JP2015021073A - アリールアミンポリマー、その製造方法及びその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
Ar1は炭素数6〜60の二価芳香族炭化水素基または炭素数4〜20の二価ヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、及び炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
Ar2及びAr3は、各々独立して、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基、及び炭素数4〜20のヘテロ芳香族基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
R1、R2及びR3は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を表す。
nは0または1を表す。)
・炭素数1〜18のアルキル基
・炭素数1〜18のアルコキシ基
Ar2及びAr3における炭素数6〜60の芳香族炭化水素基としては、特に限定するものではないが、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ナフタレニル基、アントラセニル基、ピレニル基、ターフェニレニル基、フェナントラセニル基、ペリレニル基又はトリフェニレニル基等を挙げられる。
・炭素数1〜18のアルキル基
・炭素数1〜18のアルコキシ基
・炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基
・炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基
・炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基
R1、R2及びR3は、ポリマーの製造効率に優れる点で、各々独立して、水素原子、メチル基、tert−ブチル基、フェニル基、トリル基、メトキシフェニル基であることが好ましく、各々独立して、水素原子、メチル基、tert−ブチル基、フェニル基であることがより好ましい。
Ar4で示される下記置換基については、Ar1及びAr2又はAr3で示した置換基と同じ置換基を例示することができる。
・炭素数6〜60の芳香族炭化水素基(Ar2又はAr3で示した例示と同じ)
・炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(Ar2又はAr3で示した例示と同じ)
・炭素数1〜18のアルキル基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数1〜18のアルコキシ基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基(Ar1で示した例示と同じ)
・ハロゲン化フェニル基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基(Ar1で示した例示と同じ)
Ar4については、製造効率に優れる点で、各々独立して、フェニル基(当該フェニル基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)であることが好ましく、各々独立して、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、又はフェニル基であることがより好ましい。
なお、一般式(3)におけるAr1、Ar2、Ar3、R1、R2、R3、及びAr4の好ましい範囲については、前述のとおりである。
R1、R2及びR3は、前記一般式(1)と同じ定義である。
R4及びR5は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基を表す。
R6、R7及びR8は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を表す。
mは2以上の整数を表す。)
R4及びR5で示される下記置換基については、Ar1及びAr2又はAr3で示した置換基と同じ置換基を例示することができる。
・炭素数1〜8のアルキル基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数1〜8のアルコキシ基(Ar1で示した例示と同じ)
・炭素数6〜60の芳香族炭化水素基(Ar2又はAr3で示した例示と同じ)
・炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(Ar2又はAr3で示した例示と同じ)
なお、R4及びR5は、ポリマーの製造効率に優れる点で、各々独立して、水素原子又は炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、各々独立して、水素原子又はメチル基であることがより好ましい。
・炭素数1〜8のアルキル基
・炭素数1〜8のアルコキシ基
・炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基
・炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基
・ハロゲン化フェニル基
・炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基
なお、R6、R7及びR8は、ポリマーの製造効率に優れる点で、各々独立して、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
重合工程より得られる一般式(12a)又は一般式(12b)で表される構造を有する化合物は、通常、末端が二級アミノ基又はハロゲン基、又は二級アミノ基とハロゲン基の両方である。
保護化工程の生成物として、下記一般式(3)で表される、反応末端を保護したアリールアミンポリマー(1)を得ることが出来る。
なお、保護化工程は、重合工程に引き続きワンポットで行なってもよいし、一旦、重合工程の生成物である一般式(12a)又は一般式(12b)のアリールアミンポリマーを単離した後、別途、パラジウム触媒及び塩基の存在下行なってもよい。
冷却管、温度計を装着した2L四つ口丸底フラスコに、室温下、窒素雰囲気下で3,6−ジ−tert−ブチルカルバゾール 5.22g(18.7mmol)、及び酢酸 750mLを混合した。その後、温度を90℃まで加温したところへ、臭素 6.27g(39.2mmol)と酢酸 50mLの混合液を0.5時間かけて滴下した。3時間後、この反応混合物を室温まで冷却した。得られた反応混合物を減圧蒸留により酢酸を留去した後、水 200g及びトルエン 500mLを加えて抽出した。抽出で得られた有機層をシリカゲルカラムクロマトグラフィーに通液後、減圧蒸留によりトルエンを留去し、残渣を得た。トルエンを溶媒とした再結晶操作により前記残渣を精製し、8.0gの化合物(16−a)を取得した。
冷却管、温度計を装着した500mL四つ口丸底フラスコに、室温下、p−ジブロモベンゼン 10.0g(42.4mmol)、p−トルイジン 11.4g(106mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド 9.80g(102mmol)及びo−キシレン 120gを仕込んだ。
実施例1において3,6−ジ−tert−ブチルカルバゾールの代わりに3,6−ジメチルカルバゾール 3.65g(18.7mmol)を使用した以外は同様の操作を行ない4.35gの化合物(18−a)を得た。
UV−Visスペクトル測定用サンプルチューブ内でアリールアミンポリマー(16) 1mgと2−メチルテトラヒドロフラン 1mLとをよく混合し、均一な溶液を調製した。この溶液を窒素ガスで10分間バブリングすることによって脱気した後、このサンプルチューブを密栓し、燐光スペクトルを測定した。燐光スペクトルから算出されたアリールアミンポリマー(16)の励起三重項準位は、2.62eVであった。
実施例5においてアリールアミンポリマー(16)の代わりに、アリールアミンポリマー(17)を用いた以外は実施例5と同様の操作を行なって燐光スペクトルを測定したところ、アリールアミンポリマー(17)の励起三重項準位は、2.60eVであった。
実施例5においてアリールアミンポリマー(16)の代わりに、アリールアミンポリマー(18)を用いた以外は実施例5と同様の操作を行なって燐光スペクトルを測定したところ、アリールアミンポリマー(18)の励起三重項準位は、2.64eVであった。
実施例5においてアリールアミンポリマー(16)の代わりに、アリールアミンポリマー(19)を用いた以外は実施例5と同様の操作を行なって燐光スペクトルを測定したところ、アリールアミンポリマー(19)の励起三重項準位は、2.62eVであった。
実施例5においてアリールアミンポリマー(16)の代わりに、市販のポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)を用いた以外は実施例5と同様の操作を行なって燐光スペクトルを測定したところ、ポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)の励起三重項準位は、2.35eVであった。
厚さ200nmのITO透明電極を有するガラス基板をアセトン、イソプロピルアルコールで順次超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコールで煮沸洗浄した後、乾燥した。更に、UV/オゾン処理した。
実施例10
実施例9において、アリールアミンポリマー(16)の0.5wt%クロロベンゼン溶液の代わりに、アリールアミンポリマー(17)の0.5wt%クロロベンゼン溶液を使用した他は、実施例9と同様に素子を作製し、実施例9と同様に素子の駆動電圧、発光効率、及び電流効率を調べた。発光特性を表5に示した。
実施例11
実施例9において、アリールアミンポリマー(16)の0.5wt%クロロベンゼン溶液の代わりに、アリールアミンポリマー(18)の0.5wt%クロロベンゼン溶液を使用した他は、実施例9と同様に素子を作製し、実施例9と同様に素子の駆動電圧、発光効率、及び電流効率を調べた。発光特性を表5に示した。
実施例12
実施例9において、アリールアミンポリマー(16)の0.5wt%クロロベンゼン溶液の代わりに、アリールアミンポリマー(19)の0.5wt%クロロベンゼン溶液を使用した他は、実施例9と同様に素子を作製し、実施例9と同様に素子の駆動電圧、発光効率、及び電流効率を調べた。発光特性を表5に示した。
実施例9において、アリールアミンポリマー(16)の0.5wt%クロロベンゼン溶液の代わりに、市販のポリ−(N,N′−ビス(4−ブチルフェニル)−N,N′−ビス(フェニル)ベンジジン)(ADS254BE:アメリカン・ダイ・ソース社製)の0.5wt%クロロベンゼン溶液を使用した他は、実施例9と同様に素子を作製し、実施例9と同様に素子の駆動電圧、発光効率、及び電流効率を調べた。発光特性を表5に示した。
Claims (9)
- 下記一般式(1)で表される繰返し構造が少なくとも2つ以上連結した骨格を有するアリールアミンポリマー。
Ar1は炭素数6〜60の二価芳香族炭化水素基または炭素数4〜20の二価ヘテロ芳香族基(これらの置換基は、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、及び炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
Ar2及びAr3は、各々独立して、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基、及び炭素数4〜20のヘテロ芳香族基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
R1、R2及びR3は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を表す。
nは0または1を表す。) - 下記一般式(3)で表されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のアリールアミンポリマー。
Ar1は炭素数6〜60の二価芳香族炭化水素基または炭素数4〜20の二価ヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、及び炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
Ar2及びAr3は、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基、及び炭素数4〜20のヘテロ芳香族基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
R1、R2及びR3は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を表す。なお、Ar2とAr3は同じ置換基であっても、互いに異なる置換基であっても良い。
Ar4は、各々独立して、炭素数6〜60の芳香族基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を有してもよい)を表す。
nは0または1を表す。
mは2以上の整数を表す。) - Ar2及びAr3が、各々独立して、フェニル基、ビフェニリル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、ジベンゾチエニル基、ジベンゾチエニルフェニル基、又はN−ジベンゾチエニルカルバゾリル基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜8のアルキル基を置換基として有してもよい。)であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれ一項に記載のアリールアミンポリマー。
- Ar1が、m−フェニレン基、p−フェニレン基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、及び炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれ一項に記載のアリールアミンポリマー。
- 下記一般式(1)で表される繰返し構造が少なくとも2つ以上連結した骨格を有し、且つ末端が二級アミノ基、ハロゲン原子、または二級アミノ基とハロゲン原子の両方であるアリールアミンポリマーに対し、パラジウム触媒及び塩基の存在下に、下記一般式(13)で表されるアリールハライド、下記一般式(14)で表されるアリールアミン、又は一般式(13)で表されるアリールハライドと一般式(14)で表されるアリールアミンの両方を反応させることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれ一項に記載のアリールアミンポリマーの製造方法。
Ar1は炭素数6〜60の二価芳香族炭化水素基または炭素数4〜20の二価ヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、及び炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
Ar2及びAr3は、各々独立して、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、炭素数6〜60の芳香族炭化水素基、及び炭素数4〜20のヘテロ芳香族基からなる群より選ばれる1種以上の置換基を有していてもよい)を表す。
R1、R2及びR3は、各々独立して、水素原子、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を表す。
nは0または1を表す。)
Ar4は、炭素数6〜60の芳香族基又は炭素数4〜20のヘテロ芳香族基(これらの置換基は、各々独立して、炭素数1〜18のアルキル基、炭素数1〜18のアルコキシ基、フェニル基、炭素数1〜18のアルキル基を有するフェニル基、炭素数1〜18のアルコキシ基を有するフェニル基、ハロゲン化フェニル基、または炭素数1〜6の異なっていてもよいアルキル基からなるジアルキルアミノ基を有するフェニル基を有してもよい)を表す。
X5は、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子を表す。)
- 請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のアリールアミンポリマーを含むことを特徴とする電子素子。
- 電子素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項7に記載の電子素子。
- アリールアミンポリマーを発光層、正孔輸送層または正孔注入層に含むことを特徴とする請求項8に記載の電子素子。
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