JP2012511080A - 光電子デバイスで使用するための官能化ポリフルオレン - Google Patents

光電子デバイスで使用するための官能化ポリフルオレン Download PDF

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Abstract

本発明は、次の式Iの構造基を1以上含むポリフルオレンを次の式IIのイリジウム(III)化合物と反応させる段階を含んでなる方法に関する。
【化1】

【化2】

式中、R1及びR2は独立にアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、R5はH又はCHOであり、R3及びR4は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、R11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、R13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、Xは直接結合、アルキル、置換アルキル及びこれらの組合せから選択され、YはCHO又はNH2であり、ZはCHO又はNH2であるが、Yと同じではなく、pは0、1又は2である。本発明はまた、かかる反応の生成物であるポリフルオレン及び光電子デバイスでのかかるポリフルオレンの使用にも関する。
【選択図】図1

Description

本発明は、光電子デバイスで使用するための官能化ポリフルオレン、かかるポリオレフィンの製造方法、及びかかるポリマーを含んでなる光電子デバイスに関する。
電圧バイアスを受けた場合に発光する薄膜有機材料を使用する有機発光デバイス(OLED)は、ますますポピュラーな形態のフラットパネルディスプレイ技術になるものと予想される。それの潜在的用途には、携帯電話、パーソナル・ディジタル・アシスタント(PDA)、コンピューターディスプレイ、車両用情報ディスプレイ、テレビジョンモニター並びに一般照明用光源がある。鮮明な色、広い視角、フルモーションビデオとの適合性、広い温度範囲、薄くてコンフォーマブルな形状因子、低い所要電力、及び低コスト製造プロセスの実現可能性を有するので、OLEDは陰極線管(CRT)及び液晶ディスプレイ(LCD)に対する未来の代替技術と見られている。また、高い視感度効率のため、OLEDはある種の用途のための白熱灯及び恐らくは蛍光灯にさえ取って代わる可能性がある。
OLEDからの発光は、通例、エレクトロフルオレセンス(即ち、基底状態のエレクトロルミネセント材料を横切って電圧バイアスを印加することで形成される一重項励起状態からの発光)によって起こる。別の機構であるエレクトロホスホレセンス(即ち、基底状態のエレクトロフルオレセント材料を横切って電圧バイアスを印加することで形成される三重項励起状態からの発光)によって発光し得るOLEDは、主にエレクトロフルオレセンスによって発光するOLEDより実質的に高い量子効率を示すと考えられている。大抵の発光有機材料における三重項励起状態は非放射性緩和によって基底状態に戻る傾向が強いので、エレクトロフルオレセンスによるOLEDからの発光は限られている。このように、エレクトロホスホレセント材料は、当業技術の現状に比べて高い効率を示すOLEDデバイス及び他の光電子デバイスの基本部材として有望である。例えば、エレクトロホスホレセンスによって発光し得るOLEDは、デバイス内で無放射崩壊過程に失われるエネルギー量が(主にエレクトロフルオレセンスによって発光するOLEDに比べて)減少すると予想され、それによってOLEDの動作中における追加の温度制御手段を提供する。
発光効率の向上は、OLEDのような有機エレクトロルミネセントデバイス中にりん光性白金含有色素を組み込むことで達成されてきた(Baldo et al.,“Highly Efficient Phosphorescent Emission from Organic Electroluminescent Devices”,Nature,vol.395,151−154,1998)。また、りん光性イリジウム含有色素も使用されてきた(米国特許出願公開第2003/0096138号)。2006年8月14日に提出された係属中の米国特許出願第11/504552号には、ケトピロール配位子に基づく重合可能なりん光性イリジウム錯体が開示されている。この特許出願は2006年7月28日に提出された米国仮特許出願第60/833935号(その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす)からの優先権を主張している。
以前の開発にもかかわらず、現在、デバイス寿命の向上を達成しながら、効率を高めると共にOLEDによって発生される光の色の優れた調節手段を提供する新規なりん光材料を発見することに大きな関心が集まっている。
米国特許出願公開第2007/225464号明細書
一態様では、本発明は、次の式Iの構造基を1以上含むポリフルオレンを次の式IIのイリジウム(III)化合物と反応させる段階を含んでなる方法に関する。
式中、
1及びR2は独立にアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
5はH又はCHOであり、
3及びR4は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
Xは直接結合、アルキル、置換アルキル又はこれらの組合せであり、
YはCHO又はNH2であり、
ZはCHO又はNH2であるが、Yと同じではなく、
pは0、1又は2である。
別の態様では、本発明は、本発明の方法によって製造できるポリフルオレンに関する。かかるポリフルオレンは、次の式Vの構造基を1以上含んでいる。
式中、
6は次の式VIの基であり、
3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
pは0、1又は2である。
本発明の別の態様では、式Vの構造基を1以上有するポリマーを含む1以上の層を有する有機光電子デバイスに関する。
図1は、第一アミンと反応させ、次いで還元することで得られた、ペンダントアルデヒド置換基を有するポリフルオレンの1H NMRスペクトル(500MHz)を示している。
特許請求される発明の主題を一層明確で簡潔に記載しかつ指示するため、以下の説明及び添付の特許請求の範囲中に使用される特定の用語に関して以下に定義を示す。
「アリール」及び「ヘテロアリール」とは、窒素、酸素及び硫黄から選択される0〜3のヘテロ原子を含む五員若しくは六員の芳香環又はヘテロ芳香環、窒素、酸素及び硫黄から選択される0〜3のヘテロ原子を含む二環式の九員若しくは十員芳香環系又はヘテロ芳香環系、或いは窒素、酸素及び硫黄から選択される0〜3のヘテロ原子を含む三環式の十三員若しくは十四員芳香環系又はヘテロ芳香環系を意味する。六員乃至十四員の芳香族炭素環には、例えば、ベンゼン、ナフタレン、インダン、テトラリン及びフルオレンがあり、五員乃至十員の芳香族複素環には、例えば、イミダゾール、ピリジン、インドール、チオフェン、ベンゾピラノン、チアゾール、フラン、ベンゾイミダゾール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、ピリミジン、ピラジン、テトラゾール及びピラゾールがある。アリーレンとは、芳香核上の2つの炭素部位から水素を除去することで形成される二価の基をいう。アリーリデンとは、アリール基で置換されたアルキリデン単位をいう。
「アリールアルキル」とは、アリール環に結合したアルキル残基を意味する。その例はベンジル及びフェネチルである。ヘテロアリールアルキルは、ヘテロアリール環に結合したアルキル残基を意味する。その例には、ピリジニルメチル及びピリミジニルエチルがある。アルキルアリールとは、1以上のアルキル基が結合したアリール残基を意味する。その例はトリル及びメシチルである。
「アルコキシ」又は「アルコキシル」とは、1〜8の炭素原子を有する直鎖、枝分れ又は環状構造の基或いはこれらの組合せであって、酸素を介して母体構造に結合したものをいう。その例には、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、シクロプロピルオキシ及びシクロヘキシルオキシがある。低級アルコキシとは、1〜4の炭素を含む基をいう。
「アシル」とは、1〜8の炭素原子を有する直鎖、枝分れ又は環状構造の飽和、不飽和又は芳香族基或いはこれらの組合せであって、カルボニル官能基を介して母体構造に結合したものをいう。母体への結合点がカルボニルに保たれる限り、アシル残基中の1以上の炭素を窒素、酸素又は硫黄で置き換えることができる。その例には、アセチル、ベンゾイル、プロピオニル、イソブチリル、t−ブトキシカルボニル及びベンジルオキシカルボニルがある。低級アシルとは、1〜4の炭素を含む基をいう。
「複素環」とは、1〜2の炭素が酸素、窒素又は硫黄のようなヘテロ原子で置き換えられたシクロアルキル又はアリール残基を意味する。本発明の範囲内に含まれる複素環の例には、ピロリジン、ピラゾール、ピロール、インドール、キノリン、イソキノリン、テトラヒドロイソキノリン、ベンゾフラン、ベンゾジオキサン、ベンゾジオキソール(置換基として存在する場合には一般にメチレンジオキシフェニルといわれる)、テトラゾール、モルホリン、チアゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、チオフェン、フラン、オキサゾール、オキサゾリン、イソキサゾール、ジオキサン及びテトラヒドロフランがある。
「置換された」とは、特に限定されないがアルキル、アルキルアリール、アリール、アリールアルキル及びヘテロアリールを含む残基であって、残基中の3以下のH原子が低級アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール、ハロアルキル、アルコキシ、カルボニル、カルボキシ、カルボキシアルコキシ、カルボキサミド、アシルオキシ、アミジノ、ニトロ、ハロ、ヒドロキシ、OCH(COOH)2、シアノ、第一アミノ、第二アミノ、アシルアミノ、アルキルチオ、スルホキシド、スルホン、フェニル、ベンジル、フェノキシ、ベンジルオキシ、ヘテロアリール又はヘテロアリールオキシで置き換えられたものをいう。
「ハロアルキル」とは、1以上の水素原子がハロゲン原子で置き換えられたアルキル残基をいい、ハロアルキルという用語はペルハロアルキルを包含する。本発明の範囲内に含まれるハロアルキル基の例には、CH2F、CHF2及びCF3がある。
「オキサアルキル」とは、1以上の炭素が酸素で置き換えられたアルキル残基をいう。それはアルキル残基を介して母体構造に結合される。その例には、メトキシプロポキシ、3,6,9−トリオキサデシルなどがある。オキサアルキルという用語は、酸素が単結合によってその隣接原子に結合(してエーテル結合を形成)している化合物をいい、カルボニル基に見られるような二重結合した酸素を意味しない。同様に、チアアルキル及びアザアルキルとは、1以上の炭素がそれぞれ硫黄又は窒素で置き換えられたアルキル残基をいう。その例には、エチルアミノエチル及びメチルチオプロピルがある。
本明細書中に記載される化合物の多くは、1以上の非対称中心を含むことがあり、したがって鏡像異性体、ジアステレオマー及び他の立体異性体を生じることがある。これらは絶対立体配置の観点から(R)−又は(S)−として定義できる。本発明は、すべてのかかる可能な異性体並びにこれらのラセミ体及び光学的に純粋な形態を包含するものである。光学的に活性の(R)−及び(S)−異性体は、キラルシントン又はキラル試薬を用いて製造でき、或いは通常の技法を用いて分割できる。本明細書中に記載される化合物がオレフィン性二重結合又は他の幾何学的非対称中心を含む場合には、特記しない限り、かかる化合物はE及びZ幾何異性体の両方を包含するものと想定されている。同様に、すべての互変異性体も包含されるものと想定されている。
本明細書中に記載される任意の数値は、低い値と高い値との間に少なくとも2単位のひらきがあれば、低い値から高い値まで1単位ずつ大きくなる値をすべて含む。例えば、成分の量又はプロセス変量(例えば、温度、圧力、時間など)の値が1〜90、好ましくは20〜80、さらに好ましくは30〜70であると述べられた場合、本明細書中には15〜85、22〜68、43〜51、30〜32などの値が明記されたものと想定されている。1より小さい値については、1単位は場合に応じて0.0001、0.001、0.01または0.1であると考えられる。
これらは明確に意図されているものの例示に過ぎず、記載された最低値と最高値の間の数値の可能な組合せはすべて、本願において同様に明記されていると考えるべきである。
一態様では、本発明は、ポリフルオレン主鎖上に位置するペンダントアルデヒド基を第一アミンとイミン縮合させ、次いで還元することによってポリフルオレンを製造する方法に関する。最初のイミン結合形成では動的共有結合化学を使用でき、イミン結合形成は可逆的な熱力学的反応である。続いてイミンを対応するアミンに還元すれば、アミン官能化ポリフルオレンが得られる。
特定の実施形態では、本方法は、式Iの構造単位を含むポリフルオレンと式IIのイリジウム(III)化合物の1種以上とのイミン縮合反応を含んでいる。
アミン基を介して結合するのに適した式IIのイリジウム(III)化合物は、2006年8月16日に提出された米国特許出願第11/504871号、2006年8月17日に提出された同第11/506002号、2006年8月17日に提出された同第11/506001号、2006年8月18日に提出された同第11/507051号、2006年11月15日に提出された同第11/599972号、2006年12月12日に提出された同第11/637582号、2006年8月14日に提出された同第11/504552号、2006年8月16日に提出された同第11/504870号、及び2006年8月14日に提出された同第11/504084号に記載されており、これらのすべてが2006年7月28日に提出された米国仮特許出願第60/833935号からの優先権を主張している。上記特許出願の開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなしている。かかるイリジウム(III)化合物は、追加の発光要素、即ち補助ピロール配位子との三重項発光イリジウム(III)錯体を含んでいる。
若干の実施形態では、式IのR1はオキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり得る。若干の実施形態では、R1は次式の基である。
さらに他の実施形態では、式IIのR11及びR12は一緒になって置換又は非置換イソキノリンを形成する。
ポリフルオレンと1種以上のイリジウム(III)化合物とのイミン縮合は、同時に又は逐次に行うことができる。得られたイミンの還元は、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)のような還元剤を用いて行われる。
若干の実施形態では、本方法はさらに、式Iのポリフルオレンと1種以上のトリアリールアミンとの反応を含んでいる。詳しくは、トリアリールアミンは次の式IIIの化合物であり得る。
式中、
R”及びR'”は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ、一緒になって複素環又はこれらの組合せであり、
Ar6及びAr7は独立にアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
mは0〜10の整数であり、
nは0〜4の整数であり、
YはCHO又はNH2であるが、式IのZと同じではない。
若干の実施形態では、式IIIの化合物のR”及びR'”は水素であり、mは0に等しい。
他の実施形態では、トリアリールアミンは次の式IVの化合物であり得る。
式中、
R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
mは0〜10の整数であり、
nは0〜4の整数であり、
YはCHO又はNH2であるが、式IのZと同じではない。
若干の実施形態では、式IVのm及びnは0に等しい。
ポリフルオレン、1種以上のイリジウム(III)化合物及び1種以上のトリアリールアミンのイミン縮合は、イリジウム(III)化合物及びトリアリールアミンを単一の段階でポリフルオレンに添加するようにして同時に行うことができ、或いはイリジウム(III)化合物及びトリアリールアミンを別々の段階でポリフルオレンに添加するようにして逐次に行うことができる。得られたイミンの還元は、水素化ホウ素ナトリウム(NaBH4)のような還元剤を用いて行われる。還元段階も同時又は逐次に行うことができる。
さらに詳しくは、本方法は、トリアリールアミン含有基に対するイリジウム(III)化合物含有基の重量パーセントが約0.5〜約50モル%であるポリフルオレンを生み出すことができる。これは、ポリマー主鎖中にトリアリールアミン及びイリジウム(III)化合物の両方を有するポリマーを与え、ポリフルオレン材料の発光性及び輸送性の減衰を可能にする。
好適なトリアリールアミンは、Dow Global Technologies社の米国特許第5,728,801号、同第5,929,194号、同第5,948,552号、同第6,309,763号、同第6,605,373号、同第6,900,285号、国際公開第2004/060970号、同第2005/049546号及び同第2005/052027号(これらの開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす)に記載されている。
本発明の方法で使用するためのポリフルオレンは、式Iの構造単位に加えて、非置換のフルオレニル単位及び/又はアルキルのような飽和基で置換されたフルオレニル単位のような構造単位を含み得る。他の構造単位は、米国特許第6,900,285号に記載されているような共役化合物から導くことができる。特に、米国特許第5,948,552号、同第6,605,373号及び同第6,916,902号に記載されているような第三芳香族アミンから導かれる構造単位が使用できる。不飽和モノマーから導かれる構造単位の量は、約0.05〜約50モル%、詳しくは約1〜約25モル%、さらに詳しくは約1〜約10モル%の範囲内にある。
かかるポリフルオレンは、適当な二ハロゲン化物とジボロン酸エステル/ジボロン酸とのスズキカップリング及びヤマモトカップリングをはじめとする、当技術分野で知られているポリフルオレン製造方法によって製造できる。米国特許第5,708,130号、同第6,169,163号、同第6,512,083号及び同第6,900,285号には、フルオレンサブユニットを含むポリマーの合成法が記載されている。
一態様では、本発明は、ポリフルオレン主鎖上に位置するペンダントアルデヒド基を第一アミンとイミン縮合させ、次いで還元する方法によって製造されるポリフルオレンに関する。別の態様では、本発明は、ポリフルオレン主鎖上に位置するペンダント第一アミン基をアルデヒドとイミン縮合させ、次いで還元する方法によって製造されるポリフルオレンに関する。いずれの態様でも、最初のイミン結合形成では動的共有結合化学を使用でき、イミン結合形成は可逆的な熱力学的反応である。続いてイミンを対応するアミンに還元すれば、アミン官能化ポリフルオレンが得られる。
特定の実施形態では、こうして生成されたポリフルオレンは式Vの構造基を1以上含んでいる。
第二アミノ基を介してポリフルオレンに結合するのに適したイリジウム(III)化合物は、2006年8月16日に提出された米国特許出願第11/504871号、2006年8月17日に提出された同第11/506002号、2006年8月17日に提出された同第11/506001号、2006年8月18日に提出された同第11/507051号、2006年11月15日に提出された同第11/599972号、2006年12月12日に提出された同第11/637582号、2006年8月14日に提出された同第11/504552号、2006年8月16日に提出された同第11/504870号、及び2006年8月14日に提出された同第11/504084号に記載されており、これらのすべてが2006年7月28日に提出された米国仮特許出願第60/833935号からの優先権を主張している。上記特許出願の開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなしている。かかるイリジウム(III)化合物は、追加の発光要素、即ち補助ピロール配位子との三重項発光イリジウム(III)錯体を含んでいる。
若干の実施形態では、Y’はオキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり得る。若干の実施形態では、Y’は次式の基である。
さらに他の実施形態では、式VIのイリジウム(III)化合物のR11及びR12は一緒になって置換又は非置換イソキノリンを形成し得る。
本発明のポリフルオレンは、さらに1以上のトリアリールアミン置換基を含み得る。特定の実施形態では、かかる基は次の式VIIの化合物である。
式中、
R”及びR'”は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ、一緒になって複素環又はこれらの組合せであり、
Ar6及びAr7は独立にアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
nは0〜4の整数である。
若干の実施形態では、式VのR3及びR4は水素であり、nは0である。若干の実施形態では、Y’がオキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せである場合、トリアリールアミンは式VIIに従ってポリフルオレンに結合される。若干の実施形態では、Y’は次式の基である。
特定の実施形態では、式VのR6基はさらに次の式VIIIのトリアリールアミン置換基を1以上含んでいる。
式中、
R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
nは0〜4の整数である。
若干の実施形態では、式VのR3及びR4は水素である。若干の他の実施形態では、Y’がオキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せである場合、トリアリールアミンは式VIIIに従ってポリフルオレンに結合される。若干の実施形態では、Y’は次式の基である。
本発明のポリフルオレンでは、トリアリールアミン置換第二アミンに対するイリジウム(III)化合物の重量パーセントは約0.5〜約50モル%であり得る。これは、
ポリマー主鎖中にトリアリールアミン及びイリジウム(III)化合物の両方を有するポリマーを与え、ポリフルオレン材料の発光性及び輸送性の減衰を可能にする。
若干の実施形態では、ポリフルオレンはさらに、非置換のフルオレニル単位及び/又はアルキルのような飽和基で置換されたフルオレニル単位のような構造単位を含み得る。他の構造単位は、米国特許第6,900,285号に記載されているような共役化合物から導くことができる。特に、米国特許第5,948,552号、同第6,605,373号及び同第6,916,902号に記載されているような第三芳香族アミンから導かれる構造単位が使用できる。不飽和モノマーから導かれる構造単位の量は、約0.05〜約50モル%、詳しくは約1〜約25モル%、さらに詳しくは約1〜約10モル%の範囲内にある。
かかるポリフルオレンは、適当な二ハロゲン化物とジボロン酸エステル/ジボロン酸とのスズキカップリング及びヤマモトカップリングをはじめとする、当技術分野で知られているポリフルオレン製造方法によって製造できる。米国特許第5,708,130号、同第6,169,163号、同第6,512,083号及び同第6,900,285号には、フルオレンサブユニットを含むポリマーの合成法が記載されている。
好ましい実施形態では、ポリフルオレンは次の式IXの構造単位を含み得る。
式中、
3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せである。
若干の実施形態では、ポリフルオレンはさらに次の式Xの構造単位を含み得る。
式中、
3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せである。
若干の実施形態では、ポリフルオレンはさらに次の式XIの構造単位を含み得る。
式中、
3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
14及びR15は独立に水素、アルキル、置換アルキル又はこれらの組合せである。
別の実施形態では、ポリフルオレンはさらに次の式XIIの構造単位を含み得る。
式中、
3、R4及びR9は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せである。
別の態様では、本発明は、1以上の発光層中に官能化ポリフルオレンを含む光電子デバイスに関する。式Iのポリフルオレンは、フルオレンモノマーを基剤とする(コ)ポリマー(例えば、F8−TFB)のような蛍光性発光材料及び商業的に入手できる発光ポリマーとブレンドすることができる。かかる発光ポリマーには、American Dye Sources社から供給されるADS131BE、ADS231BE、ADS331BE、ADS431BE、ADS429BE、ADS160BE、ADS329BE、ADS229BE、ADS129BE及びADS180BE、並びにSumation Company Ltd.から入手できるBP105及びBP361がある。本発明のポリマーとブレンドするのに有用な他の材料には、フルオレン三量体やその誘導体のような分子種及びオリゴマー種、米国特許第3,265,496号及び同第4,539,507号に記載されたものやAmerican Dye Sources社から商業的に入手できるトリアリールアミン(例えば、ADS254BE、ADS12HTM及びADS04HTM)を含むポリマー状又は分子状のトリアリールアミン材料、American Dye Sources社製のADS120BEのような置換ポリフェニレンポリマー、並びに米国特許出願公開第2005/0256290号に記載されているような、非共役連結基を介して結合されたオリゴマー単位を有するポリマーがある。
本発明の官能化ポリフルオレンを他の材料とブレンドする場合には、(フォトルミネセンス又は他の技法によって測定した)他の材料の最低三重項エネルギーレベルが本発明のポリマーのペンダントイリジウム系発光体の三重項エネルギーより高いことが好ましい。特に、ポリマーは青色発光フルオレン(コ)ポリマーのような1種以上の蛍光材料とブレンドすることができる。これらは通例、本発明のポリマーの最低発光一重項エネルギーより低い最低三重項エネルギーを有し、青色発光を示すからである。
本発明の官能化ポリフルオレン及び/又はアミン官能化ポリフルオレンと青色発光フルオレン(コ)ポリマーとのブレンドは、1種以上のフルオレンポリマー又はコポリマー(例えば、BP105又はF8−TFB)を含む別の発光層に隣接して配設されるデバイスの発光層中に含めることで二相構造を形成できる。これらのデバイスでは、二相構造はPCT/US07/68620に記載されているようにいくつかの手段で形成できる。例えば、第1の層を堆積させた後、熱処理のみで二相を不溶化するか、或いはポリマー鎖同士を連結し又は相互侵入網目を形成するための架橋重合剤を第1の層中に含めることで二相を不溶化することができる。重合はUV照射又は熱活性化によって開始させればよい。重合プロセスは、IRGACURE(登録商標)754、Sartomer社製のESACURE(登録商標)開始剤、BPO又はAIBNのような開始剤を少量添加することで促進できる。別法として、第1の層を溶解しない溶媒から第2の層を適用するか、接触積層(Ramsdale et al.,J.Appl.Phys.,vol 92,pg.4266(2002))を使用するか、或いは蒸着を使用することで層構造を形成できる。所望ならば、これらの方法を順次に適用することで、1以上の層が本発明のポリマーの1種以上を含んでなる多層構造を製造できる。
本発明に係る光電子デバイスはさらに、ポリマーと光学的に結合した1種以上のフォトルミネセント(「PL」)材料を含み得る。その結果、蛍光材料はそれによって放射される電磁線の一部を吸収し、第3の波長範囲内の電磁線を放射する。PL材料として使用
するための材料及びPL材料を含む例示的なデバイス構造は、米国特許第7,063,900号(その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす)に記載されている。
有機発光デバイスによって例示される光電子デバイスは、通例、最も簡単な場合には陽極層、対応する陰極層、及び前記陽極と前記陰極との間に配設された有機エレクトロルミネセント層である複数の層を含んでいる。電極間に電圧バイアスを印加した場合、陰極からエレクトロルミネセント層中に電子が注入される一方、エレクトロルミネセント層から陽極に電子が除去される(又は陽極からエレクトロルミネセント層中に「正孔」が「注入」される)。エレクトロルミネセント層中で正孔が電子と結合して一重項又は三重項励起子を形成する際に発光が起こると共に、一重項励起子が放射崩壊によってエネルギーを環境に移送する際にも発光が起こる。三重項励起子は、一重項励起子と異なり、通例は放射崩壊を受けることができず、したがって非常に低い温度下を除けば発光しない。理論的な考察によれば、三重項励起子は一重項励起子の約3倍の頻度で形成されることが示される。したがって、三重項励起子の形成は、通例は周囲温度又はその近くで動作する有機発光デバイスでは効率に対する基本的な制約をなす。本発明に係るポリマーは、通常は役に立たない三重項励起子がそれに出会ってエネルギーを移行させる際に生じる発光性の短寿命励起状態化学種の前駆体として役立ち得る。
陽極、陰極及び発光材料に加えて有機発光デバイス中に存在し得る他の構成要素には、正孔注入層、電子注入層及び電子輸送層がある。電子輸送層を含む有機発光デバイスの動作中には、電子輸送層中に存在する電荷キャリヤー(即ち、正孔及び電子)の大部分は電子であり、電子輸送層中に存在する正孔及び電子の再結合を通じて発光が起こり得る。有機発光デバイス中に存在し得る追加の構成要素には、正孔輸送層、正孔輸送発光層、正孔ブロック層及び電子輸送発光層がある。
有機エレクトロルミネセント層は、動作時に電子及び正孔の両方を実質的な濃度で含み、励起子形成及び発光のための部位を提供する有機発光デバイス中の層である。正孔注入層は、通常は陽極に接触していて陽極からOLEDの内層への正孔注入を促進する層であり、電子注入層は、通常は陰極に接触していて陰極からOLED中への電子注入を促進する層である。正孔注入層も電子輸送層も、陰極に接触している必要はない。多くの場合、電子輸送層は電子輸送層は効率的な正孔輸送体でなく、したがってそれは陰極に向かって移動する正孔をブロックするために役立つ。電子輸送層は、陰極から電荷再結合部位への電子伝導を容易にする層である。正孔輸送層は、OLEDの動作時に陽極から電荷再結合部位への正孔伝導を容易にすると共に、陽極に接触している必要はない層である。正孔輸送発光層は、OLEDの動作時に電荷再結合部位への正孔伝導を容易にすると共に、電荷キャリヤーの大部分が正孔であり、残留電子との再結合によってばかりでなくデバイス中の他の場所にある電荷再結合ゾーンからのエネルギー移行によっても発光が起こる層である。電子輸送発光層は、OLEDの動作時に電荷再結合部位への電子伝導を容易にすると共に、電荷キャリヤーの大部分が電子であり、残留正孔との再結合によってばかりでなくデバイス中の他の場所にある電荷再結合ゾーンからのエネルギー移行によっても発光が起こる層である。
陽極として使用するのに適した材料には、四点プローブ技法で測定して約100オーム/平方インチ以上のバルク導電率を有する材料がある。陽極としては、酸化インジウムスズ(ITO)がしばしば使用される。これは、ITOが光の透過に対して実質的に透明であり、したがって電気活性有機層から放出された光の脱出を容易にするからである。陽極層として使用できる他の材料には、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛インジウムスズ、酸化アンチモン及びこれらの混合物がある。
陰極として使用するのに適した材料には、負電荷キャリヤー(電子)をOLEDの内層に注入できるゼロ原子価金属がある。陰極として使用するのに適した各種のゼロ原子価金属には、K、Li、Na、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、Al、Ag、Au、In、Sn、Zn、Zr、Sc、Y、ランタニド系列の元素、これらの合金及びこれらの混合物がある。陰極層として使用するのに適した合金材料には、Ag−Mg、Al−Li、In−Mg、Al−Ca及びAl−Au合金がある。層状の非合金構造体、例えば金属(例えば、カルシウム)又は金属フッ化物(例えば、LiF)の薄層をゼロ原子価金属(例えば、アルミニウム又は銀)の厚い層で覆ったものも、陰極として使用できる。特に、陰極はただ1種のゼロ原子価金属(とりわけ、アルミニウム金属)からなり得る。
正孔注入層で使用するのに適した材料には、H.C.Stark,Inc.からBAYTRON(登録商標)の商品名で商業的に入手できる3,4−エチレンジオキシチオフェン(PEDOT)及びPEDOTとポリスチレンスルホネートのブレンド、並びにAir Products Corporationから商業的に入手できるチエノ[3,4b]チオフェン(TT)モノマーに基づくポリマーがある。
正孔輸送層で使用するのに適した材料には、1,1−ビス((ジ−4−トリルアミノ)フェニル)シクロヘキサン、N,N'−ビス(4−メチルフェニル)−N,N'−ビス(4−エチルフェニル)−(1,1'−(3,3'−ジメチル)ビフェニル)−4,4'−ジアミン、テトラキス(3−メチルフェニル)−N,N,N',N'−2,5−フェニレンジアミン、フェニル−4−N,N−ジフェニルアミノスチレン、p−(ジエチルアミノ)ベンズアルデヒドジフェニルヒドラゾン、トリフェニルアミン、1−フェニル−3−(p−(ジエチルアミノ)スチリル)−5−(p−(ジエチルアミノ)フェニル)ピラゾリン、1,2−trans−ビス(9H−カルバゾール−9−イル)シクロブタン、N,N,N',N'−テトラキス(4−メチルフェニル)−(1,1'−ビフェニル)−4,4'−ジアミン、銅フタロシアニン、ポリビニルカルバゾール、(フェニルメチル)ポリシラン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリアニリン、ポリビニルカルバゾール、トリアリールジアミン、テトラフェニルジアミン、芳香族第三アミン、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、及び米国特許第6,023,371号に開示されているようなポリチオフェンがある。
電子輸送層として使用するのに適した材料には、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン)、トリス(8−ヒドロキシキノラト)アルミニウム(Alq3)、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,1−フェナントロリン、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール、1,3,4−オキサジアゾール含有ポリマー、1,3,4−トリアゾール含有ポリマー、キノキサリン含有ポリマー及びシアノPPVがある。
フルオレンアルデヒドモノマーを製造するための一般手順
2,7−ジブロモフルオレノン出発原料を製造するための好ましい合成経路が中国特許出願公開第1634839号に記載されている(スキーム1)。この手順は水中で臭素を使用し、フルオレンから所望のジブロモ生成物への高い転化率をもたらす。その際、一臭素化化学種はほとんど乃至全く生成せず、未知の副生物も事実上存在しない。メタンスルホン酸中でN−ブロモスクシンイミドを使用する方法でフルオレンを臭素化する場合、これらの下位臭素化生成物及び未知の生成物は実質的に多くの量で存在するのが通例である。
スケールアップ反応物を3回結晶化した後、以後の反応で使用できる150gの高品質2,7−ジブロモフルオレン(純度>99.8%、LC分析)を得た。2,7−ジブロモフルオレンの一部を4段階でトシレート化エチレングリコール−9,9’−二置換フルオレン(5)に転化した(スキーム2)。
特開平09−255609号に記載された合成法を僅かに修正して使用することで、所望のフルオレン4を実質的に短い反応時間(12時間)及び中性条件下において高い転化率(95%)で得た。
トシレート化フルオレンモノマー(5)は、動的共有結合化学を用いたポストポリマー修飾を検討するためのフルオレンアルデヒドモノマー7の製造に使用できる(スキーム3)。
ヒンダードホスフィン配位子PC−Biphenの存在下においてスズキ触媒条件下で2種のジブロミド7及び9をビスボレートエステルと縮合させることで、37.5%の芳香族アルデヒド置換基を含む標的ペンダントポリフルオレンを製造した(スキーム5)。このポリフルオレン材料は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した場合にスズキ条件下で製造された縮合ポリマーに関して予想される実質的に高い分子量(Mw=1.04×107及びMn=4.73×106)並びに典型的な分散度(Mw/Mw=2.19)を有していた。
ポストポリマー修飾の実行可能性は、(1)イミン縮合、続いて(2)NaBH4を用いた還元を行うことからなる二段階手順に従って2種のペンダントベンジルアミン官能化ポリフルオレンを製造することで試験した(スキーム5)。
母体ポリフルオレン材料の試料を別途にNaBH4で還元し(スキーム6)、1H NMR分光法を用いて2種のベンジルアミンの取込みパーセントを測定するための標準として使用した。
1H NMR分光法を用いて検討したところ、ベンジルアミンはポリフルオレンのペンダント部位の一部に導入されたことが判明した。さらに詳しく検討したところ、利用可能な芳香族アルデヒド置換基の60%(ベンジルアミン)及び70%(4−メトキシベンジルアミン)がこれら2種のベンジルアミンと縮合し、続いて還元されて対応する第二アミン及びベンジルアルコールの混合物をペンダント側鎖として与えることが判明した。
図1に示される通り、1H NMRスペクトル(500MHz)を用いて各種の生成物を識別することができる。ペンダントアルデヒドを含む母体ポリフルオレン生成物が一番下のスペクトル(トレースA、CD2Cl2中で記録)に記録されており、ペンダントベンジルアルコールを含む完全に還元されたポリフルオレン生成物が次に示されている(トレースB、10%MeOD/CD2Cl2中で記録)。次いで、動的共有結合化学(DCC)を用いてポストポリマー修飾を行い、続いて還元することによってベンジルアミン置換基(トレースC、10%MeOD/CD2Cl2中で記録)及び4−メトキシベンジルアミン置換基(トレースD、10%MeOD/CD2Cl2中で記録)を有する官能性ポリフルオレン材料を製造することで得られた2種のポリフルオレン生成物が示されている。各種の記号は、エチレングリコール部分(†=ArOCH2CH2OAr)、ヘキシルオキシ部分(*=ArOCH2CH2CH2CH2CH2CH2)、ベンジル部分(‡=HOCH2PH)及び第二アミン領域(§=ArCH2NHCH2Ar)に関するメチレンプロトン共鳴に対応している。
フルオレンアミンモノマーを製造するための一般手順
上記に記載したものと同じ方法に関する別のアプローチでは、ポリフルオレンポリマーの主鎖上にペンダント第一アミンが位置しており、これを適当なアルデヒドと反応させることでイミン中間体が得られる。
スキーム3に記載したトシレート化フルオレン(5)を使用することで、対応するペンダントアミンフルオレンモノマー7a及び7bを製造できる。
これらのペンダントアミン置換フルオレンモノマーを、続いてスズキ式の重合で使用して適当な二臭化物及びボロン酸と反応させることで、ペンダントアミン含有置換基を有するポリフルオレン材料を製造することができる(スキーム8)。
ペンダントアルデヒドを有するポリフルオレンに関して既に記載した方法と同様に、(1)適当なアルデヒドとのイミン縮合及び(2)続いてNaBH4を用いた還元を含む二段階ポストポリマー修飾手順を使用することで、これらのペンダント第一アミンポリフルオレンを第二アミンに転化することができる(スキーム9)。アルデヒド化学種はまた、スキーム10の例などで示されるように修飾Ir(III)錯体でもあり得る。
実験の部
実施例1:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9H−フルオレン−9−オール(2)の合成
ブロモ(4−ヘキシルオキシ)ベンゼンを製造するため、4−ブロモフェノール(91.2g、527mmol)をブロモヘキサン(86.0g、520mmol)及びK2CO3(80.0g、580mmol)と共にアセトン(200mL)中で12時間還流することでアルキル化した。濾過によって塩を除去した後、反応混合物を濃縮乾燥して油状物を得た。油状物をEtOAc(100mL)に溶解し、分液漏斗に移し、5%NaOH(4×200mL)で洗浄した。さらに200mLのEtOAcを分液漏斗に転化率し、内容物をNaHCO3(1×200mL)で洗浄し、最後にMgSO4上で乾燥した。EtOAc溶媒を除去して淡黄色の油状物を得、それ以上精製せずに使用した。収量:119g、89%。1H NMR(500MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.91(t,3H)、1.34(m,4H)、1.45(m,2H)、1.76(m,2H)、3.92(t,2H)、6.79(d,2H)、7.36(d,2H)。乾燥した250mL三つ口フラスコに小さなMg削り屑(2.80g、118mmol)を仕込み、次いで無水THF(100mL)を添加した。若干のヨウ素結晶を添加し、不均質混合物を15分間加熱還流し、次いで室温に冷却した。撹拌を停止し、1,2−ジブロモエタン(0.25mL)を反応器に添加した。5分経過後、発熱反応が起こり、再び撹拌を20分間続けた。次いで、反応物を20℃に冷却し、温度を14〜18℃の間に保ちながら、ブロモ(4−ヘキシルオキシ)ベンゼン(27.8g、108mmol)を1時間かけて添加した。冷却浴を取り除き、反応物をさらに10分間撹拌すると、反応物の温度は28℃に上昇した。反応物を室温に冷却し、冷却浴で−10℃に維持した2,7−ジブロモフルオレン(30.0g、90.4mmol)の撹拌トルエン(250mL)懸濁液に内容物をピペットで移した。冷却浴を取り除き、反応混合物を室温で20分間撹拌し、続いて20mLのEtOH及びNH4Clの飽和溶液(5mL)で処理した。反応混合物を濾過して不溶物を除去し、EtOAc(100mL)及びH2O(100mL)を含む分液漏斗に移した。層を分離し、有機層をH2O(2×100mL)及びブライン(1×100mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥した。溶媒を除去乾固することで黄色の粗固体(50.8g)を得た。粗物質をヘキサン/CH2Cl2から再結晶することで、生成物をオフホワイトの微晶質として得た。収量:38.6g、79%。1HNMR(500MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.91(t,3H)、1.32(m,4H)、1.41(m,2H)、1.74(m,2H)、2.66(s,1H)、3.92(t,2H)、6.79(d,2H)、7.23(d,2H)、7.43(d,2H)、7.52(m,4H)。
実施例2:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−ヒドロキシフェニル)フルオレン(3)の合成
フェノール(24g、256mmol)及び9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9H−フルオレン−9−オール(2)(30.0g、55.7mmol)のCH2Cl2(75mL)溶液を20滴のメタンスルホン酸で処理したところ、溶液は紫色に変わった。TLC分析によって出発フルオレノールの消費が示されるまで、反応物を室温で撹拌した。反応混合物を分液漏斗に移し、NaHCO3の飽和溶液(1×200mL)及びH2O(3×150mL)で洗浄し、次いで有機層をMgSO4上で乾燥した。溶媒を除去乾燥することで油状物を得た。油状物をCH2Cl2溶液からシリカゲル上に吸着させ、溶媒を除去乾燥した。乾燥したシリカゲルを、真空フラスコ上に取り付けた、シリカゲルの充填H2Oスラリー(200mL)を含むガラスフリット漏斗(500mL)の頂部に移した。フラスコに真空を加えることによって漏斗の内容物をH2Oでフラッシュしたところ、シリカゲルからフェノールが溶出された。過剰のフェノールを除去した後、生成物をCH3CNでシリカゲルから溶出した。45℃の浴と共に回転蒸発器を用いて溶媒を除去したところ、乳状の溶液が形成され、これから白色の固体が生じた。生成物を濾過によって集め、水で洗浄し、乾燥した。ヒドロキシフェノール付加物のp−異性体とo−異性体との混合物(96:10)として単離された。収量:34.0g、98%。1H NMR(500MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.89(t,3H)、1.32(m,4H)、1.43(m,2H)、1.74(m,2H)、3.91(t,2H)、4.90(s,1H)、6.72(d,2H)、6.77(d,2H)、7.01(d,2H)、7.04(d,2H)、7.47(d,2H)、7.50(d,2H)、7.63(d,2H)。
実施例3:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−(2−ヒドロキシフェノキシ)フェニル)フルオレン(4)の合成
フェノール3(33.0g、53.7mmol)をキシレン(30mL)に溶解し、MgSO4上で乾燥し、濾過した。フラスコの内容物の重量が70gになるまで、溶液を回転蒸発器で濃縮した。次いで、フェノール3のキシレン溶液をN2の不活性雰囲気下に置き、エチレンカーボネート(3.9mL、59.0mmol)で処理し、次いで15時間加熱還流した。この時間が経過した後、反応物を室温に冷却し、溶媒を除去して黄色の油状物を得た。油状物を2LのSiO2でクロマトグラフィー処理し、CH2Cl2で溶出した。溶媒の除去後に生成物を無色の油状物として単離した。収量:29.1g、82%。1H NMR(500MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.94(t,3H)、1.36(m,4H)、1.47(m,2H)、1.78(m,2H)、2.03(t,1H)、3.94(m,4H)、4.07(t,2H)、6.81(d,2H)、6.85(d,2H)、7.08(d,2H)、7.11(d,2H)、7.52(d,2H)、7.54(d,2H)、7.67(d,2H)。
実施例4:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−(2−p−トルエンスルホニルエトキシ)フェニル)フルオレン(5)の合成
エチレングリコール4(29.1g、44.2mmol)のトルエン溶液(200mL)をp−トルエンスルホニルクロリド(13.3g、69.8mmol)及びトリエチルアミン(19.4mL、140mmol)で処理し、N2の不活性雰囲気下において室温で60時間撹拌した。次いで、反応混合物を濾過してトリエチルアミン塩酸塩を除去し、濃縮乾燥した。残留物をEtOAcに溶解し、5%HCl(1×100mL)及び飽和NaHCO3(2×200mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥し、溶媒を除去乾燥した。粗油状物を1.4LのSiO2でクロマトグラフィー処理した(CH2Cl2:ヘキサン、1:1)。溶媒の除去後に生成物を白色の非晶質固体として単離した。収量:33.0g、92%。1H NMR(500MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.88t,3H)、1.33(m,4H)、1.43(m,2H)、1.74(m,2H)、2.41(s,3H)、3.91(t,2H)、4.09(t,2H)、4.31(t,2H)、6.68(d,2H)、6.77(d,2H)、7.03(m,4H)、7.34(d,2H)、7.46(d,2H)、7.50(d,2H)、7.63(d,2H)、7.78(d,2H)。
実施例5:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−(4−(2−エトキシ)ベンズアルデヒド)フェニル)フルオレン(7)の合成
トシレート化フルオレン5(4.30g、5.76mmol)、4−ヒドロキシベンズアルデヒド(1.10g、8.63mmol)及びK2CO3(1.70g、12.0mmol)を含む撹拌DMF溶液(15mL)を80℃で加熱した。TLC(EtOAc:ヘキサン、1:9)で証明された通り、トシレート化フルオレンは2時間後に消費された。反応物を冷却し、H2O(100mL)、次いでEtOAc(150mL)を添加し、内容物を分液漏斗に移した後に層を分離した。有機層を5%NaOH(2×100mL)及びブライン(1×100mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥した。溶媒を除去乾固することで淡いピンク色の固体(3.80g)を得た。生成物をSiO2上に吸着させ、SiO2でクロマトグラフィー処理し(EtOAc:ヘキサン、勾配1:20〜1:9)、溶媒の除去後に白色の固体として単離した。収量:3.40g、77%。1H NMR(400MHz,CD2Cl2,25・C)δ0.87(t,3H)、1.32(m,4H)、1.42(m,2H)、1.75(m,2H)、3.90(t,2H)、4.31(m,2H)、4.38(m,2H)、6.77(d,2H)、6.83(d,2H)、7.05(m,6H)、7.49(m,4H)、7.63(d,2H)、7.83(d,2H)、9.87(s,1H)。
実施例6:ペンダントベンンズアルデヒドポリフルオレンの製造
バブラーへの窒素入口及び磁気撹拌機を備えた150mlの三つ口フラスコに、すべてのモノマー、PCy−Biphen及びトルエン(45mL)を仕込んだ。この溶液を窒素で5〜10分間脱気し、次いでPd(OAc)2を添加し、残りのトルエンを用いてフラスコの壁に付着したPd(OAc)2を洗い落とした。同時に、三つ口フラスコに取り付けた添加漏斗内で、水性成分を窒素で脱気した。少なくとも20分間の脱気後、水性成分を有機溶液に添加し、フラスコを80℃の砂浴中に沈めた。二相反応混合物を窒素正圧下で20時間加熱した後、溶液を室温に冷却した。反応器の内容物をMeOH(500mL)を含むブレンダーに移し、5分間ブレンドした。ポリマーを濾過によって集め、メタノールで洗浄し、真空下で一晩乾燥した。収量2.26g(55%)。ゲルパーミエーションクロマトグラフィーは、ポリスチレン標準に対してMw=1.04×107及びMn=4.73×106(Mw/Mw=2.19)を示した。
実施例7:ペンダントベンジルアミンポリフルオレンの製造
ペンダントベンズアルデヒドポリフルオレン(0.500g)をトルエン(100mL)に溶解し、ベンジルアミン(0.500mL、4.58mmol)で処理した。回転蒸発器を用いて溶媒を減圧下で除去した。新鮮なトルエン(100mL)の添加及び除去をさらに2回繰り返した。最後のトルエン除去後、ポリマー残留物をTHF(20mL)に溶解し、EtOH(2mL)を助溶媒として添加した。この溶液にNaBH4(300mg、7.93mmol)を添加し、反応混合物を室温で2時間撹拌した。溶液の色が黄色から黄褐色に変わった。反応混合物をAcOH(20滴)で処理し、ガスの発生が静まるまで撹拌を続けた。溶媒を除去し、ポリマー残留物を最小量のトルエンに溶解した。トルエン溶液をMeOH(400mL)を含むブレンダーに注ぎ込み、ポリマーを溶液から微粉末として沈殿させた。生成物を濾過によって集め、MeOHで短時間洗浄した。固体物質をトルエン(30mL)に溶解し、トルエンで平衡化したSiO2(25mL)の短いカラムに通した。トルエンで溶出した後、最初の主要黄色画分を集め、50mLに濃縮し、ブレンダー内のMeOH(500mL)から微粉末として沈殿させた。ポリマーを濾過によって集め、MeOHで洗浄した。真空中において室温で乾燥した。収量320mg。
実施例8:ペンダント4−メトキシベンジルアミンポリフルオレンの製造
ペンダントベンズアルデヒドポリフルオレン(0.500g)をトルエン(100mL)に溶解し、4−メトキシベンジルアミン(0.500mL、3.83mmol)で処理した。回転蒸発器を用いて溶媒を減圧下で除去した。新鮮なトルエン(100mL)の添加及び除去をさらに3回繰り返した。最後のトルエン除去後、ポリマー残留物をトルエン(50mL)に溶解し、EtOH(5mL)を助溶媒として添加した。この溶液にNaBH4(500mg、13.2mmol)を添加し、反応混合物を室温で撹拌した。20分後、溶液の色が黄色から黄褐色に変わった。反応混合物を1時間加熱還流した後、溶液を室温に冷却した。反応混合物を80%EtOH(20mL)で処理し、MeOH(500mL)を含むブレンダーに移し、ポリマーを溶液から微粉末として沈殿させた。生成物を濾過によって集め、MeOHで短時間洗浄し、真空下において室温で乾燥した。固体物質(0.502g)を10%MeOH/CH2Cl2(20mL)に溶解し、ガラス繊維濾紙で真空濾過して撹拌しながらMeOH(500mL)中に加えた。ポリマーは溶液から黄色の糸状繊維として沈殿し、これを濾過によって集め、MeOHで洗浄した。真空中において室温で乾燥した。収量446mg。
実施例9:ペンダントベンジルアルコールポリフルオレンの製造
ペンダントベンズアルデヒドポリフルオレン(0.500g)を10%EtOH/トルエン(11mL)に溶解し、NaBH4(250mg、6.60mmol)で処理し、反応混合物を室温で撹拌した。20分後、溶液の色が黄色から黄褐色に変わった。反応混合物を1時間加熱還流した後、溶液を室温に冷却した。反応混合物をAcOH(1mL)の滴下で処理し、ガスの発生が静まるまで撹拌を続けた。内容物をMeOH(500mL)を含むブレンダーに移し、ポリマーを溶液から沈殿させた。生成物を濾過によって集め、MeOHで短時間洗浄し、空気中で部分乾燥した。固体物質を10%MeOH/CH2Cl2(20mL)に溶解し、ガラス繊維濾紙で真空濾過して撹拌しながらMeOH(500mL)中に加えた。ポリマーは溶液から黄緑色の糸状繊維として沈殿し、これを濾過によって集め、MeOHで洗浄した。真空中において室温で乾燥した。収量219mg。
実施例10:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−(4−(2−エトキシ)アミノベンゼン)フェニル)フルオレン(7a)の合成
トシレート化フルオレン5(4.30g、5.76mmol)、4−ヒドロキシアセトアニリド(8.63mmol)及びK2CO3(1.70g、12.0mmol)を含む撹拌DMF溶液(15mL)を80℃で加熱する。反応の進行を薄層クロマトグラフィー(TLC)でモニターする。反応物を冷却し、H2O(100mL)、次いでEtOAc(150mL)を添加し、内容物を分液漏斗に移した後に層を分離する。有機層を5%NaOH(2×100mL)及びブライン(1×100mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥する。溶媒を除去乾固して粗残留物を得る。生成物をSiO2を用いたカラムクロマトグラフィーで精製する。
実施例11:9−(4−ヘキシルオキシフェニル)−9’−(4−(4−(2−エトキシ)アミノメチルベンゼン)フェニル)フルオレン(7b)の合成
トシレート化フルオレン5(4.30g、5.76mmol)、N−Boc−4−ヒドロキシベンジルアミン(8.63mmol)及びK2CO3(1.70g、12.0mmol)を含む撹拌DMF溶液(15mL)を80℃で加熱する。反応の進行を薄層クロマトグラフィー(TLC)でモニターする。反応物を冷却し、H2O(100mL)、次いでEtOAc(150mL)を添加し、内容物を分液漏斗に移した後に層を分離する。有機層を5%NaOH(2×100mL)及びブライン(1×100mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥する。溶媒を除去乾固して粗残留物を得る。生成物をSiO2を用いたカラムクロマトグラフィーで精製する。
実施例12:ペンダントベンジルアミンポリフルオレンの製造
バブラーへの窒素入口及び磁気撹拌機を備えた150mlの三つ口フラスコに、すべてのモノマー、PCy−Biphen及びトルエン(45mL)を仕込む。この溶液を窒素で5〜10分間脱気し、次いでPd(OAc)2を添加し、残りのトルエンを用いてフラスコの壁に付着したPd(OAc)2を洗い落とす。同時に、三つ口フラスコに取り付けた添加漏斗内で、水性成分を窒素で脱気する。少なくとも20分間の脱気後、水性成分を有機溶液に添加し、フラスコを80℃の砂浴中に沈める。二相反応混合物を窒素正圧下で20時間加熱した後、溶液を室温に冷却する。反応器の内容物をMeOH(500mL)を含むブレンダーに移し、5分間ブレンドする。ポリマーを濾過によって集め、メタノールで洗浄し、真空下で一晩乾燥する。
実施例13:ペンダント第二ベンジルアミンポリフルオレンの製造
ペンダントベンジルアミンポリフルオレン(0.500g)をトルエン(100mL)に溶解し、ベンズアルデヒドで処理する。回転蒸発器を用いて溶媒を減圧下で除去する。新鮮なトルエン(100mL)の添加及び除去をさらに2回繰り返す。最後のトルエン除去後、ポリマー残留物をTHF(20mL)に溶解し、EtOH(2mL)を助溶媒として添加する。この溶液にNaBH4(300mg、7.93mmol)を添加し、反応混合物を室温で2時間撹拌する。反応混合物をAcOH(20滴)で処理し、ガスの発生が静まるまで撹拌を続ける。溶媒を除去し、ポリマー残留物を最小量のトルエンに溶解する。トルエン溶液をMeOH(400mL)を含むブレンダーに注ぎ込み、ポリマーを溶液から微粉末として沈殿させる。生成物を濾過によって集め、MeOHで短時間洗浄する。固体物質をトルエン(30mL)に溶解し、トルエンで平衡化したSiO2(25mL)の短いカラムに通す。トルエンで溶出した後、最初の主要黄色画分を集め、50mLに濃縮し、ブレンダー内のMeOH(500mL)から微粉末として沈殿させる。ポリマーを濾過によって集め、MeOHで洗浄する。真空中において室温で乾燥する。
実施例14:ペンダントIr錯体ポリフルオレンの製造
ペンダントベンジルアミンポリフルオレン(0.500g)をトルエン(100mL)に溶解し、アルデヒドイリジウム錯体Ir−CHOで処理する。回転蒸発器を用いて溶媒を減圧下で除去する。新鮮なトルエン(100mL)の添加及び除去をさらに3回繰り返す。最後のトルエン除去後、ポリマー残留物をTHF(50mL)に溶解し、EtOH(5mL)を助溶媒として添加する。この溶液にNaBH4(500mg、13.2mmol)を添加し、反応混合物を室温で撹拌する。反応混合物を80%EtOH(20mL)で処理し、MeOH(500mL)を含むブレンダーに移し、ポリマーを溶液から沈殿させる。生成物を濾過によって集め、MeOHで短時間洗浄し、真空中において室温で乾燥する。
実施例15:Ir−CHOの製造
4−(ブロモメチル)ベンズアルデヒド(1.2mmol)、2−(4−ヒドロキシベンゾイル)ピロロ)Ir(piq)2錯体(1.0mmol)及びK2CO3(0.85g、6.0mmol)を含む撹拌DMF溶液(15mL)を80℃で加熱する。反応の進行を薄層クロマトグラフィー(TLC)でモニターする。反応物を冷却し、H2O(100mL)、次いでEtOAc(150mL)を添加し、内容物を分液漏斗に移した後に層を分離する。有機層を5%NaOH(2×100mL)及びブライン(1×100mL)で洗浄し、MgSO4上で乾燥する。溶媒を除去乾固して粗残留物を得る。生成物をSiO2を用いたカラムクロマトグラフィーで精製する。
同等物
本発明は、その技術思想又は本質的な特徴から逸脱することなしに他の特定の形態で実施できる。したがって、上記の実施形態はずべての点において本明細書中に記載された発明を限定するものではなく例示するものと見なすべきである。かくして、本発明の技術的範囲は上記の記載ではなく添付の特許請求の範囲によって表され、したがって特許請求の範囲の意味及び同等性の範囲内にあるすべての変更はそれに包含されるものとする。

Claims (10)

  1. 次の式Vの構造基を1以上含んでなるポリフルオレン。
    (式中、
    6は次の式VIの基であり、
    3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
    11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
    13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
    Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
    Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
    X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
    Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
    X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
    Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
    pは0、1又は2である。)
  2. 6がさらに1以上のトリアリールアミン基を含む、請求項1記載のポリフルオレン。
  3. トリアリールアミン基が1以上のトリアリールアミン置換第二アミノ基、トリアリールアミン置換イミン基又はこれらの組合せからなる、請求項2記載のポリフルオレン。
  4. トリアリールアミン基に対する式VIの基の重量パーセントが約0.5〜約50モル%である、請求項2記載のポリフルオレン。
  5. 次の式Vの構造基を1以上有するポリマーを含んでなる有機光電子デバイス。
    (式中、
    6は次の式VIの基であり、
    3、R4及びR7は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
    11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
    13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
    Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
    Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
    X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
    Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
    X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
    Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
    pは0、1又は2である。)
  6. 6がさらに1以上のトリアリールアミン基を含む、請求項5記載の有機光電子デバイス。
  7. トリアリールアミン基が置換第二アミノ基、トリアリールアミン置換イミン基又はこれらの組合せである、請求項6記載の有機光電子デバイス。
  8. 1以上のトリアリールアミン基が次の式VIIの化合物である、請求項7記載の有機光電子デバイス。
    (式中、
    R”及びR'”は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ、一緒になって複素環又はこれらの組合せであり、
    Ar6及びAr7は独立にアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
    R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
    Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
    X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
    Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
    X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
    Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
    nは0〜4の整数である。)
  9. 1以上のトリアリールアミン基が次の式VIIIの化合物である、請求項7記載の有機光電子デバイス。
    (式中、
    R’はアルキル、置換アルキル、アルケニル、アルキニル、置換アルケニル、置換アルキニル、アルコキシ、置換アルコキシ、アルケノキシ、アルキノキシ、置換アルケノキシ、置換アルキノキシ又はこれらの組合せであり、
    Wは−X’−NH−Y’−、−X’−N=Y”−、−X”=N−Y’−又はこれらの組合せであり、
    X’は直接結合、アルキレン、置換アルキレン及びこれらの組合せから選択され、
    Y’はアルキレン、置換アルキレン、アリーレン、置換アリーレン、オキサアルキレン、置換オキサアルキレン又はこれらの組合せであり、
    X”はアルキリデン、置換アルキリデン又はこれらの組合せであり、
    Y”はアルキリデン、置換アルキリデン、アリーリデン、置換アリーリデン又はこれらの組合せであり、
    nは0〜4の整数である。)
  10. 次の式Iの構造基を1以上含むポリフルオレンを次の式IIのイリジウム(III)化合物と反応させる段階を含んでなる方法。
    (式中、
    1及びR2は独立にアルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
    5はH又はCHOであり、
    3及びR4は独立に水素、アルキル、置換アルキル、アリール、置換アリール又はこれらの組合せであり、
    11及びR12は一緒になって置換又は非置換の単環式又は二環式ヘテロ芳香環を形成し、
    13は各々独立にハロ、ニトロ、ヒドロキシ、アミノ、アルキル、アリール、アリールアルキル、アルコキシ、置換アルコキシ、置換アルキル、置換アリール又は置換アリールアルキルであり、
    Arはアリール、ヘテロアリール、置換アリール、置換ヘテロアリール又はこれらの組合せであり、
    Xは直接結合、アルキル、置換アルキル又はこれらの組合せであり、
    YはCHO又はNH2であり、
    ZはCHO又はNH2であるが、Yと同じではなく、
    pは0、1又は2である。)
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012519214A (ja) * 2009-02-27 2012-08-23 メルク パテント ゲーエムベーハー アルデヒド基を含むポリマー、このポリマーの反応および架橋、架橋ポリマー、このポリマー含むエレクトロルミネッセンスデバイス
JP2014503673A (ja) * 2011-01-31 2014-02-13 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド ポリマー
JP2014528972A (ja) * 2011-08-05 2014-10-30 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド 発光ポリマーおよびデバイス
JP2015508428A (ja) * 2011-12-23 2015-03-19 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド 発光組成物およびデバイス
JP2017191908A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 日立化成株式会社 有機エレクトロニクス材料及び有機エレクトロルミネセンス素子
JP2020183480A (ja) * 2019-05-08 2020-11-12 信越化学工業株式会社 有機膜形成用組成物、パターン形成方法及び重合体

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2477426B (en) * 2010-01-28 2016-02-24 Sumitomo Chemical Co Fluorene polymers and light emitting device using the same
TWI504668B (zh) 2010-01-28 2015-10-21 住友化學股份有限公司 高分子化合物及使用該高分子化合物而構成之發光元件
GB2487207B (en) * 2011-01-12 2013-07-31 Cambridge Display Tech Ltd Electroluminescence
GB201210131D0 (en) * 2011-11-02 2012-07-25 Cambridge Display Tech Ltd Light emitting composition and device
KR102176917B1 (ko) * 2019-06-10 2020-11-10 금오공과대학교 산학협력단 이리듐(iii) 착물 발색단을 포함하는 편광 방출이 가능한 신규한 유기 발광 메소겐성 공중합체 및 이의 제조방법
TWI805261B (zh) * 2022-03-09 2023-06-11 住華科技股份有限公司 著色感光性樹脂組成物、及應用其之光學元件和顯示裝置
TWI805272B (zh) * 2022-03-11 2023-06-11 住華科技股份有限公司 感光性樹脂組成物、彩色濾光片以及顯示裝置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516622A (ja) * 2006-07-28 2010-05-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 有機イリジウム組成物及び電子デバイスでのそれの使用
JP2011518764A (ja) * 2007-12-17 2011-06-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 光電子デバイス用発光性ポリマー材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7090929B2 (en) * 2002-07-30 2006-08-15 E.I. Du Pont De Nemours And Company Metallic complexes covalently bound to conjugated polymers and electronic devices containing such compositions
US7830081B2 (en) * 2006-03-22 2010-11-09 General Electric Company Optoelectronic devices with multilayered structures
CN1974709B (zh) * 2006-06-30 2010-05-12 华南理工大学 含极性基团电磷光共轭聚合物及其应用
US7718087B2 (en) * 2006-07-28 2010-05-18 General Electric Company Organic iridium compositions and their use in electronic devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010516622A (ja) * 2006-07-28 2010-05-20 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 有機イリジウム組成物及び電子デバイスでのそれの使用
JP2011518764A (ja) * 2007-12-17 2011-06-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 光電子デバイス用発光性ポリマー材料

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012519214A (ja) * 2009-02-27 2012-08-23 メルク パテント ゲーエムベーハー アルデヒド基を含むポリマー、このポリマーの反応および架橋、架橋ポリマー、このポリマー含むエレクトロルミネッセンスデバイス
US9156939B2 (en) 2009-02-27 2015-10-13 Merck Patent Gmbh Polymer containing aldehyde groups, reaction and crosslinking of this polymer, crosslinked polymer, and electroluminescent device comprising this polymer
US9728724B2 (en) 2009-02-27 2017-08-08 Merck Patent Gmbh Polymer containing aldehyde groups, reaction and crosslinking of this polymer, crosslinked polymer, and electroluminescent device comprising this polymer
JP2014503673A (ja) * 2011-01-31 2014-02-13 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド ポリマー
JP2014528972A (ja) * 2011-08-05 2014-10-30 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド 発光ポリマーおよびデバイス
JP2015508428A (ja) * 2011-12-23 2015-03-19 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド 発光組成物およびデバイス
JP2017191908A (ja) * 2016-04-15 2017-10-19 日立化成株式会社 有機エレクトロニクス材料及び有機エレクトロルミネセンス素子
JP2020183480A (ja) * 2019-05-08 2020-11-12 信越化学工業株式会社 有機膜形成用組成物、パターン形成方法及び重合体
JP7082087B2 (ja) 2019-05-08 2022-06-07 信越化学工業株式会社 有機膜形成用組成物、パターン形成方法及び重合体

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