured using gel permeation chromatography (GPC) (trade name: HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation) for the solution contained at the above concentration, and the number averaged value. In the presence of an electrode in which the group represented by the formula (III) is bonded to the surface of the polymer bonding layer in the solution, the polymer represented by the formula (IV) is polymerized as a polymerization catalyst or an equivalent reaction. In the case where it is formed by polycondensation using an agent, the polymer binding layer formed on the electrode is immersed in a suitable solvent, and the aromatic compound constituting the polymer binding layer in this solvent After confirming that the solution was dissolved, the elution time of this solution was measured using a GPC (manufactured by Shimadzu Corporation: LC-10 series) equipped with a fluorescence detector (manufactured by Agilent Technologies, trade name: Agilent 1100 Series). Is a value calculated from a calibration curve of a polymer having a known molecular weight in terms of polystyrene.

また、前記高分子結合層の膜厚は、製造容易性及び構造体の機能性の観点から、通常、0.1nm〜100μmであることが好ましく、0.2nm〜10μmであることがより好ましく、0.2nm〜1μmであることが更に好ましく、0.2nm〜500nmであることが特に好ましい。   The film thickness of the polymer binding layer is usually preferably from 0.1 nm to 100 μm, more preferably from 0.2 nm to 10 μm, from the viewpoint of manufacturability and structural functionality. More preferably, it is 0.2 nm-1 micrometer, and it is especially preferable that it is 0.2 nm-500 nm.

なお、前記高分子結合層の膜厚は高精度微細形状測定機(株式会社小阪研究所製、商品名:Surfcorder ET3000)を用いて求めた電極表面の位置から高分子結合層の最も高い位置までの厚さである。   The film thickness of the polymer bonding layer is from the position on the electrode surface determined using a high-precision fine shape measuring instrument (trade name: Surfcorder ET3000, manufactured by Kosaka Laboratory Ltd.) to the highest position of the polymer bonding layer. Is the thickness.

本発明の積層構造体においては、電極から高分子結合層又は高分子結合層から導電性有機材料層への電荷の供給性の観点から、前記芳香族高分子化合物の最低非占有分子軌道(LUMO)の軌道エネルギーは−4.0eV以上−0.5eV以下であることが好ましく、−3.7eV以上−0.5eV以下であることがより好ましく、−3.5eV以上−0.5eV以下であることが特に好ましい。また、前記芳香族高分子化合物の最高非占有分子軌道(HOMO)の軌道エネルギーは−6.0eV以上−4.0eV以下であることが好ましく、−5.7eV以上−4.0eV以下であることがより好ましく、−5.5eV以上−4.0eV以下であることが特に好ましい。本発明においては、前記芳香族高分子化合物のLUMO及びHOMOの少なくとも一方の軌道エネルギーが前記範囲内にあることが好ましく、LUMO及びHOMOの両方の軌道エネルギーが前記範囲内にあることが特に好ましい。   In the laminated structure of the present invention, the minimum unoccupied molecular orbital (LUMO) of the aromatic polymer compound is used from the viewpoint of supplying charge from the electrode to the polymer bonding layer or from the polymer bonding layer to the conductive organic material layer. ) Orbital energy is preferably −4.0 eV or more and −0.5 eV or less, more preferably −3.7 eV or more and −0.5 eV or less, and −3.5 eV or more and −0.5 eV or less. It is particularly preferred. Further, the orbital energy of the highest unoccupied molecular orbital (HOMO) of the aromatic polymer compound is preferably −6.0 eV or more and −4.0 eV or less, and −5.7 eV or more and −4.0 eV or less. Is more preferable, and −5.5 eV or more and −4.0 eV or less is particularly preferable. In the present invention, the orbital energy of at least one of LUMO and HOMO of the aromatic polymer compound is preferably within the above range, and it is particularly preferable that the orbital energy of both LUMO and HOMO is within the above range.

また、本発明の積層構造体においては、高分子結合層から導電性有機材料層への電荷の供給性の観点から、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物のLUMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のLUMOの軌道エネルギーの差は−2.5eV以上+2.5eV以下であることが好ましく、−2.3eV以上+2.3eV以下であることがより好ましく、−2.0eV以上+2.0eV以下であることが更に好ましい。また、前記芳香族高分子化合物のHOMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のHOMOの軌道エネルギーの差は−1.5eV以上+1.5eV以下であることが好ましく、−1.3eV以上+1.3eV以下であることがより好ましく、−1.2eV以上+1.2eV以下であることが更に好ましい。   Further, in the laminated structure of the present invention, from the viewpoint of supply of electric charge from the polymer binding layer to the conductive organic material layer, the LUMO orbital energy of the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer and The difference in orbital energy of LUMO of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is preferably −2.5 eV or more and +2.5 eV or less, and −2. It is more preferably 3 eV or more and +2.3 eV or less, and further preferably -2.0 eV or more and +2.0 eV or less. Further, the difference between the HOMO orbital energy of the aromatic polymer compound and the HOMO orbital energy of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is -1.5 eV. It is preferably +1.5 eV or less, more preferably -1.3 eV or more and +1.3 eV or less, and further preferably -1.2 eV or more and +1.2 eV or less.

なお、本発明においては、前記芳香族高分子化合物及び前記導電性有機材料のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーの値は類似高分子を用いた、理論化学的手法により算出することができる。本発明における類似高分子とは、前記式(V)、(X)中のArが同一の構造式で表される高分子化合物である。 In the present invention, the values of the orbital energy of LUMO and HOMO of the aromatic polymer compound and the conductive organic material can be calculated by a theoretical chemical method using a similar polymer. The similar polymer in the present invention is a polymer compound in which Ar 1 in the formulas (V) and (X) is represented by the same structural formula.

理論化学的手法とは、B3LYP密度汎関数と6−31G基底関数を組み合わせたものである(以下、「B3LYP/6−31G法」という)。上記手法を用いて類似高分子の安定分子構造と分子軌道エネルギーを計算した(Chem.Phys.Lett.2007,439,35〜39頁参照)。計算は、Gaussian03等の量子化学計算プログラムを用いて実行可能である。 The theoretical chemical method is a combination of a B3LYP density functional and a 6-31G * basis function (hereinafter referred to as “B3LYP / 6-31G * method”). Using the above method, the stable molecular structure and molecular orbital energy of similar polymers were calculated (see Chem. Phys. Lett. 2007, 439, pages 35 to 39). The calculation can be performed using a quantum chemical calculation program such as Gaussian 03.

例えば、下記式:   For example, the following formula:

Figure 2011029366
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(式中、mは重合度を表す。)
で表される高分子化合物において、類似高分子は前記式(V)、(X)中のArが同一の構造式である下記式:
(In the formula, m 2 represents the degree of polymerization.)
In the polymer compound represented by the formula, the similar polymer is represented by the following formula in which Ar 1 in the formulas (V) and (X) is the same structural formula:

Figure 2011029366
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(式中、mは重合度を表す。)
で表される化合物である。
(In the formula, m 2 represents the degree of polymerization.)
It is a compound represented by these.

この類似高分子に関してB3LYP/6−31G法を用いて類似高分子の安定分子構造と分子軌道エネルギーを計算し、LUMO及びHOMOの軌道エネルギーを算出したところ、それぞれ、−1.70eV及び−4.97eVであった。また、表1には、他の類似高分子についてのLUMOの軌道エネルギー及びHOMOの軌道エネルギーを示す。なお、表1の構造式中のmは重合度を表す。 With respect to this similar polymer, the stable molecular structure and molecular orbital energy of the similar polymer were calculated using the B3LYP / 6-31G * method, and the orbital energies of LUMO and HOMO were calculated to be −1.70 eV and −4, respectively. 97 eV. Table 1 shows LUMO orbital energy and HOMO orbital energy of other similar polymers. Incidentally, m 1 in the structural formula of Table 1 represents the degree of polymerization.

Figure 2011029366
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<芳香族高分子化合物>
本発明に用いられる芳香族高分子化合物は、前記式(I)で表される構造を有するものである。前記式(I)中のArである芳香環を有する2価の基としては、下記式(C−1)〜(C−22)、(D−1)〜(D−24)、(E−1)〜(E−26)、(G−1)〜(G−8)、(J−1)〜(J−22)で表される2価の基が挙げられる。
<Aromatic polymer compound>
The aromatic polymer compound used in the present invention has a structure represented by the formula (I). Examples of the divalent group having an aromatic ring which is Ar in the formula (I) include the following formulas (C-1) to (C-22), (D-1) to (D-24), (E- Examples thereof include divalent groups represented by 1) to (E-26), (G-1) to (G-8), and (J-1) to (J-22).

Figure 2011029366
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Figure 2011029366
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中でも、安定性、合成の容易さの観点から、前記式(C−1)〜(C−20)、(D−1)〜(D−20)、(E−1)〜(E〜2)、(E−7)〜(E−13)、(E−15)〜(E−20)、(E−22)〜(E−26)、(G−1)〜(G−8)、(J−1)〜(J−3)、(J−5)〜(J−14)、(J−18)〜(J−22)で表される2価の基が好ましく、前記式(C−1)〜(C−6)、(C−10)、(C−11)、(C−15)、(D−16)〜(D−20)、(E−17)〜(E−20)、(G−1)〜(G−8)、(J−1)〜(J−3)で表される2価の基がより好ましく、前記式(C−1)〜(C−3)、(C−10)、(C−11)、(C−15)、(D−16)〜(D−19)、(E−17)〜(E−20)、(G−1)〜(G−6)で表される2価の基が更に好ましく、前記式(C−1)、(C−11)、(C−15)、(D−16)、(E−20)、(G−1)、(G−2)で表される2価の基が特に好ましい。   Above all, from the viewpoints of stability and ease of synthesis, the above formulas (C-1) to (C-20), (D-1) to (D-20), (E-1) to (E-2) , (E-7) to (E-13), (E-15) to (E-20), (E-22) to (E-26), (G-1) to (G-8), ( Divalent groups represented by J-1) to (J-3), (J-5) to (J-14), and (J-18) to (J-22) are preferred, and the above formula (C- 1) to (C-6), (C-10), (C-11), (C-15), (D-16) to (D-20), (E-17) to (E-20) , (G-1) to (G-8), and (J-1) to (J-3) are more preferably divalent groups represented by the formulas (C-1) to (C-3), (C-10), (C-11), (C-15), (D-16) to (D-19), (E-17) to (E-20) , (G-1) to (G-6) are more preferable, and the above formulas (C-1), (C-11), (C-15), (D-16), The divalent groups represented by (E-20), (G-1), and (G-2) are particularly preferable.

前記式中のRは、水素原子又は置換基を表し、共重合体の安定性や合成のしやすさの観点から、好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルケニル基、置換基を有していてもよいアリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、置換基を有していてもよいカルバモイル基、イミド残基、置換基を有していてもよい1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基であり、より好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基であり、更に好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基及び置換カルボキシル基であり、特に好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基及び置換基を有していてもよいアリール基であり、とりわけ好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基である。また、前記式中に複数存在するRは、同一であっても異なっていてもよい。 R c in the above formula represents a hydrogen atom or a substituent, and from the viewpoint of stability of the copolymer and ease of synthesis, preferably a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, a substituted group An alkoxy group which may have a group, an alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, a substituent An arylthio group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkoxy group which may have a substituent, an arylalkylthio group which may have a substituent, a substituent An arylalkenyl group which may have a group, an arylalkynyl group which may have a substituent, an amino group, a substituted amino group, a silyl group, a substituted silyl group, a halogen atom, and a substituent. Good acyl group, An acyloxy group which may have a substituent, a carbamoyl group which may have a substituent, an imide residue, a monovalent heterocyclic group which may have a substituent, a carboxyl group, a substituted carboxyl group And a cyano group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and a substituent. An aryloxy group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkoxy group which may have a substituent, a substituted amino group, a substituted silyl group and a substituent An optionally substituted acyl group, a substituted carboxyl group and a cyano group, and more preferably a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group, and a substituted group. Have An aryloxy group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkoxy group which may have a substituent, and a substituted carboxyl group, Particularly preferred are a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, an optionally substituted alkoxy group and an optionally substituted aryl group, particularly preferably a hydrogen atom, It is an alkyl group which may have a substituent. Further, a plurality of R c present in the above formula may be the same or different.

ここで、置換基を有していてもよいアルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素数が通常1〜20であり、好ましくは1〜15であり、より好ましくは1〜10であり、その具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、s−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、1−アダマンチル基、2−アダマンチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、メトキシメチル基、2−メトキシエチル基、2−エトキシエチル基等が挙げられ、素子特性、合成の行いやすさ等の観点と耐熱性とのバランスからは、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、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。置換基を有していてもよいアルキル基であるRが複数存在する場合には、2個のアルキル基が互いに結合して環を形成してもよい。 Here, the alkyl group which may have a substituent may be linear, branched or cyclic, and usually has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 15 carbon atoms, more preferably 1 to 15 carbon atoms. Specific examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, s-butyl group, t-butyl group, pentyl group, isoamyl group, hexyl group, cyclohexyl group, Heptyl, octyl, 2-ethylhexyl, nonyl, decyl, 3,7-dimethyloctyl, lauryl, 1-adamantyl, 2-adamantyl, trifluoromethyl, pentafluoroethyl, perfluoro Butyl group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl group, methoxymethyl group, 2-methoxyethyl group, 2-ethoxyethyl group, etc. From the viewpoint of device characteristics, ease of synthesis, etc. and heat resistance, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, t-butyl group, pentyl group, isoamyl Group, hexyl group, octyl group, 2-ethylhexyl group, decyl group and 3,7-dimethyloctyl group are preferred. When there are a plurality of R c s that are alkyl groups that may have a substituent, two alkyl groups may be bonded to each other to form a ring.

置換基を有していてもよいアルコキシ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素数が通常1〜20であり、好ましくは1〜15であり、その具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、s−ブトキシ基、t−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、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、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基、2−エトキシエチルオキシ基等が挙げられ、有機溶媒への溶解性、合成の行いやすさ等の観点と耐熱性とのバランスからは、ペンチルオキシ基、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。   The alkoxy group which may have a substituent may be linear, branched or cyclic, and usually has 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 15 carbon atoms. Specific examples thereof include a methoxy group. Ethoxy group, propyloxy group, isopropyloxy group, butoxy group, isobutoxy group, s-butoxy group, t-butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, cyclohexyloxy group, heptyloxy group, octyloxy group, 2- Ethylhexyloxy group, nonyloxy group, decyloxy group, 3,7-dimethyloctyloxy group, lauryloxy group, trifluoromethoxy group, pentafluoroethoxy group, perfluorobutoxy group, perfluorohexyl group, perfluorooctyl group, methoxymethyl Oxy group, 2-methoxyethyloxy group, 2-ethoxy Ethyloxy group and the like. From the balance of solubility in organic solvent, easiness of synthesis and heat resistance, pentyloxy group, hexyloxy group, octyloxy group, 2-ethylhexyloxy group, decyloxy The group 3,7-dimethyloctyloxy group is preferred.

置換基を有していてもよいアルキルチオ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素数が通常1〜20であり、好ましくは3〜20である。また、前記置換基としては、アルコキシ基等が挙げられる。   The alkylthio group which may have a substituent may be linear, branched or cyclic, and usually has 1 to 20 carbon atoms, preferably 3 to 20 carbon atoms. Examples of the substituent include an alkoxy group.

置換基を有していてもよいアリール基は、芳香族炭化水素から水素原子1個を除いた原子団であり、縮合環をもつ基、独立したベンゼン環又は縮合環2個以上が直接又はビニレン基等を介して結合した基も含まれる。アリール基は、全炭素数が通常6〜60であり、好ましくは7〜48であり、その具体例としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、ペンタフルオロフェニル基が挙げられ、これらは更にアルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、置換アミノ基等の置換基を有していてもよい。これらの有機溶媒への溶解性、素子特性、合成の行いやすさ等の観点からは、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基及びアルキルオキシカルボニル基からなる群から選ばれる置換基を1個以上有するフェニル基が好ましい。その具体例としては、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、4−プロピルフェニル基、メシチル基、4−イソプロピルフェニル基、4−ブチルフェニル基、4−イソブチルフェニル基、4−s−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−ペンチルフェニル基、4−イソアミルフェニル基、4−ヘキシルフェニル基、2,6−ジメチル−4−t−ブチルフェニル基、4−ヘプチルフェニル基、4−オクチルフェニル基、4−ノニルフェニル基、4−デシルフェニル基、4−ドデシルフェニル基、3−メチルオキシフェニル基、4−メチルオキシフェニル基、3,5−ジメチルオキシフェニル基、4−プロピルオキシフェニル基、4−イソプロピルオキシフェニル基、4−ブチルオキシフェニル基、4−イソブチルオキシフェニル基、4−s−ブチルオキシフェニル基、4−t−ブチルオキシフェニル基、4−ヘキシルオキシフェニル基、3,5−ジヘキシルオキシフェニル基、4−ヘプチルオキシフェニル基、4−オクチルオキシフェニル基、4−ノニルオキシフェニル基、4−(メトキシメトキシ)フェニル基、3−(メトキシメトキシ)フェニル基、4−(2−エトキシ−エトキシ)フェニル基、3−(2−エトキシ−エトキシ)フェニル基、3,5−ビス(2−エトキシ−エトキシ)フェニル基、3−メトキシカルボニルフェニル基、4−メトキシカルボニルフェニル基、3,5−ジメトキシカルボニルフェニル基、3−エトキシカルボニルフェニル基、4−エトキシカルボニルフェニル基、3−エチルオキシカルボニル−4−メトキシフェニル基、3−エチルオキシカルボニル−4−エトキシフェニル基、3−エチルオキシカルボニル−4−ヘキシルオキシフェニル基、4−ジフェニルアミノフェニル基が挙げられる。   The aryl group which may have a substituent is an atomic group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic hydrocarbon, and a group having a condensed ring, an independent benzene ring or two or more condensed rings are directly or vinylene. A group bonded through a group or the like is also included. The aryl group generally has 6 to 60 carbon atoms, preferably 7 to 48 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 1-anthracenyl group, and 2-anthracenyl. Group, 9-anthracenyl group, and pentafluorophenyl group, and these may further have a substituent such as an alkyl group, an alkoxy group, an alkyloxycarbonyl group, and a substituted amino group. From the viewpoint of solubility in these organic solvents, device characteristics, easiness of synthesis, etc., it is selected from the group consisting of alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms and alkyloxycarbonyl groups. Preferred is a phenyl group having one or more substituents. Specific examples thereof include 3-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 3,5-dimethylphenyl group, 4-propylphenyl group, mesityl group, 4-isopropylphenyl group, 4-butylphenyl group, 4-isobutyl. Phenyl group, 4-s-butylphenyl group, 4-t-butylphenyl group, 4-pentylphenyl group, 4-isoamylphenyl group, 4-hexylphenyl group, 2,6-dimethyl-4-t-butylphenyl group 4-heptylphenyl group, 4-octylphenyl group, 4-nonylphenyl group, 4-decylphenyl group, 4-dodecylphenyl group, 3-methyloxyphenyl group, 4-methyloxyphenyl group, 3,5-dimethyl Oxyphenyl group, 4-propyloxyphenyl group, 4-isopropyloxyphenyl group, 4-butyloxypheny Group, 4-isobutyloxyphenyl group, 4-s-butyloxyphenyl group, 4-t-butyloxyphenyl group, 4-hexyloxyphenyl group, 3,5-dihexyloxyphenyl group, 4-heptyloxyphenyl group, 4-octyloxyphenyl group, 4-nonyloxyphenyl group, 4- (methoxymethoxy) phenyl group, 3- (methoxymethoxy) phenyl group, 4- (2-ethoxy-ethoxy) phenyl group, 3- (2-ethoxy) -Ethoxy) phenyl group, 3,5-bis (2-ethoxy-ethoxy) phenyl group, 3-methoxycarbonylphenyl group, 4-methoxycarbonylphenyl group, 3,5-dimethoxycarbonylphenyl group, 3-ethoxycarbonylphenyl group 4-ethoxycarbonylphenyl group, 3-ethyloxycarbonyl- - methoxyphenyl group, 3-ethyl-oxy-4- ethoxyphenyl group, 3-ethyl-oxy-4- hexyloxyphenyl group, and a 4-diphenylaminophenyl group.

置換基を有していてもよいアリールオキシ基は、炭素数が通常6〜60であり、好ましくは7〜48であり、その具体例としては、フェノキシ基、C〜C12アルコキシフェノキシ基(C〜C12は、炭素数1〜12であることを示す。以下も同様である。)、C〜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、ペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられ、有機溶媒への溶解性、合成の行いやすさの観点からは、C〜C12アルコキシフェノキシ基、C〜C12アルキルフェノキシ基が好ましい。 The aryloxy group which may have a substituent usually has 6 to 60 carbon atoms, preferably 7 to 48 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenoxy group, a C 1 to C 12 alkoxyphenoxy group ( C 1 -C 12 indicate that it has 1 to 12 carbon atoms, and the same applies to the following.), C 1 -C 12 alkylphenoxy group, 1-naphthyloxy group, 2-naphthyloxy group, pentafluorophenyl An oxy group is mentioned, and from the viewpoint of solubility in an organic solvent and ease of synthesis, a C 1 to C 12 alkoxyphenoxy group and a C 1 to C 12 alkylphenoxy group are preferable.

置換基を有していてもよいアリールチオ基は、炭素数が通常6〜60であり、その具体例としては、フェニルチオ基、C〜C12アルコキシフェニルチオ基、C〜C12アルキルフェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、ペンタフルオロフェニルチオ基が挙げられる。 Good arylthio group which may have a substituent has a carbon atom number of usually 6 to 60, and specific examples thereof include a phenylthio group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl-thio group, C 1 -C 12 alkylphenylthio Group, 1-naphthylthio group, 2-naphthylthio group and pentafluorophenylthio group.

置換基を有していてもよいアリールアルキル基は、炭素数が通常7〜60であり、好ましくは7〜48であり、その具体例としては、フェニル−C〜C12アルキル基、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルキル基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルキル基、1−ナフチル−C〜C12アルキル基、2−ナフチル−C〜C12アルキル基が挙げられ、有機溶媒への溶解性、素子特性、合成の行いやすさの観点からは、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルキル基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルキル基が好ましい。 The arylalkyl group which may have a substituent usually has 7 to 60 carbon atoms, preferably 7 to 48 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenyl-C 1 -C 12 alkyl group, C 1. -C 12 alkoxyphenyl -C 1 -C 12 alkyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 1 -C 12 alkyl group, 1-naphthyl -C 1 -C 12 alkyl group, 2-naphthyl -C 1 -C 12 alkyl groups are mentioned. From the viewpoints of solubility in organic solvents, device characteristics, and ease of synthesis, C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkyl groups, C 1 -C 12 alkylphenyls. -C 1 -C 12 alkyl group are preferable.

置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基は、炭素数が通常7〜60であり、好ましくは7〜48であり、その具体例としては、フェニルメトキシ基、フェニルエトキシ基、フェニルブトキシ基、フェニルペンチロキシ基、フェニルヘキシロキシ基、フェニルヘプチロキシ基、フェニルオクチロキシ基等のフェニル−C〜C12アルコキシ基、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルコキシ基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルコキシ基、1−ナフチル−C〜C12アルコキシ基、2−ナフチル−C〜C12アルコキシ基が挙げられる。 The arylalkoxy group which may have a substituent usually has 7 to 60 carbon atoms, preferably 7 to 48 carbon atoms. Specific examples thereof include a phenylmethoxy group, a phenylethoxy group, a phenylbutoxy group, Phenyl-C 1 -C 12 alkoxy groups such as phenylpentyloxy group, phenylhexyloxy group, phenylheptyloxy group, phenyloctyloxy group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkoxy group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 1 -C 12 alkoxy groups, 1-naphthyl -C 1 -C 12 alkoxy group, a 2-naphthyl -C 1 -C 12 alkoxy group.

置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基は、炭素数が通常7〜60であり、好ましくは7〜48である。また、前記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。   The arylalkylthio group which may have a substituent usually has 7 to 60 carbon atoms, preferably 7 to 48 carbon atoms. Examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.

置換基を有していてもよいアリールアルケニル基は、炭素数が通常8〜60であり、その具体例としては、フェニル−C〜C12アルケニル基(「C〜C12アルケニル」は、アルケニル部分の炭素数が2〜12であることを意味する。以下、同様である。)、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルケニル基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルケニル基、1−ナフチル−C〜C12アルケニル基、2−ナフチル−C〜C12アルケニル基が挙げられる。 The arylalkenyl group which may have a substituent usually has 8 to 60 carbon atoms, and specific examples thereof include a phenyl-C 2 to C 12 alkenyl group (“C 2 to C 12 alkenyl” means that the carbon number of the alkenyl moiety is 2 to 12. hereinafter, the same.), C 1 -C 12 alkoxyphenyl -C 2 -C 12 alkenyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 2 -C 12 alkenyl group, 1-naphthyl -C 2 -C 12 alkenyl group, a 2-naphthyl -C 2 -C 12 alkenyl group.

置換基を有していてもよいアリールアルキニル基は、炭素数が通常8〜60であり、その具体例としては、フェニル−C〜C12アルキニル基(「C〜C12アルキニル」は、アルキニル部分の炭素数が2〜12であることを意味する。以下、同様である。)、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルキニル基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルキニル基、1−ナフチル−C〜C12アルキニル基、2−ナフチル−C〜C12アルキニル基が挙げられる。 Which may have a substituent arylalkynyl group has a carbon number of usually 8 to 60, and examples thereof include phenyl -C 2 -C 12 alkynyl group ( "C 2 -C 12 alkynyl" the number of carbon atoms of the alkynyl moiety means that it is 2 to 12. hereinafter, the same.), C 1 -C 12 alkoxyphenyl -C 2 -C 12 alkynyl group, C 1 -C 12 alkylphenyl -C 2 -C 12 alkynyl group, 1-naphthyl -C 2 -C 12 alkynyl group, a 2-naphthyl -C 2 -C 12 alkynyl group.

置換アミノ基としては、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基及び1価の複素環基から選ばれる1又は2個の基で置換されたアミノ基が挙げられ、該アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複素環基は置換基を有していてもよい。置換アミノ基の炭素数は該置換基の炭素数を含めないで通常1〜60であり、好ましくは2〜48である。具体的には、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、s−ブチルアミノ基、t−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基、ラウリルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ピロリジル基、ピペリジル基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、C〜C12アルコキシフェニルアミノ基、ジ(C〜C12アルコキシフェニル)アミノ基、ジ(C〜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、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジルアミノ基、ピラジルアミノ基、トリアジルアミノ基フェニル−C〜C12アルキルアミノ基、C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルキルアミノ基、C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルキルアミノ基、ジ(C〜C12アルコキシフェニル−C〜C12アルキル)アミノ基、ジ(C〜C12アルキルフェニル−C〜C12アルキル)アミノ基、1−ナフチル−C〜C12アルキルアミノ基、2−ナフチル−C〜C12アルキルアミノ基等が挙げられる。 Examples of the substituted amino group include an amino group substituted with one or two groups selected from an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, and a monovalent heterocyclic group. The alkyl group, aryl group, arylalkyl The monovalent heterocyclic group may have a substituent. Carbon number of a substituted amino group is 1-60 normally without including carbon number of this substituent, Preferably it is 2-48. Specifically, methylamino group, dimethylamino group, ethylamino group, diethylamino group, propylamino group, dipropylamino group, isopropylamino group, diisopropylamino group, butylamino group, isobutylamino group, s-butylamino group T-butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, cyclohexylamino group, heptylamino group, octylamino group, 2-ethylhexylamino group, nonylamino group, decylamino group, 3,7-dimethyloctylamino group, laurylamino group, cyclopentylamino group, dicyclopentylamino group, cyclohexylamino group, dicyclohexylamino group, pyrrolidyl group, piperidyl group, ditrifluoromethylamino group, phenylamino group, diphenylamino group, C 1 -C 12 alkoxy Phenylamino group, a di (C 1 -C 12 alkoxyphenyl) amino group, di (C 1 -C 12 alkylphenyl) amino groups, 1-naphthylamino group, 2-naphthylamino group, pentafluorophenylamino group, pyridylamino group , pyridazinylamino group, pyrimidylamino group, Pirajiruamino group, a phenyl -C triazyl amino group 1 -C 12 alkylamino group, C 1 -C 12 alkoxyphenyl -C 1 -C 12 alkylamino group, C 1 -C 12 alkylphenyl-C 1 -C 12 alkylamino group, di (C 1 -C 12 alkoxyphenyl-C 1 -C 12 alkyl) amino group, di (C 1 -C 12 alkylphenyl-C 1 -C 12 alkyl) Amino group, 1-naphthyl-C 1 -C 12 alkylamino group, 2-naphthyl-C 1- C 12 alkylamino groups and the like.

置換シリル基としては、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基及び1価の複素環基から選ばれる1、2又は3個の基で置換されたシリル基が挙げられる。置換シリル基の炭素数は通常1〜60であり、好ましくは3〜48である。なお、該アルキル基、アリール基、アリールアルキル基、1価の複素環基は置換基を有していてもよい。   Examples of the substituted silyl group include a silyl group substituted with 1, 2 or 3 groups selected from an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group and a monovalent heterocyclic group. Carbon number of a substituted silyl group is 1-60 normally, Preferably it is 3-48. The alkyl group, aryl group, arylalkyl group, and monovalent heterocyclic group may have a substituent.

置換基を有していてもよいアシル基は、炭素数が通常2〜20であり、好ましくは炭素数2〜18であり、その具体例としては、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロベンゾイル基が挙げられる。また、前記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。   The acyl group which may have a substituent usually has 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 18 carbon atoms. Specific examples thereof include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, and an isobutyryl group. , Pivaloyl group, benzoyl group, trifluoroacetyl group, and pentafluorobenzoyl group. Examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.

置換基を有していてもよいアシルオキシ基は、炭素数が通常2〜20であり、好ましくは炭素数2〜18であり、その具体例としては、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセチルオキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基が挙げられる。また、前記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。   The acyloxy group which may have a substituent usually has 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 18 carbon atoms. Specific examples thereof include an acetoxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, an iso group. Examples include butyryloxy group, pivaloyloxy group, benzoyloxy group, trifluoroacetyloxy group, and pentafluorobenzoyloxy group. Examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.

置換基を有していてもよいカルバモイル基は、炭素数が通常2〜20であり、好ましくは炭素数2〜18であり、その具体例としては、ホルムアミド基、アセトアミド基、プロピオアミド基、ブチロアミド基、ベンズアミド基、トリフルオロアセトアミド基、ペンタフルオロベンズアミド基、ジホルムアミド基、ジアセトアミド基、ジプロピオアミド基、ジブチロアミド基、ジベンズアミド基、ジトリフルオロアセトアミド基、ジペンタフルオロベンズアミド基が挙げられる。また、前記置換基としては、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。   The carbamoyl group which may have a substituent usually has 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 18 carbon atoms. Specific examples thereof include a formamide group, an acetamide group, a propioamide group, and a butyroamide group. Benzamide group, trifluoroacetamide group, pentafluorobenzamide group, diformamide group, diacetamide group, dipropioamide group, dibutyroamide group, dibenzamide group, ditrifluoroacetamide group, dipentafluorobenzamide group. Examples of the substituent include an alkyl group and an alkoxy group.

置換基を有していてもよい1価の複素環基とは、複素環式化合物から水素原子1個を除いた残りの原子団をいい、炭素数は通常4〜60であり、好ましくは4〜20である。なお、前記1価の複素環基の炭素数には、複素環に置換した置換基の炭素数は含まれない。ここに複素環式化合物とは、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、燐、硼素等のヘテロ原子を環内に含むものをいう。具体的には、チエニル基、C〜C12アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C〜C12アルキルピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられ、チエニル基、C〜C12アルキルチエニル基、ピリジル基、C〜C12アルキルピリジル基が好ましい。 The monovalent heterocyclic group which may have a substituent means an atomic group remaining after removing one hydrogen atom from a heterocyclic compound, and usually has 4 to 60 carbon atoms, preferably 4 ~ 20. The carbon number of the monovalent heterocyclic group does not include the carbon number of the substituent substituted on the heterocyclic ring. Here, a heterocyclic compound is an organic compound having a cyclic structure in which the elements constituting the ring contain not only carbon atoms but also heteroatoms such as oxygen, sulfur, nitrogen, phosphorus and boron in the ring. Say. Specifically, a thienyl group, C 1 -C 12 alkyl thienyl group, a pyrrolyl group, a furyl group, a pyridyl group, C 1 -C 12 alkyl pyridyl group, piperidyl group, quinolyl group, isoquinolyl group and the like, a thienyl group , C 1 -C 12 alkyl thienyl group, a pyridyl group, a C 1 -C 12 alkyl pyridyl group are preferable.

<高分子結合層の形成方法>
本発明に用いられる高分子結合層としては、例えば、下記式(XI):
<Method for forming polymer bonding layer>
Examples of the polymer binding layer used in the present invention include the following formula (XI):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造を有するものが挙げられる。 What has the structure represented by these is mentioned.

前記式(XI)中のGはs+u+1価の基、原子、カチオン、アニオン、又は単結合であり、中でも、周期表の第14族に属する原子、周期表の第13族に属する原子から生じたアニオン、周期表の第15族に属する原子から生じたカチオン、4価のアダマンチル基、又は単結合であることが好ましく、炭素原子、ケイ素原子、ホウ素アニオン、窒素カチオン、4価のアダマンチル基、又は単結合であることがより好ましく、炭素原子、ケイ素原子、又は単結合であることが特に好ましい。Gはq+1価の基、又は単結合であり、中でも、置換基を有していてもよい芳香環を有するq+1価の基又は単結合であることが好ましい。Gはt+p価の基であり、中でも、置換基を有していてもよい芳香環を有するt+p価の基が好ましい。R17は前記Rと同様に定義される基であり、好ましい範囲も同様である。 G 1 in the formula (XI) is an s + u + 1 valent group, an atom, a cation, an anion, or a single bond, and is generated from an atom belonging to Group 14 of the periodic table or an atom belonging to Group 13 of the periodic table. A cation generated from an atom belonging to Group 15 of the periodic table, a tetravalent adamantyl group, or a single bond, preferably a carbon atom, a silicon atom, a boron anion, a nitrogen cation, a tetravalent adamantyl group, Alternatively, a single bond is more preferable, and a carbon atom, a silicon atom, or a single bond is particularly preferable. G 2 is a q + 1 valent group or a single bond, and among them, a q + 1 valent group or a single bond having an aromatic ring which may have a substituent is preferable. G 3 is a t + p valent group, and among them, a t + p valent group having an aromatic ring which may have a substituent is preferable. R 17 is a group defined in the same manner as R c described above, and the preferred range is also the same.

前記式(XI)中のqは1以上の整数であり、好ましくは1以上10以下の整数であり、より好ましくは1以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1又は2である。sは1以上の整数であり、好ましくは1以上10以下の整数であり、より好ましくは1以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1又は2である。uは0以上の整数であり、好ましくは0以上5以下の整数であり、より好ましくは0以上2以下の整数であり、更に好ましくは0である。tは1以上の整数であり、好ましくは1以上10以下の整数であり、より好ましくは1以上5以下の整数であり、更に好ましくは1以上3以下の整数であり、特に好ましくは1又は2である。Gが周期表の第14族に属する原子、周期表の第13族に属する原子から生じたアニオン、周期表の第15族に属する原子から生じたカチオン又は4価のアダマンチル基である場合、s+u=3であり、Gが単結合である場合、s=1且つu=0である。Gが単結合である場合、q=1である。なお、前記式(XI)中のE、Ar、X、p及びnついては、後述する<共役高分子を結合させる方法(A)>において併せて説明する。 Q in the formula (XI) is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less, and further preferably an integer of 1 or more and 3 or less. Particularly preferred is 1 or 2. s is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less, still more preferably an integer of 1 or more and 3 or less, and particularly preferably 1 or 2 It is. u is an integer of 0 or more, preferably an integer of 0 or more and 5 or less, more preferably an integer of 0 or more and 2 or less, and still more preferably 0. t is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less, still more preferably an integer of 1 or more and 3 or less, and particularly preferably 1 or 2 It is. When G 1 is an atom belonging to Group 14 of the periodic table, an anion generated from an atom belonging to Group 13 of the periodic table, a cation generated from an atom belonging to Group 15 of the periodic table, or a tetravalent adamantyl group, When s + u = 3 and G 1 is a single bond, s = 1 and u = 0. When G 2 is a single bond, q = 1. Note that E, Ar 1 , X 1 , p and n in the formula (XI) will be described together in <Method (A) for binding conjugated polymer> described later.

このような前記式(XI)で表される構造を有する高分子結合層のうち、下記式(V):   Among the polymer binding layers having such a structure represented by the formula (XI), the following formula (V):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造を有するものが好ましい。ここで、r=q×s×tであり、Gは下記式(XII): What has the structure represented by these is preferable. Here, r = q × s × t, and G is the following formula (XII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造となる。前記式(XII)中のG、G、G、p、q、s及びtは前記式(XI)中のG、G、G、p、q、s及びtと同義である。*はE又はArとの結合部位を表す。なお、前記式(XII)中、Gに結合したR17は省略する。 It becomes a structure represented by. G 1, G 2, G 3 , p in the formula (XII), q, G 1 of s and t in the formula (XI), G 2, G 3, p, q, synonymous with s and t is there. * Represents a binding site to E or Ar 1 . In the formula (XII), R 17 bonded to G 2 is omitted.

このような高分子結合層の形成方法は、前記電極上に前記高分子結合層を形成できる方法であればよく、例えば、後述する共役高分子を電極表面に化学結合させる方法〔方法(A)〕や、電極表面に存在する官能基に芳香族化合物を重縮合させる方法〔方法(B)〕が挙げられる。   The polymer bonding layer can be formed by any method as long as the polymer bonding layer can be formed on the electrode. For example, a method of chemically bonding a conjugated polymer described later to the electrode surface [Method (A) And a method [method (B)] in which an aromatic compound is polycondensed with a functional group present on the electrode surface.

<共役高分子を結合させる方法(A)>
まず、共役高分子を結合させる方法(A)について、前記式(V)で表される高分子結合層を形成する場合を例に説明する。この方法(A)は、下記式(II):
<Method of binding conjugated polymer (A)>
First, the method (A) for bonding a conjugated polymer will be described by taking as an example the case where the polymer binding layer represented by the formula (V) is formed. This method (A) comprises the following formula (II):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される共役高分子の種類及び分子量にもよるが、気相、液相、又は固相で行うことができ、取り扱いの容易さの観点から、液相で行うことが好ましい。気相で行う場合は、蒸着等の方法によって真空中で清浄な電極上に堆積させて形成することができる。固相で行う場合は、前記式(II)で表される共役高分子を清浄な電極上に擦りつけて形成することができる。液相で行う場合は、前記式(II)で表される共役高分子を0.0001質量%以上の濃度で含有する溶液に前記電極を浸漬したり、この溶液を前記電極に塗布したり、あるいはこの溶液に前記電極を浸漬した後にこの溶液を更に上に塗布することによって、前記電極上に前記高分子結合層を形成することができる。なお、前記式(II)の詳細については後述する。 Depending on the kind and molecular weight of the conjugated polymer represented by the formula, it can be carried out in the gas phase, liquid phase, or solid phase, and is preferably carried out in the liquid phase from the viewpoint of ease of handling. When performed in a gas phase, it can be formed by depositing on a clean electrode in a vacuum by a method such as vapor deposition. When performed in a solid phase, it can be formed by rubbing the conjugated polymer represented by the formula (II) on a clean electrode. When performing in the liquid phase, the electrode is immersed in a solution containing the conjugated polymer represented by the formula (II) at a concentration of 0.0001% by mass or more, or the solution is applied to the electrode. Alternatively, the polymer bonding layer can be formed on the electrode by immersing the electrode in the solution and then applying the solution on the electrode. The details of the formula (II) will be described later.

また、いずれの方法においても電極の表面を洗浄しておくことが好ましい。電極表面に汚れ、ゴミ等が付着していると高分子結合層に欠陥が生じる場合がある。そのため、電極を洗浄した後、直ちに電極上に高分子結合層を形成する工程に入ることが好ましい。洗浄方法は電極の種類に応じて選択することができ、それぞれの電極について公知の方法を用いることができる。欠陥の少ない高分子結合層を形成するためには、洗浄の最終工程で、オゾン、プラズマ等で処理することが好ましく、オゾン、酸素プラズマ等の活性酸素種で処理することが更に好ましく、簡便さの観点から、オゾンで処理することが特に好ましい。   In any method, it is preferable to clean the surface of the electrode. If dirt or dust adheres to the electrode surface, defects may occur in the polymer binding layer. Therefore, it is preferable to immediately enter the step of forming a polymer binding layer on the electrode after washing the electrode. The cleaning method can be selected according to the type of electrode, and a known method can be used for each electrode. In order to form a polymer bonding layer with few defects, it is preferable to treat with ozone, plasma, etc. in the final cleaning step, more preferably with active oxygen species such as ozone, oxygen plasma, etc. In view of the above, it is particularly preferable to treat with ozone.

前記式(II)で表される共役高分子を含む溶液の濃度は、前記式(I)で表される構造を有する芳香族高分子化合物により構成される高分子結合層を安定に得るという観点からは、0.0001〜50質量%が好ましく、0.001〜10質量%がより好ましく、0.005〜1質量%が特に好ましい。また、浸漬により高分子結合層を形成する場合の浸漬時間は、前記共役高分子の種類によって異なるが、通常100時間以内である。   The concentration of the solution containing the conjugated polymer represented by the formula (II) is a viewpoint that the polymer binding layer composed of the aromatic polymer compound having the structure represented by the formula (I) is stably obtained. Is preferably 0.0001 to 50% by mass, more preferably 0.001 to 10% by mass, and particularly preferably 0.005 to 1% by mass. In addition, the immersion time when the polymer binding layer is formed by immersion is usually within 100 hours, although it varies depending on the kind of the conjugated polymer.

また、前記溶液は、不純物を極力除去したものを用いることが好ましい。特に、ゴミ、電極表面に吸着する性質の他の分子が前記溶液に混入していると、得られる高分子結合層に欠陥が生じる場合がある。このようにして形成された前記高分子結合層は、前記(V)で表される構造を有するものである。   Further, it is preferable to use a solution from which impurities are removed as much as possible. In particular, if dust or other molecules adsorbing on the electrode surface are mixed in the solution, defects may occur in the resulting polymer bonding layer. The polymer bonding layer thus formed has a structure represented by (V).

前記式(II)、(V)及び(XI)中のArは前記式(I)中のArと同義である。Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xは末端基であり、rは1以上10以下の整数であり、n及びpはそれぞれ独立に1以上の整数である。rが2以上である場合、存在する複数のEやEは同一であっても異なっていてもよい。nが2以上である場合、存在する複数のArは同一であっても異なっていてもよい。pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよい。また、前記Xは、Ar中の芳香環を構成する炭素原子に結合している。 Ar 1 in the formulas (II), (V) and (XI) has the same meaning as Ar in the formula (I). G is an r + p-valent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, r is an integer of 1 to 10, and n and p are each independently an integer of 1 or more. When r is 2 or more, a plurality of existing E a and E may be the same or different. When n is 2 or more, the plurality of Ar 1 present may be the same or different. When p is 2 or more, the plurality of X 1 present may be the same or different. X 1 is bonded to the carbon atom constituting the aromatic ring in Ar 1 .

前記式(II)、(V)及び(XI)中の末端基Xとしては、水素原子、ハロゲン原子、ニトロ基、−SO(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す)で示される基、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルケニル基、置換基を有していてもよいアリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよいアシルオキシ基、カルバモイル基、イミド残基、置換基を有していてもよい1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基、ヒドロキシ基、スルホン酸基、シアノ基、リン酸基及びメルカプト基等が挙げられ、好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、ハロゲン原子、スルホン酸基であり、より好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基である。末端基Xが複数存在する場合には、それらは同じであっても互いに異なっていてもよい。 The terminal group X 1 in the formulas (II), (V) and (XI) includes a hydrogen atom, a halogen atom, a nitro group, —SO 3 Q a (where Q a may have a substituent). A good alkyl group or an aryl group which may have a substituent), an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. An alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, an arylthio group which may have a substituent, a substituent Arylalkyl group which may have, arylalkoxy group which may have substituent, arylalkylthio group which may have substituent, arylalkenyl group which may have substituent, substituted Arylalkyl optionally having a group Nyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, halogen atom, optionally substituted acyl group, optionally substituted acyloxy group, carbamoyl group, imide residue A monovalent heterocyclic group optionally having a substituent, a carboxyl group, a substituted carboxyl group, a hydroxy group, a sulfonic acid group, a cyano group, a phosphoric acid group and a mercapto group, preferably a hydrogen atom, An alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, a substitution An arylalkyl group which may have a group, an arylalkoxy group which may have a substituent, a halogen atom or a sulfonic acid group, more preferably a hydrogen atom or a substituent. Aryl group which may have a substituent aryloxy group, an aryl alkyl group which may have a substituent. When a plurality of end groups X 1 are present, they may be the same or different from each other.

前記式(II)中のEとしては、好ましくは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基(−COCl)、クロロホスホン酸基(−POCl)、クロロスルホン酸基(−SOCl)、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基であり、より好ましくはメルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基及びクロロスルホン酸基からなる群から選ばれる1価の基であり、更に好ましくはメルカプト基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基及びクロロスルホン酸基からなる群から選ばれる1価の基であり、特に好ましくはメルカプト基及びカルボキシル基からなる群から選ばれる1価の基である。なお、置換ジスルフィド基は2個のメルカプト基がしばしば結合して生じるが、メルカプト基と同様に共有結合、配位結合、水素結合及びイオン結合からなる群から選ばれる少なくとも一種の相互作用を引き起こす機能を有するものである。 E a in the formula (II) is preferably a mercapto group, a hydroxy group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a trialkoxysilyl group, a trihydroxysilyl group, a chlorocarbonyl group (—COCl), A monovalent group selected from the group consisting of a chlorophosphonic acid group (—POCl 2 ), a chlorosulfonic acid group (—SO 2 Cl), a cyanato group, an isocyanato group, an amino group, a substituted amino group, and a substituted disulfide group; More preferably, it is a monovalent group selected from the group consisting of a mercapto group, a hydroxy group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a chlorocarbonyl group, a chlorophosphonic acid group and a chlorosulfonic acid group, and more preferably a mercapto group. Group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, chlorocarbonyl group, chlorophos It is a monovalent group selected from the group consisting of phonic acid groups and chlorosulfonic acid groups, and particularly preferably a monovalent group selected from the group consisting of mercapto groups and carboxyl groups. In addition, the substituted disulfide group is often formed by the combination of two mercapto groups. Like the mercapto group, the substituted disulfide group causes at least one kind of interaction selected from the group consisting of a covalent bond, a coordination bond, a hydrogen bond and an ionic bond. It is what has.

ここで置換ジスルフィド基とは−SS−Rで表される基であり、Rはアルキル基、アリール基、アリールアルキル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基であることが好ましく、アルキル基、アリール基であることがより好ましい。 Here, the substituted disulfide group is a group represented by -SS- RD , and RD is preferably an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group, an arylalkenyl group, or an arylalkynyl group. More preferably, it is a group.

前記式(V)及び(XI)中のEは、前記式(II)中のEが電極表面に存在する反応性基と化学結合して生じる基であり、好ましくは、前記式(II)中のEが電極表面に存在する反応性基と反応して共有結合、配位結合、水素結合及びイオン結合からなる群から選ばれる少なくとも一種の相互作用により形成された結合基である。このような結合基Eを形成するEとしては、前記式(II)のEとして例示した1価の基が挙げられる。 E in the formulas (V) and (XI) is a group formed by chemical bonding of E a in the formula (II) with a reactive group present on the surface of the electrode, preferably the formula (II) E a therein is a linking group formed by at least one interaction selected from the group consisting of a covalent bond, a coordinate bond, a hydrogen bond and an ionic bond by reacting with a reactive group present on the electrode surface. As the E a for forming the bonding group E such a monovalent group exemplified as E a in the formula (II).

なお、前記式(V)及び(XI)中の結合基Eの状態、すなわち、Eと電極表面に存在する反応性基との結合状態は明らかではないが、前記式(II)中のEがメルカプト基(−SH)の場合を例に説明する。メルカプト基が電極表面に存在する反応性基と共有結合を形成する場合は、メルカプト基の水素原子が電極表面上の原子に置換された構造で表すことができる。メルカプト基が電極表面に存在する反応性基と配位結合を形成する場合、メルカプト基の硫黄原子上の非共有電子対が電極表面上の原子に供与され結合した状態で表すことができる。メルカプト基が電極表面に存在する反応性基と水素結合を形成する場合、メルカプト基の水素原子又は硫黄原子が電極表面上の原子と水素結合した状態で表すことができる。メルカプト基が電極表面に存在する反応性基とイオン結合する場合、メルカプト基の水素原子がプトロンとして脱離し生成したメルカプチドイオンと電極表面上のカチオン種とが静電的相互作用した状態で表すことができる。 Incidentally, the formula (V) and (XI) of the binding group E in the state, i.e., is not clear binding state between the reactive groups present in E a and the electrode surface, E in the formula (II) The case where a is a mercapto group (—SH) will be described as an example. When the mercapto group forms a covalent bond with the reactive group present on the electrode surface, it can be represented by a structure in which the hydrogen atom of the mercapto group is replaced with an atom on the electrode surface. When the mercapto group forms a coordinate bond with the reactive group present on the electrode surface, the unshared electron pair on the sulfur atom of the mercapto group can be represented by being donated and bonded to the atom on the electrode surface. When a mercapto group forms a hydrogen bond with a reactive group present on the electrode surface, the hydrogen atom or sulfur atom of the mercapto group can be represented by a hydrogen bond with an atom on the electrode surface. When a mercapto group is ionically bonded to a reactive group present on the electrode surface, the mercapto ion generated by elimination of the hydrogen atom of the mercapto group as a ptron and the cationic species on the electrode surface are expressed in an electrostatic interaction state. be able to.

電極表面に存在する反応性基とは、前記式(II)中のEと反応しうる電極表面の原子および原子団を示す。例えば、電極がアルミニウムである場合には、その表面に存在するアルミニウム原子やそれから生じるアルミニウムイオンが反応性基であり、電極が銀である場合には、その表面に存在する銀原子やそれから生じる銀イオンが反応性基である。また、このような金属電極の表面が酸化されている場合には、その表面に存在する酸素原子、酸素イオン、ヒドロキシ基などの原子団、金属原子および金属イオンが反応性基である。例えば、電極がITOなどの酸化物からなる場合には、その表面に存在する酸素原子、酸素イオン、ヒドロキシ基などの原子団、金属原子および金属イオンが反応性基である。このような反応性基は電極表面に存在するものであり、洗浄処理や活性化処理などにより電極と前記式(II)中のEとの反応性を向上させることができる。 The reactive groups present on the electrode surface, represents an atomic and atomic groups of formula (II) in E a and capable of reacting with the electrode surface of the. For example, when the electrode is aluminum, the aluminum atoms present on the surface and the aluminum ions generated therefrom are reactive groups, and when the electrode is silver, the silver atoms present on the surface and the silver generated therefrom are present. Ions are reactive groups. When the surface of such a metal electrode is oxidized, an atomic group such as an oxygen atom, an oxygen ion, or a hydroxy group, a metal atom, and a metal ion present on the surface are reactive groups. For example, when the electrode is made of an oxide such as ITO, an atomic group such as an oxygen atom, an oxygen ion, or a hydroxy group, a metal atom, and a metal ion present on the surface are reactive groups. Such reactive groups are those present on the electrode surface, it is possible to improve the reactivity due cleaning treatment and activation treatment the electrode and E a in the formula (II).

前記式(II)及び(V)中のGは、芳香環を有するr+p価の基である。したがって、前記式(XI)(ただし、r=q×s×tである。)においてG、G、Gのうちの少なくとも1個は芳香環を有する基である。また、前記式(II)及び(V)中のGは、単環、縮合環、環集合又は有橋多環のr+p価の基であることが好ましい。また、前記r+p価の基は、下記式(1)〜(16): G in the formulas (II) and (V) is an r + p-valent group having an aromatic ring. Accordingly, at least one of G 1 , G 2 , and G 3 in the formula (XI) (where r = q × s × t) is a group having an aromatic ring. Further, G in the formulas (II) and (V) is preferably a monocyclic ring, a condensed ring, a ring assembly, or a bridged polycyclic r + p-valent group. The r + p-valent group is represented by the following formulas (1) to (16):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される複素環及び芳香環のうちの少なくとも1個を含む単環、縮合環、環集合又は有橋多環であることが好ましく、前記式(5)で表される複素環を1個含む単環、縮合環、環集合又は有橋多環であることがより好ましい。前記単環、前記縮合環、前記環集合及び前記有橋多環は置換基を有していてもよい。なお、前記式(1)〜(16)は、結合部位及び置換基を省略したものである。また、本発明において「芳香環を有する基」とは、芳香族炭素水素基及び複素環式芳香族炭化水素基を包含する。前記式(V)中のGが単環、縮合環、環集合又は有橋多環のr+p価の基である場合、前記式(XI)(ただし、r=q×s×tである。)中のG及びGはともに単結合であり、GはGであり、q=1、s=1、t=r、u=0である。 It is preferably a monocyclic ring, a condensed ring, a ring assembly or a bridged polycyclic ring containing at least one of the heterocyclic ring and the aromatic ring represented by formula (5), and one heterocyclic ring represented by the formula (5) It is more preferably a monocyclic ring, a condensed ring, a ring assembly, or a bridged polycyclic ring. The monocycle, the fused ring, the ring assembly, and the bridged polycycle may have a substituent. In the formulas (1) to (16), the binding site and the substituent are omitted. In the present invention, the “group having an aromatic ring” includes an aromatic carbon hydrogen group and a heterocyclic aromatic hydrocarbon group. When G in the formula (V) is a monocyclic, condensed ring, ring assembly, or bridged polycyclic r + p valent group, the formula (XI) (where r = q × s × t). G 1 and G 2 therein are both single bonds, G 3 is G, and q = 1, s = 1, t = r, u = 0.

このような芳香環を有する基としては、例えば、ベンゼン環、ピリジン環、1,2−ジアジン環、1,3−ジアジン環、1,4−ジアジン環、1,3,5−トリアジン環、フラン環、ピロール環、チオフェン環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、アザジアゾール環の単環性芳香環;該単環性芳香環の中から互いに独立に選んだ2個以上が縮環した縮環性芳香環;該単環性芳香環及び/又は該縮合多環性芳香環の中から互いに独立に選んだ2個以上の環を、単結合、メチレン基、エチレン基、エテニレン基、エチニレン基、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、カルボニル基、スルホニル基等の2価の原子又は基で連結した芳香環集合;該縮合多環性芳香環又は該芳香環集合の隣り合う2個の芳香環をメチレン基、エチレン基、カルボニル基、スルホニル基等の2価の基で橋架けした架橋を1以上有する有橋多環式芳香環を挙げることができる。また、前記縮環性芳香環において縮環する単環性芳香環の数としては2〜4が好ましく、2〜3がより好ましく、2が更に好ましい。前記芳香環集合において連結する単環性芳香環及び/又は縮環性芳香環の数としては2〜4が好ましく、2〜3がより好ましく、2が更に好ましい。前記有橋多環式芳香環において橋かけされる単環性芳香環及び/又は縮環性芳香環の数としては2〜4が好ましく、2〜3がより好ましく、2が更に好ましい。   Examples of the group having an aromatic ring include a benzene ring, a pyridine ring, a 1,2-diazine ring, a 1,3-diazine ring, a 1,4-diazine ring, a 1,3,5-triazine ring, and a furan. A monocyclic aromatic ring such as a ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a pyrazole ring, an imidazole ring, an oxazole ring, a thiazole ring, an oxadiazole ring, a thiadiazole ring, or an azadiazole ring; A condensed aromatic ring in which two or more are condensed; two or more rings independently selected from the monocyclic aromatic ring and / or the condensed polycyclic aromatic ring are a single bond, methylene group An aromatic ring assembly linked by a divalent atom or group such as ethylene group, ethenylene group, ethynylene group, oxygen atom, sulfur atom, imino group, carbonyl group, sulfonyl group; the condensed polycyclic aromatic ring or the aromatic ring Collection Two aromatic rings a methylene group adjacent to, an ethylene group, a carbonyl group, and a bridged polycyclic aromatic ring having 1 or more bridged crosslinked with divalent group such as a sulfonyl group. Further, the number of monocyclic aromatic rings condensed in the condensed aromatic ring is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, and still more preferably 2. The number of monocyclic aromatic rings and / or condensed aromatic rings connected in the aromatic ring assembly is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, and still more preferably 2. The number of monocyclic aromatic rings and / or condensed aromatic rings that are bridged in the bridged polycyclic aromatic ring is preferably 2 to 4, more preferably 2 to 3, and still more preferably 2.

以下に、このような芳香環を有する基の具体例を、その基本構造(即ち、非置換状態のもの)で示す。なお、以下の化学式は、結合部位を省略したものである。前記単環性芳香環としては、例えば、   Specific examples of such a group having an aromatic ring are shown below in terms of its basic structure (that is, in an unsubstituted state). In the following chemical formula, the binding site is omitted. Examples of the monocyclic aromatic ring include:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

が挙げられる。 Is mentioned.

縮合性芳香環としては、例えば、   As the condensed aromatic ring, for example,

Figure 2011029366
Figure 2011029366

が挙げられる。 Is mentioned.

芳香環集合としては、例えば、   As an aromatic ring assembly, for example,

Figure 2011029366
Figure 2011029366

が挙げられる。 Is mentioned.

有橋多環式芳香環としては、例えば、   Examples of the bridged polycyclic aromatic ring include:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

が挙げられる。 Is mentioned.

これらの芳香環を有する基の中でも、前記式20、21、23、24、25、26、29、30、33、34、50、51、53、54、56、58、66、67、72、75、76、80、81、82、90、91、92、93、94、96、97、98、99、100、101、106、107、108、109、110、111、112、120、124、129、130で表される芳香環を有する基が好ましく、前記式20、21、23、24、25、26、50、53、80、82、90、91、92、93、94、96、97、106、107、108、109、110、111、120、124で表される芳香環を有する基がより好ましく、前記式20、21、23、24、25、26、80、90、94、96、97、107、111、120、124で表される芳香環を有する基が更に好ましく、前記式20、21、25、26、90、97、120、124で表される芳香環を有する基が特に好ましく、前記式20、25、90、97、120で表される芳香環を有する基がとりわけ好ましい。   Among these groups having an aromatic ring, the formulas 20, 21, 23, 24, 25, 26, 29, 30, 33, 34, 50, 51, 53, 54, 56, 58, 66, 67, 72, 75, 76, 80, 81, 82, 90, 91, 92, 93, 94, 96, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 110, 111, 112, 120, 124, The group having an aromatic ring represented by 129, 130 is preferable, and the formulas 20, 21, 23, 24, 25, 26, 50, 53, 80, 82, 90, 91, 92, 93, 94, 96, 97 , 106, 107, 108, 109, 110, 111, 120, 124 are more preferable, and groups having an aromatic ring represented by the formulas 20, 21, 23, 24, 25, 26, 80, 90, 94, 96 are preferable. 97, 10 , 111, 120, and 124 are more preferable, and groups having an aromatic ring represented by the formulas 20, 21, 25, 26, 90, 97, 120, and 124 are particularly preferable. Groups having an aromatic ring represented by the formulas 20, 25, 90, 97 and 120 are particularly preferred.

また、本発明において、前記芳香環を有する基は、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子のみからなることが好ましく、水素原子、炭素原子、窒素原子のみからなることがより好ましい。   In the present invention, the group having an aromatic ring preferably consists of only a hydrogen atom, a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom, and more preferably consists only of a hydrogen atom, a carbon atom and a nitrogen atom.

前記芳香環を有する基は、それを構成する炭素原子に結合した水素原子が、ヒドロキシ基、フッ素原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、炭化水素二置換アミノ基、アルキルチオ基、炭化水素カルボニル基、炭化水素オキシカルボニル基、炭化水素二置換アミノカルボニル基、炭化水素スルホニル基により置換されてもよい。中でも、置換基としては、フッ素原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、炭化水素二置換アミノ基、アルキルチオ基、炭化水素カルボニル基、炭化水素オキシカルボニル基がより好ましく、フッ素原子、ニトロ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、炭化水素二置換アミノ基が更に好ましい。また、芳香環を構成する窒素原子に結合した水素原子が、炭化水素基で置換されてもよい。更に、このような炭素原子上の置換基及び/又は窒素原子上の置換基が2個以上存在する場合には、それらから選ばれる2個の置換基が互いに結合して環を形成してもよい。   In the group having an aromatic ring, a hydrogen atom bonded to a carbon atom constituting the aromatic ring is a hydroxy group, a fluorine atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a hydrocarbon disubstituted amino group, an alkylthio group, a carbonized group. It may be substituted with a hydrogen carbonyl group, a hydrocarbon oxycarbonyl group, a hydrocarbon disubstituted aminocarbonyl group, or a hydrocarbon sulfonyl group. Among these, as the substituent, a fluorine atom, a nitro group, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, a hydrocarbon disubstituted amino group, an alkylthio group, a hydrocarbon carbonyl group, and a hydrocarbon oxycarbonyl group are more preferable. More preferably a group, a cyano group, an alkyl group, an alkoxy group, or a hydrocarbon disubstituted amino group. Moreover, the hydrogen atom couple | bonded with the nitrogen atom which comprises an aromatic ring may be substituted by the hydrocarbon group. Further, when there are two or more substituents on the carbon atom and / or nitrogen atom, two substituents selected from them may be bonded to each other to form a ring. Good.

前記の炭化水素カルボニル基、炭化水素オキシカルボニル基、炭化水素スルホニル基とは、カルボニル基、オキシカルボニル基、スルホニル基のそれぞれについて前記炭化水素基が1個結合した基である。炭化水素二置換アミノ基、炭化水素二置換アミノカルボニル基とは、アミノ基、アミノカルボニル基のそれぞれについて前記炭化水素基が2個結合した基である。   The hydrocarbon carbonyl group, hydrocarbon oxycarbonyl group, and hydrocarbon sulfonyl group are groups in which one hydrocarbon group is bonded to each of a carbonyl group, an oxycarbonyl group, and a sulfonyl group. A hydrocarbon disubstituted amino group and a hydrocarbon disubstituted aminocarbonyl group are groups in which two hydrocarbon groups are bonded to each of an amino group and an aminocarbonyl group.

前記芳香環を有する基が2官能性以上の有機基である場合には、前記芳香環を有する基の炭素原子上の置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、炭化水素二置換アミノ基、アルキルチオ基、炭化水素カルボニル基、炭化水素オキシカルボニル基が好ましく、アルキル基、アルコキシ基、炭化水素二置換アミノ基がより好ましく、アルキル基、アルコキシ基が更に好ましい。また、窒素原子上の置換基としては、アルキル基が好ましい。   When the group having an aromatic ring is a bifunctional or higher functional organic group, examples of the substituent on the carbon atom of the group having an aromatic ring include an alkyl group, an alkoxy group, a hydrocarbon disubstituted amino group, an alkylthio group. Group, hydrocarbon carbonyl group and hydrocarbon oxycarbonyl group are preferred, alkyl group, alkoxy group and hydrocarbon disubstituted amino group are more preferred, and alkyl group and alkoxy group are still more preferred. Moreover, as a substituent on a nitrogen atom, an alkyl group is preferable.

前記式(II)、(V)及び(XI)中のnは1以上の整数であり、好ましくは1以上1×10以下の整数であり、より好ましくは1以上1×10以下の整数であり、更に好ましくは1以上1×10以下の整数である。また、前記式(II)及び(V)中のrは1以上10以下の整数であり、1以上5以下の整数であることが好ましく、1以上3以下の整数であることがより好ましく、1又は2であることが特に好ましい。但し、前記式(II)及び(V)中のGが単環性芳香環構造であって該環構造を構成する炭素原子が2個の場合(例えば、前記式11、12及び15)には、rは1であり、前記炭素原子が3個の場合(例えば、前記式5、8〜10及び13)にはrは1又は2である。 N in the formulas (II), (V) and (XI) is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more and 1 × 10 6 or less, more preferably an integer of 1 or more and 1 × 10 5 or less. More preferably, it is an integer of 1 or more and 1 × 10 4 or less. In the formulas (II) and (V), r is an integer of 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3. Or 2 is particularly preferred. However, when G in the formulas (II) and (V) is a monocyclic aromatic ring structure and the number of carbon atoms constituting the ring structure is two (for example, the formulas 11, 12, and 15) , R is 1, and r is 1 or 2 when the number of carbon atoms is 3 (for example, the formulas 5, 8 to 10 and 13).

前記式(II)、(V)及び(XI)中のpは1以上の整数であり、1以上10以下の整数であることが好ましく、1以上5以下の整数であることがより好ましく、1以上3以下の整数であることが特に好ましく、1又は2であることがとりわけ好ましい。但し、前記式(II)及び(V)中のGが単環性芳香環構造であって該環構造を構成する炭素原子が2個の場合(例えば、前記式11、12及び15)には、pは1であり、前記炭素原子が3個の場合(例えば、前記式5、8〜10及び13)にはpは1又は2である。   P in the formulas (II), (V) and (XI) is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more and 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less. An integer of 3 or less is particularly preferable, and 1 or 2 is particularly preferable. However, when G in the formulas (II) and (V) is a monocyclic aromatic ring structure and the number of carbon atoms constituting the ring structure is two (for example, the formulas 11, 12, and 15) , P is 1, and p is 1 or 2 when the number of carbon atoms is 3 (for example, the formulas 5, 8 to 10 and 13).

また、前記式(II)及び(V)において、Gの価数であるr+pは2以上20以下の整数であることが好ましく、2以上10以下の整数であることがより好ましく、2以上5以下の整数であることが更に好ましく、2又は3であることが特に好ましい。   In the formulas (II) and (V), r + p which is the valence of G is preferably an integer of 2 to 20, more preferably an integer of 2 to 10, more preferably 2 to 5. It is more preferable that it is an integer of 2, and 2 or 3 is particularly preferable.

本発明においては、前記式(II)、(V)及び(XI)中のArは、下記式(VI): In the present invention, Ar 1 in the formulas (II), (V) and (XI) is represented by the following formula (VI):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有し、及び/又は、下記式(VII): Is contained in an amount of 0.1% by mass or more based on the total mass of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer, and / or the following formula ( VII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有することが好ましい。前記式(VI)で表される繰り返し単位の含有率は1質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが特に好ましい。また、前記式(VII)で表される繰り返し単位の含有率は1質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることが特に好ましい。 It is preferable that 0.1 mass% or more is contained with respect to the total mass of the number of all the repeating units in the aromatic polymer compound which comprises the said polymer coupling layer. The content of the repeating unit represented by the formula (VI) is more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 5% by mass or more. The content of the repeating unit represented by the formula (VII) is more preferably 1% by mass or more, and particularly preferably 5% by mass or more.

また、本発明の積層構造体においては、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の合計に対して、前記式(VI)で表される繰り返し単位のモル百分率と前記式(VII)で表される繰り返し単位のモル百分率との合計が、10モル%以上100モル%以下であることが好ましく、15モル%以上100モル%以下であることがより好ましく、20モル%以上100モル%以下であることが更に好ましい。   Further, in the laminated structure of the present invention, the molar percentage of the repeating unit represented by the formula (VI) with respect to the total of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer; The total of the repeating units represented by the formula (VII) and the mole percentage is preferably 10 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 15 mol% or more and 100 mol% or less, and more preferably 20 mol% % To 100 mol% is more preferable.

前記式(VI)中のRは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基であり、複数存在する場合には同一であっても異なっていてもよい。
また、共重合体の安定性や合成のしやすさ等の観点から、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよい1価の複素環基であることが好ましく、より好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基であり、更に好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基である。置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基であるRが複数存在する場合には互いに結合して環を形成していてもよい。
R 5 in the formula (VI) is a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an aryl group that may have a substituent, or an arylalkyl group that may have a substituent. Or it is the monovalent | monohydric heterocyclic group which may have a substituent, and when two or more exist, it may be same or different.
From the viewpoints of copolymer stability and ease of synthesis, R 5 is a hydrogen atom, an alkyl group that may have a substituent, an aryl group that may have a substituent, An arylalkyl group which may have a substituent and a monovalent heterocyclic group which may have a substituent are preferable, and an alkyl group which may have a substituent and a substituted group are more preferable. An aryl group which may have a group and an arylalkyl group which may have a substituent, and more preferably an alkyl group which may have a substituent and a substituent. An aryl group. When there are a plurality of R 5 s , which may be an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, they may be bonded to each other to form a ring.

前記式(VI)及び(VII)中のRは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルケニル基、置換基を有していてもよいアリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、イミド残基、置換基を有していてもよい1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基又はシアノ基であり、複数存在する場合には同一であっても異なっていてもよい。また、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアシル基、置換カルボキシル基及びシアノ基が好ましく、より好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールオキシ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルコキシ基、置換カルボキシル基であり、更に好ましくは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有していてもよいアリール基であり、特に好ましくは水素原子、アルキル基である。置換基を有していてもよいアルキル基であるRが複数存在する場合には互いに結合して環を形成していてもよい。 R 6 in the formulas (VI) and (VII) may be a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or a substituent. A good alkylthio group, an aryl group which may have a substituent, an aryloxy group which may have a substituent, an arylthio group which may have a substituent, and an optionally substituted group An arylalkyl group, an arylalkoxy group which may have a substituent, an arylalkylthio group which may have a substituent, an arylalkenyl group which may have a substituent, and a substituent. Aryl alkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, halogen atom, optionally substituted acyl group, acyloxy group, carbamoyl group, imide residue, substituted group Even if There monovalent heterocyclic group, a carboxyl group, a substituted carboxyl group or cyano group, or be the same or different when there are multiple. R 6 has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. An aryloxy group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkoxy group which may have a substituent, a substituted amino group, a substituted silyl group and a substituent. An acyl group, a substituted carboxyl group and a cyano group are preferred, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. A good aryl group, an aryloxy group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkoxy group which may have a substituent, a substituted carboxyl group, Good A hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and an aryl group which may have a substituent, particularly preferably a hydrogen atom, It is an alkyl group. When there are a plurality of R 6 which are alkyl groups which may have a substituent, they may be bonded to each other to form a ring.

また、本発明の積層構造体に用いられる芳香族高分子化合物としては、下記式(VIII):   Moreover, as an aromatic high molecular compound used for the laminated structure of this invention, following formula (VIII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される共役高分子も好ましい。 A conjugated polymer represented by

前記式(VIII)中のArは前記式(I)及び(II)中のArと同義であり、X、n及びpはそれぞれ前記式(II)中のX、n及びpと同義である。また、iは1以上の整数であり、1以上10以下の整数であることが好ましく、1以上5以下の整数であることがより好ましく、1以上3以下の整数であることが特に好ましく、1又は2であることがとりわけ好ましい。i+pは2以上20以下の整数であり、好ましくは2以上10以下の整数であり、より好ましくは2以上5以下の整数であり、特に好ましくは2又は3である。iが2以上の場合には複数存在するY及びRは同一であっても異なっていてもよい。また、pが2以上の場合には複数存在するXは同一であっても異なっていてもよい。 Wherein Ar 1 in the formula (VIII) has the same meaning as Ar in the formula (I) and (II), X 1, n and p as defined in X 1, n and p are each the formula (II) It is. I is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 or more, 10 or less, more preferably an integer of 1 or more and 5 or less, particularly preferably an integer of 1 or more and 3 or less. Or 2 is particularly preferred. i + p is an integer of 2 or more and 20 or less, preferably an integer of 2 or more and 10 or less, more preferably an integer of 2 or more and 5 or less, and particularly preferably 2 or 3. When i is 2 or more, a plurality of Y and R 7 may be the same or different. When p is 2 or more, a plurality of X 1 may be the same or different.

前記式(VIII)中のAr15は、芳香環を有するi+p価の基であり、単環、縮合環、環集合又は有橋多環のr+p価の基であることが好ましい。また、前記r+p価の基は、前記式(1)〜(16)で表される複素環及び芳香環のうちの少なくとも1個を含む単環、縮合環、環集合又は有橋多環であることが好ましい。前記単環、前記縮合環、前記環集合及び前記有橋多環は置換基を有していてもよい。このような芳香環を有する基の基本構造(非置換状態のもの)の具体例としては前記式20〜133で表されるもの(結合部位を省略)が挙げられる。 Ar 15 in the formula (VIII) is an i + p-valent group having an aromatic ring, and is preferably a monocyclic, condensed ring, ring assembly, or bridged polycyclic r + p-valent group. The r + p-valent group is a monocyclic ring, a condensed ring, a ring assembly, or a bridged polycyclic ring including at least one of the heterocyclic ring and the aromatic ring represented by the formulas (1) to (16). It is preferable. The monocycle, the fused ring, the ring assembly, and the bridged polycycle may have a substituent. Specific examples of the basic structure (unsubstituted state) of the group having an aromatic ring include those represented by the above formulas 20 to 133 (bonding sites are omitted).

これらの芳香環を有する基の中でも、前記式20、21、23〜26、50、51、80、82、90〜94、96、97、106〜111、120、124で表されるものが好ましく、前記式20、21、23、24、26、51、80、90、94、96、97、107、111、120、124で表されるものがより好ましく、前記式20、21、23、51、90、120、124で表されるものが更に好ましく、前記式20、90、120で表されるものが特に好ましい。   Among these groups having an aromatic ring, those represented by the formulas 20, 21, 23-26, 50, 51, 80, 82, 90-94, 96, 97, 106-111, 120, 124 are preferable. , The formulas 20, 21, 23, 24, 26, 51, 80, 90, 94, 96, 97, 107, 111, 120, 124 are more preferable, and the formulas 20, 21, 23, 51 are preferable. , 90, 120, and 124 are more preferable, and those represented by the formulas 20, 90, and 120 are particularly preferable.

前記式(VIII)中のjは0又は1であり、0が好ましい。また、Yは、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基又はエチニレン基である。前記置換イミノ基は、−N(Q)−(ここで、Qは置換基を表す)で示される基であり、Qとしては、置換基を有していてもよいアルキル基が挙げられ、その具体例としては前記例示と同じものが挙げられる。前記置換エテニレン基は、−C(Q)=C(Q)−(ここで、Q及びQはそれぞれ独立に水素原子又は置換基であるが、Q及びQの少なくとも1個は置換基である。)で示される基である。置換基であるQ及びQとしては、アルキル基が挙げられる。アルキル基の具体例としては前記例示と同じものが挙げられる。このようなYとしては、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エチニレン基が好ましく、酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基がより好ましく、酸素原子、イミノ基が更に好ましい。 J in the formula (VIII) is 0 or 1, and 0 is preferable. Y is an oxygen atom, sulfur atom, imino group, substituted imino group, ethenylene group, substituted ethenylene group or ethynylene group. The substituted imino group is a group represented by —N (Q 4 ) — (where Q 4 represents a substituent), and examples of Q 4 include an alkyl group which may have a substituent. Specific examples thereof are the same as those exemplified above. The substituted ethenylene group is —C (Q 5 ) ═C (Q 6 ) — (where Q 5 and Q 6 are each independently a hydrogen atom or a substituent, but at least one of Q 5 and Q 6 Is a substituent.) Examples of the substituents Q 5 and Q 6 include an alkyl group. Specific examples of the alkyl group are the same as those exemplified above. As such Y, an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, a substituted imino group, and an ethynylene group are preferable, an oxygen atom, a sulfur atom, an imino group, and a substituted imino group are more preferable, and an oxygen atom and an imino group are still more preferable.

前記式(VIII)中のRは水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールアルケニル基、置換基を有していてもよいアリールアルキニル基、シリル基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアシル基、置換基を有していてもよい1価の複素環基であり、複数存在するRは同一であっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。このようなRのうち、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアリールアルキル基、シリル基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアシル基が好ましく、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換シリル基、置換基を有していてもよいアシル基がより好ましい。なお、これらの基の具体例としては、前記例示と同じものが挙げられる。 R 7 in the formula (VIII) is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkylthio group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or a substituent. An arylthio group which may have a group, an arylalkyl group which may have a substituent, an arylalkylthio group which may have a substituent, an arylalkenyl group which may have a substituent, An arylalkynyl group which may have a substituent, a silyl group, a substituted silyl group, an acyl group which may have a substituent, and a monovalent heterocyclic group which may have a substituent, A plurality of R 7 may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring. Among such R 7 , a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an arylalkyl group which may have a substituent, a silyl group A substituted silyl group and an optionally substituted acyl group are preferred, a hydrogen atom, an optionally substituted alkyl group, a substituted silyl group, and an optionally substituted acyl group. More preferred. Specific examples of these groups are the same as those exemplified above.

本発明の積層構造体を製造する際、前記式(VIII)で表される共役高分子のうち、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基であるものについては、そのまま、前記高分子結合層の形成に使用することができるが、Rがこれら以外の基であるものについては、Rを、PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION,THEODORA W.GREENE,PETER G.M.WUTS,WILEY−INTERSCIENCE,454−493頁に記載の方法をはじめ、J.Am.Chem.Soc.,1949,1253−1257頁に記載されている金属ナトリウムを使用する反応、J.Am.Chem.Soc.,2005,8036−8043頁に記載されているヨウ素を使用する反応等により水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基に変換することによって、前記高分子結合層の形成に使用することが可能となる。 When producing the laminated structure of the present invention, among the conjugated polymers represented by the formula (VIII), R 7 has a hydrogen atom, an alkylthio group which may have a substituent, or a substituent. An arylthio group which may have an arylthio group or an optionally substituted arylalkylthio group can be used as it is for the formation of the polymer binding layer, but R 7 is a group other than these. For stuff, R 7 can be combined with PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION, THEODORA W. GREENE, PETER G. M.M. WUTS, WILEY-INTERSCIENCE, pages 454-493, J. Am. Chem. Soc. , 1949, pages 1253-1257, the reaction using sodium metal, J. Am. Am. Chem. Soc. , 2005, 8036-8043, and the like using a reaction using iodine, etc., a hydrogen atom, an alkylthio group which may have a substituent, an arylthio group which may have a substituent, or a substituent. By converting it to an arylalkylthio group which may be used, it can be used for forming the polymer binding layer.

また、前記式(VIII)で表される共役高分子を製造する過程で、Rが水素原子に変換される場合があり、この場合は水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基への変換を省略することができる。 In the process of producing the conjugated polymer represented by the formula (VIII), R 7 may be converted to a hydrogen atom, and in this case, a hydrogen atom and an alkylthio group optionally having substituent (s) , Conversion to an arylthio group optionally having substituents or an arylalkylthio group optionally having substituents can be omitted.

従って、前記式(VIII)で表される共役高分子のうち、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基であるものについてはそのままのものが、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基以外の基であるものについてはRを水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基に変換した後のものが、前記式(II)においてGが下記式(XIII): Therefore, among the conjugated polymers represented by the formula (VIII), those in which R 7 is a hydrogen atom and an alkylthio group which may have a substituent, the R 7 is a hydrogen atom, As for the group other than the alkylthio group which may have a substituent, a group obtained by converting R 7 into a hydrogen atom or an alkylthio group which may have a substituent is represented by the formula (II). G is the following formula (XIII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造であり、EがR−S(ただし、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基である)であり、r=2×iである共役高分子に相当する。なお、前記式(XIII)中のY、Ar15、i、jはそれぞれ前記式(VIII)中のY、Ar15、i、jと同義であり、*はE又はArとの結合部位を表す。 In a structure represented, E a is R 7 -S (provided that, R 7 is a hydrogen atom, which may have a substituent alkylthio group which may have a substituent arylthio group or a substituted group It is an arylalkylthio group that may have an anion) and corresponds to a conjugated polymer with r = 2 × i. In the formula (XIII), Y, Ar 15 , i, and j are respectively synonymous with Y, Ar 15 , i, and j in the formula (VIII), and * is a binding site to E a or Ar 1. Represents.

このような前記式(II)で表される共役高分子の好ましい具体例を以下に示す。   Preferred specific examples of the conjugated polymer represented by the formula (II) are shown below.

Figure 2011029366
Figure 2011029366

ここで、Eは前記式(II)中のEと同義であり、Ar16は−(Ar−Xであり、Arは前記式(I)及び(II)中のArと同義であり、X及びnはそれぞれ前記式(II)中のX及びnと同義である。 Here, E a has the same meaning as E a in the above formula (II), Ar 16 is - (Ar 1) n is -X 1, Ar 1 is Ar in the formula (I) and (II) in the above formula, X 1 and n are respectively the same as the X 1 and n in the formula (II).

これらのうち、前記式(L−2)〜(L−4)、(L−6)、(L−9)、(L−10)、(L−11)で表される共役高分子がより好ましく、前記式(L−4)、(L−9)、(L−10)で表される共役高分子が特に好ましい。   Among these, conjugated polymers represented by the formulas (L-2) to (L-4), (L-6), (L-9), (L-10), and (L-11) are more preferable. The conjugated polymers represented by the formulas (L-4), (L-9), and (L-10) are particularly preferable.

(共役高分子の製造方法)
本発明に用いられる共役高分子の製造方法を、前記式(II)で表される共役高分子を例に説明する。前記式(II)で表される共役高分子は、下記式(XIV):
(Method for producing conjugated polymer)
The method for producing a conjugated polymer used in the present invention will be described using the conjugated polymer represented by the formula (II) as an example. The conjugated polymer represented by the formula (II) is represented by the following formula (XIV):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される共役化合物と、下記式(IV): A conjugated compound represented by the following formula (IV):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される芳香族化合物を、重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることによって製造することができる。 Can be produced by polycondensation using a polymerization catalyst or an equivalent reactant.

前記式(XIV)中のG、r及びpは前記式(II)中のG、r及びpと同義であり、前記式(IV)中のArは前記式(II)中のArと同義である。また、前記式(IV)中のMは、後述する<芳香族化合物を重縮合させる方法(B)>において説明する式(IV)中のMと同義である。更に、重合触媒、当量反応剤及び重縮合条件については後述する芳香族化合物を重縮合させる方法(B)における場合と同様である。 G in formula (XIV), r and p G in formula (II), have the same meanings as r and p, the Ar 1 in formula (IV) with Ar 1 in the formula (II) It is synonymous. Further, M in the formula (IV) has the same meaning as M in the formula (IV) described in <Method of polycondensing an aromatic compound (B)> described later. Furthermore, the polymerization catalyst, the equivalent reactant and the polycondensation conditions are the same as in the method (B) for polycondensing an aromatic compound described later.

前記式(XIV)中のEは、前記式(II)中のE、及び/又は、前記式(II)中のEに変換することができる基である。このようなEとしては、例えば、Eがメルカプト基又は置換ジスルフィド基である場合には前記式(VIII)中の−S−Rとして例示したものが挙げられる。また、Eがカルボキシル基である場合には置換基を有していてもよいアルキル基Rとのエステル結合を含む原子団−C(O)O−Rが挙げられる。 E b in the formula (XIV) is a group that can be converted to E a in the formula (II) and / or E a in the formula (II). Examples of such E b include those exemplified as —S—R 7 in the above formula (VIII) when E a is a mercapto group or a substituted disulfide group. Further, when E a is a carboxyl group, an atomic group —C (O) O—R including an ester bond with an alkyl group R which may have a substituent may be mentioned.

前記式(XIV)中のXは、ハロゲン原子又は−SO(ここに、Qは置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す)で示される基である。前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。前記−SOで示される基としては、メタンスルホネート基、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が好ましい。 X a in the formula (XIV) is a halogen atom or —SO 3 Q a (where Q a is an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent). Represents a group represented by: Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are preferable. Examples of the group represented by -SO 3 Q a, methanesulfonate group, benzenesulfonate group, p- toluenesulfonate group, trifluoromethane sulfonate group.

これらのうち、Xとしては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、p−トルエンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホネート基が更に好ましく、臭素原子、ヨウ素原子が特に好ましい。 Of these, a chlorine atom as X a, bromine atom, iodine atom, p- toluenesulfonate group, preferably a trifluoromethanesulfonate group, a bromine atom, an iodine atom, more preferably a trifluoromethane sulfonate group, a bromine atom, an iodine atom Particularly preferred.

前記式(II)で表される共役高分子として前記式(VIII)で表される本発明の共役高分子を製造する場合には、前記式(IV)で表される芳香族化合物を重縮合させる際に、下記式(IX):   When the conjugated polymer of the present invention represented by the formula (VIII) is produced as the conjugated polymer represented by the formula (II), the aromatic compound represented by the formula (IV) is polycondensed. In the following formula (IX):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される共役化合物を添加することが好ましい。前記式(IX)の添加量は目的とする高分子の分子量により調整すればよいが、通常、式(IX)の添加量は0.00001モル%以上50モル%以下であり、好ましくは0.0001モル%以上30モル%以下であり、より好ましくは0.0001モル%以上20モル%以下である。なお、前記式(IX)中のR、Y、Ar15、i及びjは前記式(VIII)中のR、Y、Ar15、i及びjと同義である、また、前記式(IX)中のXは前記式(XIV)中のXと同義である。 It is preferable to add a conjugated compound represented by The addition amount of the formula (IX) may be adjusted according to the molecular weight of the target polymer. Usually, the addition amount of the formula (IX) is 0.00001 mol% or more and 50 mol% or less, preferably 0.8. It is 0001 mol% or more and 30 mol% or less, more preferably 0.0001 mol% or more and 20 mol% or less. Incidentally, R 7, Y, Ar 15, i and j in the formula (IX) has the same meaning as R 7, Y, Ar 15, i and j in the formula (VIII), also the above formula (IX ) X a in is synonymous with X a in the formula (XIV).

このようにして重縮合反応により形成された前記式(II)で表される共役高分子は、pが1である場合には直鎖状の芳香族高分子化合物により構成されたものであり、また、pが2以上である場合には、Gにおいて直鎖状ポリマー鎖がp本に分岐した芳香族高分子化合物により構成されたものであり、これらのいずれにおいても、その片末端に電極と化学結合し得る基を有するものである。   Thus, the conjugated polymer represented by the formula (II) formed by the polycondensation reaction is composed of a linear aromatic polymer compound when p is 1, Further, when p is 2 or more, it is composed of an aromatic polymer compound in which a linear polymer chain is branched into p in G, and in any of these, an electrode and It has a group that can be chemically bonded.

<芳香族化合物を重縮合させる方法(B)>
本発明に用いられる高分子結合層は、以下のように、電極上で芳香族化合物を重縮合させる方法(B)によっても形成することができる。ここでは、前記式(V)で表される高分子結合層を形成する場合を例に説明する。この方法(B)は、溶液中、表面に下記式(III):
<Method of polycondensing aromatic compound (B)>
The polymer bonding layer used in the present invention can also be formed by a method (B) in which an aromatic compound is polycondensed on an electrode as follows. Here, a case where the polymer binding layer represented by the formula (V) is formed will be described as an example. This method (B) has the following formula (III):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される基が結合した電極の存在下で、下記式(IV): In the presence of an electrode to which a group represented by formula (IV) is bonded:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される芳香族化合物を、重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることによって前記電極上に前記高分子結合層を形成する方法である。このようにして形成された前記高分子結合層は、前記式(V)で表される構造を有するものである。 The polymer bonded layer is formed on the electrode by polycondensing the aromatic compound represented by the formula (1) using a polymerization catalyst or an equivalent reactant. The polymer bonding layer thus formed has a structure represented by the formula (V).

前記式(IV)中のArは前記式(II)のArと同義である。前記式(IV)中のMは、水素原子、ハロゲン原子、−B(OQ、−Si(Q、−Sn(Q、−SOで示される基、又は−Z(Zを表し、2個存在するMは同一であっても異なっていてもよい。 Ar 1 in the formula (IV) has the same meaning as Ar 1 in the formula (II). M in the formula (IV) is a hydrogen atom, a halogen atom, -B (OQ 1 ) 2 , -Si (Q 2 ) 3 , -Sn (Q 3 ) 3 , a group represented by -SO 3 Q a , or -Z 1 (Z 2) represents a m, M present two may be different even in the same.

前記−B(OQにおけるQは、それぞれ独立に水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基であり、また、互いに結合して環を形成してもよい。Qとしては置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が更に好ましい。環を形成する場合には、2個のQからなる二官能性の炭化水素基として、1,2−エチレン基、1,1,2,2−テトラメチル−1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基、1,2−フェニレン基が好ましい。 Q 1 in the -B (OQ 1 ) 2 is independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, or an aryl group which may have a substituent, and bonded to each other. To form a ring. Q 1 is preferably an alkyl group which may have a substituent, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, or a nonyl group, and a methyl group More preferably an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl group. In the case of forming a ring, as the bifunctional hydrocarbon group consisting of two Q 1 , 1,2-ethylene group, 1,1,2,2-tetramethyl-1,2-ethylene group, 1 , 3-propylene group, 2,2-dimethyl-1,3-propylene group and 1,2-phenylene group are preferred.

前記−Si(QにおけるQは、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基であり、Qとしては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基がより好ましい。 Q 2 in the -Si (Q 2) 3 are each independently optionally substituted alkyl group, or an optionally substituted alkoxy group, the Q 2, methyl , Ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, nonyl group, methoxy group, ethoxy group, propyloxy group, isopropyloxy group, butoxy group, isobutoxy group, pentyloxy group, hexyl An oxy group is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a methoxy group, an ethoxy group, a propyloxy group, an isopropyloxy group, and a butoxy group are more preferable.

前記−Sn(QにおけるQは、それぞれ独立に置換基を有していてもよいアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ノニル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基がより好ましい。 Q 3 in the -Sn (Q 3) 3 are each independently optionally substituted alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a pentyl group Hexyl group and nonyl group are preferable, and methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group are more preferable.

前記−SOにおけるQは、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基である。−SOで示される基としては、メタンスルホネート基、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が好ましい。 Q a in the -SO 3 Q a is an optionally substituted alkyl group, or have a substituent is also an aryl group. As the group represented by —SO 3 Q a , a methanesulfonate group, a benzenesulfonate group, a p-toluenesulfonate group, and a trifluoromethanesulfonate group are preferable.

前記−Z(ZにおけるZは金属原子又は金属イオン、Zはカウンターアニオン、mは0以上の整数である。Zとしては、例えば、Li、Na、K,Rb、Cs、Be,Mg,Ca,Sr,Ba、Al,Ga,In,Tl,Pb、Sc、Ti、V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Ag,Cd,La,Ce,Sm,Eu,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg等の原子又はイオンを挙げることができる。好ましくはLi、Na、K,Rb、Cs、Be,Mg,Ca,Sr,Ba、Al,Ga,In,Tl,Pb、Sc、Ti、Cu,Zn,Y,Zr,Ag,Hgであり、より好ましくはLi、Na、K,Rb、Cs、Be,Mg,Ca,In,Tl,Pb、Cu,Zn,Zr,Ag,Hgであり、更に好ましくはLi、Na、K,Mg,Ca,Cu,Znである。 Wherein -Z 1 (Z 2) Z 1 in m is a metal atom or metal ion, Z 2 is a counter anion, m is an integer of 0 or more. Examples of Z 1 include Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Ga, In, Tl, Pb, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, and Co. , Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Ag, Cd, La, Ce, Sm, Eu, Hf, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg And atoms or ions. Preferably, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Al, Ga, In, Tl, Pb, Sc, Ti, Cu, Zn, Y, Zr, Ag, Hg, More preferably, Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, In, Tl, Pb, Cu, Zn, Zr, Ag, Hg, and still more preferably Li, Na, K, Mg, Ca, Cu and Zn.

としては、通常、ブレンステッド酸の共役塩基が使用され、例えば、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェイトイオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、プロピオン酸イオン、安息香酸イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、メトキサイドイオン、エトキサイドイオン等が挙げられる。好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、プロピオン酸イオン、安息香酸イオンであり、より好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、プロピオン酸イオン、安息香酸イオンであり、更に好ましくは塩化物イオン、臭化物イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオンである。 As Z 2 , a conjugate base of Bronsted acid is usually used. For example, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, sulfate ion, nitrate ion, carbonate ion, perchlorate ion, tetrafluoro ion. Borate ion, hexafluorophosphate ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, toluenesulfonate ion, acetate ion, trifluoroacetate ion, propionate ion, benzoate ion, hydroxide ion, oxide ion, Examples include methoxide ions and ethoxide ions. Preferably chloride ion, bromide ion, iodide ion, sulfate ion, nitrate ion, carbonate ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, toluenesulfonate ion, acetate ion, trifluoroacetate ion, propionate ion, A benzoate ion, more preferably a chloride ion, bromide ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, toluenesulfonate ion, acetate ion, trifluoroacetate ion, propionate ion, benzoate ion, More preferred are chloride ion, bromide ion, methanesulfonate ion, trifluoromethanesulfonate ion, acetate ion and trifluoroacetate ion.

Mが−Z(Zの場合、mは前記式(IV)で表される芳香族化合物が電気的に中性となるように決定される。すなわち、前記式(IV)で表される芳香族化合物がZ(Z−Ar−Mで表される場合においては、Z(Z部分を+1価として、Ar−M部分を−1価としてみなし、Z(Z部分とAr−M部分がイオン結合しているものが好ましい。 When M is -Z 1 (Z 2) m, m is determined as the aromatic compound represented by the formula (IV) is electrically neutral. That is, when the aromatic compound represented by the formula (IV) is represented by Z 1 (Z 2) m -Ar 1 -M as +1 valent Z 1 (Z 2) m portion, Ar 1 It is preferable that the —M moiety is regarded as −1 valence, and the Z 1 (Z 2 ) m moiety and the Ar 1 -M moiety are ion-bonded.

前記式(IV)中のMとしては、ハロゲン原子、ホウ素原子、ケイ素原子、スズ原子、金属原子を含む原子団、及び−SOで示される基であることが好ましく、ハロゲン原子、ホウ素原子、スズ原子、マグネシウム原子、亜鉛原子を含む原子団、及び−SOで示される基であることがより好ましく、ハロゲン原子、ホウ素原子を含む原子団であることが特に好ましい。 M in the formula (IV) is preferably a halogen atom, a boron atom, a silicon atom, a tin atom, an atomic group containing a metal atom, or a group represented by —SO 3 Q a , a halogen atom, a boron atom An atomic group including an atom, a tin atom, a magnesium atom, and a zinc atom, and a group represented by —SO 3 Q a are more preferable, and an atomic group including a halogen atom and a boron atom is particularly preferable.

前記式(IV)における2種のMが同一の場合、重縮合反応における具体的な組み合わせとしては、ジハロゲン化化合物のみの組み合わせ;ビス(アルキルスルホネート)化合物のみの組み合わせ;ジハロゲン化化合物及びビス(アリールアルキルスルホネート)化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種と、ジホウ酸化合物及びジホウ酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種との組み合わせ等が挙げられる。   When two kinds of M in the formula (IV) are the same, specific combinations in the polycondensation reaction include a combination of only dihalogenated compounds; a combination of only bis (alkyl sulfonate) compounds; a dihalogenated compound and bis (aryl And combinations of at least one selected from the group consisting of (alkyl sulfonate) compounds and at least one selected from the group consisting of diboric acid compounds and diboric acid ester compounds.

また、2種のMが異なる場合、再現性良く高分子結合層を形成できるという観点からは、前記芳香族化合物としては、ハロゲン−ホウ酸化合物、ハロゲン−ホウ酸エステル化合物、アルキルスルホネート−ホウ酸化合物、アルキルスルホネート−ホウ酸エステル化合物、アリールスルホネート−ホウ酸化合物、アリールスルホネート−ホウ酸エステル化合物、アリールアルキルスルホネート−ホウ酸化合物、アリールアルキルスルホネート−ホウ酸エステル化合物が好ましく、ハロゲン−ホウ酸化合物、ハロゲン−ホウ酸エステル化合物が更に好ましい。   In addition, when the two types of M are different, from the viewpoint that a polymer bonding layer can be formed with good reproducibility, the aromatic compound includes a halogen-boric acid compound, a halogen-boric acid ester compound, an alkylsulfonate-boric acid. Compounds, alkyl sulfonate-boric acid ester compounds, aryl sulfonate-boric acid compounds, aryl sulfonate-boric acid ester compounds, arylalkyl sulfonate-boric acid compounds, arylalkyl sulfonate-boric acid ester compounds are preferred, halogen-boric acid compounds, More preferred are halogen-boric acid ester compounds.

前記式(III)中のE、G、r及びpは前記式(V)中のE、G、r及びpと同義であり、前記式(III)中のXはハロゲン原子又は−SO(ここに、Qは置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアリール基を表す)で示される基である。 E, G, r and p in the formula (III) have the same meanings as E, G, r and p in the formula (V), and X a in the formula (III) is a halogen atom or —SO 3. Q a (where Q a represents an alkyl group which may have a substituent or an aryl group which may have a substituent).

前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられ、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が好ましい。前記−SOで示される基としては、メタンスルホネート基、ベンゼンスルホネート基、p−トルエンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が好ましい。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom are preferable. Examples of the group represented by -SO 3 Q a, methanesulfonate group, benzenesulfonate group, p- toluenesulfonate group, trifluoromethane sulfonate group.

これらのうち、Xとしては塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、p−トルエンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子、トリフルオロメタンスルホネート基が更に好ましく、臭素原子、ヨウ素原子が特に好ましい。 Of these, a chlorine atom as X a, bromine atom, iodine atom, p- toluenesulfonate group, preferably a trifluoromethanesulfonate group, a bromine atom, an iodine atom, more preferably a trifluoromethane sulfonate group, a bromine atom, an iodine atom Particularly preferred.

前記式(III)で表される基は、下記式(XV):   The group represented by the formula (III) is represented by the following formula (XV):

Figure 2011029366
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(式(XV)中のEは前記式(II)中のEと同義であり、式(XV)中のG、X、r及びpは、前記式(III)中のG、X、r及びpと同義である。)
で表される共役化合物を含む溶液に電極を浸漬したり、前記溶液を電極に塗布することにより電極表面に形成することができる。
(E a in the formula (XV) is synonymous with E a in the formula (II), and G, X a , r and p in the formula (XV) are G, X in the formula (III). It is synonymous with a , r, and p.)
The electrode can be formed on the electrode surface by immersing the electrode in a solution containing a conjugated compound represented by the formula (1) or by applying the solution to the electrode.

また、前記式(III)で表される基は、下記式(IX):   The group represented by the formula (III) is represented by the following formula (IX):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式(IX)中のR、Y、Ar15、i、j及びpは前記式(VIII)中のR、Y、Ar15、i、j及びpと同義であり、前記式(IX)中のXは前記式(III)中のXと同義である。)
で表される本発明の共役化合物を用いて電極表面に形成することもできる。
(The same meaning as R 7, Y, Ar 15, i, R 7 in the j and p is the formula (VIII), Y, Ar 15 , i, j and p in the formula (IX), the formula (IX ) X a in is synonymous with X a in the formula (III).)
It can also form on the electrode surface using the conjugated compound of this invention represented by these.

本発明の積層構造体を製造する際、前記式(IX)で表される共役化合物のうち、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基であるものについては、そのまま、前記高分子結合層の形成に使用することができるが、Rがこれら以外の基であるものについては、Rを、PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION,THEODORA W.GREENE,PETER G.M.WUTS,WILEY−INTERSCIENCE,454−493頁に記載の方法をはじめ、Chem.Commun.,2007,1355−1357頁のESI(Electronic supplementary information)S3に記載されているt−BuSNaを使用する反応、J.Am.Chem.Soc.,2005,8036−8043頁に記載されているヨウ素を使用する反応等により水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基に変換することによって、前記高分子結合層の形成に使用することが可能となる。 When manufacturing the laminated structure of the present invention, among the conjugated compounds represented by the formula (IX), R 7 has a hydrogen atom, an alkylthio group which may have a substituent, or a substituent. Those having an arylthio group which may have a substituent or an arylalkylthio group which may have a substituent can be used as they are for the formation of the polymer binding layer, but R 7 is a group other than these. For R 7 , PROTECTIVE GROUPS in ORGANIC SYNTHESIS THIRD EDITION, THEODORA W. GREENE, PETER G. M.M. Including the method described in WUTS, WILEY-INTERSCIENCE, pages 454-493, Chem. Commun. The reaction using t-BuSNa described in ESI (Electronic supplementary information) S3 on pages 1355 to 1357, J. Chem. Am. Chem. Soc. , 2005, 8036-8043, and the like using a reaction using iodine, etc., a hydrogen atom, an alkylthio group which may have a substituent, an arylthio group which may have a substituent, or a substituent. By converting it to an arylalkylthio group which may be used, it can be used for forming the polymer binding layer.

従って、前記式(IX)で表される共役高分子のうち、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基であるものについてはそのままのものが、Rが水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基以外の基であるものについてはRを水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基に変換した後のものが、前記式(XV)においてGが下記式(XIII): Therefore, among the conjugated polymers represented by the formula (IX), those in which R 7 is a hydrogen atom and an alkylthio group which may have a substituent, the one as it is, R 7 is a hydrogen atom, As for the group other than the alkylthio group which may have a substituent, a group obtained by converting R 7 into a hydrogen atom or an alkylthio group which may have a substituent is represented by the formula (XV). G is the following formula (XIII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される構造であり、EがR−S(ただし、Rは水素原子、置換基を有していてもよいアルキルチオ基、置換基を有していてもよいアリールチオ基又は置換基を有していてもよいアリールアルキルチオ基である)であり、r=2×iである共役化合物に相当する。なお、前記式(XIII)中のY、Ar15、i、jはそれぞれ前記式(VIII)中のY、Ar15、i、jと同義であり、*は結合部位を表す。 In a structure represented, E a is R 7 -S (provided that, R 7 is a hydrogen atom, which may have a substituent alkylthio group which may have a substituent arylthio group or a substituted group Is an arylalkylthio group optionally having r.) And corresponds to a conjugated compound with r = 2 × i. In the formula (XIII), Y, Ar 15 , i, and j are respectively synonymous with Y, Ar 15 , i, and j in the formula (VIII), and * represents a binding site.

本発明における前記式(III)で表される基の具体例としては、以下のものが挙げられ、芳香環を構成している元素に結合した水素原子を1個以上Eに置き換えた構造であってもよい。なお、下記式中のEは前記式(V)中のEと同義である。   Specific examples of the group represented by the formula (III) in the present invention include the following groups, which have a structure in which one or more hydrogen atoms bonded to an element constituting an aromatic ring are replaced with E. May be. In addition, E in a following formula is synonymous with E in the said Formula (V).

Figure 2011029366
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Figure 2011029366
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Figure 2011029366
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これらの基のうち、下記式(M−1)〜(M−14)で表される基が好ましく、下記式(M−2)〜(M−4)、(M−6)、(M−9)、(M−10)、(M−11)で表される基がより好ましく、下記式(M−4)、(M−9)、(M−10)で表される基が特に好ましい。   Among these groups, groups represented by the following formulas (M-1) to (M-14) are preferable, and the following formulas (M-2) to (M-4), (M-6), (M- 9), groups represented by (M-10) and (M-11) are more preferred, and groups represented by the following formulas (M-4), (M-9) and (M-10) are particularly preferred. .

Figure 2011029366
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前記共役高分子の製造方法及び前記方法(B)における重縮合反応の条件としては、Chem.Rev.102,1359(2002)及び、Bull.Chem.Soc.Jpn.,72,621(1999)、並びにそれらの参照文献に記載されている、重合触媒としてパラジウム錯体やニッケル錯体を用いる種々の芳香族カップリングの反応条件を採用することができる。また、Chem.Lett.,153(1988)に記載されている、Ni(0)化合物のような当量反応剤を用いる反応条件も採用することができる。この当量反応剤についてNi(0)化合物を一例として説明すると、前記式(IV)中のMがともにハロゲン原子である場合、Ni(0)化合物との反応によりAr−Arカップリング反応が進行し、副生成物としてNi(II)化合物が生成する。このNi(II)化合物が還元されず触媒として作用しない場合、このNi(0)化合物は当量反応剤として作用する。これら芳香族カップリング反応の中でも、重縮合反応の条件としてSuzukiカップリング反応が好ましい。   The conditions for the polycondensation reaction in the method for producing the conjugated polymer and the method (B) are described in Chem. Rev. 102, 1359 (2002) and Bull. Chem. Soc. Jpn. 72, 621 (1999) and their references, various reaction conditions for aromatic coupling using a palladium complex or a nickel complex as a polymerization catalyst can be employed. In addition, Chem. Lett. 153 (1988), and reaction conditions using an equivalent reactant such as a Ni (0) compound can also be employed. The Ni (0) compound will be described as an example of the equivalent reactant. When M in the formula (IV) is a halogen atom, an Ar—Ar coupling reaction proceeds by reaction with the Ni (0) compound. , Ni (II) compound is produced as a by-product. When the Ni (II) compound is not reduced and does not act as a catalyst, the Ni (0) compound acts as an equivalent reactant. Among these aromatic coupling reactions, the Suzuki coupling reaction is preferable as a condition for the polycondensation reaction.

また、前記共役高分子の製造方法及び前記方法(B)において用いられる溶媒としては、用いる化合物や反応に応じて、一般に副反応を抑制するために十分に脱酸素処理を施したものを用いることが好ましく、前記重縮合反応中は、このような有機溶媒を用いて不活性雰囲気下で反応を進行させることが好ましい。また、前記有機溶媒においては、前記脱酸素処理と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。更に、前記方法(B)においては、使用される電極が不溶であり、また電極が損なわれることのない有機溶媒を選択することが好ましい。   Moreover, as a solvent used in the manufacturing method of the said conjugated polymer and the said method (B), according to the compound and reaction to be used, what used the thing which fully deoxygenated in order to suppress a side reaction generally is used. During the polycondensation reaction, the reaction is preferably allowed to proceed under an inert atmosphere using such an organic solvent. In the organic solvent, it is preferable to perform a dehydration process in the same manner as the deoxygenation process. However, this is not the case in the case of a two-phase reaction with water, such as the Suzuki coupling reaction. Furthermore, in the said method (B), it is preferable to select the organic solvent in which the electrode used is insoluble and an electrode is not impaired.

このような溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭素水素;へプタン、シクロヘキサン等の鎖状及び環状の脂肪族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、ジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素;アセトニトリル、ベンゾ二トリル等の二トリル類;メタノール、エタノール、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール等のアルコール類;ジオキサン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン等のアミド類;ニトロメタン、ニトロベンゼン等のニトロ化合物類;水が挙げられる。反応溶媒としては、芳香族炭化水素系、ハロゲン化炭化水素、二トリル類、エーテル類、ニトロ化合物類又は水が好ましい。これらの反応溶媒は、1種単独でも2種以上の混合物として使用してもよい。   Examples of such solvents include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; chain and cyclic aliphatic hydrocarbons such as heptane and cyclohexane; halogenated hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene, and dichloromethane; Nitriles such as acetonitrile and benzonitryl; alcohols such as methanol, ethanol, n-propyl alcohol and iso-propyl alcohol; ethers such as dioxane, tetrahydrofuran and ethylene glycol dimethyl ether; N, N-dimethylformamide, N- Amides such as methylpyrrolidone; nitro compounds such as nitromethane and nitrobenzene; and water. As the reaction solvent, aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, nitriles, ethers, nitro compounds or water are preferable. These reaction solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

前記溶液中の前記式(IV)で表される芳香族化合物の濃度は、前記芳香族化合物の種類によって異なるが、前記芳香族化合物を安定に溶解させることができる濃度範囲で調製することが好ましい。具体的には、本発明に用いられる共役高分子及び高分子結合層を安定に形成するという観点から前記芳香族化合物の濃度は、前記芳香族化合物を安定に溶解させることができる濃度であって、且つ0.001〜1000g/Lであることが好ましく、0.01〜100g/Lであることがより好ましく、0.01〜30g/Lであることが特に好ましい。   The concentration of the aromatic compound represented by the formula (IV) in the solution varies depending on the type of the aromatic compound, but is preferably prepared within a concentration range in which the aromatic compound can be stably dissolved. . Specifically, from the viewpoint of stably forming the conjugated polymer and the polymer binding layer used in the present invention, the concentration of the aromatic compound is a concentration capable of stably dissolving the aromatic compound. And it is preferable that it is 0.001-1000 g / L, it is more preferable that it is 0.01-100 g / L, and it is especially preferable that it is 0.01-30 g / L.

また、前記重縮合反応においては、式(IV)で表される芳香族化合物を反応させるために塩基や適当な触媒、又は当量反応剤を添加することが好ましい。このような塩基、触媒、当量反応剤は、採用する重合方法等に応じて選択することができる。このような塩基、触媒、当量反応剤としては、反応に用いる溶媒に十分に溶解するものが好ましい。また、前記塩基、触媒、当量反応剤を混合する方法としては、反応液をアルゴンや窒素等の不活性雰囲気下で攪拌しながら徐々に前記塩基、触媒、当量反応剤の溶液や固体等を添加するか、前記塩基、触媒、当量反応剤の溶液や懸濁液に反応液を徐々に添加する方法が挙げられる。   In the polycondensation reaction, it is preferable to add a base, an appropriate catalyst, or an equivalent reactant in order to react the aromatic compound represented by the formula (IV). Such a base, a catalyst, and an equivalent reactant can be selected according to a polymerization method to be employed. As such a base, catalyst, and equivalent reactant, those that are sufficiently dissolved in the solvent used in the reaction are preferable. In addition, as a method of mixing the base, catalyst and equivalent reactant, the solution, solid, etc. of the base, catalyst and equivalent reactant are gradually added while stirring the reaction solution under an inert atmosphere such as argon or nitrogen. Alternatively, a method in which the reaction solution is gradually added to a solution or suspension of the base, the catalyst, and the equivalent reactant can be used.

本発明における塩基の具体例としては、カウンターカチオンがリチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、セシウムイオン及びテトラアルキルアンモニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、水酸化物塩、炭酸塩、リン酸塩、フッ化物塩が挙げられる。中でも、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウムが好ましい。   Specific examples of the base in the present invention include a hydroxide salt, carbonate, phosphorus, wherein the counter cation is at least one selected from the group consisting of lithium ion, sodium ion, potassium ion, cesium ion and tetraalkylammonium ion. Acid salts and fluoride salts are mentioned. Of these, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, and cesium carbonate are preferable.

前記塩基の使用量は、前記式(IV)で表される芳香族化合物に対して、好ましくは0.01〜1000モル倍量であり、より好ましくは0.1〜100モル倍量であり、更に好ましくは1〜30モル倍量である。   The amount of the base used is preferably 0.01 to 1000 mol times, more preferably 0.1 to 100 mol times the amount of the aromatic compound represented by the formula (IV). More preferably, the amount is 1 to 30 mole times.

前記重縮合の反応温度は、通常、−100℃〜200℃であり、好ましくは−50℃〜150℃であり、より好ましくは−20℃〜100℃である。該反応の時間は、通常、0.1分間〜1,000時間であり、好ましくは1分間〜500時間であり、より好ましくは5分間〜200時間である。   The reaction temperature of the polycondensation is usually −100 ° C. to 200 ° C., preferably −50 ° C. to 150 ° C., more preferably −20 ° C. to 100 ° C. The reaction time is usually 0.1 minute to 1,000 hours, preferably 1 minute to 500 hours, and more preferably 5 minutes to 200 hours.

方法(B)としてより好ましい方法として、特開2009−19186号公報に記載された方法が挙げられる。すなわち、前記式(III)で表される基が結合した電極をPd(Pt−Buのトルエン溶液に接触させて電極表面にパラジウム錯体を担持させ、この電極を前記式(IV)で表される芳香族化合物、塩基、及び溶媒の混合物に接触させることで、重縮合を進行させる方法である。 As a more preferable method as the method (B), the method described in JP2009-19186A can be mentioned. That is, an electrode to which a group represented by the formula (III) is bonded is brought into contact with a toluene solution of Pd (Pt-Bu 3 ) 2 to carry a palladium complex on the electrode surface. In this method, polycondensation proceeds by bringing the mixture into contact with a mixture of an aromatic compound, a base, and a solvent.

このようにして重縮合反応により形成された前記式(V)で表される構造を有する高分子結合層は、pが1である場合には直鎖状の芳香族高分子化合物により構成されたものであり、また、pが2以上である場合にはGにおいて直鎖状ポリマー鎖がp本に分岐した芳香族高分子化合物により構成されたものであり、これらのいずれにおいても、その片末端において前記電極と化学結合している。   The polymer binding layer having the structure represented by the formula (V) formed by the polycondensation reaction in this way was composed of a linear aromatic polymer compound when p is 1. And when p is 2 or more, it is composed of an aromatic polymer compound in which the linear polymer chain is branched into p in G. And chemically bonded to the electrode.

(共役化合物の製造方法)
本発明に用いられる共役化合物の製造方法を、前記式(IX)で表される本発明の共役化合物を例に説明する。前記式(IX)で表される共役化合物は、例えば、まず、下記式(XVI):
(Method for producing conjugated compound)
The method for producing a conjugated compound used in the present invention will be described using the conjugated compound of the present invention represented by the formula (IX) as an example. The conjugated compound represented by the formula (IX) is, for example, first of the following formula (XVI):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式(XVI)中のAr15、X、i及びpは前記式(IX)中のAr15、X、i及びpと同義である。)
で表される化合物と、下記式(XVII):
(Formula (Ar 15, X a, i and p in XVI) is as defined Ar 15, X a, i and p in the formula (IX).)
And a compound represented by the following formula (XVII):

Figure 2011029366
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(式(XVII)中のXbはR−S基に変換可能な基であり、XはXと反応してY又は単結合を形成し得る基である。)
で表されるシアヌル酸誘導体とを反応させて下記式(XVIII):
(The X b in the formula (XVII) a group convertible to R 7 -S group, X c is a group capable of forming a Y or a single bond by reacting with X a.)
Is reacted with a cyanuric acid derivative represented by the following formula (XVIII):

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式(XVIII)中のAr15、X、Y、i及びpは前記式(IX)中のAr15、X、Y、i及びpと同義であり、式(XVIII)中のXは前記式(XVII)中のXbと同義である。)
で表される化合物を得る。
(Ar 15 in formula (XVIII), X a, Y , i and p Ar 15, X a in the above formula (IX), Y, have the same meaning as i, and p, X b in the formula (XVIII) Is synonymous with Xb in the formula (XVII).)
To obtain a compound represented by:

ここで、式(XVII)及び式(XVIII)中のXbとしては、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基等が挙げられ、式(XVII)中のXとしては、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、アミノ基、一置換アミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基、エチニレン基等が挙げられる。 Here, examples of X b in the formulas (XVII) and (XVIII) include a hydrogen atom, a halogen atom, a hydroxy group, an amino group, and the like. X c in the formula (XVII) includes a halogen atom, a hydroxy group, and the like. Group, amino group, monosubstituted amino group, ethenylene group, substituted ethenylene group, ethynylene group and the like.

その後、前記式(XVIII)で表される化合物のXをR−Sに変換することによって前記式(IX)で表される共役化合物を得ることができる。例えば、前記式(XVIII)で表される化合物とチオ尿酸を反応させることによって前記式(XVIII)中のXがメルカプト基(−SH)に変換され、Rが水素原子である前記式(IX)で表される共役化合物が得られる。また、このメルカプト基に置換メルカプタンR−SH(Rは前記式(IX)のRと同義(水素原子を除く)である。)を反応させることによってRが水素原子以外の基である前記式(IX)で表される共役化合物が得られる。 Thereafter, the conjugated compound represented by the formula (IX) can be obtained by converting Xb of the compound represented by the formula (XVIII) into R 7 -S. For example, X b in the formula (XVIII) is converted to a mercapto group (-SH) by reacting the compound with thiourea acid represented by the formula (XVIII), the formula R 7 is a hydrogen atom ( A conjugated compound represented by IX) is obtained. The substitution mercaptan R 7 -SH this mercapto group (R 7 is R 7 as defined in formula (IX) (excluding hydrogen atoms).) A group R 7 is other than hydrogen atom by reacting A certain conjugated compound represented by the formula (IX) is obtained.

このような前記式(IX)で表される共役化合物の好ましい具体例を以下に示す。   Preferred specific examples of the conjugated compound represented by the formula (IX) are shown below.

Figure 2011029366
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これらのうち、前記式(K−3)、(K−6)〜(K−9)、(K−13)、(K−15)、(K−18)、(K−20)、(K−22)で表される共役化合物がより好ましく、前記式(K−3)、(K−7)、(K−8)、(K−18)、(K−20)で表される共役化合物が更に好ましく、前記式(K−8)、(K−18)、(K−20)で表される共役化合物が特に好ましい。   Among these, the formulas (K-3), (K-6) to (K-9), (K-13), (K-15), (K-18), (K-20), (K -22) is more preferable, and the conjugated compound represented by the formula (K-3), (K-7), (K-8), (K-18), or (K-20). Are more preferable, and conjugated compounds represented by the formulas (K-8), (K-18), and (K-20) are particularly preferable.

<積層構造体>
次に、本発明の積層構造体について説明する。本発明の積層構造体は、前記電極と、該電極上に配置された前記高分子結合層と、この高分子結合層上に配置された前記導電性有機材料層とを備えるものである。このような積層構造体は、導電性有機材料層を有しているため、電界発光素子、光電変換素子等に用いることができる。
<Laminated structure>
Next, the laminated structure of the present invention will be described. The laminated structure of the present invention comprises the electrode, the polymer bonding layer disposed on the electrode, and the conductive organic material layer disposed on the polymer bonding layer. Since such a laminated structure has a conductive organic material layer, it can be used for an electroluminescent element, a photoelectric conversion element, or the like.

前記導電性有機材料層の形成方法としては、例えば、導電性有機材料を含む溶液からの成膜による方法が挙げられる。   Examples of the method for forming the conductive organic material layer include a method of forming a film from a solution containing a conductive organic material.

本発明に用いられる芳香族高分子化合物は、結合基が電極と結合しているため、本発明の積層構造体を電界発光素子に用いた場合には高輝度で発光する素子が得られる。また、本発明の積層構造体を光電変換素子に用いた場合には変換効率が高い素子が得られる。更に、本発明の積層構造体を構成する高分子結合層は、芳香族高分子化合物の結合基が電極と化学結合しており、スピンコート法等による成膜操作を施しても電極上から簡単に除かれない程度の安定性を有する。   Since the aromatic polymer compound used in the present invention has a bonding group bonded to an electrode, when the laminated structure of the present invention is used in an electroluminescent device, an element that emits light with high luminance is obtained. Moreover, when the laminated structure of this invention is used for a photoelectric conversion element, an element with high conversion efficiency is obtained. Furthermore, the polymer bonding layer constituting the laminated structure of the present invention has a bonding group of an aromatic polymer compound chemically bonded to the electrode, so that even if a film forming operation such as a spin coating method is performed, it can be easily performed from above the electrode. It has stability that is not excluded.

<電界発光素子>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子は、電極(陰極又は陽極)と、該電極上に配置された前記高分子結合層と、この高分子結合層上に配置された前記導電性有機材料層とを備えるものである。このような電界発光素子は、通常、任意の構成要素として基板及び第二電極をさら備えることができ、前記積層構造体の電極側に基板を、前記導電性有機材料層側に第二電極及び必要に応じてその他の任意の構成要素を設けることができる。
<Electroluminescent device>
The electroluminescent device using the laminated structure of the present invention includes an electrode (cathode or anode), the polymer binding layer disposed on the electrode, and the conductive organic disposed on the polymer binding layer. And a material layer. Such an electroluminescent element can usually further include a substrate and a second electrode as optional components, the substrate on the electrode side of the laminated structure, the second electrode on the conductive organic material layer side, and Other optional components can be provided as needed.

電界発光素子における導電性有機材料層とは、以下に記載の正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層、電子輸送層、正孔ブロック層及び電子注入層のうちの少なくとも1層からなるものである。この導電性有機材料層は、これらの層を構成する導電性有機材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The conductive organic material layer in the electroluminescent element is at least one of the following hole injection layer, hole transport layer, interlayer, light emitting layer, electron transport layer, hole block layer, and electron injection layer It consists of This conductive organic material layer may have a single layer structure composed of one or more of the conductive organic materials constituting these layers, or a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. There may be.

本発明の積層構造体を用いた電界発光素子の一態様としては、基板上に陽極が設けられ、その上層に高分子結合層が配置され、その上層に導電性有機材料層が配置され、更にその上層に陰極が配置されたものが挙げられる。また、他の一態様としては、陰極を基板上に設け、その上層に高分子結合層が配置され、その上層に導電性有機材料層が配置され、更にその上に陽極が配置されたものが挙げられる。更に、他の態様としては、基板側から採光するボトムエミッションタイプ、基板と反対側から採光するトップエミッションタイプ、又は両面採光型等の電界発光素子も挙げられる。また、他の態様としては、任意の保護膜、バッファー膜、反射層等の他の機能を有する層が更に設けられたものも挙げられる。なお、電界発光素子の構成については、下記にて別途詳述する。電界発光素子には、更に封止膜又は封止基板が覆い被せられ、電界発光素子が外気と遮断された発光装置が形成される。   As one aspect of the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention, an anode is provided on a substrate, a polymer bonding layer is disposed thereon, a conductive organic material layer is disposed thereon, and There may be mentioned those having a cathode disposed thereon. As another embodiment, a cathode is provided on a substrate, a polymer bonding layer is disposed thereon, a conductive organic material layer is disposed thereon, and an anode is disposed thereon. Can be mentioned. Furthermore, as other embodiments, electroluminescent devices such as a bottom emission type that samples light from the substrate side, a top emission type that samples light from the opposite side of the substrate, or a double-sided light-emitting type can be cited. Moreover, as another aspect, what further provided the layer which has other functions, such as arbitrary protective films, buffer films | membranes, a reflection layer, is mentioned. The configuration of the electroluminescent element will be described in detail later. The electroluminescent element is further covered with a sealing film or a sealing substrate to form a light emitting device in which the electroluminescent element is shielded from the outside air.

本発明に用いられる高分子結合層は、電界発光素子における陰極と発光層との間の層又は陽極と発光層との間の層等として用いることができ、電荷注入層又は電荷輸送層等として用いられる。   The polymer bonding layer used in the present invention can be used as a layer between the cathode and the light emitting layer or a layer between the anode and the light emitting layer in the electroluminescent device, and as a charge injection layer or a charge transport layer. Used.

通常、電界発光素子は、陰極及び陽極、導電性有機材料層を有し、更に他の構成要素を備えている。例えば、陽極と発光層との間には正孔注入層、インターレイヤー、正孔輸送層のうちの1層以上を有することができる。正孔注入層が存在する場合は、発光層と正孔注入層との間にインターレイヤー、正孔輸送層のうちの1層以上を有することができる。一方、陰極と有機発光層との間には電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層のうちの1層以上を有することができる。電子注入層が存在する場合は、有機発光層と電子注入層との間に電子輸送層、正孔ブロック層のうちの1層以上を有することができる。   Usually, the electroluminescent element has a cathode and an anode, a conductive organic material layer, and further includes other components. For example, one or more of a hole injection layer, an interlayer, and a hole transport layer can be provided between the anode and the light emitting layer. When the hole injection layer is present, one or more of an interlayer and a hole transport layer can be provided between the light emitting layer and the hole injection layer. Meanwhile, one or more of an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer may be provided between the cathode and the organic light emitting layer. When the electron injection layer is present, one or more of an electron transport layer and a hole blocking layer can be provided between the organic light emitting layer and the electron injection layer.

本発明に用いられる高分子結合層は、このような正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等に用いることができる。高分子結合層を正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤーとして用いる場合、該電極は陽極となり、第二電極は陰極となる。高分子結合層を電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層として用いる場合、該電極は陰極となり、第二電極は陽極となる。   The polymer bonding layer used in the present invention can be used for such a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole block layer and the like. When the polymer bonding layer is used as a hole injection layer, a hole transport layer, or an interlayer, the electrode serves as an anode and the second electrode serves as a cathode. When the polymer bonding layer is used as an electron injection layer, an electron transport layer, or a hole blocking layer, the electrode serves as a cathode and the second electrode serves as an anode.

ここで、陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層等に正孔を供給するものであり、陰極は、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、発光層等に電子を供給するものである。   Here, the anode supplies holes to a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, a light emitting layer, etc., and the cathode serves as an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer. Etc. to supply electrons.

発光層とは、電界を印加した際に、陽極側に隣接する層より正孔を受け取り、陰極側に隣接する層より電子を受け取る機能、受け取った電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する層をいう。   A light-emitting layer is a function that receives holes from a layer adjacent to the anode side and receives electrons from a layer adjacent to the cathode side when an electric field is applied, and the received charges (electrons and holes) by the force of the electric field. A layer having a function of transferring, a field of recombination of electrons and holes, and a function of connecting this to light emission.

電子注入層及び電子輸送層とは、陰極から電子を受け取る機能、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。また、正孔ブロック層とは、主に陽極から注入された正孔を障壁する機能を有し、更に必要に応じて陰極から電子を受け取る機能、電子を輸送する機能のいずれかを有する層をいう。   The electron injection layer and the electron transport layer refer to a layer having any one of a function of receiving electrons from the cathode, a function of transporting electrons, and a function of blocking holes injected from the anode. In addition, the hole blocking layer mainly has a function of blocking holes injected from the anode, and if necessary, a layer having either a function of receiving electrons from the cathode or a function of transporting electrons. Say.

正孔注入層及び正孔輸送層とは、陽極から正孔を受け取る機能、正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有する層をいう。また、インターレイヤーとは、陽極から正孔を受け取る機能、正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を障壁する機能の少なくとも1以上を有し、通常、発光層に隣接して配置され、発光層と陽極、又は発光層と正孔注入層若しくは正孔輸送層とを隔離する役割をもつ。   The hole injection layer and the hole transport layer are any one of a function of receiving holes from the anode, a function of transporting holes, a function of supplying holes to the light emitting layer, and a function of blocking electrons injected from the cathode. A layer having The interlayer has at least one of a function of receiving holes from the anode, a function of transporting holes, a function of supplying holes to the light emitting layer, and a function of blocking electrons injected from the cathode, Usually, the light-emitting layer is disposed adjacent to the light-emitting layer and serves to isolate the light-emitting layer and the anode, or the light-emitting layer and the hole injection layer or the hole transport layer.

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。また、電子注入層と正孔注入層を総称して電荷注入層と呼ぶ。   The electron transport layer and the hole transport layer are collectively referred to as a charge transport layer. The electron injection layer and the hole injection layer are collectively referred to as a charge injection layer.

すなわち、本発明の電界発光素子は下記の層構成(a)を有することができ、又は、層構成(a)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層の1層以上を省略した層構成を有することもできる。層構成(a)において、本発明に用いられる高分子結合層は、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、電子注入層、電子輸送層及び正孔ブロック層からなる群から選ばれる1以上の層として用いることができる。   That is, the electroluminescent element of the present invention can have the following layer configuration (a), or from the layer configuration (a), a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, a hole blocking layer, an electron It may have a layer structure in which one or more of the transport layer and the electron injection layer are omitted. In the layer structure (a), the polymer binding layer used in the present invention is selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole blocking layer. It can be used as the above layer.

(a)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−陰極
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されていることを示す。
(A) Anode-hole injection layer- (hole transport layer and / or interlayer) -light emitting layer- (hole block layer and / or electron transport layer) -electron injection layer-cathode Indicates that the layers are stacked adjacent to each other.

「(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)」は、正孔輸送層のみからなる層、インターレイヤーのみからなる層、正孔輸送層−インターレイヤーの層構成、インターレイヤー−正孔輸送層の層構成、又はその他の、正孔輸送層及びインターレイヤーをそれぞれ1層以上含む任意の層構成を示す。   “(Hole transport layer and / or interlayer)” means a layer consisting of only a hole transport layer, a layer consisting only of an interlayer, a layer configuration of a hole transport layer-interlayer, an interlayer-hole transport layer A layer configuration or any other layer configuration including one or more hole transport layers and interlayers is shown.

「(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)」は、正孔ブロック層のみからなる層、電子輸送層のみからなる層、正孔ブロック層−電子輸送層の層構成、電子輸送層−正孔ブロック層の層構成、又はその他の、正孔ブロック層及び電子輸送層をそれぞれ1層以上含む任意の層構成を示す。以下の層構成の説明においても同様である。   “(Hole blocking layer and / or electron transporting layer)” means a layer consisting of only a hole blocking layer, a layer consisting only of an electron transporting layer, a layer configuration of a hole blocking layer-electron transporting layer, an electron transporting layer—positive The layer configuration of the hole blocking layer, or any other layer configuration including at least one hole blocking layer and one electron transporting layer is shown. The same applies to the description of the layer structure below.

更に、本発明の積層構造体を用いた電界発光素子は、1個の積層構造中に2層の発光層を有することができる。この場合、電界発光素子は下記の層構成(b)を有することができ、又は、層構成(b)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電極の1層以上を省略した層構成を有することもできる。層構成(b)において、本発明に用いられる高分子結合層は、陽極と陽極に最も近い発光層との間に存在し、電極と結合している層として用いられるか、陰極と陰極に最も近い発光層との間に存在し、陰極と結合している層として用いられる。   Furthermore, the electroluminescent element using the laminated structure of the present invention can have two light emitting layers in one laminated structure. In this case, the electroluminescent device can have the following layer configuration (b), or from the layer configuration (b), a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, a hole blocking layer, an electron transport layer. It is also possible to have a layer structure in which one or more layers of the electron injection layer and the electrode are omitted. In the layer structure (b), the polymer bonding layer used in the present invention is present between the anode and the light emitting layer closest to the anode, and is used as a layer bonded to the electrode or most between the cathode and the cathode. It is used as a layer that exists between the adjacent light emitting layers and is bonded to the cathode.

(b)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−電極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−陰極
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されていることを示す。
(B) Anode-hole injection layer- (hole transport layer and / or interlayer) -light emitting layer- (hole block layer and / or electron transport layer) -electron injection layer-electrode-hole injection layer- ( Hole transport layer and / or interlayer) -light emitting layer- (hole block layer and / or electron transport layer) -electron injection layer-cathode Here, "-" indicates that each layer is laminated adjacently. Indicates.

更に、本発明の積層構造体を用いた電界発光素子は、1個の積層構造中に3層以上の発光層を有することができる。この場合、電界発光素子は下記の層構成(c)を有することができ、又は、層構成(c)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電極の1層以上を省略した層構成を有することもできる。層構成(c)において、本発明に用いられる高分子結合層は、陽極と陽極に最も近い発光層との間に存在し、陽極と結合している層として用いられるか、陰極と陰極に最も近い発光層との間に存在し陰極と結合している層として用いられる。   Furthermore, the electroluminescent element using the laminated structure of the present invention can have three or more light emitting layers in one laminated structure. In this case, the electroluminescent element can have the following layer configuration (c), or from the layer configuration (c), a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, a hole block layer, an electron transport layer. It is also possible to have a layer structure in which one or more layers of the electron injection layer and the electrode are omitted. In the layer structure (c), the polymer bonding layer used in the present invention exists between the anode and the light emitting layer closest to the anode, and is used as a layer bonded to the anode, or is the most to the cathode and the cathode. It is used as a layer that exists between the adjacent light emitting layers and is bonded to the cathode.

(c)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−繰返し単位A−繰返し単位A・・・−陰極
ここで、「繰返し単位A」は、電極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層の層構成の単位を示す。
(C) Anode-hole injection layer- (hole transport layer and / or interlayer) -light emitting layer- (hole block layer and / or electron transport layer) -electron injection layer-repeating unit A-repeating unit A. ..- Cathode Here, "repeating unit A" is electrode-hole injection layer-(hole transport layer and / or interlayer)-light emitting layer-(hole block layer and / or electron transport layer)-electron The unit of the layer structure of the injection layer is shown.

本発明の電界発光素子の層構成の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
下記層構成において、本発明に用いられる高分子結合層は、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、電子注入層、電子輸送層及び正孔ブロック層からなる群から選ばれる1以上の層として用いることができる。
(d)陽極−正孔輸送層−発光層−陰極
(e)陽極−発光層−電子輸送層−陰極
(f)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されていることを示す。
Preferable specific examples of the layer structure of the electroluminescent element of the present invention include the following.
In the following layer configuration, the polymer binding layer used in the present invention is one or more selected from the group consisting of a hole injection layer, a hole transport layer, an interlayer, an electron injection layer, an electron transport layer, and a hole block layer. Can be used as a layer.
(D) Anode-hole transport layer-light-emitting layer-cathode (e) Anode-light-emitting layer-electron transport layer-cathode (f) Anode-hole transport layer-light-emitting layer-electron transport layer-cathode “-” Indicates that each layer is laminated adjacently.

またこれら構造の各一について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接してインターレイヤーを設ける構造も挙げられる。すなわち、以下の(d’)〜(g’)の構造が挙げられる。
(d’)陽極−インターレイヤー−発光層−陰極
(e’)陽極−正孔輸送層−インターレイヤー−発光層−陰極
(f’)陽極−インターレイヤー−発光層−電子輸送層−陰極
(g’)陽極−正孔輸送層−インターレイヤー−発光層−電子輸送層−陰極
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されていることを示す。
In addition, for each of these structures, a structure in which an interlayer is provided adjacent to the light emitting layer between the light emitting layer and the anode is also exemplified. That is, the following structures (d ′) to (g ′) are exemplified.
(D ′) Anode-interlayer-light-emitting layer-cathode (e ′) Anode-hole transport layer-interlayer-light-emitting layer-cathode (f ′) Anode-interlayer-light-emitting layer-electron transport layer-cathode (g ') Anode-hole transport layer-interlayer-light-emitting layer-electron transport layer-cathode Here, the symbol "-" indicates that each layer is laminated adjacently.

本発明において、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた電界発光素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた電界発光素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた電界発光素子が挙げられる。具体的には、例えば、以下の(h)〜(s)の構造が挙げられる。
(h)陽極−電荷注入層−発光層−陰極
(i)陽極−発光層−電荷注入層−陰極
(j)陽極−電荷注入層−発光層−電荷注入層−陰極
(k)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−陰極
(l)陽極−正孔輸送層−発光層−電荷注入層−陰極
(m)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−電荷注入層−陰極
(n)陽極−電荷注入層−発光層−電子輸送層−陰極
(o)陽極−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(p)陽極−電荷注入層−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(q)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
(r)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(s)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
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されていることを示す。
In the present invention, an electroluminescent device provided with a charge injection layer (electron injection layer, hole injection layer) includes an electroluminescent device provided with a charge injection layer adjacent to the cathode, and a charge injection layer adjacent to the anode. The provided electroluminescent element is mentioned. Specifically, for example, the following structures (h) to (s) are exemplified.
(H) Anode-charge injection layer-light emitting layer-cathode (i) Anode-light emitting layer-charge injection layer-cathode (j) Anode-charge injection layer-light emitting layer-charge injection layer-cathode (k) anode-charge injection Layer-hole transport layer-light emitting layer-cathode (l) anode-hole transport layer-light emitting layer-charge injection layer-cathode (m) anode-charge injection layer-hole transport layer-light emitting layer-charge injection layer- Cathode (n) anode-charge injection layer-light emitting layer-electron transport layer-cathode (o) anode-light emitting layer-electron transport layer-charge injection layer-cathode (p) anode-charge injection layer-light emitting layer-electron transport layer -Charge injection layer-Cathode (q) anode-Charge injection layer-Hole transport layer-Light emitting layer-Electron transport layer-Cathode (r) anode-Hole transport layer-Light emitting layer-Electron transport layer-Charge injection layer-Cathode (S) Anode-charge injection layer-hole transport layer-light-emitting layer-electron transport layer-charge injection layer-cathode Here, "-" indicates that each layer is laminated adjacently. Indicates that

また(d’)〜(g’)に類似して、これら構造の各一について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接してインターレイヤーを設ける構造も挙げられる。なお、この場合、インターレイヤーが正孔注入層及び/又は正孔輸送層を兼ねてもよい。   Further, similar to (d ′) to (g ′), for each one of these structures, a structure in which an interlayer is provided adjacent to the light emitting layer between the light emitting layer and the anode is also exemplified. In this case, the interlayer may also serve as a hole injection layer and / or a hole transport layer.

本発明に用いられる高分子結合層は、電界発光素子において、電子注入層又は正孔注入層であることが好ましい。   In the electroluminescent device, the polymer binding layer used in the present invention is preferably an electron injection layer or a hole injection layer.

本発明の積層構造体を用いた電界発光素子は、更に電極との密着性向上や電極からの電荷(即ち正孔又は電子)の注入の改善のために、電極に隣接して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(即ち正孔輸送層又は電子輸送層)又は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、及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用いることができる。   In the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention, an insulating layer is provided adjacent to the electrode in order to improve adhesion to the electrode and to improve injection of electric charges (ie, holes or electrons) from the electrode. Alternatively, a thin buffer layer may be inserted at the interface of the charge transport layer (that is, the hole transport layer or the electron transport layer) or the light emitting layer in order to improve the adhesion at the interface or prevent mixing. The order and number of layers to be stacked, and the thickness of each layer can be used in consideration of light emission efficiency and element lifetime.

次に、本発明の電界発光素子を構成する各層の材料及び形成方法について、より具体的に説明する。   Next, the material and forming method of each layer constituting the electroluminescent element of the present invention will be described more specifically.

<基板>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子を構成する基板は、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、金属フィルム、シリコン、これらを積層したもの等が用いられる。前記基板としては、市販のものが入手可能であり、又は公知の方法により製造することができる。
<Board>
The substrate constituting the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention may be any substrate as long as it does not change when an electrode is formed and an organic layer is formed, for example, glass, plastic, polymer film, metal film. Silicon, a laminate of these, or the like is used. A commercially available substrate is available as the substrate, or can be manufactured by a known method.

本発明の積層構造体を用いた電界発光素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、当該基板上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、当該駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、該平坦化膜の中心線平均粗さ(Ra)がRa<10nmを満たすことが好ましい。なお、Raは、日本工業規格JISのJIS−B0601−2001に基づいて、JIS−B0651からJIS−B0656及びJIS−B0671−1等を参考に計測できる。   When the electroluminescent element using the laminated structure of the present invention constitutes a pixel of a display device, a pixel driving circuit may be provided on the substrate, or a planarization film may be provided on the driving circuit. May be provided. When a planarization film is provided, it is preferable that the centerline average roughness (Ra) of the planarization film satisfies Ra <10 nm. Ra can be measured with reference to JIS-B0651 to JIS-B0656, JIS-B0671-1, and the like based on JIS-B0601-2001 of Japanese Industrial Standards JIS.

<陽極>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子を構成する陽極は、導電性有機材料層又は高分子結合層への正孔供給性の観点から、かかる陽極の高分子結合層又は導電性有機材料層側表面の仕事関数が4.0eV以上であることが好ましい。
<Anode>
The anode constituting the electroluminescent element using the laminated structure of the present invention is a polymer bonding layer or a conductive organic material of the anode from the viewpoint of the ability to supply holes to the conductive organic material layer or the polymer bonding layer. It is preferable that the work function of the layer side surface is 4.0 eV or more.

陽極の材料には、金属、合金、金属酸化物、金属硫化物等の電気伝導性化合物、又はこれらの混合物等を用いることが出来る。具体的には、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化モリブデン等の導電性金属酸化物、又は、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、更にこれらの導電性金属酸化物と金属との混合物等が挙げられる。前記陽極は、これら材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。多層構造である場合は、仕事関数が4.0eV以上である材料を高分子結合層又は導電性有機材料層の最表面層に用いることがより好ましい。   As the material for the anode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound such as a metal sulfide, or a mixture thereof can be used. Specifically, conductive metal oxides such as tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), and molybdenum oxide, or metals such as gold, silver, chromium, and nickel Furthermore, a mixture of these conductive metal oxides and metals can be used. The anode may have a single layer structure composed of one or more of these materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. In the case of a multilayer structure, it is more preferable to use a material having a work function of 4.0 eV or more for the outermost surface layer of the polymer bonding layer or the conductive organic material layer.

陽極の作製方法としては、公知の方法が利用でき、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。   As a method for producing the anode, a known method can be used, and examples thereof include a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, and a plating method.

陽極の膜厚は、通常10nm〜10μmであり、好ましくは50nm〜500nmである。また、短絡等の電気的接続の不良を防止する観点から、陽極の発光層側表面の中心線平均粗さ(Ra)はRa<10nmを満たすことが望ましく、より好ましくはRa<5nmである。   The film thickness of the anode is usually 10 nm to 10 μm, preferably 50 nm to 500 nm. Further, from the viewpoint of preventing poor electrical connection such as a short circuit, the center line average roughness (Ra) of the light emitting layer side surface of the anode desirably satisfies Ra <10 nm, and more preferably Ra <5 nm.

更に、該陽極は上記方法にて作製された後に、UVオゾン、シランカップリング剤、2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン等の電子受容性化合物を含む溶液等で表面処理を施される場合がある。表面処理によって該陽極に接する有機層との電気的接続が改善される。   Further, after the anode is prepared by the above method, electron acceptance such as UV ozone, silane coupling agent, 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane, etc. In some cases, the surface treatment may be performed with a solution containing an ionic compound. The electrical connection with the organic layer in contact with the anode is improved by the surface treatment.

本発明の電界発光素子において陽極を光反射電極として用いる場合には、かかる陽極が、高光反射性金属からなる光反射層と4.0eV以上の仕事関数を有する材料を含む高仕事関数材料層を組み合わせた多層構造が好ましい。   When the anode is used as a light reflecting electrode in the electroluminescent device of the present invention, the anode includes a light reflecting layer made of a highly light reflecting metal and a high work function material layer including a material having a work function of 4.0 eV or more. A combined multilayer structure is preferred.

このような陽極の具体的な構成例としては、
(i) Ag−MoO
(ii)(Ag−Pd−Cu合金)−(ITO及び/又はIZO)
(iii)(Al−Nd合金)−(ITO及び/又はIZO)
(iv)(Mo−Cr合金)−(ITO及び/又はIZO)
(v) (Ag−Pd−Cu合金)−(ITO及び/又はIZO)−MoO
等が挙げられる。十分な光反射率を得る為に、Al、Ag、Al合金、Ag合金、Cr合金等の高光反射性金属層の膜厚は50nm以上であることが好ましく、より好ましくは80nm以上である。ITO、IZO、MoO等の高仕事関数材料層の膜厚は通常、5nm〜500nmの範囲である。
As a specific configuration example of such an anode,
(I) Ag-MoO 3
(Ii) (Ag—Pd—Cu alloy) — (ITO and / or IZO)
(Iii) (Al—Nd alloy) — (ITO and / or IZO)
(Iv) (Mo-Cr alloy)-(ITO and / or IZO)
(V) (Ag—Pd—Cu alloy) — (ITO and / or IZO) —MoO 3
Etc. In order to obtain a sufficient light reflectivity, the film thickness of the highly light-reflective metal layer such as Al, Ag, Al alloy, Ag alloy, or Cr alloy is preferably 50 nm or more, and more preferably 80 nm or more. The film thickness of the high work function material layer such as ITO, IZO, MoO 3 is usually in the range of 5 nm to 500 nm.

<陰極>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子において、陰極は、導電性有機材料層又は高分子結合層に隣接して、これらの層へ電子を供給する機能を有するものである。該陰極は、単一の材料又は複数の材料からなる単層構造であってもよいし、複数層からなる多層構造であってもよい。多層構造である場合、第1陰極層とカバー陰極層の2層構造若しくは第1陰極層、第2陰極層及びカバー陰極層の3層構造が好ましい。ここで、第1陰極層は、陰極の中で最も導電性有機材料層又は高分子結合層側にある層をいい、カバー陰極層は2層構造の場合は第1陰極層を、3層構造の場合は第1陰極層と第2陰極層を覆う層をいう。電子供給能の観点からは、第1陰極層の材料の仕事関数が3.5eV以下であることが好ましい。また、仕事関数が3.5eV以下の金属の酸化物、フッ化物、炭酸化物、複合酸化物等も第1陰極層材料として好適に用いられる。カバー陰極層の材料には、抵抗率が低く、水分への耐腐食性が高い金属、金属酸化物等が好適に用いられる。
<Cathode>
In the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention, the cathode has a function of supplying electrons to these layers adjacent to the conductive organic material layer or the polymer bonding layer. The cathode may have a single layer structure made of a single material or a plurality of materials, or a multilayer structure made of a plurality of layers. In the case of a multilayer structure, a two-layer structure of a first cathode layer and a cover cathode layer or a three-layer structure of a first cathode layer, a second cathode layer, and a cover cathode layer is preferable. Here, the first cathode layer refers to the layer on the most conductive organic material layer or polymer bonding layer side in the cathode, and the cover cathode layer has a three-layer structure in the case of a two-layer structure. In this case, it means a layer covering the first cathode layer and the second cathode layer. From the viewpoint of electron supply capability, the work function of the material of the first cathode layer is preferably 3.5 eV or less. Further, metal oxides, fluorides, carbonates, composite oxides, and the like having a work function of 3.5 eV or less are also preferably used as the first cathode layer material. As a material for the cover cathode layer, a metal, a metal oxide, or the like having a low resistivity and high corrosion resistance to moisture is preferably used.

第1陰極層材料の具体例としては、アルカリ金属やアルカリ土類金属、前記金属を1種類以上含む合金、前記金属の酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、複合酸化物、及びこれらの混合物等が挙げられる。アルカリ金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、複合酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、モリブデン酸カリウム、チタン酸カリウム、タングステン酸カリウム、モリブデン酸セシウム等が挙げられる。アルカリ土類金属又はその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物、複合酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸化バリウム、モリブデン酸バリウム、タングステン酸バリウム等が挙げられる。アルカリ金属又はアルカリ土類金属を1種類以上含む合金の例としては、Li−Al合金、Mg−Ag合金、Al−Ba合金、Mg−Ba合金、Ba−Ag合金、Ca−Bi−Pb−Sn合金、等が挙げられる。また、第1陰極層材料として列記した材料と電子注入層を構成する材料として列記した材料との組成物も第1陰極層に使用できる。第2陰極層の材料としては、第1陰極層の材料と同様の材料が例示される。   Specific examples of the first cathode layer material include alkali metals and alkaline earth metals, alloys containing one or more of the metals, oxides of the metals, halides, carbonates, composite oxides, and mixtures thereof. Can be mentioned. Examples of alkali metals or oxides thereof, halides, carbonates, composite oxides include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, lithium oxide, sodium oxide, potassium oxide, rubidium oxide, cesium oxide, lithium fluoride, Sodium fluoride, potassium fluoride, rubidium fluoride, cesium fluoride, lithium carbonate, sodium carbonate, potassium carbonate, rubidium carbonate, cesium carbonate, potassium molybdate, potassium titanate, potassium tungstate, cesium molybdate, etc. . Examples of alkaline earth metals or their oxides, halides, carbonates, composite oxides include magnesium, calcium, strontium, barium, magnesium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium fluoride, calcium fluoride Strontium fluoride, barium fluoride, magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate, barium molybdate, barium tungstate, and the like. Examples of alloys containing at least one alkali metal or alkaline earth metal include Li—Al alloys, Mg—Ag alloys, Al—Ba alloys, Mg—Ba alloys, Ba—Ag alloys, Ca—Bi—Pb—Sn. Alloys, etc. Further, a composition of a material listed as the first cathode layer material and a material listed as a material constituting the electron injection layer can also be used for the first cathode layer. Examples of the material of the second cathode layer include the same materials as the material of the first cathode layer.

カバー陰極層材料の具体例としては、金、銀、銅、アルミニウム、クロム、スズ、鉛、ニッケル、チタン、等の低抵抗金属及びこれらを含む合金、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化モリブデン等の導電性金属酸化物、更にこれらの導電性金属酸化物と金属との混合物等が挙げられる。   Specific examples of the cover cathode layer material include low resistance metals such as gold, silver, copper, aluminum, chromium, tin, lead, nickel, titanium, and alloys containing these metals, tin oxide, zinc oxide, indium oxide, and indium oxide. Examples thereof include conductive metal oxides such as tin (ITO), indium zinc oxide (IZO), and molybdenum oxide, and a mixture of these conductive metal oxides and metals.

陰極が多層構造である場合の例としては、Mg/Al、Ca/Al、Ba/Al、NaF/Al、KF/Al、RbF/Al、CsF/Al、NaCO/Al、KCO/Al、CsCO/Al等の第1陰極層とカバー陰極層の2層構造、LiF/Ca/Al、NaF/Ca/Al、KF/Ca/Al、RbF/Ca/Al、CsF/Ca/Al、Ba/Al/Ag、KF/Al/Ag、KF/Ca/Ag、KCO/Ca/Ag等の第1陰極層、第2陰極層及びカバー陰極層の3層構造挙げられる(ここで、符号「/」は各層が隣接していることを示す)。なお、第2陰極層の材料が第1陰極層の材料に対して還元作用を有することが好ましい。ここで、材料間の還元作用の有無・程度は、例えば、化合物間の結合解離エネルギー(ΔrH°)から見積もることができる。即ち、第2陰極層を構成する材料による、第1陰極層を構成する材料に対する還元反応において、結合解離エネルギーが正であるような組み合わせである場合、第2陰極層の材料が第1陰極層の材料に対して還元作用を有するといえる。結合解離エネルギーは、例えば「電気化学便覧第5版」(丸善、2000年発行)、「熱力学データベースMALT」(科学技術社、1992年発行)等で参照できる。 Examples of the cathode having a multilayer structure include Mg / Al, Ca / Al, Ba / Al, NaF / Al, KF / Al, RbF / Al, CsF / Al, Na 2 CO 3 / Al, K 2 CO 3 / Al, Cs 2 CO 3 / Al, etc., a first cathode layer and a cover cathode layer, two-layer structure, LiF / Ca / Al, NaF / Ca / Al, KF / Ca / Al, RbF / Ca / Al, CsF / Ca / Al, Ba / Al / Ag, KF / Al / Ag, KF / Ca / Ag, K 2 CO 3 / Ca / Ag, etc., three-layer structure of first cathode layer, second cathode layer and cover cathode layer (Where the symbol “/” indicates that each layer is adjacent). The material of the second cathode layer preferably has a reducing action on the material of the first cathode layer. Here, the presence / absence / degree of the reducing action between materials can be estimated from, for example, bond dissociation energy (ΔrH °) between compounds. That is, in the case of a combination in which the bond dissociation energy is positive in the reduction reaction of the material constituting the second cathode layer to the material constituting the first cathode layer, the material of the second cathode layer is the first cathode layer. It can be said that this material has a reducing action. The bond dissociation energy can be referred to, for example, in “Electrochemical Handbook 5th Edition” (Maruzen, published in 2000), “Thermodynamic Database MALT” (Science and Technology, published in 1992), and the like.

陰極の作製方法は公知の種々の方法が利用でき、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が例示される。金属、金属の酸化物、フッ化物、炭酸化物を用いる場合は真空蒸着法が多用され、高沸点の金属酸化物、金属複合酸化物や酸化インジウムスズ(ITO)等の導電性金属酸化物を用いる場合は、スパッタリング法、イオンプレーティング法が多用される。異種材料との組成物を成膜する場合には、共蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が用いられる。特に、低分子有機物と金属又は金属の酸化物、フッ化物、炭酸化物との組成物を成膜する場合には共蒸着法が適する。   Various known methods can be used as a method for producing the cathode, and examples thereof include vacuum deposition, sputtering, and ion plating. When using metals, metal oxides, fluorides, and carbonates, vacuum evaporation is often used, and high-boiling metal oxides, metal composite oxides, and conductive metal oxides such as indium tin oxide (ITO) are used. In this case, sputtering and ion plating are frequently used. In the case of forming a composition with a different material, a co-evaporation method, a sputtering method, an ion plating method, or the like is used. In particular, a co-evaporation method is suitable for forming a film of a low molecular organic substance and a metal or metal oxide, fluoride, or carbonate.

陰極の膜厚は用いる材料、層構造によって最適値が異なり、駆動電圧、発光効率、素子寿命が適度な値となるように選択すればよい。通常、第1陰極層の膜厚は0.5nm〜20nmの範囲であり、カバー陰極層の膜厚は10nm〜1μmの範囲である。例えば、第1陰極層にBa又はCa、カバー陰極層にAlを用いる場合、Ba又はCaの膜厚は2nm〜10nm、Alの膜厚は10nm〜500nmであることが好ましく、第1陰極層にNaF又はKF、カバー陰極層にAlを用いる場合、NaF又はKFの膜厚は1nm〜8nm、Alの膜厚は10nm〜500nmであることが好ましい。   The optimum film thickness of the cathode varies depending on the material used and the layer structure, and may be selected so that the driving voltage, the light emission efficiency, and the element lifetime are appropriate. Usually, the thickness of the first cathode layer is in the range of 0.5 nm to 20 nm, and the thickness of the cover cathode layer is in the range of 10 nm to 1 μm. For example, when Ba or Ca is used for the first cathode layer and Al is used for the cover cathode layer, the film thickness of Ba or Ca is preferably 2 nm to 10 nm, and the film thickness of Al is preferably 10 nm to 500 nm. When using NaF or KF and Al for the cover cathode layer, the film thickness of NaF or KF is preferably 1 nm to 8 nm, and the film thickness of Al is preferably 10 nm to 500 nm.

<正孔注入層>
本発明の電界発光素子において、本発明に用いられる共役高分子化合物以外の正孔注入層を形成する材料としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、スターバースト型アミン、フタロシアニン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、有機シラン誘導体、及びこれらを含む重合体が挙げられる。また、酸化バナジウム、酸化タンタル、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の導電性金属酸化物、ポリアニリン、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子及びオリゴマー、ポリ(3、4−エチレンジオキシチオフェン)・ポリスチレンスルホン酸、ポリピロール等の有機導電性材料及びこれらを含む重合体、アモルファスカーボンを挙げることができる。更に、テトラシアノキノジメタン誘導体(例えば2,3,5,6−テトラフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)、1,4−ナフトキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ポリニトロ化合物等のアクセプター性有機化合物、オクタデシルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤等も好適に使用できる。
<Hole injection layer>
In the electroluminescent device of the present invention, the material for forming the hole injection layer other than the conjugated polymer compound used in the present invention includes carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkanes. Derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, starburst amines, phthalocyanine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary Amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, organosilane derivatives And polymers containing them. In addition, conductive metal oxides such as vanadium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, and aluminum oxide, conductive polymers and oligomers such as polyaniline, aniline copolymers, thiophene oligomers, and polythiophenes, poly ( 3, 4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid, polypyrrole and other organic conductive materials, polymers containing these, and amorphous carbon. Furthermore, tetracyanoquinodimethane derivatives (for example, 2,3,5,6-tetrafluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane), 1,4-naphthoquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, polynitro compounds, etc. An acceptor organic compound, a silane coupling agent such as octadecyltrimethoxysilane, and the like can also be suitably used.

前記材料は単一の成分で用いても複数の成分からなる組成物として用いてもよい。また、前記正孔注入層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、正孔輸送層あるいはインターレイヤーで用いることができる材料として列記する材料も正孔注入層で用いることができる。   The material may be used as a single component or as a composition comprising a plurality of components. In addition, the hole injection layer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. In addition, materials listed as materials that can be used in the hole transport layer or the interlayer can also be used in the hole injection layer.

正孔注入層の作製方法としては、公知の種々の方法が利用できる。無機化合物材料の場合は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等が挙げられ、低分子有機材料の場合は、真空蒸着法、レーザー転写や熱転写等の転写法、溶液からの成膜による方法(高分子バインダーとの混合溶液を用いてもよい)等が挙げられる。また、高分子有機材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。   Various known methods can be used as a method for forming the hole injection layer. In the case of inorganic compound materials, vacuum evaporation, sputtering, ion plating, etc. can be mentioned. In the case of low molecular organic materials, vacuum evaporation, transfer methods such as laser transfer and thermal transfer, and film formation from solution And a method (a mixed solution with a polymer binder may be used). In the case of a polymer organic material, a method of forming a film from a solution is exemplified.

正孔注入材料が、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等の低分子化合物の場合には、真空蒸着法を用いて正孔注入層を形成することができる。   When the hole injection material is a low molecular compound such as a pyrazoline derivative, an arylamine derivative, a stilbene derivative, or a triphenyldiamine derivative, the hole injection layer can be formed using a vacuum deposition method.

また、高分子化合物バインダーと前記低分子正孔注入材料を分散させた混合溶液を用いて正孔注入層を成膜することもできる。混合する高分子化合物バインダーとしては、電荷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。具体的には、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体、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、ポリシロキサン等が例示される。   In addition, the hole injection layer can be formed using a mixed solution in which a polymer compound binder and the low molecular hole injection material are dispersed. As the polymer compound binder to be mixed, those that do not extremely inhibit charge transport are preferable, and those that do not strongly absorb visible light are preferably used. Specifically, poly (N-vinylcarbazole), polyaniline and derivatives thereof, polythiophene and derivatives thereof, poly (p-phenylene vinylene) and derivatives thereof, poly (2,5-thienylene vinylene) and derivatives thereof, polycarbonate, Examples include polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyvinyl chloride, and polysiloxane.

溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔注入材料を溶解させるものであればよい。該溶媒として、水、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の含塩素溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン溶媒、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溶媒等が例示される。   As a solvent used for film formation from a solution, any solvent that dissolves a hole injection material may be used. Examples of the solvent include water, chlorine-containing solvents such as chloroform, methylene chloride and dichloroethane, ether solvents such as tetrahydrofuran, aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate and ethyl. Examples include ester solvents such as cellosolve acetate.

溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピンコート法、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、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法等のコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法等の塗布法を用いることができる。パターン形成が容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法やノズルコート法が好ましい。   Examples of film formation methods from solution include spin coating from solution, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, dip coating method, slit coating method, capillary Coating methods such as coating methods, spray coating methods, nozzle coating methods, etc., gravure printing methods, screen printing methods, flexographic printing methods, offset printing methods, reversal printing methods, inkjet printing methods, and other coating methods may be used. it can. From the viewpoint of easy pattern formation, a gravure printing method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a reverse printing method, a printing method such as an inkjet printing method, and a nozzle coating method are preferable.

正孔注入層に続いて、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層等の有機化合物層を形成する場合、特に、両方の層を塗布法によって形成する場合には、先に塗布した層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解して積層構造を作製できなくなることがある。
この場合には、下層を溶媒不溶にする方法を用いることができる。溶媒不溶にする方法としては、高分子化合物に架橋基を付け、架橋させて不溶化する方法、芳香族ビスアジドに代表される芳香環を有する架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、アクリレート基に代表される芳香環を有しない架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合し、架橋させて不溶化する方法、下層を紫外光に感光させて架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、下層を加熱して架橋させ、上層の製造に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法等が挙げられる。下層を加熱する場合の加熱の温度は通常100℃〜300℃であり、時間は通常1分〜1時間である。
When forming an organic compound layer such as a hole transport layer, an interlayer, or a light-emitting layer following the hole injection layer, especially when both layers are formed by a coating method, the previously applied layer is later. In some cases, the laminated structure cannot be prepared by dissolving in a solvent contained in the solution of the layer to be applied.
In this case, a method of making the lower layer solvent insoluble can be used. As a method for making the solvent insoluble, a cross-linking group is added to the polymer compound, and the cross-linking is performed by insolubilizing, a low molecular compound having a cross-linking group having an aromatic ring represented by aromatic bisazide is mixed as a cross-linking agent, Method of cross-linking and insolubilization, Method of mixing low molecular weight compounds having a cross-linking group that does not have an aromatic ring represented by an acrylate group as a cross-linking agent, cross-linking and insolubilization, and exposing the lower layer to UV light to cross-link And a method of insolubilizing in an organic solvent used for the production of the upper layer, a method of heating and crosslinking the lower layer, and a method of insolubilizing in the organic solvent used for the production of the upper layer. When heating the lower layer, the heating temperature is usually 100 ° C. to 300 ° C., and the time is usually 1 minute to 1 hour.

また、架橋以外で下層を溶解させずに積層するその他の方法として、隣り合った層の製造に異なる極性の溶液を用いる方法があり、例えば、下層に水溶性の高分子化合物を用い、上層に油溶性の高分子化合物を用いて、塗布しても下層が溶解しないようにする方法等がある。   In addition, as another method of laminating without dissolving the lower layer other than cross-linking, there is a method of using solutions of different polarities in the production of adjacent layers, for example, using a water-soluble polymer compound in the lower layer, There is a method of using an oil-soluble polymer compound so that the lower layer does not dissolve even when applied.

<正孔輸送層及びインターレイヤー>
本発明の電界発光素子において、本発明に用いられる芳香族高分子化合物以外の正孔輸送層及びインターレイヤーを構成する材料としては、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、有機シラン誘導体、及びこれらの構造を含む重合体が挙げられる。また、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子及びオリゴマー、ポリピロール等の有機導電性材料も挙げることができる。
<Hole transport layer and interlayer>
In the electroluminescent device of the present invention, as a material constituting the hole transport layer and the interlayer other than the aromatic polymer compound used in the present invention, for example, a carbazole derivative, a triazole derivative, an oxazole derivative, an oxadiazole derivative, Imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds Styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, organosilane derivatives, and their structures Polymer containing thereof. In addition, conductive polymers and oligomers such as aniline-based copolymers, thiophene oligomers, and polythiophenes, and organic conductive materials such as polypyrrole can also be used.

前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記正孔輸送層及びインターレイヤーは、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、正孔注入層で用いることができる材料として列記する材料も正孔輸送層で用いることができる。   The material may be a single component or a composition comprising a plurality of components. Further, the hole transport layer and the interlayer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. . In addition, materials listed as materials that can be used in the hole injection layer can also be used in the hole transport layer.

具体的には、特開昭63−70257、特開昭63−175860、特開平2−135359、特開平2−135361、特開平2−209988、特開平3−37992、特開平3−152184、特開平5−263073、特開平6−1972、WO2005/52027、特開2006−295203、等に開示される化合物が正孔輸送層及びインターレイヤーの材料として使用できる。中でも、繰り返し単位として2価の芳香族アミン残基を含む重合体が、好適に用いられる。   Specifically, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, JP-A-2-209998, JP-A-3-37992, JP-A-3-152184, Compounds disclosed in Kaihei 5-263073, JP-A-6-1972, WO2005 / 52027, JP-A-2006-295203, and the like can be used as materials for the hole transport layer and the interlayer. Among them, a polymer containing a divalent aromatic amine residue as a repeating unit is preferably used.

2価の芳香族アミン残基としては、式(XIX)で表される基が挙げられる。   Examples of the divalent aromatic amine residue include a group represented by the formula (XIX).

Figure 2011029366
Figure 2011029366

式中、Ar、Ar、Ar10及びAr11は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい2価の複素環基を表し、Ar12、Ar13及びAr14は置換基を有していてもよいアリール基又は置換基を有していてもよい1価の複素環基を表し、n12及びmは、それぞれ独立に、0又は1を表す。 In the formula, Ar 8 , Ar 9 , Ar 10 and Ar 11 each independently represent an arylene group which may have a substituent or a divalent heterocyclic group which may have a substituent, Ar 12 , Ar 13 and Ar 14 represent an aryl group which may have a substituent or a monovalent heterocyclic group which may have a substituent, and n 12 and m 7 are each independently 0 or 1 is represented.

前記アリーレン基、アリール基、2価の複素環基、1価の複素環基が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基及びカルボキシル基等が挙げられる。該置換基は、ビニル基、アセチレン基、ブテニル基、アクリル基、アクリレート基、アクリルアミド基、メタクリル基、メタクリレート基、メタクリルアミド基、ビニルエーテル基、ビニルアミノ基、シラノール基、小員環(シクロプロピル基、シクロブチル基、エポキシ基、オキセタン基、ジケテン基、エピスルフィド基等)を有する基、ラクトン基、ラクタム基、又はシロキサン誘導体の構造を含有する基等の架橋基であってもよい。n12が0の場合、ArとAr10が直接又は−O−、−S−等の2価の基を介して結合していてもよいアリーレン基としては、フェニレン基等が挙げられ、2価の複素環基としては、ピリジンジイル基等が挙げられる。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基等が挙げられ、1価の複素環基としては、ピリジル基等が挙げられる。 Examples of the substituent that the arylene group, aryl group, divalent heterocyclic group, and monovalent heterocyclic group may have include a halogen atom, an alkyl group, an alkyloxy group, an alkylthio group, an aryl group, and an aryloxy group. Group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkyloxy group, arylalkylthio group, alkenyl group, alkynyl group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, acyl group, acyloxy group, carbamoyl group, acid imide group, imine residue, substitution Amino group, substituted silyl group, substituted silyloxy group, substituted silylthio group, substituted silylamino group, cyano group, nitro group, monovalent heterocyclic group, heteroaryloxy group, heteroarylthio group, alkyloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl Group, arylalkyloxycarbonyl group Heteroaryl aryloxycarbonyl group and a carboxyl group and the like. The substituent is vinyl group, acetylene group, butenyl group, acrylic group, acrylate group, acrylamide group, methacryl group, methacrylate group, methacrylamide group, vinyl ether group, vinylamino group, silanol group, small ring (cyclopropyl group) , A group having a cyclobutyl group, an epoxy group, an oxetane group, a diketene group, an episulfide group, etc.), a lactone group, a lactam group, or a group containing a structure of a siloxane derivative. When n 12 is 0, examples of the arylene group in which Ar 8 and Ar 10 may be bonded directly or via a divalent group such as —O— or —S— include a phenylene group. Examples of the valent heterocyclic group include a pyridinediyl group. Examples of the aryl group include a phenyl group and a naphthyl group, and examples of the monovalent heterocyclic group include a pyridyl group.

繰り返し単位として2価の芳香族アミンを含む重合体は、更に他の繰り返し単位を有していてもよい。他の繰り返し単位としては、フェニレン基、フルオレンジイル基等のアリーレン基等が挙げられる。なお、この重合体の中では、架橋基を含んでいるものがより好ましい。   The polymer containing a divalent aromatic amine as a repeating unit may further have another repeating unit. Examples of other repeating units include arylene groups such as a phenylene group and a fluorenediyl group. Of these polymers, those containing a crosslinking group are more preferred.

正孔輸送層及びインターレイヤーの成膜方法としては、正孔注入層の成膜と同様の方法が挙げられる。溶液からの成膜方法としては、前記したスピンコート法、キャスティング法、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法等が挙げられる。溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔注入層の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。   Examples of the method for forming the hole transport layer and the interlayer include the same method as that for forming the hole injection layer. Examples of the film forming method from the solution include the spin coating method, casting method, bar coating method, slit coating method, spray coating method, nozzle coating method, gravure printing method, screen printing method, flexographic printing method, and inkjet printing method. In the case of using a sublimable compound material, a vacuum deposition method, a transfer method, and the like can be given. Examples of the solvent used for film formation from a solution include the solvents listed in the film formation method for the hole injection layer.

正孔輸送層及びインターレイヤーに続いて、発光層等の有機化合物層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔注入材料を溶解させるものであればよい。正孔注入層の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。   When an organic compound layer such as a light emitting layer is formed by a coating method following the hole transport layer and the interlayer, if the lower layer dissolves in the solvent contained in the solution of the layer to be applied later, hole injection is performed. Any material that dissolves the material may be used. The lower layer can be made insoluble in the same manner as exemplified in the method for forming the hole injection layer.

<発光層>
本発明の電界発光素子において、導電性有機材料層が発光層を有する場合、発光層としては、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール、ポリアルキルチオフェン等の発光材料化合物を好適に用いることができる。
<Light emitting layer>
In the electroluminescent device of the present invention, when the conductive organic material layer has a light emitting layer, the light emitting layer includes a polyfluorene derivative, a polyparaphenylene vinylene derivative, a polyphenylene derivative, a polyparaphenylene derivative, a polythiophene derivative, a polydialkylfluorene, Luminescent material compounds such as polyfluorene benzothiadiazole and polyalkylthiophene can be suitably used.

また、これら発光層は、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素等の高分子系色素化合物や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子色素化合物を含有してもよい。また、ナフタレン誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系等の色素類、8−ヒドロキシキノリン及び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及びその誘導体、又はテトラフェニルブタジエン及びその誘導体、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム等の燐光を発光する金属錯体を含有してもよい。   These light-emitting layers are composed of polymer dye compounds such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes, rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, nile red, coumarin 6, quinacridone, and the like. The low molecular dye compound may be contained. In addition, naphthalene derivatives, anthracene and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, polymethine series, xanthene series, coumarin series and cyanine series pigments, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, aromatic amines, tetraphenylcyclopentadiene And a derivative thereof, or a metal complex that emits phosphorescence, such as tetraphenylbutadiene and a derivative thereof, tris (2-phenylpyridine) iridium, and the like.

また、本発明の電界発光素子が有する発光層は、非共役高分子化合物と前記有機色素や前記金属錯体等の発光性有機化合物との組成物から構成されてもよい。非共役高分子化合物としては、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂が挙げられる。前記の非共役高分子化合物は側鎖にカルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン化合物、ポルフィリン化合物、及び有機シラン誘導体からなる群から選ばれる1種以上の誘導体若しくは化合物で表される構造を有していてもよい。   Moreover, the light emitting layer which the electroluminescent element of this invention has may be comprised from the composition of luminescent organic compounds, such as a nonconjugated polymer compound, the said organic pigment | dye, and the said metal complex. Non-conjugated polymer compounds include polyethylene, polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, poly (N-vinylcarbazole), hydrocarbon resin, ketone resin, Examples thereof include phenoxy resin, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate, ABS resin, polyurethane, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, and silicon resin. The non-conjugated polymer compound includes a carbazole derivative, triazole derivative, oxazole derivative, oxadiazole derivative, imidazole derivative, polyarylalkane derivative, pyrazoline derivative, pyrazolone derivative, phenylenediamine derivative, arylamine derivative, amino-substituted chalcone in the side chain. One selected from the group consisting of derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidin compounds, porphyrin compounds, and organosilane derivatives It may have a structure represented by the above derivatives or compounds.

発光層が低分子化合物を含む場合、該低分子化合物としては、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、カルバゾール、キナクリドン等の低分子色素化合物、ナフタレン誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系、インジゴ系等の色素類、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、フタロシアニン及び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及びその誘導体、又はテトラフェニルブタジエン及びその誘導体等が挙げられる。   When the light emitting layer contains a low molecular weight compound, examples of the low molecular weight compound include rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, nile red, coumarin 6, carbazole, quinacridone, and other low molecular dye compounds, naphthalene derivatives. , Anthracene and derivatives thereof, perylene and derivatives thereof, polymethine, xanthene, coumarin, cyanine, indigo and other pigments, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, metal complexes of phthalocyanine and derivatives thereof, aromatic Group amine, tetraphenylcyclopentadiene and derivatives thereof, or tetraphenylbutadiene and derivatives thereof.

発光層が燐光を発光する金属錯体を含む場合、該金属錯体としては、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム、チエニルピリジン配位子含有イリジウム錯体、フェニルキノリン配位子含有イリジウム錯体、トリアザシクロノナン骨格含有テルビウム錯体等が挙げられる。   When the light emitting layer includes a metal complex that emits phosphorescence, examples of the metal complex include tris (2-phenylpyridine) iridium, thienylpyridine ligand-containing iridium complex, phenylquinoline ligand-containing iridium complex, and triazacyclononane. Examples include skeleton-containing terbium complexes.

発光層に用いられる発光材料化合物の具体例としては、WO97/09394、WO98/27136、WO99/54385、WO00/22027、WO01/19834、GB2340304A、GB2348316、US573636、US5741921、US5777070、EP0707020、特開平9−111233、特開平10−324870、特開平2000−80167、特開2001−123156、特開2004−168999、特開2007−162009、「有機EL素子の開発と構成材料」(シーエムシー出版、2006年発行)等に開示されているポリフルオレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体及び共重合体、芳香族アミン及びその誘導体の(共)重合体が例示される。   Specific examples of the light emitting material compound used for the light emitting layer include WO97 / 09394, WO98 / 27136, WO99 / 54385, WO00 / 22027, WO01 / 19834, GB2340304A, GB2348316, US573636, US5741921, US5777070, EP07007020, 111233, JP-A-10-324870, JP-A-2000-80167, JP-A-2001-123156, JP-A-2004-168999, JP-A-2007-162009, “Development and constituent materials of organic EL elements” (CM Publishing, 2006) ) And the like, their derivatives and copolymers, polyarylene, their derivatives and copolymers, polyarylene vinylene, their derivatives and copolymers, aromatic amino And (co) polymers of a derivative thereof.

また、低分子化合物の具体例としては、例えば、特開昭57−51781、「有機薄膜仕事関数データ集[第2版]」(シーエムシー出版、2006年発行)、「有機EL素子の開発と構成材料」(シーエムシー出版、2006年発行)等に記載されている化合物が例示される。   Specific examples of low molecular weight compounds include, for example, JP-A-57-51781, “Organic thin film work function data collection [2nd edition]” (CMC Publishing, 2006), “Development of organic EL elements and Examples thereof include compounds described in “Constituent Materials” (CMC Publishing, 2006).

前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記発光層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。   The material may be a single component or a composition comprising a plurality of components. In addition, the light emitting layer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions.

発光層の成膜方法としては、正孔注入層の成膜と同様の方法が挙げられる。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、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法等が挙げられる。溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔注入層の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。   Examples of the method for forming the light emitting layer include the same method as that for forming the hole injection layer. Examples of the film formation method from the solution include spin coating, casting, bar coating, slit coating, spray coating, nozzle coating, gravure printing, screen printing, flexographic printing, and inkjet printing. Examples of the method include a coating method and a printing method. When a sublimable compound material is used, a vacuum deposition method, a transfer method, and the like can be given. Examples of the solvent used for film formation from a solution include the solvents listed in the film formation method for the hole injection layer.

発光層に続いて、電子輸送層等の有機化合物層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔注入層の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。   When an organic compound layer such as an electron transport layer is formed by a coating method following the light emitting layer, if the lower layer dissolves in the solvent contained in the solution of the layer to be applied later, the hole injection layer is formed. The lower layer can be made insoluble in the same manner as exemplified in the method.

<電子輸送層及び正孔ブロック層>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子において、電子輸送層及び正孔ブロック層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体等が挙げられる。これらのうち、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体が好ましい。
<Electron transport layer and hole blocking layer>
In the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention, as materials constituting the electron transport layer and the hole blocking layer, known materials can be used, and triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, Fluorenone derivative, benzoquinone and its derivative, naphthoquinone and its derivative, anthraquinone and its derivative, tetracyanoanthraquinodimethane and its derivative, fluorenone derivative, diphenyldicyanoethylene and its derivative, diphenoquinone derivative, anthraquinodimethane derivative, anthrone derivative, Thiopyran dioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives , Metal complexes of 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, metal complexes represented by metal complexes having benzoxazole or benzothiazole as ligands, organosilane derivatives, metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives, polyquinoline And derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof, and the like. Among these, triazole derivatives, oxadiazole derivatives, benzoquinone and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, or metal complexes of 8-hydroxyquinoline and derivatives thereof, polyquinoline and derivatives thereof, polyquinoxaline and derivatives thereof, polyfluorene and derivatives thereof Is preferred.

前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記電子輸送層及び正孔ブロック層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、電子注入層で用いることができる材料として列記する材料も電子輸送層及び正孔ブロック層で用いることができる。   The material may be a single component or a composition comprising a plurality of components. In addition, the electron transport layer and the hole blocking layer may have a single layer structure composed of one or more of the materials, or may have a multilayer structure composed of a plurality of layers having the same composition or different compositions. Good. In addition, materials listed as materials that can be used in the electron injection layer can also be used in the electron transport layer and the hole blocking layer.

電子輸送層及び正孔ブロック層の成膜方法としては、正孔注入層の成膜と同様の方法が挙げられる。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、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法等が挙げられる。溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔注入層の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。   Examples of the method for forming the electron transport layer and the hole blocking layer include the same methods as those for forming the hole injection layer. Examples of the film formation method from the solution include spin coating, casting, bar coating, slit coating, spray coating, nozzle coating, gravure printing, screen printing, flexographic printing, and inkjet printing. Examples of the method include a coating method and a printing method. When a sublimable compound material is used, a vacuum deposition method, a transfer method, and the like can be given. Examples of the solvent used for film formation from a solution include the solvents listed in the film formation method for the hole injection layer.

電子輸送層及び正孔ブロック層に続いて、電子注入層等の有機化合物層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔注入層の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。   When an organic compound layer such as an electron injection layer is formed by a coating method following the electron transport layer and the hole blocking layer, if the lower layer is dissolved in the solvent contained in the solution of the layer to be applied later, The lower layer can be made insoluble in the same manner as exemplified in the method for forming the hole injection layer.

<電子注入層>
本発明の積層構造体を用いた電界発光素子において、電子注入層としては、公知のものが使用でき、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体等が挙げられる。
<Electron injection layer>
In the electroluminescent device using the laminated structure of the present invention, a known material can be used as the electron injecting layer. Triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, fluorenone derivatives, benzoquinone and its derivatives, naphthoquinone And derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, tetracyanoanthraquinodimethane and derivatives thereof, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and derivatives thereof, diphenoquinone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, carbodiimide derivatives, Fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, aromatic tetracarboxylic anhydrides such as naphthalene and perylene, phthalocyanine derivatives, gold of 8-quinolinol derivatives Complex, metal phthalocyanine, various metal complexes having benzoxazole or benzothiazole as represented by metal complexes having a ligand, organic silane derivatives, and the like.

前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記電子注入層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、電子輸送層及び正孔ブロック層で用いることができる材料として列記する材料も電子注入層で用いることができる。   The material may be a single component or a composition comprising a plurality of components. In addition, the electron injection layer may have a single layer structure made of one or more of the materials, or may have a multilayer structure made of a plurality of layers having the same composition or different compositions. In addition, materials listed as materials that can be used in the electron transport layer and the hole blocking layer can also be used in the electron injection layer.

電子注入層の成膜方法としては、正孔注入層の成膜と同様の方法が挙げられる。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、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法等が挙げられる。溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔注入層の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。   Examples of the method for forming the electron injection layer include the same method as that for forming the hole injection layer. Examples of the film formation method from the solution include spin coating, casting, bar coating, slit coating, spray coating, nozzle coating, gravure printing, screen printing, flexographic printing, and inkjet printing. Examples of the method include a coating method and a printing method. When a sublimable compound material is used, a vacuum deposition method, a transfer method, and the like can be given. Examples of the solvent used for film formation from a solution include the solvents listed in the film formation method for the hole injection layer.

<絶縁層>
本発明の電界発光素子が任意に有しうる膜厚5nm以下の絶縁層は、電極との密着性向上、電極からの電荷(即ち正孔又は電子)注入改善、隣接層との混合防止等の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(ポリメチルメタクリレート等)等が挙げられる。膜厚5nm以下の絶縁層を設けた電界発光素子としては、陰極に隣接して膜厚5nm以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚5nm以下の絶縁層を設けたものが挙げられる。
<Insulating layer>
The insulating layer having a film thickness of 5 nm or less that the electroluminescent device of the present invention can optionally have improves adhesion to the electrode, improves injection of electric charges (that is, holes or electrons) from the electrode, prevents mixing with an adjacent layer, etc. It has a function. Examples of the material for the insulating layer include metal fluorides, metal oxides, organic insulating materials (polymethyl methacrylate, etc.), and the like. As an electroluminescent element provided with an insulating layer having a thickness of 5 nm or less, an element having an insulating layer having a thickness of 5 nm or less adjacent to the cathode and an insulating layer having a thickness of 5 nm or less adjacent to the anode are provided. Can be mentioned.

本発明の積層構造体を用いた電界発光素子の製造方法は、例えば、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー等の層を必要に応じて設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層、電子注入層等の層を必要に応じて設け、更にその上に、陰極を積層することにより製造するか、又は、基板上に陰極を設け、その上に電子注入層、電子輸送層、インターレイヤー等の層を必要に応じて設け、その上に正孔輸送層、正孔注入層等の層を必要に応じて設け、更にその上に陽極を積層することにより製造することができる。   The method for producing an electroluminescent element using the laminated structure of the present invention can be produced, for example, by sequentially laminating each layer on a substrate. Specifically, an anode is provided on a substrate, a layer such as a hole injection layer, a hole transport layer, or an interlayer is provided thereon as necessary, a light emitting layer is provided thereon, and electron transport is provided thereon. A layer such as a layer or an electron injection layer is provided as necessary, and further, a cathode is laminated thereon, or a cathode is provided on a substrate, and an electron injection layer, an electron transport layer, A layer such as an interlayer is provided as necessary, a layer such as a hole transport layer and a hole injection layer is provided thereon as necessary, and an anode is further laminated thereon.

本発明の電界発光素子を用いてディスプレイ装置を製造することができる。該ディスプレイ装置は、電界発光素子を1画素単位として備える。画素単位の配列の態様は、テレビ等のディスプレイ装置で通常採られる配列、例えば、多数の画素が共通の基板上に配列された態様とすることができる。本発明の装置において、基板上に配列される画素は、必要に応じて、バンクで規定される画素領域内に形成することができる。   A display device can be manufactured using the electroluminescent element of the present invention. The display device includes an electroluminescent element as a pixel unit. The arrangement mode of the pixel unit can be an arrangement normally employed in a display device such as a television, for example, an arrangement in which a large number of pixels are arranged on a common substrate. In the device of the present invention, the pixels arranged on the substrate can be formed in a pixel region defined by the bank, if necessary.

前記装置は、更に必要に応じて、発光層等を挟んで基板と反対側に、封止部材を有することができる。また、更に必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。   The device may further include a sealing member on the side opposite to the substrate with the light emitting layer or the like interposed therebetween, as necessary. In addition, if necessary, the image display device can include optional components for configuring the display device, such as a filter such as a color filter or a fluorescence conversion filter, a circuit and a wiring necessary for driving a pixel, and the like.

本発明の積層構造体において、電極、結合基E、芳香環を有するr+p価の基G、及びArの好適な組み合わせとしては、以下のものが挙げられる。本発明の積層構造体の電極を陽極として機能させる場合、電極としては金、銀、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛が好ましく、EとしてはEがメルカプト基、カルボキシル基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基である場合に形成される結合基が好ましく、Gとしては前記式(L−4)、(L−9)、(L−10)で表される共役高分子を構成する基が好ましく、ArとしてはHOMOの軌道エネルギーが−5.5eV以上−4.0eV以下のものが好ましい。本発明の積層構造体の電極を陰極として機能させる場合、電極としてはアルミニウム、銀が好ましく、E及びGとしては積層構造体の電極を陽極として機能させる場合の上記の例と同様のものが好ましく、ArとしてはLUMOの軌道エネルギーが−3.5eV以上−0.5eV以下のものが好ましい。 In the laminated structure of the present invention, examples of suitable combinations of the electrode, the bonding group E, the r + p-valent group G having an aromatic ring, and Ar 1 include the following. When the electrode of the laminated structure of the present invention functions as an anode, the electrode is preferably gold, silver, indium tin oxide (ITO), or indium zinc oxide, and as E, E a is a mercapto group, a carboxyl group, or a phosphonic acid group. , A bond group formed when it is a trialkoxysilyl group, G is a group constituting the conjugated polymer represented by the formula (L-4), (L-9), or (L-10). Ar 1 preferably has a HOMO orbital energy of −5.5 eV to −4.0 eV. When the electrode of the laminated structure of the present invention functions as a cathode, the electrode is preferably aluminum or silver, and E and G are preferably the same as the above examples when the electrode of the laminated structure functions as an anode. Ar 1 preferably has a LUMO orbital energy of −3.5 eV or more and −0.5 eV or less.

次に、本発明の積層構造体を用いて製造することができる光電変換素子について説明する。本発明の積層構造体を用いた光電変換素子は、電極と、導電性有機材料層との間に高分子結合層を有するものである。   Next, a photoelectric conversion element that can be manufactured using the laminated structure of the present invention will be described. The photoelectric conversion element using the laminated structure of the present invention has a polymer bonding layer between an electrode and a conductive organic material layer.

本発明の光電変換素子の導電性有機材料層には、電子供与性化合物と電子受容性化合物とが含まれている。電子供与性化合物としては、共役高分子化合物が挙げられ、具体的には、チオフェンジイル基を含む高分子化合物、フルオレンジイル基を含む高分子化合物等が挙げられる。また、電子受容性化合物としては、フラーレン及びフラーレン誘導体等が挙げられる。   The conductive organic material layer of the photoelectric conversion element of the present invention contains an electron donating compound and an electron accepting compound. Examples of the electron donating compound include conjugated polymer compounds, and specific examples include a polymer compound containing a thiophenediyl group and a polymer compound containing a fluorenediyl group. Moreover, fullerene, a fullerene derivative, etc. are mentioned as an electron-accepting compound.

本発明の積層構造体を用いた光電変換素子は、通常は支持基板上に形成される。支持基板としては有機光電変換素子としての特性を阻害しなければよく、第二電極、ガラス基板、フレキシブルなフィルム基板、プラスチック基板も用いることができる。陽極と導電性有機材料層との間に高分子結合層を有する場合、該電極は陽極であり、第二電極が陰極であり、高分子結合層は正孔輸送層等として用いられる。陰極と導電性有機材料層との間に高分子結合層を有する場合、該電極は陰極であり、第二電極が陽極であり、高分子結合層は電子輸送層等として用いられる。   The photoelectric conversion element using the laminated structure of the present invention is usually formed on a support substrate. As a support substrate, the characteristic as an organic photoelectric conversion element should just be not inhibited, and a 2nd electrode, a glass substrate, a flexible film substrate, and a plastic substrate can also be used. When a polymer bonding layer is provided between the anode and the conductive organic material layer, the electrode is an anode, the second electrode is a cathode, and the polymer bonding layer is used as a hole transport layer or the like. When a polymer bonding layer is provided between the cathode and the conductive organic material layer, the electrode is a cathode, the second electrode is an anode, and the polymer bonding layer is used as an electron transport layer or the like.

本発明の光電変換素子は、公知の方法、例えば、Synth.Met.,102,982(1999)に記載の方法やScience,270,1789(1995)に記載の方法により製造することができる。   The photoelectric conversion element of the present invention can be produced by a known method, for example, Synth. Met. , 102, 982 (1999) and the method described in Science, 270, 1789 (1995).

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these.

重合体の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ−(GPC)(東ソー株式会社製、商品名:HLC−8220GPC)を用いて、ポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量として求めた。また、測定する試料は、約0.5質量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに50μL注入する。更に、GPCの移動相としてはテトラヒドロフランを用い、0.5mL/分の流速で流した。重合体及び化合物の構造分析はVarian社製300MHzNMRスペクトロメータ−を用いた、H−NMR解析によって行った。測定は、20mg/mLの濃度になるように試料を可溶な重溶媒に溶解させて行った。積層構造体及び高分子膜の電流−電圧測定時の電極の面積は4mmとした。 The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the polymer are determined by gel permeation chromatography (GPC) (trade name: HLC-8220GPC, manufactured by Tosoh Corporation), and the number average molecular weight in terms of polystyrene and It calculated | required as a weight average molecular weight. The sample to be measured is dissolved in tetrahydrofuran so that the concentration is about 0.5% by mass, and 50 μL is injected into GPC. Furthermore, tetrahydrofuran was used as the mobile phase of GPC and allowed to flow at a flow rate of 0.5 mL / min. The structural analysis of the polymer and the compound was performed by 1 H-NMR analysis using a Varian 300 MHz NMR spectrometer. The measurement was performed by dissolving the sample in a soluble heavy solvent so as to have a concentration of 20 mg / mL. The area of the electrode when measuring the current-voltage of the laminated structure and the polymer film was 4 mm 2 .

<実施例1>−化合物Hの合成−
反応容器にマグネシウム10.4gとTHF120mLを加え、これにp−ジブロモベンゼン93.0gとTHF160mLの混合溶液を滴下した(混合液1とする)。別の反応容器に塩化シアヌル72.0gとトルエン720mLを加えて0℃に冷却し、これに混合液1を滴下して1時間撹拌し、次いで塩化アンモニウム水溶液を加えてクロロホルムで分液して有機層を濃縮した。得られた粗生成物を再結晶により精製し、化合物Jを77.2g得た。この化合物JのNMR分析の結果を以下に示す。
H NMR(400MHz,CDCl,rt)
δ 7.68(2H),8.38(2H)
この結果から、前記化合物Jは、下記式:
Example 1 Synthesis of Compound H
Magnesium (10.4 g) and THF (120 mL) were added to the reaction vessel, and a mixed solution of p-dibromobenzene (93.0 g) and THF (160 mL) was dropped into the reaction vessel (mixed solution 1). In a separate reaction vessel, 72.0 g of cyanuric chloride and 720 mL of toluene were added and cooled to 0 ° C., and mixed solution 1 was added dropwise thereto and stirred for 1 hour, and then an aqueous ammonium chloride solution was added, followed by liquid separation with chloroform. The layer was concentrated. The obtained crude product was purified by recrystallization to obtain 77.2 g of Compound J. The results of NMR analysis of this compound J are shown below.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , rt)
δ 7.68 (2H), 8.38 (2H)
From this result, the compound J is represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表されるものであることが確認された。 It was confirmed that

次に、反応容器に前記化合物Jを15.0g、アセトンを188mL、チオ尿素を7.5g加えて1時間加熱還流し、0℃に冷却して炭酸ナトリウムを滴下して撹拌した。反応混合物をろ過し、ろ液に塩酸を加えて酸性とし、析出物をろ取して粗生成物を得た。これをカラムクロマトグラフィーで精製し、化合物Hを6.8g得た。この化合物HのNMR分析の結果を以下に示す。
H NMR(400MHz,DMSO−d,rt)
δ 3.17(1H),7.78(2H),8.05(2H),13.87(1H)
この結果から、前記化合物Hは、下記式:
Next, 15.0 g of the compound J, 188 mL of acetone and 7.5 g of thiourea were added to the reaction vessel, and the mixture was heated to reflux for 1 hour, cooled to 0 ° C., sodium carbonate was added dropwise and stirred. The reaction mixture was filtered, and the filtrate was acidified with hydrochloric acid, and the precipitate was collected by filtration to obtain a crude product. This was purified by column chromatography to obtain 6.8 g of Compound H. The results of NMR analysis of this compound H are shown below.
1 H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 , rt)
δ 3.17 (1H), 7.78 (2H), 8.05 (2H), 13.87 (1H)
From this result, the compound H is represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表されるものであることが確認された。 It was confirmed that

<実施例2>−化合物Cの合成−
反応容器にイソプロパノール138mLと金属ナトリウム2.3gを加えて加熱還流し、次いでt−ブチルメルカプタン9.8gを加えて室温まで冷却した。これに前記化合物Hを15.0g添加して2時間還流し、次いで水と水酸化ナトリウム水溶液を加え、t−ブチルメチルエーテルで分液して有機層を濃縮した。粗生成物を石油エーテルで洗浄し、化合物Cを8.1g得た。この化合物CのNMR分析の結果を以下に示す。
H NMR(400MHz,CDCl,rt)
δ 1.67(18H),7.62(2H),8.28(2H)
この結果から、前記化合物Cは、下記式:
Example 2 Synthesis of Compound C
To the reaction vessel, 138 mL of isopropanol and 2.3 g of sodium metal were added and heated to reflux, and then 9.8 g of t-butyl mercaptan was added and cooled to room temperature. 15.0 g of the compound H was added to this and refluxed for 2 hours, then water and an aqueous sodium hydroxide solution were added, and the mixture was separated with t-butyl methyl ether to concentrate the organic layer. The crude product was washed with petroleum ether to obtain 8.1 g of Compound C. The results of NMR analysis of this compound C are shown below.
1 H NMR (400 MHz, CDCl 3 , rt)
δ 1.67 (18H), 7.62 (2H), 8.28 (2H)
From this result, the compound C is represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表されるものであることが確認された。 It was confirmed that

<実施例3>−組成物Aの合成−
25mL二口フラスコに下記式:
Example 3 Synthesis of Composition A
In a 25 mL two-necked flask:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Bを250mg(0.43mmol)と下記式: 250 mg (0.43 mmol) of the compound B represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Cを14.0mg(0.034mmol)仕込み、フラスコ内をアルゴンガスで置換した。そこに、トルエン9mLを仕込み、45℃で5分間攪拌した。次いで、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.58mg(0.0006mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.80mg(0.0051mmol)を加え45℃で10分間攪拌し、33質量%炭酸セシウム水溶液2.0mLを加えた後、45℃で5分間攪拌した。次いで、110℃で2時間攪拌し、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.58mg(0.0006mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.80mg(0.0051mmol)を加えて、更に2時間攪拌し、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.58mg(0.0006mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.80mg(0.0051mmol)を加えて、更に2時間攪拌した。 Was charged with 14.0 mg (0.034 mmol) of Compound C, and the inside of the flask was replaced with argon gas. Thereto, 9 mL of toluene was charged and stirred at 45 ° C. for 5 minutes. Next, 0.58 mg (0.0006 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 1.80 mg (0.0051 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added and stirred at 45 ° C. for 10 minutes, and 33% by mass of cesium carbonate After adding 2.0 mL of aqueous solution, it stirred at 45 degreeC for 5 minute (s). Next, the mixture was stirred at 110 ° C. for 2 hours, 0.58 mg (0.0006 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 1.80 mg (0.0051 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added, and further 2 hours. After stirring, 0.58 mg (0.0006 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 1.80 mg (0.0051 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added, and the mixture was further stirred for 2 hours.

次いで、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)トルエン92.8mg(0.43mmol)及びトルエン2mLを加え、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.58mg(0.0006mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.80mg(0.0051mmol)、33質量%炭酸セシウム水溶液1.1mLを加え、110℃にて2時間攪拌した後、更に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム6.0mg(0.0065mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン18.0mg(0.051mmol)を加え8時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、反応溶液の有機層と水層とを分離し、該有機層をメタノール120mLに滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、黄色固体を得た。この黄色固体をトルエン20mLに溶解させ、シリカゲルと活性アルミナのカラムクロマトグラフィーを行い、濃縮乾固した。得られた固体をトルエンに溶解させ、メタノールへ溶液を滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、組成物Aを150mg得た。   Next, 92.8 mg (0.43 mmol) of 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) toluene and 2 mL of toluene were added, and tris (dibenzylideneacetone) dioxide was added. 0.58 mg (0.0006 mmol) of palladium, 1.80 mg (0.0051 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine and 1.1 mL of 33% by mass cesium carbonate aqueous solution were added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 2 hours. Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium 6.0 mg (0.0065 mmol) and tris (2-methoxyphenyl) phosphine 18.0 mg (0.051 mmol) were added and stirred for 8 hours. Then, after cooling to room temperature, the organic layer and aqueous layer of the reaction solution were separated, the organic layer was dropped into 120 mL of methanol to precipitate a precipitate, and the precipitate was filtered and dried to obtain a yellow solid. This yellow solid was dissolved in 20 mL of toluene, and subjected to column chromatography on silica gel and activated alumina, and concentrated to dryness. The obtained solid was dissolved in toluene, a solution was added dropwise to methanol to precipitate a precipitate, and the precipitate was filtered and dried to obtain 150 mg of Composition A.

NMR分析の結果から、前記組成物Aは、下記式:   From the results of NMR analysis, the composition A has the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、mは重合度を表す。)
で表される重合体1と、下記式:
(In the formula, m 3 represents the degree of polymerization.)
And a polymer 1 represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、mは重合度を表す。)
で表される重合体2とを、38:62のモル比で含有する組成物であった。また、組成物Aのポリスチレン換算の数平均分子量Mnは7.9×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは1.7×10であった。重合中に−S−(t−Bu)部分が−SHに変換されたため、脱保護工程は省略した。
(In the formula, m 4 represents the degree of polymerization.)
And a polymer 2 represented by a molar ratio of 38:62. The polystyrene equivalent number average molecular weight Mn of the composition A was 7.9 × 10 3 , and the polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw was 1.7 × 10 4 . Since the -S- (t-Bu) moiety was converted to -SH during the polymerization, the deprotection step was omitted.

<実施例4>−組成物Dの合成−
25mL二口フラスコに下記式:
Example 4 Synthesis of Composition D
In a 25 mL two-necked flask:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Eを250mg(0.47mmol)と下記式: 250 mg (0.47 mmol) of the compound E represented by the formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Cを15.4mg(0.037mmol)仕込み、フラスコ内をアルゴンガスで置換した。そこに、トルエン9mLを仕込み、45℃で5分間攪拌した。次いで、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.64mg(0.0007mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.98mg(0.0056mmol)を加え45℃で10分間攪拌し、33質量%炭酸セシウム水溶液2.2mLを加えた後、45℃で5分間攪拌した。次いで、110℃で2時間攪拌し、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.64mg(0.0007mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.98mg(0.0056mmol)を加えて、更に2時間攪拌し、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.64mg(0.0007mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.98mg(0.0056mmol)を加えて、更に2時間攪拌した。 Was charged with 15.4 mg (0.037 mmol), and the inside of the flask was replaced with argon gas. Thereto, 9 mL of toluene was charged and stirred at 45 ° C. for 5 minutes. Next, 0.64 mg (0.0007 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 1.98 mg (0.0056 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added and stirred at 45 ° C. for 10 minutes, and 33 mass% cesium carbonate. After adding 2.2 mL of aqueous solution, it stirred at 45 degreeC for 5 minute (s). Next, the mixture was stirred at 110 ° C. for 2 hours, and 0.64 mg (0.0007 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 1.98 mg (0.0056 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added, and further 2 hours. The mixture was stirred, tris (dibenzylideneacetone) dipalladium 0.64 mg (0.0007 mmol) and tris (2-methoxyphenyl) phosphine 1.98 mg (0.0056 mmol) were added, and the mixture was further stirred for 2 hours.

次いで、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)トルエン102.1mg(0.47mmol)及びトルエン2mLを加え、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.64mg(0.0007mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン1.98mg(0.0056mmol)、33質量%炭酸セシウム水溶液1.1mLを加え、110℃にて2時間攪拌した後、更に、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム6.0mg(0.0065mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン18.0mg(0.051mmol)を加え7時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、反応溶液の有機層と水層とを分離し、該有機層をメタノール120mLに滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、黄色固体を得た。この黄色固体をトルエン11mLに溶解させ、シリカゲルと活性アルミナのカラムクロマトグラフィーを行い、濃縮乾固した。得られた固体をトルエンに溶解させ、メタノールへ溶液を滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、組成物Dを103mg得た。   Subsequently, 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) toluene (102.1 mg, 0.47 mmol) and toluene (2 mL) were added, and tris (dibenzylideneacetone) diethyl was added. After adding 0.64 mg (0.0007 mmol) of palladium, 1.98 mg (0.0056 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine and 1.1 mL of 33% by mass cesium carbonate aqueous solution and stirring at 110 ° C. for 2 hours, further Tris (dibenzylideneacetone) dipalladium 6.0 mg (0.0065 mmol) and tris (2-methoxyphenyl) phosphine 18.0 mg (0.051 mmol) were added and stirred for 7 hours. Then, after cooling to room temperature, the organic layer and aqueous layer of the reaction solution were separated, the organic layer was dropped into 120 mL of methanol to precipitate a precipitate, and the precipitate was filtered and dried to obtain a yellow solid. This yellow solid was dissolved in 11 mL of toluene, subjected to column chromatography on silica gel and activated alumina, and concentrated to dryness. The obtained solid was dissolved in toluene, a solution was added dropwise to methanol to precipitate a precipitate, and the precipitate was filtered and dried to obtain 103 mg of composition D.

NMR分析の結果から、前記組成物Dは、下記式:   From the results of NMR analysis, the composition D has the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、mは重合度を表す。)
で表される重合体3と、下記式:
(In the formula, m 5 represents the degree of polymerization.)
And a polymer 3 represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

(式中、mは重合度を表す。)
で表される重合体4とを、27:73のモル比で含有する組成物であった。また、組成物Dのポリスチレン換算の数平均分子量Mnは5.2×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは9.8×10であった。重合中に−S−(t−Bu)部分が−SHに変換されたため、脱保護工程は省略した。
(In the formula, m 6 represents the degree of polymerization.)
And a polymer 4 represented by a molar ratio of 27:73. The polystyrene equivalent number average molecular weight Mn of the composition D was 5.2 × 10 3 , and the polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw was 9.8 × 10 3 . Since the -S- (t-Bu) moiety was converted to -SH during the polymerization, the deprotection step was omitted.

<合成例1>−重合体Fの合成−
25mL二口フラスコに下記式:
<Synthesis Example 1> -Synthesis of Polymer F-
In a 25 mL two-necked flask:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Bを500mg(0.85mmol)と4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)トルエン3.9mg(0.018mmol)、フラスコ内をアルゴンガスで置換した。そこに、トルエン18mLを仕込み、45℃で5分間攪拌した。次いで、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム1.17mg(0.0013mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン3.6mg(0.0102mmol)を加え45℃で10分間攪拌し、33質量%炭酸セシウム水溶液3.9mLを加えた後、45℃で5分間攪拌した。次いで、110℃で3時間攪拌し、次いで、4−t−ブチルブロモベンゼン108.8mg(0.51mmol)及びトルエン4mLを加え、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム1.17mg(0.0013mmol)及びトリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン3.6mg(0.0102mmol)、33質量%炭酸セシウム水溶液2.2mLを加え、110℃にて1.5時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、反応溶液の有機層と水層とを分離し、該有機層をメタノール240mLに滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、黄色固体を得た。この黄色固体をトルエン33mLに溶解させ、シリカゲルと活性アルミナのカラムクロマトグラフィーを行い、濃縮乾固した。得られた固体をトルエンに溶解させ、メタノールへ溶液を滴下して沈殿を析出させ、該沈殿を濾過、乾燥し、重合体Fを267mg得た。 500 mg (0.85 mmol) and 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) toluene 3.9 mg (0.018 mmol), The inside of the flask was replaced with argon gas. Thereto was charged 18 mL of toluene, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 5 minutes. Next, 1.17 mg (0.0013 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 3.6 mg (0.0102 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine were added and stirred at 45 ° C. for 10 minutes, and 33 mass% cesium carbonate. After adding 3.9 mL of aqueous solution, it stirred at 45 degreeC for 5 minute (s). Next, the mixture was stirred at 110 ° C. for 3 hours, and then 108.8 mg (0.51 mmol) of 4-t-butylbromobenzene and 4 mL of toluene were added, and 1.17 mg (0.0013 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium and 3.6 mg (0.0102 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine and 2.2 mL of 33% by mass aqueous cesium carbonate solution were added, and the mixture was stirred at 110 ° C. for 1.5 hours. Then, after cooling to room temperature, the organic layer and aqueous layer of the reaction solution were separated, the organic layer was dropped into 240 mL of methanol to precipitate a precipitate, and the precipitate was filtered and dried to obtain a yellow solid. This yellow solid was dissolved in 33 mL of toluene, subjected to column chromatography on silica gel and activated alumina, and concentrated to dryness. The obtained solid was dissolved in toluene, and a solution was added dropwise to methanol to precipitate a precipitate. The precipitate was filtered and dried to obtain 267 mg of polymer F.

重合体Fのポリスチレン換算の数平均分子量Mnは6.6×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは1.6×10であった。 The polystyrene equivalent number average molecular weight Mn of the polymer F was 6.6 × 10 4 , and the polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw was 1.6 × 10 5 .

<合成例2>−重合体Gの合成−
反応容器に下記式:
<Synthesis Example 2> -Synthesis of Polymer G-
In the reaction vessel the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Bを1.10g(1.9mmol)仕込み、フラスコ内をアルゴンガスで置換した。そこに、4−t−ブチルブロモベンゼン8.4mg(0.04mmol)及びトルエン39.5mLを仕込み、Arバブリングした後、45℃で5分間攪拌した。
次いで、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム2.6mg(0.003mmol)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン7.9mg(0.02mmol)及びトルエン4.0mLを加え、45℃で10分間攪拌した後、33質量%炭酸セシウム水溶液8.5mLを加え、114℃で30分間攪拌した。更に、4−(4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)トルエン0.24g(1.1mmol)及びトルエン8.5mLを加え、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム1.5mg(0.002mmol)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン4.6mg(0.01mmol)、トルエン2.0mL及び33質量%炭酸セシウム水溶液5.0mLを加え、114℃にて2時間攪拌した。その後、室温まで冷却した後、反応溶液の有機層と水層とを分離し、該有機層をメタノールに滴下して得られた沈殿を濾過で回収して黄色固体を得た。この黄色固体をトルエンに溶解させ、シリカゲルと活性アルミナのカラムクロマトグラフィーを行い、溶出液を濃縮した。得られた濃縮液をメタノールに滴下し、析出した沈殿を濾過で回収して乾燥し、重合体Gを0.64g得た。
Was charged with 1.10 g (1.9 mmol) of Compound B, and the inside of the flask was replaced with argon gas. Thereto, 8.4 mg (0.04 mmol) of 4-t-butylbromobenzene and 39.5 mL of toluene were charged and subjected to Ar bubbling, followed by stirring at 45 ° C. for 5 minutes.
Subsequently, 2.6 mg (0.003 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium, 7.9 mg (0.02 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine and 4.0 mL of toluene were added, and the mixture was stirred at 45 ° C. for 10 minutes. Thereafter, 8.5 mL of a 33 mass% cesium carbonate aqueous solution was added, and the mixture was stirred at 114 ° C for 30 minutes. Furthermore, 0.24 g (1.1 mmol) of 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl) toluene and 8.5 mL of toluene were added, and tris (dibenzylideneacetone) was added. ) 1.5 mg (0.002 mmol) of dipalladium, 4.6 mg (0.01 mmol) of tris (2-methoxyphenyl) phosphine, 2.0 mL of toluene and 5.0 mL of 33% by mass cesium carbonate aqueous solution were added at 114 ° C. Stir for 2 hours. Then, after cooling to room temperature, the organic layer and aqueous layer of the reaction solution were separated, and the precipitate obtained by dropping the organic layer into methanol was collected by filtration to obtain a yellow solid. This yellow solid was dissolved in toluene and subjected to column chromatography on silica gel and activated alumina, and the eluate was concentrated. The obtained concentrated liquid was added dropwise to methanol, and the deposited precipitate was collected by filtration and dried to obtain 0.64 g of polymer G.

重合体Gのポリスチレン換算の数平均分子量Mnは3.7×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは7.7×10であった。 The polystyrene equivalent number average molecular weight Mn of the polymer G was 3.7 × 10 4 , and the polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw was 7.7 × 10 4 .

<合成例3>−ビス(トリt−ブチルホスフィン)パラジウムの合成−
ビス(トリt−ブチルホスフィン)パラジウムを、J.Am.Chem.Soc.98,5850−5857(1976)に記載の方法で合成した。
<Synthesis Example 3> -Synthesis of bis (tri-t-butylphosphine) palladium-
Bis (tri-t-butylphosphine) palladium was obtained from Am. Chem. Soc. 98, 5850-5857 (1976).

<実施例5>−積層構造体1を用いた電界発光素子の作製(方法(A))−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板を重合体1を含む前記組成物AのTHF溶液(2.3g/L)に浸し、1日間静置した後に引き上げ、THFを吹きかけて洗浄し、Arガスを吹きかけて乾燥することによって、ポリスチレン換算の数平均分子量が7.9×10の芳香族高分子化合物により構成された高分子結合層を作製した。このとき、前記高分子結合層の膜厚は62nmであり、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される高分子結合層を構成する重合体1のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−1.70eV及び−4.97eVであった。更に、この膜上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料を膜厚が約125nmになるようにスピンコートした後、金を67nm蒸着させ、得られた積層構造体1の電流−電圧測定を行った。その結果、+4Vの電圧をかけた時に9.02×10−6Aの電流が流れた。得られた結果を表2に示す。
<Example 5> -Production of an electroluminescent element using the multilayer structure 1 (Method (A))-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. By immersing this ITO substrate in a THF solution (2.3 g / L) of the composition A containing the polymer 1 and leaving it to stand for 1 day, it is lifted, washed by blowing THF, and dried by blowing Ar gas. Then, a polymer binding layer composed of an aromatic polymer compound having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 7.9 × 10 3 was produced. At this time, the film thickness of the polymer bond layer is 62 nm, and the orbital energy of LUMO and HOMO of the polymer 1 constituting the polymer bond layer calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above method is −1. .70 eV and -4.97 eV. Further, a conductive organic material made of a polymer F having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of −1.70 eV and −4.97 eV, respectively, is formed on this film so that the film thickness becomes about 125 nm. After spin coating, 67 nm of gold was vapor-deposited, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 1 was performed. As a result, a current of 9.02 × 10 −6 A flowed when a voltage of +4 V was applied. The obtained results are shown in Table 2.

<実施例6>−積層構造体2を用いた電界発光素子の作製(方法(A))−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板を重合体3を含む前記組成物DのTHF溶液(2.3g/L)に浸し、1日間静置した後に引き上げ、THFを吹きかけて洗浄し、Arガスを吹きかけて乾燥することによって、ポリスチレン換算の数平均分子量が5.2×10の芳香族高分子化合物により構成された高分子結合層を作製した。このとき、前記高分子結合層の膜厚は61nmであり、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される高分子結合層を構成する重合体3のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−0.89eV及び−4.37eVであった。更に、この膜上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料をこの膜上に重合体Fを膜厚が約125nmになるようにスピンコートした後、金を78nm蒸着させ、得られた積層構造体2の電流―電圧測定を行った。その結果、+4Vの電圧をかけた時に1.22×10−4Aの電流が流れた。得られた結果を表2に示す。
<Example 6> -Preparation of an electroluminescent element using the multilayer structure 2 (Method (A))-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. By immersing this ITO substrate in a THF solution (2.3 g / L) of the composition D containing the polymer 3 and letting it stand for 1 day, pulling it up, washing it with THF, blowing it with Ar gas and drying it. Then, a polymer binding layer composed of an aromatic polymer compound having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 5.2 × 10 3 was produced. At this time, the film thickness of the polymer bonding layer is 61 nm, and the orbital energy of LUMO and HOMO of the polymer 3 constituting the polymer bonding layer calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the method is −0. .89 eV and -4.37 eV. Furthermore, a conductive organic material made of polymer F having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of −1.70 eV and −4.97 eV, respectively, is formed on this film. After spin-coating to a thickness of about 125 nm, gold was evaporated to 78 nm, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 2 was performed. As a result, when a voltage of +4 V was applied, a current of 1.22 × 10 −4 A flowed. The obtained results are shown in Table 2.

<実施例7>−積層構造体3を用いた電界発光素子の作製(方法(A))−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板を重合体1を含む前記組成物Aを膜厚が約10nmになるようにスピンコートすることによって、ポリスチレン換算の数平均分子量が7.9×10の芳香族高分子化合物により構成された高分子結合層を作製した。前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される高分子結合層を構成する重合体1のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−1.70eV及び−4.97eVであった。更に、この膜上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料を膜厚が約125nmになるようにスピンコートした後、金を66nm蒸着させ、得られた積層構造体3の電流−電圧測定を行った。その結果、+4Vの電圧をかけた時に9.16×10−7Aの電流が流れた。得られた結果を表1に示す。
<Example 7> -Preparation of an electroluminescent element using the laminated structure 3 (Method (A))-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. This ITO substrate is composed of an aromatic polymer compound having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 7.9 × 10 3 by spin coating the composition A containing the polymer 1 so as to have a film thickness of about 10 nm. A polymer bonded layer was prepared. The orbital energies of LUMO and HOMO of the polymer 1 constituting the polymer binding layer calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above method were −1.70 eV and −4.97 eV. Further, a conductive organic material made of a polymer F having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of −1.70 eV and −4.97 eV, respectively, is formed on this film so that the film thickness becomes about 125 nm. After spin coating, 66 nm of gold was vapor-deposited, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 3 was performed. As a result, when a voltage of +4 V was applied, a current of 9.16 × 10 −7 A flowed. The obtained results are shown in Table 1.

<比較例1>−(積層構造体ではない)比較用高分子膜1からなる電界発光素子の作製−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板上に前記手法のB3LYP/6−31G法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料を膜厚が約125nmになるようにスピンコートした後、金を67nm蒸着させ、得られた比較用高分子膜1の電流−電圧測定を行った。
その結果、+4Vの電圧をかけた時に7.90×10−8Aの電流が流れた。得られた結果を表2に示す。
<Comparative Example 1>-Production of an electroluminescent device comprising a comparative polymer film 1 (not a laminated structure)-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. On this ITO substrate, a conductive organic material made of polymer F having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above-described method of -1.70 eV and -4.97 eV, respectively, is formed. Was spin-coated so as to be about 125 nm, and then gold was vapor-deposited to 67 nm, and current-voltage measurement of the obtained comparative polymer film 1 was performed.
As a result, when a voltage of +4 V was applied, a current of 7.90 × 10 −8 A flowed. The obtained results are shown in Table 2.

Figure 2011029366
Figure 2011029366

<評価>
表2に示した結果から明らかなように、本発明の積層構造体は、積層構造体ではない比較用高分子膜に比べ、電流を多く流していることが分かる。
<Evaluation>
As is clear from the results shown in Table 2, it can be seen that the laminated structure of the present invention allows a larger amount of current to flow than a comparative polymer film that is not a laminated structure.

<実施例8>−積層構造体4を用いた電界発光素子の作製(方法(A))−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板上にアルミニウムを92nm蒸着させ、この基板を前記組成物AのTHF溶液(2.3g/L)に浸し、4日間静置した後に引き上げ、THFを吹きかけて洗浄し、Arガスを吹きかけて乾燥することによって、ポリスチレン換算の数平均分子量が7.9×10の芳香族高分子化合物により構成された高分子結合層を作製した。このとき、前記高分子結合層の膜厚は57nmであり、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される高分子結合層を構成する重合体1のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−1.70eV及び−4.97eVである。更に、この膜上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料を膜厚が約85nmになるようにスピンコートした後、アルミニウムを84nm蒸着させ、得られた積層構造体4の電流−電圧測定を行った。その結果、+8Vの電圧をかけた時に3.31×10−6Aの電流が流れた。得られた結果を表3に示す。
<Example 8> -Production of electroluminescent element using laminated structure 4 (method (A))-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. Aluminum was vapor-deposited on the ITO substrate at a thickness of 92 nm, the substrate was immersed in the THF solution (2.3 g / L) of the composition A, allowed to stand for 4 days, then pulled up, washed with THF, washed, and Ar gas was blown. Then, a polymer binding layer composed of an aromatic polymer compound having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 7.9 × 10 3 was produced. At this time, the film thickness of the polymer bonding layer is 57 nm, and the orbital energy of LUMO and HOMO of the polymer 1 constituting the polymer bonding layer calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the method is −1. .70 eV and -4.97 eV. Further, a conductive organic material made of a polymer F having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of −1.70 eV and −4.97 eV, respectively, is formed on the film so that the film thickness becomes about 85 nm. After spin coating, aluminum was vapor-deposited to 84 nm, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 4 was performed. As a result, a current of 3.31 × 10 −6 A flowed when a voltage of +8 V was applied. The obtained results are shown in Table 3.

<比較例2>−(積層構造体ではない)比較用高分子膜2からなる電界発光素子の作製−
ITO基板をクロロホルム、メタノール、アルカリ性洗剤の水溶液、蒸留水及びアセトンで洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。このITO基板上にアルミニウムを86nm蒸着させ、この基板上に前記手法のB3LYP/6−31G法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Fからなる導電性有機材料を膜厚が約85nmになるようにスピンコートした後、アルミニウムを94nm蒸着させ、得られた比較用高分子膜2の電流−電圧測定を行った。その結果、+8Vの電圧をかけた時に1.20×10−6Aの電流が流れた。得られた結果を表3に示す。
<Comparative Example 2>-Preparation of an electroluminescent device comprising a comparative polymer film 2 (not a laminated structure)-
The ITO substrate was washed with chloroform, methanol, an aqueous solution of an alkaline detergent, distilled water, and acetone and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. A polymer in which 86 nm of aluminum is vapor-deposited on this ITO substrate, and the orbital energies of LUMO and HOMO calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above method are -1.70 eV and -4.97 eV, respectively. After spin-coating a conductive organic material made of F so as to have a film thickness of about 85 nm, 94 nm of aluminum was deposited, and current-voltage measurement of the resulting comparative polymer film 2 was performed. As a result, when a voltage of +8 V was applied, a current of 1.20 × 10 −6 A flowed. The obtained results are shown in Table 3.

Figure 2011029366
Figure 2011029366

<評価>
表3に示した結果から明らかなように、本発明の積層構造体は、積層構造体ではない比較用高分子膜に比べ、電流を多く流していることが分かる。
<Evaluation>
As is clear from the results shown in Table 3, it can be seen that the laminated structure of the present invention allows a larger amount of current to flow than a comparative polymer film that is not a laminated structure.

<実施例9>−積層構造体5を用いた電界発光素子の作製(方法(B))−
ITO基板2枚をそれぞれ水酸化ナトリウム水溶液、塩酸、水で洗浄した後にオゾンガスに1分間曝露させることで、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。これらのITO基板をそれぞれ下記式:
<Example 9> -Production of electroluminescent element using laminated structure 5 (method (B))-
The two ITO substrates were washed with a sodium hydroxide aqueous solution, hydrochloric acid, and water, respectively, and then exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate. Each of these ITO substrates is represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Hのエタノール溶液(4mM)に浸した後に引き上げ、エタノールで洗浄して乾燥させた。次いで、これらの基板をビス(トリt−ブチルホスフィン)パラジウムのトルエン溶液(15mM)に浸し、70℃で2時間加熱した後に引き上げ、トルエンで洗浄して乾燥させた。次いで、これらの基板を、下記式: After being immersed in an ethanol solution (4 mM) of compound H represented by the formula, it was pulled up, washed with ethanol and dried. Next, these substrates were immersed in a toluene solution (15 mM) of bis (tri-t-butylphosphine) palladium, heated at 70 ° C. for 2 hours, pulled up, washed with toluene, and dried. These substrates are then represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物IのTHF溶液(25mM)と炭酸ナトリウム水溶液(2M)とを2:1(体積比)で混合した溶液に浸し、この混合溶液を室温で2時間撹拌した。その後、基板を引き上げ、トルエン、メタノール、蒸留水で洗浄して乾燥させ、ITO基板上に高分子結合層を作製した。この高分子結合層の膜厚は236nmであった。 Embedded image A solution of Compound I in THF (25 mM) and an aqueous sodium carbonate solution (2M) mixed in 2: 1 (volume ratio) was stirred for 2 hours at room temperature. Thereafter, the substrate was pulled up, washed with toluene, methanol, and distilled water and dried to prepare a polymer bonding layer on the ITO substrate. The film thickness of this polymer binding layer was 236 nm.

高分子結合層を作製した2枚の基板のうち1枚について、クロロホルムをかけ流してITO基板上の高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物を回収した。この回収操作は、基板にUVランプを照射して前記芳香族高分子化合物に由来する発光が確認できなくなるまで繰り返した。回収した洗液を濃縮し、得られた芳香族高分子化合物の分子量を蛍光検出器(アジレント・テクノロジー株式会社製、商品名:Agilent1100 Series)を取り付けたゲルパーミエーションクロマトグラフィ−(GPC)(株式会社島津製作所製:LC−10シリーズ)を用いて分析したところ、ポリスチレン換算の数平均分子量Mnは5.5×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは9.9×10であった。また、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される前記芳香族高分子化合物のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−1.70eV及び−4.97eVであった。 Aromatic polymer compounds constituting the polymer bonding layer on the ITO substrate were recovered by pouring chloroform over one of the two substrates on which the polymer bonding layer was prepared. This collection operation was repeated until the substrate was irradiated with a UV lamp and no luminescence derived from the aromatic polymer compound could be confirmed. The collected washing solution is concentrated, and the molecular weight of the obtained aromatic polymer compound is measured by gel permeation chromatography (GPC) (trade name: Agilent 1100 Series, manufactured by Agilent Technologies, Inc.). Shimadzu Corporation LC-10 series) was analyzed, and the polystyrene-equivalent number average molecular weight Mn was 5.5 × 10 4 and the polystyrene-equivalent weight average molecular weight Mw was 9.9 × 10 4 . . Moreover, the orbital energies of LUMO and HOMO of the aromatic polymer compound calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the method were −1.70 eV and −4.97 eV.

次に、もう1枚の基板の高分子結合層上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Gからなる導電性有機材料を膜厚が約500nmになるようにスピンコートした後、金を100nm蒸着させ、得られた積層構造体5の電流−電圧測定を行った。その結果、+3Vの電圧をかけた時に1.1×10−8A、+6Vでは1.0×10−7Aの電流が流れた。得られた結果を表4に示す。 Next, a conductive organic material made of polymer G having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of -1.70 eV and -4.97 eV, respectively, is formed on the polymer bonding layer of another substrate. After spin coating so that the film thickness was about 500 nm, gold was deposited to 100 nm, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 5 was performed. As a result, a current of 1.1 × 10 −8 A flowed when a voltage of +3 V was applied, and a current of 1.0 × 10 −7 A flowed at + 6V. Table 4 shows the obtained results.

<比較例3>−(積層構造体ではない)比較用高分子膜3からなる電界発光素子の作製−
ITO基板をオゾンガスに1分間暴露させ、ITO基板の表面の付着物を取り除いた。
このITO基板上に前記手法のB3LYP/6−31G法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Gからなる導電性有機材料を膜厚が約500nmになるようにスピンコートした後、金を約100nm蒸着させ、得られた比較用高分子膜3の電流−電圧測定を行った。その結果、+3Vの電圧をかけた時に1.3×10−10A、+6Vでは2.0×10−10Aの電流が流れた。得られた結果を表4に示す。
<Comparative Example 3>-Preparation of an electroluminescent element comprising a comparative polymer film 3 (not a laminated structure)-
The ITO substrate was exposed to ozone gas for 1 minute to remove deposits on the surface of the ITO substrate.
On this ITO substrate, a conductive organic material made of a polymer G having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above-described method of -1.70 eV and -4.97 eV, respectively, is formed. Was spin-coated so as to be about 500 nm, and then gold was deposited to about 100 nm, and current-voltage measurement of the obtained comparative polymer film 3 was performed. As a result, when a voltage of +3 V was applied, a current of 1.3 × 10 −10 A flowed and at +6 V, a current of 2.0 × 10 −10 A flowed. Table 4 shows the obtained results.

Figure 2011029366
Figure 2011029366

<評価>
表4に示した結果から明らかなように、本発明の積層構造体は、積層構造体ではない比較用高分子膜に比べ、電流を多く流していることが分かる。
<Evaluation>
As is clear from the results shown in Table 4, it can be seen that the laminated structure of the present invention allows a larger amount of current to flow than a comparative polymer film that is not a laminated structure.

<実施例10>−積層構造体6を用いた電界発光素子の作製(方法(B))−
銀基板2枚をそれぞれ下記式:
<Example 10> -Production of electroluminescent element using laminated structure 6 (method (B))-
Each of the two silver substrates has the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物Hのエタノール溶液(4mM)に浸した後に引き上げ、エタノールで洗浄して乾燥させた。次いで、これらの基板をビス(トリt−ブチルホスフィン)パラジウムのトルエン溶液(15mM)に浸し、70℃で2時間加熱した後に引き上げ、トルエンで洗浄して乾燥させた。次いで、これらの基板を、下記式: After being immersed in an ethanol solution (4 mM) of compound H represented by the formula, it was pulled up, washed with ethanol and dried. Next, these substrates were immersed in a toluene solution (15 mM) of bis (tri-t-butylphosphine) palladium, heated at 70 ° C. for 2 hours, pulled up, washed with toluene, and dried. These substrates are then represented by the following formula:

Figure 2011029366
Figure 2011029366

で表される化合物IのTHF溶液(25mM)と炭酸ナトリウム水溶液(2M)とを2:1(体積比)で混合した溶液に浸し、この混合溶液を室温で2時間撹拌した。その後、基板を引き上げ、トルエン、メタノール、蒸留水で洗浄して乾燥させ、銀基板上に高分子結合層を作製した。この高分子結合層の膜厚は152nmであった。 Embedded image A solution of Compound I in THF (25 mM) and an aqueous sodium carbonate solution (2M) mixed in 2: 1 (volume ratio) was stirred for 2 hours at room temperature. Thereafter, the substrate was pulled up, washed with toluene, methanol, and distilled water and dried to prepare a polymer bonding layer on the silver substrate. The film thickness of this polymer binding layer was 152 nm.

高分子結合層を作製した2枚の基板のうち1枚について、クロロホルムをかけ流して銀基板上の高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物を回収した。この回収操作は、基板にUVランプを照射して前記芳香族高分子化合物に由来する発光が確認できなくなるまで繰り返した。回収した洗液を濃縮し、得られた芳香族高分子化合物の分子量を蛍光検出器(アジレント・テクノロジー株式会社製、商品名:Agilent1100 Series)を取り付けたゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)(株式会社島津製作所製:LC−10シリーズ)を用いて分析したところ、ポリスチレン換算の数平均分子量Mnは8.5×10であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量Mwは1.57×10であった。また、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出される前記芳香族高分子化合物のLUMO及びHOMOの軌道エネルギーは−1.70eV及び−4.97eVであった。 Aromatic polymer compounds constituting the polymer bonding layer on the silver substrate were collected by pouring chloroform over one of the two substrates on which the polymer bonding layer was prepared. This collection operation was repeated until the substrate was irradiated with a UV lamp and no luminescence derived from the aromatic polymer compound could be confirmed. The collected washing liquid is concentrated, and the molecular weight of the obtained aromatic polymer compound is determined by gel permeation chromatography (GPC) (Shimadzu Corporation) equipped with a fluorescence detector (trade name: Agilent 1100 Series, manufactured by Agilent Technologies). As a result of analysis using a Seisakusho LC-10 series, the polystyrene-equivalent number average molecular weight Mn was 8.5 × 10 4 and the polystyrene-equivalent weight average molecular weight Mw was 1.57 × 10 5 . Moreover, the orbital energies of LUMO and HOMO of the aromatic polymer compound calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the method were −1.70 eV and −4.97 eV.

次に、もう1枚の基板の高分子結合層上に上記手法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Gからなる導電性有機材料を膜厚が約500nmになるようにスピンコートした後、アルミニウムを約200nm蒸着し、得られた積層構造体6の電流−電圧測定を行った。その結果、−4Vの電圧をかけた時に4.8×10−10Aの電流が流れた。得られた結果を表5に示す。 Next, a conductive organic material made of polymer G having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the above method of -1.70 eV and -4.97 eV, respectively, is formed on the polymer bonding layer of another substrate. After spin coating so that the film thickness was about 500 nm, aluminum was deposited by about 200 nm, and current-voltage measurement of the obtained laminated structure 6 was performed. As a result, a current of 4.8 × 10 −10 A flowed when a voltage of −4 V was applied. The results obtained are shown in Table 5.

<比較例4>−(積層構造体ではない)比較用高分子膜4からなる電界発光素子の作製−
銀基板上に、前記手法のB3LYP/6−31G法で算出されるLUMO及びHOMOの軌道エネルギーがそれぞれ−1.70eV及び−4.97eVである重合体Gからなる導電性有機材料を膜厚が約500nmになるようにスピンコートした後、アルミニウムを約200nm蒸着させ、得られた比較用高分子膜4の電流−電圧測定を行った。その結果、−4Vの電圧をかけた時に1.1×10−11Aの電流が流れた。得られた結果を表5に示す。
<Comparative Example 4>-Production of an electroluminescent device comprising a comparative polymer film 4 (not a laminated structure)-
On a silver substrate, a conductive organic material made of polymer G having LUMO and HOMO orbital energies calculated by the B3LYP / 6-31G * method of the above-described method of −1.70 eV and −4.97 eV, respectively, is formed. After spin-coating so as to be about 500 nm, about 200 nm of aluminum was deposited, and current-voltage measurement of the obtained comparative polymer film 4 was performed. As a result, a current of 1.1 × 10 −11 A flowed when a voltage of −4 V was applied. The results obtained are shown in Table 5.

Figure 2011029366
Figure 2011029366

<評価>
表5に示した結果から明らかなように、本発明の積層構造体は、積層構造体ではない比較用高分子膜に比べ、電流を多く流していることが分かる。
<Evaluation>
As is clear from the results shown in Table 5, it can be seen that the laminated structure of the present invention allows a larger amount of current to flow than a comparative polymer film that is not a laminated structure.

以上説明したように、本発明の化合物によれば、電極から効率よく電気が流れる高分子結合層を形成することができ、また、本発明の積層構造体によれば、電極に結合している芳香族高分子化合物の結合部を通して電極から高分子結合層に効率よく電気を流すことができ、更に、芳香族高分子化合物の末端部を通して高分子結合層から導電性有機材料層へ効率よく電気を流すことが可能となる。   As described above, according to the compound of the present invention, it is possible to form a polymer binding layer through which electricity efficiently flows from the electrode, and according to the laminated structure of the present invention, the polymer is bonded to the electrode. Electricity can efficiently flow from the electrode to the polymer bonding layer through the bonding portion of the aromatic polymer compound, and further, electricity can be efficiently transferred from the polymer bonding layer to the conductive organic material layer through the terminal portion of the aromatic polymer compound. It becomes possible to flow.

したがって、本発明の積層構造体は、駆動電圧が低く、消費電力が少ない電界発光素子として有用である。   Therefore, the laminated structure of the present invention is useful as an electroluminescent element with low driving voltage and low power consumption.

Claims (23)

電極と、該電極上に配置された高分子結合層と、該高分子結合層上に配置された導電性有機材料層とを備え、
前記高分子結合層が、下記式(I):
Figure 2011029366
(式中、Arは、置換基を有していてもよい共役系の2価の基であり、複数存在する場合には互いに同じであっても異なっていてもよく、nは1以上の整数である。)
で表される構造を有し且つポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上1×10以下である芳香族高分子化合物により構成され、
前記高分子結合層は、前記芳香族高分子化合物と前記電極表面との化学結合を介して前記電極に接合され、
前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のポリスチレン換算の数平均分子量が3×10以上1×10以下である、
積層構造体。
An electrode, a polymer binding layer disposed on the electrode, and a conductive organic material layer disposed on the polymer binding layer,
The polymer binding layer has the following formula (I):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar is a conjugated divalent group which may have a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and n is an integer of 1 or more. .)
And an aromatic polymer compound having a polystyrene-reduced number average molecular weight of 1 × 10 3 or more and 1 × 10 8 or less,
The polymer bonding layer is bonded to the electrode through a chemical bond between the aromatic polymer compound and the electrode surface,
The number average molecular weight in terms of polystyrene of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is 3 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less.
Laminated structure.
前記高分子結合層の膜厚が0.1nm〜100μmであり、前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層の膜厚が0.1nm〜1cmである、請求項1に記載の積層構造体。   The film thickness of the polymer bonding layer is 0.1 nm to 100 μm, and the film thickness of a layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is 0.1 nm to 1 cm. The laminated structure described. 前記芳香族高分子化合物の最低非占有分子軌道(LUMO)の軌道エネルギーが−4.0eV以上−0.5eV以下、及び/又は前記芳香族高分子化合物の最高占有分子軌道(HOMO)の軌道エネルギーが−6.0eV以上−4.0eV以下である請求項1又は2に記載の積層構造体。   The orbital energy of the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the aromatic polymer compound is −4.0 eV or more and −0.5 eV or less and / or the orbital energy of the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the aromatic polymer compound. The laminated structure according to claim 1, wherein is from −6.0 eV to −4.0 eV. 前記芳香族高分子化合物のLUMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のLUMOの軌道エネルギーとの差が−2.5eV以上+2.5eV以下、及び/又は前記芳香族高分子化合物のHOMOの軌道エネルギーと前記導電性有機材料層中の前記高分子結合層に隣接する層を構成する導電性有機材料のHOMOの軌道エネルギーとの差が−1.5eV以上+1.5eV以下である請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。   The difference between the LUMO orbital energy of the aromatic polymer compound and the LUMO orbital energy of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer is −2.5 eV or more. +2.5 eV or less and / or HOMO orbital energy of the aromatic polymer compound and HOMO orbital energy of the conductive organic material constituting the layer adjacent to the polymer bonding layer in the conductive organic material layer The layered structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the difference is -1.5 eV or more and +1.5 eV or less. 前記芳香族高分子化合物の末端基が前記電極表面に存在する反応性基と化学結合している請求項1〜4のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。   The laminated structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a terminal group of the aromatic polymer compound is chemically bonded to a reactive group present on the electrode surface. 前記電極が、卑金属、貴金属及びこれらの酸化物からなる群から選ばれる少なくとも1種の電気伝導性化合物を含むものである請求項1〜5のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。   The laminated structure according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrode includes at least one electrically conductive compound selected from the group consisting of base metals, noble metals, and oxides thereof. 前記高分子結合層が、下記式(II):
Figure 2011029366
(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xは末端基であり、rは1以上10以下の整数であり、n及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、rが2以上である場合、存在する複数のEは同一であっても異なっていてもよく、nが2以上である場合、存在する複数のArは同一であっても異なっていてもよく、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基である。)
で表される共役高分子を0.0001質量%以上の濃度で含有する溶液に電極を浸漬すること、及び/又は前記溶液を電極に塗布することにより形成されるものである請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。
The polymer binding layer has the following formula (II):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, G is an r + p valent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, and r is an integer of 1 to 10, n and p are each independently an integer of 1 or more, and when r is 2 or more, a plurality of existing E a may be the same or different, and exist when n is 2 or more. A plurality of Ar 1 may be the same or different, and when p is 2 or more, a plurality of X 1 present may be the same or different, and E a is a mercapto group, hydroxy Group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid group, chlorosulfonic acid group, cyanato group, isocyanato group, amino group, substituted amino group and Substituted disul Is a monovalent group selected from the group consisting of I de group.)
It is formed by immersing an electrode in a solution containing a conjugated polymer represented by the formula (1) at a concentration of 0.0001% by mass or more and / or applying the solution to the electrode. The laminated structure according to any one of the above.
前記高分子結合層が、溶液中、表面に下記式(III):
Figure 2011029366
(式中、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xはハロゲン原子又は−SO(ここにQはアルキル基又はアリール基を表し、前記アルキル基及び前記アリールは置換基を有していてもよい。)で示される基であり、rは1以上10以下の整数であり、pは1以上の整数であり、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との化学結合により形成される結合基である。)
で表される基が結合した電極の存在下で、下記式(IV):
Figure 2011029366
(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Mは、ハロゲン原子、水素原子、−B(OQ(ここにQはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基又はアリール基であるか、互いに結合して形成された環を表し、前記アルキル及び前記アリール基は置換基を有していてもよい。)、−Si(Q(ここにQはアルキル基又はアルコキシ基であり、前記アルキル基及び前記アルコキシ基は置換基を有していてもよい。)、−Sn(Q(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基である)、−SO(ここにQはアルキル基又はアリール基であり、前記アルキル基及び前記アリール基は置換基を有していてもよい。)で示される基、又は−Z(Z(ここにZは金属原子又は金属イオンであり、Zはカウンターアニオンである)であり、2個存在するMは同一であっても異なっていてもよい。)
で表される芳香族化合物を、重合触媒又は当量反応剤を用いて重縮合させることにより形成されるものである請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。
The polymer binding layer is formed on the surface of the solution in the following formula (III):
Figure 2011029366
(In the formula, G is an r + p-valent group having an aromatic ring, X a is a halogen atom or —SO 3 Q a (where Q a represents an alkyl group or an aryl group, and the alkyl group and the aryl are substituted) And r is an integer of 1 or more and 10 or less, p is an integer of 1 or more, and when p is 2 or more, a plurality of X present a may be the same or different, and E is a mercapto group, hydroxy group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid A monovalent group selected from the group consisting of a group, a chlorosulfonic acid group, a cyanato group, an isocyanato group, an amino group, a substituted amino group and a substituted disulfide group, and a reactive group present on the electrode surface It is a linking group formed by a chemical bond.)
In the presence of an electrode to which a group represented by formula (IV) is bonded, the following formula (IV):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, M is a halogen atom, a hydrogen atom, —B (OQ 1 ) 2 (where Q 1 is independently a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group). Represents a ring formed by bonding to each other, the alkyl and the aryl group may have a substituent, and —Si (Q 2 ) 3 (where Q 2 is an alkyl group). Or an alkoxy group, wherein the alkyl group and the alkoxy group may have a substituent, -Sn (Q 3 ) 3 (where Q 3 is an alkyl group which may have a substituent). A group represented by —SO 3 Q a (wherein Q a is an alkyl group or an aryl group, and the alkyl group and the aryl group may have a substituent), or —Z 1 (Z 2 ) m (where Z 1 is a metal atom or metal And Z 2 is a counter anion), and two Ms may be the same or different.)
The laminated structure according to any one of claims 1 to 6, which is formed by polycondensation of an aromatic compound represented by the formula (1) using a polymerization catalyst or an equivalent reactant.
前記高分子結合層が、下記式(V):
Figure 2011029366
(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Gは芳香環を有するr+p価の基であり、Xは末端基であり、rは1以上10以下の整数であり、n及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、rが2以上である場合、存在する複数のEは同一であっても異なっていてもよく、nが2以上である場合、存在する複数のArは同一であっても異なっていてもよく、pが2以上である場合、存在する複数のXは同一であっても異なっていてもよく、Eは、メルカプト基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、トリアルコキシシリル基、トリヒドロキシシリル基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基、クロロスルホン酸基、シアナト基、イソシアナト基、アミノ基、置換アミノ基及び置換ジスルフィド基からなる群から選ばれる1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との化学結合により形成される結合基である。)
で表される構造を有するものである請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。
The polymer binding layer has the following formula (V):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, G is an r + p valent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, and r is an integer of 1 to 10, n and p are each independently an integer of 1 or more, and when r is 2 or more, a plurality of existing E may be the same or different. When n is 2 or more, a plurality of existing E Ar 1 may be the same or different, and when p is 2 or more, a plurality of X 1 present may be the same or different, and E is a mercapto group, a hydroxy group, Carboxyl group, sulfonic acid group, phosphonic acid group, trialkoxysilyl group, trihydroxysilyl group, chlorocarbonyl group, chlorophosphonic acid group, chlorosulfonic acid group, cyanato group, isocyanato group, amino group, substituted amino group and substituted disulfide A linking group formed by a chemical bond between a monovalent group selected from the group consisting of groups and a reactive group present on the surface of the electrode.)
The laminated structure according to any one of claims 1 to 8, which has a structure represented by:
前記式(V)中の結合基Eが、前記1価の基と前記電極表面に存在する反応性基との共有結合、配位結合、水素結合及びイオン結合からなる群から選ばれる少なくとも1種により形成された結合基である請求項9に記載の積層構造体。   The bonding group E in the formula (V) is at least one selected from the group consisting of a covalent bond, a coordinate bond, a hydrogen bond and an ionic bond between the monovalent group and a reactive group present on the electrode surface. The laminated structure according to claim 9, which is a bonding group formed by: 前記1価の基が、メルカプト基、カルボキシル基、スルホン酸基、ホスホン酸基、クロロカルボニル基、クロロホスホン酸基及びクロロスルホン酸基からなる群から選ばれる1価の基である請求項9又は10に記載の積層構造体。   The monovalent group is a monovalent group selected from the group consisting of a mercapto group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphonic acid group, a chlorocarbonyl group, a chlorophosphonic acid group, and a chlorosulfonic acid group. The laminated structure according to 10. 前記式(V)中のGが、置換基を有していてもよい単環、置換基を有していてもよい縮合環、置換基を有していてもよい環集合及び置換基を有していてもよい有橋多環からなる群から選ばれる少なくとも一種のr+p価の基である請求項9〜11のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。   G in the formula (V) has a monocyclic ring which may have a substituent, a condensed ring which may have a substituent, a ring assembly which may have a substituent, and a substituent. The laminated structure according to any one of claims 9 to 11, which is at least one r + p-valent group selected from the group consisting of optionally bridged polycycles. 前記r+p価の基が、下記式(1)〜(16):
Figure 2011029366
で表される複素環及び芳香環のうちの少なくとも1種を含むものである請求項12に記載の積層構造体。
The r + p-valent group is represented by the following formulas (1) to (16):
Figure 2011029366
The laminated structure according to claim 12, comprising at least one of a heterocyclic ring and an aromatic ring represented by the formula:
前記r+p価の基が、前記式(5)で表される複素環を1個含むものである請求項13に記載の積層構造体。   The laminated structure according to claim 13, wherein the r + p-valent group includes one heterocyclic ring represented by the formula (5). 前記式(V)中のrが1以上3以下の整数(但し、前記式(V)中のGが単環性芳香環構造であって該環構造を構成する炭素原子が2個の場合にはrは1であり、前記炭素原子が3個の場合にはrは1又は2である。)である請求項9〜14のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。   R in the formula (V) is an integer of 1 or more and 3 or less (provided that G in the formula (V) is a monocyclic aromatic ring structure and the number of carbon atoms constituting the ring structure is 2) In the laminated structure according to claim 9, r is 1, and r is 1 or 2 when the number of carbon atoms is 3. 15. 前記式(V)中のArが、下記式(VI):
Figure 2011029366
(式中、Rは水素原子、アルキル基、アリール基、アリールアルキル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アリール基、前記アリールアルキル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、Rは水素原子、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、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、シリル基、置換シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、カルバモイル基、イミド残基、1価の複素環基、カルボキシル基、置換カルボキシル基又はシアノ基であり、前記アルキル基、前記アルコキシ基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールオキシ基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルコキシ基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基、前記アシルオキシ基、前記カルバモイル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、複数存在するR、Rは同一であっても異なっていてもよく、置換基を有していてもよいアルキル基であるR及びRがそれぞれ複数存在する場合には互いに結合して環を形成していてもよい。)
で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有し、及び/又は下記式(VII):
Figure 2011029366
(式中、Rは前記式(VI)中のRと同義である。)
で表される繰り返し単位を、前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の数の合計質量に対して0.1質量%以上含有するものである請求項9〜15のうちのいずれか一項に記載の積層構造体。
Ar 1 in the formula (V) is represented by the following formula (VI):
Figure 2011029366
Wherein R 5 is a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, an arylalkyl group or a monovalent heterocyclic group, and the alkyl group, the aryl group, the arylalkyl group and the monovalent heterocyclic group are R 6 may have a substituent, and R 6 is a hydrogen atom, alkyl group, alkoxy group, alkylthio group, aryl group, aryloxy group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkoxy group, arylalkylthio group, arylalkenyl group , Arylalkynyl group, amino group, substituted amino group, silyl group, substituted silyl group, halogen atom, acyl group, acyloxy group, carbamoyl group, imide residue, monovalent heterocyclic group, carboxyl group, substituted carboxyl group or cyano Group, the alkyl group, the alkoxy group, the alkylthio group, the aryl group. The aryloxy group, the arylthio group, the arylalkyl group, the arylalkoxy group, the arylalkylthio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group, the acyloxy group, the carbamoyl group, and the monovalent group. The heterocyclic group may have a substituent, and a plurality of R 5 and R 6 may be the same or different, and R 5 and an alkyl group which may have a substituent. When a plurality of R 6 are present, they may be bonded to each other to form a ring.)
Is contained in an amount of 0.1% by mass or more based on the total mass of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer, and / or the following formula (VII ):
Figure 2011029366
(Wherein, R 6 has the same meaning as R 6 in formula (VI).)
The repeating unit represented by formula (1) is contained in an amount of 0.1% by mass or more based on the total mass of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer. The laminated structure according to any one of the above.
前記高分子結合層を構成する芳香族高分子化合物中の全繰り返し単位の合計に対して、前記式(VI)で表される繰り返し単位のモル百分率と前記式(VII)で表される繰り返し単位のモル百分率との合計が、10モル%以上100モル%以下である請求項16に記載の積層構造体。   The mole percentage of the repeating unit represented by the formula (VI) and the repeating unit represented by the formula (VII) with respect to the total of all repeating units in the aromatic polymer compound constituting the polymer binding layer. The laminated structure according to claim 16, wherein the total of the percentage and the mole percentage is 10 mol% or more and 100 mol% or less. 電極上に、下記式(I):
Figure 2011029366
(式中、Arは、置換基を有していてもよい共役系の2価の基であり、複数存在する場合には互いに同じであっても異なっていてもよく、nは1以上の整数である。)
で表される構造を有し且つポリスチレン換算の数平均分子量が1×10以上1×10以下である芳香族高分子化合物により構成され、該芳香族高分子化合物が前記電極表面に 化学結合している高分子結合層を形成する工程と、
前記高分子結合層上にポリスチレン換算の数平均分子量が3×10以上1×10以下である導電性有機材料により構成される層を形成する工程と、
を含む積層構造体の製造方法。
On the electrode, the following formula (I):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar is a conjugated divalent group which may have a substituent, and when there are a plurality of them, they may be the same or different, and n is an integer of 1 or more. .)
The number average molecular weight in terms of polystyrene is 1 × 10 3 or more and 1 × 10 8 or less, and the aromatic polymer compound is chemically bonded to the electrode surface. Forming a polymer binding layer,
Forming a layer composed of a conductive organic material having a polystyrene-equivalent number average molecular weight of 3 × 10 2 or more and 1 × 10 8 or less on the polymer binding layer;
The manufacturing method of the laminated structure containing this.
請求項1〜17のうちのいずれか一項に記載の積層構造体を含む電子素子。   The electronic device containing the laminated structure as described in any one of Claims 1-17. 発光素子である請求項19に記載の電子素子。   The electronic device according to claim 19, which is a light emitting device. 光電変換素子である請求項19に記載の電子素子。   The electronic device according to claim 19, which is a photoelectric conversion device. 下記式(VIII):
Figure 2011029366
(式中、Arは芳香環を有する2価の基であり、Xは末端基であり、nは1以上の整数であり、Ar15は芳香環を有するi+p価の基であり、i及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、i+pは2以上20以下であり、Yは酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基又はエチニレン基であり、jは0又は1であり、Rは水素原子、アルキル基、アルキルチオ基、アリール基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シリル基、置換シリル基、アシル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、2個のRは同じであっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。)
で表される共役高分子。
Formula (VIII) below
Figure 2011029366
(In the formula, Ar 1 is a divalent group having an aromatic ring, X 1 is a terminal group, n is an integer of 1 or more, Ar 15 is an i + p valent group having an aromatic ring, and i And p are each independently an integer of 1 or more, i + p is 2 or more and 20 or less, Y is an oxygen atom, sulfur atom, imino group, substituted imino group, ethenylene group, substituted ethenylene group or ethynylene group, j Is 0 or 1, and R 7 is a hydrogen atom, alkyl group, alkylthio group, aryl group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, silyl group, substituted silyl group, acyl group Or a monovalent heterocyclic group, the alkyl group, the alkylthio group, the aryl group, the arylthio group, the arylalkyl group, the arylalkyl The thio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group, and the monovalent heterocyclic group may have a substituent, and two R 7 may be the same or different. It may be bonded to each other to form a ring.)
A conjugated polymer represented by
下記式(IX):
Figure 2011029366
(式中、Ar15は芳香環を有するi+p価の基であり、i及びpはそれぞれ独立に1以上の整数であり、i+pは2以上20以下であり、Xはハロゲン原子又は−SO(ここにQは置換基を有していてもよいアルキル基を表す。)で示される基であり、Yは酸素原子、硫黄原子、イミノ基、置換イミノ基、エテニレン基、置換エテニレン基又はエチニレン基であり、jは0又は1であり、Rは水素原子、アルキル基、アルキルチオ基、アリール基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルチオ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、シリル基、置換シリル基、アシル基又は1価の複素環基であり、前記アルキル基、前記アルキルチオ基、前記アリール基、前記アリールチオ基、前記アリールアルキル基、前記アリールアルキルチオ基、前記アリールアルケニル基、前記アリールアルキニル基、前記アシル基及び前記1価の複素環基は置換基を有していてもよく、2個のRは同じであっても異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。)
で表される共役化合物。
Following formula (IX):
Figure 2011029366
(In the formula, Ar 15 is an i + p-valent group having an aromatic ring, i and p are each independently an integer of 1 or more, i + p is 2 or more and 20 or less, and X a is a halogen atom or —SO 3. Q a (wherein Q a represents an alkyl group which may have a substituent), Y represents an oxygen atom, sulfur atom, imino group, substituted imino group, ethenylene group, substituted ethenylene A group or an ethynylene group, j is 0 or 1, and R 7 is a hydrogen atom, alkyl group, alkylthio group, aryl group, arylthio group, arylalkyl group, arylalkylthio group, arylalkenyl group, arylalkynyl group, silyl group Group, substituted silyl group, acyl group or monovalent heterocyclic group, the alkyl group, the alkylthio group, the aryl group, the arylthio group, the aryl Alkyl group, the arylalkylthio group, the arylalkenyl group, the arylalkynyl group, the acyl group and the monovalent heterocyclic group may have a substituent, the two R 7 have the same May be different from each other and may be bonded to each other to form a ring.)
A conjugated compound represented by
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