JP2019518845A - 有機電荷輸送膜を作製するためのプロセス - Google Patents

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Abstract

Mnが少なくとも4,000であり、式NAr1Ar2Ar3の化合物の重合単位を含むポリマーであって、Ar1、Ar2およびAr3が、独立して、C6−C40の芳香族置換基であり、Ar1、Ar2およびAr3が、1個以下の窒素原子を集合的に含有し、Ar1、Ar2およびAr3のうちの少なくとも1つが、芳香環に結合したビニル基を含有する、ポリマー。

Description

本発明は、有機電荷輸送膜を調製するためのプロセスに関する。
フラットパネル有機発光ダイオード(OLED)ディスプレイに使用する有機電荷輸送膜を製造するための効率的なプロセスの必要性が存在する。溶液処理は、OLED溶液を基板に蒸着して薄膜を形成し、続いて架橋及び重合することによって大型フラットパネルOLEDディスプレイを製造するための先進技術の1つである。現在、溶液処理可能なポリマー材料は、架橋可能な有機電荷輸送化合物である。例えば、US7,037,994は、アセトキシメチルアセナフチレンまたはヒドロキシメチルアセナフチレンの繰り返し単位と、熱または光酸発生剤(TAG、PAG)と、を溶媒中に含有する少なくとも1種のポリマーを含む反射防止膜形成配合物を開示している。しかしながら、この参考文献は、本明細書に記載される配合物は開示していない。
本発明は、Mが少なくとも4,000であり、式NArArArの化合物の重合単位を含むポリマーであって、Ar、ArおよびArが、独立して、C−C45の芳香族置換基であり、Ar、ArおよびArが、1個以下の窒素原子を集合的に含有し、Ar、ArおよびArのうちの少なくとも1つが、芳香環に結合したビニル基を含有する、ポリマーを提供する。
特に指定しない限り、パーセンテージは、重量パーセンテージ(重量%)であり、温度は、℃である。特に明記しない限り、操作は、室温(20〜25℃)で実行された。沸点は、大気圧(約101kPa)で測定される。分子量はダルトンであり、ポリマーの分子量は、ポリスチレン標準を用いて、サイズ排除クロマトグラフィーによって決定される。
本明細書で使用される場合、「芳香族置換基」という用語は、少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの芳香環を有する置換基を指す。2つ以上の縮合環を含有する環状部分は、単一の芳香環であると考えられる、ただし、環状部分中の全ての環原子は、芳香族系の一部である。例えば、ナフチル、カルバゾリルおよびインドリルは、単一の芳香環であると考えられるが、フルオレンの9位の炭素原子が芳香族系の一部ではないので、フルオレニルは、2つの芳香環を含有すると考えられる。
好ましくは、式NArArArの化合物は、アリールメトキシ結合を含有しない。アリールメトキシ結合は、酸素原子に結合した2つのベンジル炭素原子を有するエーテル結合である。ベンジル炭素原子は、芳香環の一部ではなく、5〜30個の炭素原子(好ましくは5〜20個)を有する芳香環、好ましくはベンゼン環の環炭素に結合した炭素原子である。好ましくは、化合物は、酸素原子に結合したベンジル炭素原子を1つだけ有する結合を含有しない。好ましくは、アリールメトキシ結合は、エーテル、エステルまたはアルコールである。好ましくは、式NArArArの化合物は、いずれかの炭素がベンジル炭素である場合、エーテル結合を有さなく、好ましくはエーテル結合を全く有さない。
好ましくは、式NArArArの化合物は、合計4〜12個の芳香環、好ましくは少なくとも5個、好ましくは少なくとも6個、好ましくは10個以下、好ましくは9個以下、好ましくは8個以下の芳香環を含有する。好ましくは、Ar、ArおよびArは、それぞれ独立して、少なくとも10個の炭素原子、好ましくは少なくとも12個、好ましくは42個以下、好ましくは40個以下、好ましくは35個以下、好ましくは30個以下、好ましくは25個以下、好ましくは20個以下の炭素原子を含有する。例えば、C−Cのヒドロカルビル置換基または非芳香環炭素原子(例えば、フルオレンの9位の炭素)などの脂肪族炭素原子は、Ar置換基中の炭素原子の総数に含まれる。Ar基は、ヘテロ原子、好ましくはN、OまたはSを含有することができ、好ましくはAr基は、窒素以外のヘテロ原子を含有しない。好ましくは、ただ1つのビニル基が、式NArArArの化合物中に存在する。好ましくは、化合物は、縮合環系、例えばフルオレニル、カルバゾリルまたはインドリル上にビニル基を有さない。好ましくは、Ar基は、ビフェニリル、フルオレニル、フェニレニル、カルバゾリルおよびインドリルのうちの1つ以上からなる。本発明の好ましい実施形態において、Ar、ArおよびArのうちの2つは、少なくとも1つの共有結合によって連結されている。この一例は、以下に示す構造である。
アリール置換基のうちの1つの中の窒素原子が、トリアリールアミン窒素原子である場合、Ar、ArおよびAr基は、どの窒素原子が式NArArAr中の窒素原子であると考えられるかに応じて異なる方法で定義することができる。この場合、窒素原子およびAr基は、特許請求の範囲の限定を満たすように解釈されるべきである。
「有機電荷輸送化合物」は、電荷を受容し、電荷輸送層を介してそれを輸送することができる材料である。電荷輸送化合物の例として、電子を受容し、電荷輸送層を介してそれを輸送することができる電荷輸送化合物である「電子輸送化合物」、および電荷輸送層を介して正電荷を輸送することができる電荷輸送化合物である「正孔輸送化合物」が挙げられる。好ましくは、有機電荷輸送化合物。好ましくは、有機電荷輸送化合物は、少なくとも50重量%の芳香環(全ての芳香環の分子量を全分子量で除したものとして測定される;芳香環と縮合した非芳香環は芳香環の分子量に含まれる)、好ましくは少なくとも60%、好ましくは少なくとも70%、好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも90%の芳香環を有する。好ましくは、ポリマーは有機電荷輸送化合物を含む。
本発明の好ましい実施形態において、溶媒およびポリマーを含む、使用される一部または全部の材料は、その天然の同位体存在比を超えて重水素が豊富である。本明細書に登場する全ての化合物の名称及び構造は、全ての部分的にまたは完全に重水素化された類似体を含むことが意図される。
好ましくは、ポリマーは、少なくとも6,000、好ましくは少なくとも8,000、好ましくは少なくとも10,000、好ましくは少なくとも20,000、好ましくは10,000,000以下、好ましくは1,000,000以下、好ましくは500,000以下、好ましくは300,000以下、好ましくは200,000以下のMを有する。好ましくは、ポリマーは、少なくとも5つの芳香環、好ましくは少なくとも6つの芳香環を含有する、少なくとも60%(好ましくは少なくとも80%、好ましくは少なくとも95%)の重合モノマーを含むが、この特性を有しない他のモノマーもまた存在し得る。
好ましくは、ポリマーは、固形分換算で液体クロマトグラフィー/質量分析(LC/MS)によって測定した場合に少なくとも99%の純度であり、好ましくは少なくとも99.5%、好ましくは少なくとも99.7%の純度である。好ましくは、本発明の配合物は、10ppm以下の金属、好ましくは5ppm以下の金属を含有する。
好ましくは、本発明に有用な好ましいポリマーとしては、例えば、以下の構造が挙げられる。
必ずしも電荷輸送化合物ではない架橋剤も、配合物に含まれ得る。好ましくは、これらの架橋剤は、少なくとも60重量%の芳香環(以前に定義した通り)、好ましくは少なくとも70%、好ましくは少なくとも75重量%の芳香環を有する。好ましくは、架橋剤は、3〜5個の重合可能な基、好ましくは3個または4個の重合可能な基を有する。好ましくは、重合可能な基は、芳香環に結合したエテニル基である。好ましい架橋剤を以下に示す。
好ましくは、配合物中に使用される溶媒は、ガスクロマトグラフィー−質量分析(GC/MS)によって測定した場合に少なくとも99.8%の純度、好ましくは少なくとも99.9%の純度を有する。好ましくは、溶媒は、CHEMCOMP v2.8.50223.1を用いて計算された、ポリマーに対して1.2未満、好ましくは1.0未満のRED値(ハンセン溶解度パラメーターから計算された相対エネルギー差)を有する。好ましい溶媒としては、芳香族炭化水素および芳香族−脂肪族エーテル、好ましくは6〜20個の炭素原子を有するものである。アニソール、キシレンおよびトルエンが特に好ましい溶媒である。
好ましくは、膜を調製するために使用される配合物の固形分パーセント、すなわち、配合物の総重量に対するポリマーのパーセンテージは、0.5〜20重量%であり、好ましくは少なくとも0.8重量%、好ましくは少なくとも1重量%、好ましくは少なくとも1.5重量%、好ましくは15重量%以下、好ましくは10重量%以下、好ましくは7重量%以下、好ましくは4重量%以下である。好ましくは、溶媒(複数可)の量は、80〜99.5重量%であり、好ましくは少なくとも85重量%、好ましくは少なくとも90重量%、好ましくは少なくとも93重量%、好ましくは少なくとも94重量%、好ましくは99.2重量%以下、好ましくは99重量%以下、好ましくは98.5重量%以下である。
好ましくは、式NArArArの化合物は、フリーラジカル開始剤、例えば、アゾ化合物、過酸化物、または構造RC−CRを有するヒドロカルビル開始剤(式中、R〜Rは、独立して、水素またはC−C20のヒドロカルビル基(好ましくは、C−C12)であり、式中、異なるR基が一緒になって環構造を形成することができる、ただしR、RおよびRのうちの少なくとも1つは、アリール基であり、R、RおよびRのうちの少なくとも1つは、アリール基である)を用いる公知の方法により重合される。ヒドロカルビル開始剤が使用される場合、好ましくは重合温度は、20〜100℃である。
本発明は、本発明のポリマーを含む有機電荷輸送膜と、好ましくは別の有機電荷輸送膜、およびインジウムスズ酸化物(ITO)ガラスまたはシリコンウエハの表面上に、配合物をコーティングすることによってそれを生成するためのプロセスと、をさらに対象とする。膜は、配合物を表面上にコーティングし、50〜150℃(好ましくは80〜120℃)の温度で、好ましくは5分未満の間、前焼成し、続いて120〜280℃の、好ましくは少なくとも140℃、好ましくは少なくとも160℃、好ましくは少なくとも170℃、好ましくは230℃以下、好ましくは215℃以下の温度で熱アニーリングすることによって形成される。
好ましくは、本発明に従って生成されるポリマー膜の厚さは、1nm〜100ミクロンであり、好ましくは少なくとも10nm、好ましくは少なくとも30nm、好ましくは10ミクロン以下、好ましくは1ミクロン以下、好ましくは300nm以下である。スピンコーティング膜の厚さは、主として溶液中の固形分及び回転速度によって決定される。例えば、2000rpmの回転速度では、2、5、8、および10重量%のポリマー配合溶液は、それぞれ、30、90、160、および220nmの膜厚をもたらす。湿潤膜は、焼成およびアニーリング後に5%以下の収縮が起こる。
4−(3−(4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)フェニル)−9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドの合成:丸底フラスコに、N−(4−(9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(2.00g、3.32mmol、1.0当量)、4−ブロモベンズアルデヒド(0.737g、3.98mmol、1.2当量)、CuI(0.126g、0.664mmol、0.2当量)、炭酸カリウム(1.376g、9.954mmol、3.0当量)、および18−クラウン−6(86mg、10mol%)を充填した。フラスコを窒素でフラッシュし、還流冷却器に接続した。乾燥、脱気した1,2−ジクロロベンゼン10.0mLを添加し、混合物を48時間還流した。冷却した溶液を飽和NHCl水溶液でクエンチし、ジクロロメタンで抽出した。合わせた有機画分を乾燥させ、溶媒を蒸留により除去した。粗残留物をシリカゲルクロマトグラフィー(ヘキサン/クロロホルム勾配)によって精製して、生成物を明るい黄色の固体(2.04g、87%)として得た。H NMR(500MHz、CDCl)δ10.13(s、1H)、8.37(d、J=2.0Hz、1H)、8.20(dd、J=7.7、1.0Hz、1H)、8.16(d、J=8.2Hz、2H)、7.83(d、J=8.1Hz、2H)、7.73〜7.59(m、7H)、7.59〜7.50(m、4H)、7.50〜7.39(m、4H)、7.39〜7.24(m、10H)、7.19〜7.12(m、1H)、1.47(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ190.95、155.17、153.57、147.21、146.98、146.69、143.38、140.60、140.48、139.28、138.93、135.90、135.18、134.64、134.46、133.88、131.43、128.76、127.97、127.81、126.99、126.84、126.73、126.65、126.54、126.47、125.44、124.56、124.44、124.12、123.98、123.63、122.49、120.96、120.70、120.57、119.47、118.92、118.48、110.05、109.92、46.90、27.13。
(4−(3−(4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)フェニル)−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル)メタノールの合成。丸底フラスコに、4−(3−(4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)フェニル)−9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒド(4.36g、6.17mmol、1.00当量)を窒素のブランケット下で充填した。材料を1:1THF/EtOH40mLに溶解した。水素化ホウ素ナトリウム(0.280g、7.41mmol、1.20当量)を少しずつ添加し、材料を3時間撹拌した(出発材料の消費をTLCによって示した)。反応混合物を1M HClで慎重にクエンチし、生成物をジクロロメタンの一部で抽出した。合わせた有機画分を飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、MgSOで乾燥させ、濃縮して粗残留物を得た。材料をクロマトグラフィー(ヘキサン/ジクロロメタン勾配)によって精製し、生成物を白色の固体(3.79g、85%)として得た。H NMR(500MHz、CDCl)δ8.35(s、1H)、8.19(dt、J=7.8、1.1Hz、1H)、7.73〜7.56(m、11H)、7.57〜7.48(m、2H)、7.48〜7.37(m、6H)、7.36〜7.23(m、9H)、7.14(s、1H)、4.84(s、2H)、1.45(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ155.13、153.56、147.24、147.02、146.44、141.27、140.60、140.11、140.07、138.94、136.99、136.33、135.06、134.35、132.96、128.73、128.44、127.96、127.76、127.09、126.96、126.79、126.62、126.48、126.10、125.15、124.52、123.90、123.54、123.49、122.46、120.66、120.36、120.06、119.43、118.82、118.33、109.95、109.85、64.86、46.87、27.11。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−(4−(((4−ビニルベンジル)オキシ)メチル)フェニル)−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(比較モノマー)の合成:窒素充填グローブボックス内で、100mL丸底フラスコに、(4−(3−(4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)フェニル)−9H−カルバゾール−9−イル)フェニル)メタノール(4.40g、6.21mmol、1.00当量)およびTHF35mLを充填した。水素化ナトリウム(0.224g、9.32mmol、1.50当量)を少しずつ添加し、混合物を30分間撹拌した。還流冷却器を取り付け、ユニットを密封し、グローブボックスから取り出した。4−ビニルベンジルクロライド(1.05mL、7.45mmol、1.20当量)を注入し、混合物を出発材料が消費されるまで(TLC)還流した。反応混合物を冷却し(氷浴)、イソプロパノールで慎重にクエンチした。飽和NHCl水溶液を添加し、生成物を酢酸エチルで抽出した。合わせた有機画分をブラインで洗浄し、MgSOで乾燥させ、濾過し、濃縮し、シリカクロマトグラフィー(ヘキサン/酢酸エチル勾配)によって精製し、生成物を白色の固体(3.49g、67%)として得た。H NMR(400MHz、CDCl)δ8.35(s、1H)、8.18(dt、J=7.8、1.0Hz、1H)、7.74〜7.47(m、14H)、7.47〜7.35(m、11H)、7.35〜7.23(m、9H)、7.14(s、1H)、6.73(dd、J=17.6、10.9Hz、1H)、5.76(dd、J=17.6、0.9Hz、1H)、5.25(dd、J=10.9、0.9Hz、1H)、4.65(s、4H)、1.45(s、6H)。13C NMR(101MHz、CDCl)δ155.13、153.56、147.25、147.03、146.43、141.28、140.61、140.13、138.94、137.64、137.63、137.16、137.00、136.48、136.37、135.06、134.35、132.94、129.21、128.73、128.05、127.96、127.76、126.96、126.94、126.79、126.62、126.48、126.33、126.09、125.14、124.54、123.89、123.54、123.48、122.46、120.66、120.34、120.04、119.44、118.82、118.31、113.92、110.01、109.90、72.33、71.61、46.87、27.11。
3−(3−(4−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)フェニル)−9H−カルバゾール−9−イル)ベンズアルデヒドの合成:丸底フラスコに、カルバゾール(9.10g、15.1mmol、1.0当量)、3−ブロモベンズアルデヒド(2.11mL、18.1mmol、1.2当量)、CuI(0.575g、3.02mmol、0.2当量)、炭酸カリウム(6.26g、45.3mmol、3.0当量)および18−クラウン−6(399mg、10mol%)を充填した。フラスコを窒素でフラッシュし、還流冷却器に接続した。乾燥、脱気した1,2−ジクロロベンゼン55mLを添加し、混合物を180℃で一晩加熱した。14時間後に部分変換のみが認められた。追加の3−ブロモベンズアルデヒド2.1mLを添加し、さらに24時間加熱を続けた。溶液を冷却し、濾過して固体を除去した。濾液を濃縮し、クロマトグラフィー(ヘキサン中0〜60%ジクロロメタン)による精製のためにシリカに吸着させ、生成物を淡黄色の固体(8.15g、74%)として得た。H NMR(500MHz、CDCl)δ10.13(s、1H)、8.39〜8.32(m、1H)、8.20(dd、J=7.8、1.0Hz、1H)、8.13(t、J=1.9Hz、1H)、7.99(d、J=7.5 Hz、1H)、7.91〜7.86(m、1H)、7.80(t、J=7.7Hz、1H)、7.70〜7.58(m、7H)、7.56〜7.50(m、2H)、7.47〜7.37(m、6H)、7.36〜7.22(m、9H)、7.14(ddd、J=8.2、2.1、0.7Hz、1H)、1.46(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ191.24、155.15、153.57、147.22、146.99、146.60、140.93、140.60、139.75、138.93、138.84、138.17、136.07、135.13、134.42、133.53、132.74、130.75、128.75、128.49、127.97、127.79、127.58、126.97、126.82、126.64、126.51、126.36、125.36、124.47、124.20、123.94、123.77、123.60、122.47、120.68、120.60、120.54、119.45、118.88、118.48、109.71、109.58、46.88、27.12。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−(3−ビニルフェニル)−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(Aモノマー)の合成:窒素のブランケット下で、丸底フラスコに、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(14.14g、39.58mmol、2.00当量)および乾燥THF80mLを充填した。カリウムtert−ブトキシド(5.55g、49.48mmol、2.50当量)を一度に添加し、混合物を15分間撹拌した。アルデヒド(13.99g、19.79mmol、1.00当量)を乾燥THF8mLに添加した。スラリーを室温で一晩撹拌した。溶液をジクロロメタンで希釈し、シリカのプラグを通して濾過した。パッドをジクロロメタンで数回すすいだ。濾液をシリカに吸着させ、クロマトグラフィー(ヘキサン中10〜30%のジクロロメタン)によって2回精製し、生成物を白色の固体(9.66g、67%)として得た。純度は、逆相クロマトグラフィーにより99.7%に上昇した。H NMR(400MHz、CDCl)δ8.35(d、J=1.7Hz、1H)、8.18(dt、J=7.7、1.0Hz、1H)、7.68〜7.39(m、19H)、7.34〜7.23(m、9H)、7.14(dd、J=8.1、2.1Hz、1H)、6.79(dd、J=17.6、10.9Hz、1H)、5.82(d、J=17.6Hz、1H)、5.34(d、J=10.8Hz、1H)、1.45(s、6H)。13C NMR(101MHz、CDCl)δ155.13、153.57、147.26、147.03、146.44、141.29、140.61、140.13、139.55、138.95、137.99、136.36、135.98、135.06、134.36、132.96、130.03、128.74、127.97、127.77、126.96、126.79、126.63、126.49、126.31、126.11、125.34、125.16、124.67、124.54、123.90、123.55、123.49、122.46、120.67、120.36、120.06、119.44、118.83、118.33、115.27、110.01、109.90、46.87、27.12。実験ノート参照EXP−15−BD3509。
N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−2−アミンの合成:500mL丸底フラスコに、9,9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−2−アミン(9.91g、34.7mmol、1.00当量)、2−(4’−ブロモ−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−1,3−ジオキソラン(3.10g、7.78mmol、1.00当量)、カリウムtert−ブトキシド(1.31g、11.68mmol、1.50当量)、およびPd(クロチル)(PBu)Cl(0.062g、0.16mmol、2mol%)を充填した。フラスコを還流冷却器に接続し、窒素雰囲気下に置いた。乾燥した、窒素をスパージングしたトルエン40mLを添加し、溶液を120℃で一晩撹拌した。溶液を冷却し、シリカのパッドを通して濾過した。パッドをジクロロメタンで数回すすいだ。濾液をシリカに吸着させ、クロマトグラフィー(ヘキサン中10〜80%のジクロロメタン)によって精製し、生成物を白色の固体(13.69g、73%)として得た。H NMR(500MHz、CDCl)δ7.64(d、J=7.3Hz、1H)、7.62〜7.56(m、3H)、7.52(d、J=8.3Hz、2H)、7.48(d、J=8.8Hz、2H)、7.38(d、J=7.4Hz、1H)、7.33〜7.21(m、5H)、7.20〜7.14(m、4H)、7.09〜7.00(m、2H)、5.85(s、1H)、4.21〜3.97(m、4H)、1.42(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ155.07、153.52、147.73、147.46、147.00、141.53、138.89、136.27、134.43、134.36、129.26、127.76、126.94、126.86、126.58、126.48、124.36、123.62、123.57、122.90、122.44、120.62、119.42、118.85、103.63、65.30、46.81、27.06。
N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−N−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミンの合成:丸底フラスコに、N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−フェニル−9H−フルオレン−2−アミン(13.7g、26.8mmol、1.00当量)を充填した。固体をジクロロメタン130mLに溶解した。混合物を激しく攪拌し、N−ブロモスクシンイミド(4.77g、26.8mmol、1.00当量)を30分かけて少しずつ添加した。混合物を24時間撹拌し、TLCで完全であると判断した。溶液を1M NaOHで洗浄し、MgSOで乾燥させ、濃縮した。残留物をクロマトグラフィー(ヘキサン中30〜90%のジクロロメタン)によって精製し、生成物を淡黄色の固体(15.49g、95%)として得た。H NMR(400MHz、CDCl)δ7.64(ddd、J=7.4、1.4、0.7Hz、1H)、7.62〜7.56(m、3H)、7.56〜7.51(m、2H)、7.51〜7.46(m、2H)、7.41〜7.19(m、6H)、7.15(d、J=6.7Hz、2H)、7.07〜7.00(m、3H)、5.84(s、1H)、4.19〜3.99(m、4H)、1.42(s、6H)。13C NMR(101MHz、CDCl)δ155.23、153.52、146.93、146.91、146.48、141.36、138.71、136.45、135.04、134.85、132.20、127.91、126.98、126.88、126.66、126.61、125.37、123.92、123.71、122.46、120.75、119.50、119.01、115.01、103.59、65.30、46.85、27.05。
N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミンの合成:丸底フラスコに、N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−N−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(15.1g、25.7mmol、1.00当量)、(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)ボロン酸(9.58g、33.4mmol、1.30当量)、炭酸カリウム(10.6g、77.0mmol、3.00当量)、およびPd(PPh(0.593g、0.513mmol、2mol%)を充填した。フラスコを還流冷却器に接続し、窒素雰囲気下に置いた。窒素をスパージングした4:1のTHF:水130mLを添加し、溶液を70℃で一晩撹拌した。溶液を冷却し、水およびジクロロメタンで希釈した。生成物をジクロロメタンで数回抽出し、合わせた有機画分をMgSOで乾燥させた。残留物をクロマトグラフィー(ヘキサン中25〜100%ジクロロメタン)によって精製し、黄色の固体(17.21g、82%)として生成物を得た。H NMR(500MHz、CDCl)δ8.39〜8.31(m、1H)、8.18(dt、J=7.7、1.1Hz、1H)、7.66〜7.56(m、11H)、7.56〜7.48(m、4H)、7.48〜7.38(m、5H)、7.33〜7.22(m、8H)、7.13(dd、J=8.2、2.1Hz、1H)、5.85(s、1H)、4.20〜3.98(m、4H)、1.45(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ155.13、153.56、147.43、146.96、146.36、141.55、141.29、140.14、138.92、137.64、136.45、136.29、134.50、134.40、132.89、129.87、127.97、127.81、127.44、127.01、126.96、126.88、126.60、126.49、126.07、125.12、124.61、123.88、123.74、123.59、123.45、122.46、120.67、120.33、120.01、119.44、118.86、118.31、109.99、109.88、103.64、65.31、46.87、27.11。
4’−((9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒドの合成:丸底フラスコに、N−(4’−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(17.21g、22.92mmol、1.00当量)を充填した。テトラヒドロフラン115mLを添加し、続いてHCl(1.00M、45.8mL、2.00当量)水溶液を添加した。フラスコを還流冷却器に接続し、70℃で5時間撹拌した。溶液を冷却し、生成物をジクロロメタンで3回抽出した。合わせた有機画分を水で、次いで飽和NaHCO水溶液で洗浄した。溶液をMgSOで乾燥させ、クロマトグラフィーによる精製のためにシリカに吸着させ、生成物を黄色の固体(16.0g、95%)として得た。逆相クロマトグラフィーによって、高純度(>99.5%)の材料を得ることができた。H NMR(400MHz、CDCl)δ10.02(s、1H)、8.36(dd、J=1.8、0.6Hz、1H)、8.18(dt、J=7.7、1.0Hz、1H)、7.92(d、J=8.3Hz、2H)、7.75(d、J=8.3Hz、2H)、7.69〜7.53(m、11H)、7.51〜7.38(m、5H)、7.36〜7.21(m、8H)、7.15(dd、J=8.1、2.1Hz、1H)、1.46(s、6H)。13C NMR(101MHz、CDCl)δ191.82、155.24、153.58、148.50、146.62、146.57、146.03、141.32、140.21、138.81、137.63、136.97、134.88、134.65、132.77、132.71、130.33、129.89、128.08、128.04、127.49、127.02、126.85、126.67、126.12、125.12、124.99、123.97、123.90、123.43、123.14、122.50、120.77、120.32、120.05、119.53、119.26、118.36、110.03、109.92、46.90、27.11。
9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−N−(4’−ビニル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9H−フルオレン−2−アミン(Cモノマー)の合成:窒素のブランケット下で、丸底フラスコに、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(16.17g、45.27mmol、2.00当量)および乾燥THF100mLを充填した。カリウムtert−ブトキシド(6.35g、56.6mmol、2.50当量)を一度に添加し、混合物を15分間撹拌した。4’−((9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒド(16.00g、22.63mmol、1.00当量)を乾燥THF50mLに添加した。スラリーを室温で一晩撹拌した。溶液を水1mLでクエンチし、混合物をシリカのパッドを通して濾過した。パッドをジクロロメタンで数回すすいだ。濾液をシリカに吸着させ、クロマトグラフィー(ヘキサン中30%のジクロロメタン)によって精製し、生成物を白色の固体(10.18g、63%)として得た。逆相クロマトグラフィーは純度を99.5%にした。H NMR(500MHz、CDCl)δ8.35(d、J=1.7Hz、1H)、8.18(dd、J=7.8、1.0Hz、1H)、7.67〜7.55(m、11H)、7.54〜7.50(m、2H)、7.48〜7.37(m、7H)、7.33〜7.21(m、8H)、7.13(dd、J=8.1、2.0Hz、1H)、6.74(dd、J=17.6、10.9Hz、1H)、5.77(dd、J=17.6、0.9Hz、1H)、5.25(dd、J=10.9、0.8Hz、1H)、1.45(s、6H)。13C NMR(126MHz、CDCl)δ155.14、153.56、147.31、146.98、146.38、141.30、140.15、139.97、138.93、137.65、136.44、136.08、134.46、134.39、132.90、129.88、127.98、127.56、127.45、127.02、126.97、126.64、126.63、126.50、126.08、125.12、124.59、123.89、123.82、123.57、123.47、122.47、120.68、120.34、120.02、119.45、118.84、118.31、113.56、110.00、109.89、46.87、27.12。
4’−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒドAの合成:熱電対、N入口を備えた冷却器、およびセプタムを備えた500mLの三つ口丸底フラスコに、N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−N−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−アミン(18g、34.6mmol、1当量)、4−ホルミルフェニルボロン酸(5.75g、38.3mmol、1当量)、テトラヒドロフラン(285mL)、および2M KCO水溶液(52mL)を充填した。混合物を撹拌し、Nで30分間スパージングした。Pd(dppf)Cl(0.51g、0.70mmol、0.02当量)を添加し、反応物を加熱して21時間還流した。テトラヒドロフランを蒸留して除去し、反応物を水(300mL)で希釈し、ジクロロメタン(2×300mL)で抽出した。合わせた有機相をMgSOで乾燥させ、濾過し、シリカ上に濃縮した。材料を勾配溶離液(1カラム容量ヘキサンを、8カラム容量にわたって1:1ヘキサン:ジクロロメタンに増加させ、次いで10カラム容量に対して1:1の比を維持する)を用いてクロマトグラフィーにかけた。合わせた画分を濃縮して明るい黄色の固体(純度99.6%で7.41g、純度98.9%で7.24g、合わせた収率77%)を得た。H NMR(400MHz、CD6)δ9.74(s、1H)、7.61(2H、dd、J=8Hz、2Hz)、7.55(2H、dd、J=20Hz、2.4Hz)、7.50ka〜7.46(5H、複数のピーク)、7.37〜7.11(15H、複数のピーク)、1.28(s、6H)。13C NMR(101MHz、CD6)δ190.64、155.70、153.83、148.64、147.24、147.05、146.04、140.76、139.10、136.52、135.61、135.38、133.68、130.22、129.01、128.43、128.36、127.39、127.18、127.12、126.95、126.94、124.93、124.44、123.82、122.74、121.29、119.88、119.61、46.95z、26.93。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4’−ビニル−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9H−フルオレン−2−アミン(Bモノマー)の合成:熱電対、N入口を備えた冷却器、およびセプタムを備えた250mLの三つ口丸底フラスコに、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(5.3g、5.28mmol、2当量)、および乾燥テトラヒドロフラン(34mL)を充填した。カリウムtert−ブトキシド(2.08g、18.4mmol、2.5当量)を添加し、混合物を15分間撹拌した。4’−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒド(3.94g、7.3mmol、1当量)を乾燥テトラヒドロフラン(17mL)に溶解し、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド溶液に添加した。反応物を室温で16時間撹拌した。水(0.5mL)を添加し、混合物をシリカのパッドを通して濾過した。パッドをジクロロメタンですすぎ、濾液をシリカに吸着させ、勾配溶離液(1カラム容量ヘキサンを、19カラム容量にわたって80:20ヘキサン:ジクロロメタンに増加させ、次いで10カラム容量に対して80:20の比を維持する)を用いてクロマトグラフィーによって精製した。合わせた画分を濃縮して白色の固体(純度99.8%で2.62gが単離され、収率67%)を得た。H NMR(400MHz、CD6)δ7.55〜7.43(多重ピーク、11H)、7.33〜7.10(多重ピーク13H)、6.63(1H、dd、J=20Hz、12Hz)5.66(1H、dd、J=20Hz、1.2Hz)、5.11(1H、dd、J=12Hz、1.2Hz)、1.27(s、6H)。13C NMR(101MHz、CD6)δ155.61、153.85、147.66、147.57、147.39、140.91、140.28、139.25、136.82、136.51、136.04、135.41、135.19、128.98、128.28、128.02、127.78、127.34、127.04、127.02、126.98、126.94、124.60、124.52、124.15、122.71、121.23、119.81、119.30、113.42、46.93、26.94。
N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4−アミンの合成:Nパージしたグローブボックス内で、テフロン(登録商標)コーティングされた撹拌棒を備えた500mLの丸底フラスコに、3−(4−ブロモフェニル)−9−フェニル−9H−カルバゾール(9.50g、23.9mmol)、[1,1’−ビフェニル]−4−アミン(4.04g、23.9mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(3.44g、35.8mmol)、クロロ(クロチル)(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(II)(0.19g、0.48mmol)、および乾燥、脱気したトルエン300mLを充填した。還流冷却器を取り付け、混合物を16時間攪拌しながら110℃に加熱した。混合物を室温に冷却し、次いで水(150mL)および酢酸エチル(150mL)で希釈した。層を分離し、水層をさらに2回の150mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機層をMgSOで乾燥させ、減圧下で濃縮した。得られた材料を、酢酸エチルとヘキサンとの0〜50%v/v混合物で溶離するシリカゲルクロマトグラフィーによって精製した。材料をさらにアセトニトリルで溶離する逆相クロマトグラフィーによって精製して、所望の生成物を白色の固体(2.82g、収率24.3%、純度99.8%)として得た。H NMR(400MHz、クロロホルム−d)δ8.35(d、J=1.7Hz、1H)、8.21(dt、J=7.7、1.1Hz、1H)、7.69〜7.57(m、9H)、7.57〜7.51(m、2H)、7.51〜7.39(m、6H)、7.35〜7.27(m、2H)、7.24〜7.16(m、3H)、5.84(s、1H)。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−7−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミンの合成:Nパージしたグローブボックス内で、テフロン(登録商標)コーティングされた撹拌棒を備えた250mLの丸底フラスコに、2−(7−ブロモ−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)−1,3−ジオキソラン(1.08g、3.12mmol)、N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−[1,1’−ビフェニル]−4−アミン(1.52g、3.12mmol)、ナトリウムtert−ブトキシド(0.45g、4.69mmol)、クロロ(クロチル)(トリ−tert−ブチルホスフィン)パラジウム(II)(0.025g、0.06ミリモル)、および乾燥、脱気したトルエン100mLを充填した。還流冷却器を取り付け、混合物を16時間攪拌しながら110℃に加熱した。混合物を室温に冷却し、水(50mL)および酢酸エチル(50mL)で希釈した。層を分離し、水層をさらに2回の50mLの酢酸エチルで抽出した。合わせた有機層をMgSOで乾燥させ、減圧下で濃縮した。淡橙色の固体を得、精製または特性評価を行わずに次の工程で使用し、収率を決定しなかった。
7−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)アミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−カルバルデヒドの合成:テフロン(登録商標)コーティングされた撹拌棒を備えた50mLの丸底フラスコに、粗N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−7−(1,3−ジオキソラン−2−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(2.3g、3.06mmol、理論値)、THF30mLおよび1.0M HCl(7.7mmol)7.7mLを充填した。還流冷却器を取り付け、混合物を加熱して一晩攪拌しながら還流した。混合物を室温に冷却し、水10mLを添加した。層を分離し、次いで水層を3回の20mLの酢ジクロロメタンで抽出した。合わせた有機層を50mLの飽和重炭酸ナトリウム水溶液で洗浄し、次いでMgSO4で乾燥させ、減圧下で濃縮した。残留物を、ジクロロメタンとヘキサンとの70%v/v混合物で溶離するシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物を黄色の固体(2.02g、収率93.3%、純度99.6%)として得た。H NMR(400MHz、クロロホルム−d)δ10.02(s、1H)、8.36(d、J=1.8Hz、1H)、8.18(dd、J=7.8、1.1Hz、1H)、7.92(d、J=1.4Hz、1H)、7.83(dd、J=7.8、1.5Hz、1H)、7.75(d、J=7.8Hz、1H)、7.68〜7.63(m、4H)、7.63〜7.58(m、6H)、7.58〜7.52(m、3H)、7.51〜7.39(m、6H)、7.36〜7.25(m、7H)、7.16(dd、J=8.3、2.1Hz、1H)、1.48(s、7H)。13C NMR(101MHz、クロロホルム−d)δ192.03、154.14、148.84、146.84、146.03、141.35、140.49、137.13、135.87、134.70、132.76、132.02、130.83、129.91、128.79、128.13、127.94、127.51、127.05、126.98、126.69、126.14、125.16、125.13、124.61、123.93、123.45、122.82、122.00、120.33、120.06、119.44、118.39、117.59、110.05、109.94、46.94、26.88。
N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−7−ビニル−9H−フルオレン−2−アミン(Eモノマー)の合成:Nでパージしたグローブボックス内で、テフロン(登録商標)コーティングされた撹拌棒を備えた、炉で乾燥した100mLの瓶に、メチルトリフェニルホスホニウムブロミド(2.04g、5.72mmol)、および乾燥、脱気したTHF50mLを充填した。カリウムtert−ブトキシド(0.80g、7.14mmol)を添加し、混合物を15分間撹拌した。7−([1,1’−ビフェニル]−4−イル(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)アミノ)−9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−カルバルデヒド(2.02g、2.86mmol)のTHF10mL溶液を添加し、得られたスラリーを室温で16時間撹拌した。混合物を水の添加によりクエンチし、3回の50mLのジクロロメタンで抽出した。有機層を合わせ、MgSOで乾燥させ、減圧下で濃縮した。残留物を、ジクロロメタンとヘキサンとの55%v/v混合物で溶離するシリカゲルフラッシュクロマトグラフィーによって精製した。所望の生成物を黄色の固体(1.56g、収率77.4%、純度99.5%)として得た。H NMR(400MHz、クロロホルム−d)δ8.35(d、J=1.7Hz、1H)、8.18(dd、J=7.8、1.0Hz、1H)、7.68〜7.56(m、11H)、7.55〜7.50(m、2H)、7.48〜7.40(m、7H)、7.37(dd、J=7.9、1.6Hz、1H)、7.34〜7.25(m、7H)、7.13(dd、J=8.2、2.1Hz、1H)、6.79(dd、J=17.6、10.9Hz、1H)、5.79(dd、J=17.6、1.0Hz、1H)、5.27〜5.20(m、1H)、1.46(s、6H)。13C NMR(101MHz、クロロホルム−d)δ155.47、153.93、147.22、147.11、146.40、141.33、140.62、140.17、138.89、137.68、137.25、136.48、135.99、135.15、129.88、128.75、127.99、127.79、127.45、127.03、126.81、126.64、126.09、125.64、125.14、124.62、123.98、123.91、123.49、120.70、120.34、120.08、120.03、119.47、118.69、118.33、112.81、110.01、109.90、46.81、27.14。
4’−((9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)(4−(1−メチル−2−フェニル−1H−インドール−3−イル)フェニル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−カルバルデヒド(2)の合成:N−(4−ブロモフェニル)−9,9−ジメチル−N−(4−(1−メチル−2−フェニル−1H−インドール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミン(1)(12.9g、20mmol)、(4−ホルミルフェニル)ボロン酸(1.07g、30mmol)、Pd(PPh(693mg、1155、3%)、2M KCO(4.14g、30mmol、HO15mL)、およびTHF45mLの混合物を、窒素雰囲気下、80℃で12時間加熱した。室温に冷却した後、溶媒を真空下で除去し、残留物をジクロロメタンで抽出した。室温に冷却した後、溶媒を真空下で除去し、次いで水を添加した。混合物をCHClで抽出した。有機層を収集し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。濾過後、濾液を蒸発させて溶媒を除去し、残留物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーを通して精製して、薄黄色の固体(収率75%)を得た。MS(ESI):671.80[M+H]。1H−NMR(CDCl、400MHz、TMS、ppm):δ10.03(s、1H)、7.94(d、2H)、7.75(d、2H)、7.64(m、2H)、7.55(d、2H)、7.41(m、9H)、7.23(m、8H)、7.09(m、3H)、3.69(s、3H)、1.43(s、6H)。
(4’−((9,9−ジメチル−9H−フルオレン−2−イル)(4−(1−メチル−2−フェニル−1H−インドール−3−イル)フェニル)アミノ)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)メタノール(3)の合成:40℃の(2)(10g、15mmol)のTHF50mLおよびエタノール50mL溶液に、NaBH(2.26g、60mmol)を窒素雰囲気下で添加した。溶液を室温で2時間撹拌した。次いで、塩酸水溶液をpHが5になるまで添加し、添加をさらに30分間維持した。溶媒を真空下で除去し、残留物をジクロロメタンで抽出した。次いで、生成物を溶媒の除去により得て、それ以上精製することなく次の工程に使用した(収率:95%)。MS(ESI):673.31[M+H]
9,9−ジメチル−N−(4−(1−メチル−2−フェニル−1H−インドール−3−イル)フェニル)−N−(4’−(((4−ビニルベンジル)オキシ)メチル)−[1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9H−フルオレン−2−アミン(Fモノマー)の合成:(3)(9.0g、13.4mmol)の乾燥DMF50mL溶液に、NaH(482mg、20.1mmol)を添加し、次いで混合物を室温で1時間撹拌した。そして塩化4−ビニルベンジル(3.05g、20.1mmol)を上記溶液にシリンジで添加した。混合物を24時間50℃に加熱した。水でクエンチした後、混合物を水に注いでDMFを除去した。残留物を濾過し、得られた固体をジクロロメタンで溶解し、次いで水で洗浄した。溶媒を真空下で除去し、残留物をジクロロメタンで抽出した。次いで、生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーによって得た(収率90%)。MS(ESI):789.38[M+H]。1H−NMR(CDCl、400MHz、TMS、ppm):δ7.59(d、4H)、7.48(m、2H)、7.40(m、18H)、7.22(m、8H)、6.71(dd、1H)、5.77(d、1H)、5.25(d、1H)、4.58(s、4H)、3.67(s、3H)、1.42(s、6H)。
電荷輸送モノマーのラジカル重合のための一般的プロトコル:
グローブボックス内で、電荷輸送モノマー(1.00当量)をアニソール(電子グレード、0.25M)に溶解した。混合物を70℃に加熱し、AIBN溶液(トルエン中0.20M、5mol%)を注入した。混合物をモノマーが完全に消費されるまで少なくとも24時間攪拌した(AIBN溶液の2.5mol%部分を添加して変換を完了させることができる)。ポリマーをメタノール(アニソールの10倍量)で沈殿させ、濾過によって単離した。濾過した固体をメタノールの追加部分ですすいだ。濾過した固体をアニソールに再溶解し、沈殿/濾過の連続をさらに2回繰り返した。単離した固体を真空オーブンに50℃で一晩入れ、残留溶媒を除去した。
電荷輸送ポリマーの分子量データ:
ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)の研究を以下のように実行した。電荷輸送ポリマー2mgをTHF1mLに溶解した。溶液を0.20μmのポリテトラフルオロエチレン(PTFE)シリンジフィルターを通して濾過し、濾液50μlをGPC系に注入した。以下の分析条件を使用した:ポンプ:公称流量1.0mL/分でのWaters(商標)e2695 Separations Modules、溶離液:Fisher Scientific HPLCグレードのTHF(安定化)、注入器:Waters e2695 Separations Modules、カラム:40℃に保持されたPolymer Laboratories Inc.の2つの5μm混合−Cカラム、検出器:Shodex RI−201示差屈折率(DRI)検出器、較正:3,742kg/mol〜0.58kg/molの範囲にわたる3次多項式曲線に適合する、Polymer Laboratories Inc.の17種のポリスチレン標準物質。
HTLホモポリマー膜の研究−溶媒直交性:
1)HTLホモポリマー溶液の調製:電荷輸送ホモポリマー固体粉末をアニソールに直接溶解して、2重量%ストック溶液を作製した。溶液を完全に溶解させるためにN中80℃で5〜10分間撹拌した。
2)熱アニーリングされたHTLホモポリマー膜の調製:Siウエハを使用前に紫外線オゾンにより2分間前処理した。数滴の上記濾過したHTL溶液を、前処理したSiウエハ上に製膜した。500rpmで5秒間、次いで2000rpmで30秒間スピンコーティングすることにより薄膜を得た。次いで、得られた膜をNパージボックスに移した。「湿潤」膜を100℃で1分間、前焼成して残留アニソールをほとんど除去した。続いて、膜を160〜235℃で10〜20分間熱アニーリングした。
3)熱アニーリングされたHTLホモポリマー膜のストリップ試験:M−2000Dエリプソメータ(J.A.Woollam Co.,Inc.)を用いて熱アニーリングされたHTLホモポリマー膜の「初期」厚さを測定した。次いで、膜上に数滴のo−キシレンまたはアニソールを添加して液溜まりを形成した。90秒後、3500rpmで30秒間回転させてo−キシレン/アニソール溶媒を振り落とした。エリプソメータを使用して膜の「ストリップ」厚さを直ちに測定した。次いで、膜をNパージボックスに移し、続いて100℃で1分間、後焼成して膜中の膨張した溶媒を全て除去した。エリプソメータを使用して「最終」厚さを測定した。Cauchyモデルを用いて膜の厚さを決定し、1cm×1cmの面積内で9=3×3ポイントにわたって平均化した。
「−ストリップ」=「ストリップ」−「初期」:溶媒ストリップによる初期膜損失
「−PSB」=「最終」−「ストリップ」:膨潤溶媒のさらなる膜損失
「−合計」=「−ストリップ」+「−PSB」=「最終」−「初期」:溶媒
ストリップおよび膨潤による総膜損失
ストリップ試験をHTLホモポリマー直交溶解作用の研究に適用した。完全溶媒耐性HTL膜について、溶媒ストリッピング後の総膜損失は<1nm、好ましくは<0.5nmであるべきである。
高MWの比較、低MWのFホモポリマー膜は、o−キシレンと直交しない。高MWのFホモポリマー膜は、低い熱アニーリング温度(例えば、180℃)でのみo−キシレンに直交する。高MWのAおよびC、中MWのB、およびEホモポリマー膜は、o−キシレンと直交する。高MWのCホモポリマー膜は、そのTに近いアニーリング温度でアニソールと直交する。他の被検HTLホモポリマー膜のいずれも、アニソールと直交しない。
発光デバイスの調製
インジウムスズ酸化物(ITO)ガラス基板(2*2cm)を溶媒エタノール、アセトン、およびイソプロパノールで連続して洗浄し、次いでUVオゾン洗浄剤で15分間処理した。Plextronics社からの正孔注入層(HIL)材料Plexcore(商標)OC AQ−1200を、グローブボックス内で水溶液からITO基板にスピンコートし、150℃で20分間アニーリングした。その後、比較の蒸発性HTL、N−([1,1’−ビフェニル]−4−イル)−9,9−ジメチル−N−(4−(9−フェニル−9H−カルバゾール−3−イル)フェニル)−9H−フルオレン−2−アミンについて、基板を、HTL、発光材料層(EML)、電子輸送層(ETL)およびカソードの製膜のために熱蒸発器に移した。溶液処理のための本発明のHTL、HTL材料(可溶性コポリマー)を、アニソール溶液から製膜し、150℃で10分間アニーリングして有機溶媒を除去した。その後、ポリマーHTLの架橋を、グローブボックス内で、205℃で10分間ホットプレート上で実行した。次いで、続いて燐光緑色(Ph−Green)EML、ETLおよびカソードを順番に製膜した。最後に、これらのデバイスを試験前に密封した。
OLEDデバイスの電流−電圧−輝度(J−V−L)特性評価、すなわち1000nitおよび50mA/cm輝度での駆動電圧(V)、輝度効率(Cd/A)および国際照明委員会(CIE)データ、ならびに15000nit、10時間での寿命評価を、Keithly(商標)238高電流ソース測定ユニットおよびKonica Minolta社からCS−100A色および輝度計を用いて実行し、表2に示した。OLEDデバイスのエレクトロルミネッセンス(EL)スペクトルを較正CCDスペクトログラフによって収集し、全ての4つのOLEDデバイスの実施例について、516nmに固定した。

Claims (9)

  1. が少なくとも4,000であり、式NArArArの化合物の重合単位を含むポリマーであって、Ar、ArおよびArが、独立して、C−C40の芳香族置換基であり、Ar、ArおよびArが、1個以下の窒素原子を集合的に含有し、Ar、ArおよびArのうちの少なくとも1つが、芳香環に結合したビニル基を含有する、ポリマー。
  2. 6,000〜1,000,000のMを有する、請求項1に記載のポリマー。
  3. 式NArArArの前記化合物が、合計4〜12個の芳香環を含有する、請求項2に記載のポリマー。
  4. Ar、ArおよびArが、それぞれ独立して、10〜32個の炭素原子を含有する、請求項3に記載のポリマー。
  5. Ar基が、窒素以外のヘテロ原子を含有しない、請求項4に記載のポリマー。
  6. ただ1つのビニル基が、式NArArArの前記化合物中に存在する、請求項5に記載のポリマー。
  7. Ar基が、ビフェニリル、フルオレニル、フェニレニル、カルバゾリルおよびインドリルのうちの1つ以上からなる、請求項6に記載のポリマー。
  8. 1種以上の請求項1に記載のポリマーを含む電子デバイス。
  9. 1種以上の請求項1に記載のポリマーを含む発光デバイス。
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