JP2022506658A - アミン基含有繰り返し単位を有するポリマー - Google Patents
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Abstract
Description
Xは、O、S、NRまたはCR2であり;
Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、5~60の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;
aおよびbは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0または1であり;ここで、(a+b)=1または2、好ましくは2であり;
cおよびdは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0または1であり、好ましくはc=d=0または1であり、より好ましくはc=d=1であり;
eおよびfは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0、1、2または3であり、好ましくは0または1であり、より好ましくはe=f=0であり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~40の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、2~40の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~40の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(これらのそれぞれは1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の非隣接CH2基が、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)R1、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよく、ここで、1以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アラルキルもしくはヘテロアラルキル基、または10~40の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基;または架橋性基Qであり、ここで、2以上のRラジカルが共に単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、Fまたは1~20の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビルラジカル、5~20の炭素原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族ヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子はFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2以上のR1置換基が共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;かつ
点線は、前記ポリマー中の隣接する繰り返し単位への結合を示す。
芳香族環系は、単環または多環であってもよく、これは、1つの環(例えばフェニル)、または縮合された(例えばナフチル)または共有結合的に結合された(例えばビフェニル)2つ以上の環を有していてもよく、または縮合および結合された環の組み合わせを含んでいてもよい。
X=CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSであり、
p=0、1、2または3であり、
q=0、1、2、3または4であり、かつ
r=0、1、2、3、4または5である。
X=CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSであり、
o=0、1または2であり、
p=0、1、2または3であり、かつ
q=0、1、2、3または4である。
o=0、1または2であり、
p=0、1、2または3であり、かつ
q=0、1、2、3または4である。
グループ1:ポリマーの正孔注入および/または正孔輸送特性に影響を与える単位、
グループ2:ポリマーの電子注入および/または電子輸送特性に影響を与える単位、
グループ3:グループ1およびグループ2のそれぞれの単位の組み合わせを有する単位、
グループ4:電子蛍光よりも電子燐光が得られるような発光特性を変える単位、
グループ5:一重項から三重項状態への遷移を改良する単位、
グループ6:得られるポリマーの発光カラーに影響を与える単位、
グループ7:ポリマー骨格として典型的に使用される単位、
グループ8:ポリマー中のπ電子の局在を阻害し、ポリマー中の共役長さを短くする単位。
Ar1~Ar3は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、5~60の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~40の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、2~40の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~40の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(これらのそれぞれは1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、かつ1以上の非隣接CH2基はR1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)R1、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよく、ここで、1以上の水素原子がD、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アラルキルもしくはヘテロアラルキル基、または10~40の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基;または、架橋性基Qであり、ここで、ここで、2以上のRラジカルが共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、Fまたは1~20の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビルラジカル、5~20の炭素原子を有する、芳香族および/またはヘテロ芳香族ヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2以上のR1置換基が共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;かつ
点線は、ポリマー中の隣接する繰り返し単位への結合を示す。
w=0、1、2、3、4、5または6であり、好ましくは0、1、2、3または4であり、
X=CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSであり、かつ
v=0または1であり、好ましくは0である。
p=0、1、2または3であり、
q=0、1、2、3または4であり、
X=CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSであり、かつ
sおよびtは、それぞれ0または1であり、ここで、(s+t)の合計=1または2であり、好ましくは1である。
p=0、1、2または3であり、
q=0、1、2、3または4であり、かつ
X=CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSである。
r=0、1、2、3、4または5である。
適切な単位は、末端もしくは環状の二重結合、末端ジエニル、または末端三重結合、特に、2~40の炭素原子を有する、好ましくは2~10の炭素原子を有する、末端もしくは環状のアルケニル、末端ジエニルおよびアルキニル基、を含むものであり、ここでそれぞれのCH2基および/またはそれぞれの水素原子は、上述のR基によって置き換えられていてもよい。さらに、好適なものは、前駆体としてみなされる基、および二重または三重結合の本来の構造をもつことができる基である。
さらに、好適であるのは、アルケニルオキシ、ジエニルオキシまたはアルキニルオキシ基、好ましくはアルケニルオキシ基である。
さらに、好適であるのは、最も広い意味でのアクリル酸単位、好ましくはアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、メタクリル酸エステル、およびメタクリル酸アミドである。特に好ましくは、C1-10のアクリル酸アルキルおよびC1-10のメタクリル酸アルキルである。
a)~c)の上述の基の架橋反応は、フリーラジカルを介して、カチオンもしくはアニオンメカニズム、またはその他付加環化を介して、達成されうる。
架橋反応のために、適切な開始剤を添加することが適しているかもしれない。フリーラジカル架橋に適した開始剤は、例えば、過酸化ジベンゾイル、AIBNまたはTEMPOである。カチオンの架橋に適した開始剤は、例えば、AlCl3、BF3、過塩素酸トリフェニルメチル、またはヘキサクロロアンチモン酸トロピリウムである。アニオンの架橋に適した開始剤は、塩基、特にブチルリチウム、である。
さらに適切な架橋性基Qの分類は、開環を介してカチオンによる架橋をする、オキセタンおよびオキシランである。
架橋性基の分類として、さらに適切なのは、シラン基SiR3であり、ここで少なくとも2つのR基、好ましくは全てのR基が、Clまたは1~20の炭素原子を有するアルコキシ基である。
この基は、水の存在下で反応し、オリゴ-またはポリシロキサンとなる。
上記のa)~f)の架橋性基Qは、当業者に一般に知られており、それらの基の反応に使用される好適な反応条件で使用される。
式Q14中のAr10は、式(I)中のAr1に記載の意味を有する。
使用される添え字は、m=0~8であり、かつn=1~8である。
Xは、NQ、CRQまたはCQ2であり;かつ
Ar1、Ar2、Ar3およびAr4、ならびにcおよびdは、式(II)に関する上記の定義であってよく;
X、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4、ならびにcおよびdは、式(II)に関する上記の定義であってよく;かつ
X、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4、ならびにcおよびdは、式(II)に関する上記の定義であってよい。
Xは、NQ、CRQまたはCQ2であり;かつ
Ar1およびAr2、ならびにcは、式(IV)に関する上記の定義であってよく;かつ
X、Ar1およびAr2ならびにcは、式(IV)に関する上記の定義であってよい。
p=0、1、2または3である。
p=0、1、2または3であり、
q=0、1、2、3または4であり、
r=0、1、2、3、4または5であり、
x=1、2、3または4であり、ここで、x+p≦4であり、かつ
y=1、2、3、4または5であり、ここで、y+q≦5である。
Ar1~Ar4は、出現毎に同一であるかまたは異なり、5~60の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;
Qは、架橋性基であり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~40の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、2~40の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~40の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(これらのそれぞれは1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、かつ1以上の非隣接CH2基がR1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)(R1)、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよく、ここで、1以上の水素原子がD、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系,または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アラルキルもしくはヘテロアラルキル基、または10~40の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基;または架橋性基Qであり、ここで、2以上のRラジカルが共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、H、D、Fまたは1~20の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビルラジカル、5~20の炭素原子を有する、芳香族またはヘテロ芳香族ヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子がFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2以上のR1置換基が共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよい;
Xは、CR2、NR、SiR2、O、S、C=OまたはP=Oであり、好ましくはCR2、NR、OまたはSであり、
vは、0または1であり、好ましくは0であり、
wは、0、1、2、3、4、5または6であり、好ましくは0、1、2、3または4であり、
sおよびtは、それぞれ0または1であり、ここで、(s+t)の合計=1または2であり、好ましくは1であり;かつ
点線は、ポリマー中の隣接繰り返し単位への結合を示す。
pは、0、1、2または3であり、
qは、0、1、2、3または4であり
rは、0、1、2、3、4または5であり、
yは、1または2であり、かつ
点線は、ポリマー中の隣接する繰り返し単位への結合を示すが、
ただし、フェニル基に関して、(p+y)の合計≦4であり、かつ、ただし、それぞれの繰り返し単位において、少なくとも1つのy≧1であり、
ただし、フェニレン基に関して、(q+y)の合計≦5であり、かつ、ただし、それぞれの繰り返し単位において、少なくとも1つのy≧1である。
oは、0、1または2であり、
pは、0、1、2または3であり、
qは、0、1、2、3または4であり、かつ
rは、0、1、2、3、4または5であり、
点線は、ポリマー中の隣接する繰り返し単位への結合を示す。
(A)スズキ重合、
(B)ヤマモト重合、
(C)スティル(STILLE)重合、
(D)ヘック(HECK)重合、
(E)ネギシ重合、
(F)シノガシラ重合、
(G)ヒヤマ重合、および
(H)ハートウィグ-ブッフバルト(HARTWIG-BUCHWALD)重合。
(a)1以上の架橋性基Qを有する繰り返し単位を含むポリマーを提供すること、および
(b)遊離ラジカルまたはイオン性の架橋(好ましくは遊離ラジカル架橋)、であり、これは熱的または放射(好ましくは熱的)に引き起こされうる。
パートA:モノマーの合成
全ての合成は、特に断りのない限り、乾燥溶媒中で、アルゴン雰囲気下で行われる。
a)置換3,6-ジブロモカルバゾール
モノマーMon-1の合成
第1ステップ:前駆体の合成:
モノマーMon-2の合成
第1ステップ:前駆体の合成:
モノマーMon-3の合成
第1ステップ:前駆体の合成:
例1~36
本発明のポリマーP1~P35および比較ポリマーV1の調製
このような溶液ベースのOLEDの製造については文献(例えばWO2004/037887およびWO2010/097155)に既に多く開示されている。この方法は、この後(層の厚さや材料で異なる)に記載される状況に適合する。
構造Aは以下である:
-基板
-ITO(50nm)
-PEDOT:PSS(20nm)
-正孔輸送層(HTL)(20nm)
-発光層(EML)(60nm)
-正孔ブロック層(HBL)(10nm)
-電子輸送層(ETL)(40nm)
-カソード。
OLEDの厳密な構造は、表3に示されうる。
Claims (17)
- 以下の式(I)の繰り返し単位を少なくとも1つ有するポリマー。
Xは、O、S、NRまたはCR2であり;
Ar1、Ar2、Ar3およびAr4は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、5~60の芳香族環原子を有し、1以上のRラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系であり;
aおよびbは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0または1であり;ここで、(a+b)=1または2であり;
cおよびdは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0または1であり;
eおよびfは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、0、1、2または3であり;
Rは、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、F、Cl、Br、I、N(R1)2、CN、NO2、Si(R1)3、B(OR1)2、C(=O)R1、P(=O)(R1)2、S(=O)R1、S(=O)2R1、OSO2R1、1~40の炭素原子を有する、直鎖の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基、2~40の炭素原子を有する、アルケニルもしくはアルキニル基または3~40の炭素原子を有する、分岐もしくは環状の、アルキル、アルコキシもしくはチオアルコキシ基(これらのそれぞれは1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよく、ここで、1以上の非隣接CH2基が、R1C=CR1、C≡C、Si(R1)2、C=O、C=S、C=NR1、P(=O)R1、SO、SO2、NR1、O、SまたはCONR1によって置き換えられていてもよく、ここで、1以上の水素原子が、D、F、Cl、Br、IまたはCNによって置き換えられていてもよい)、または5~60の芳香族環原子を有し、それぞれのケースにおいて、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、単環もしくは多環の、芳香族またはヘテロ芳香族環系、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アリールオキシもしくはヘテロアリールオキシ基、または5~60の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、アラルキルもしくはヘテロアラルキル基、または10~40の芳香族環原子を有し、1以上のR1ラジカルによって置換されていてもよい、ジアリールアミノ基、ジヘテロアリールアミノ基もしくはアリールヘテロアリールアミノ基;または架橋性基Qであり、ここで、2以上のRラジカルが共に単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;
R1は、出現毎に同一であるかまたは異なり、かつ独立に、H、D、Fまたは1~20の炭素原子を有する脂肪族ヒドロカルビルラジカル、5~20の炭素原子を有する、芳香族もしくはヘテロ芳香族ヒドロカルビルラジカル(ここで、1以上の水素原子はFによって置き換えられていてもよい)であり;ここで、2以上のR1置換基が共に、単環もしくは多環の、脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族環系を形成していてもよく;かつ
点線は、前記ポリマー中の隣接する繰り返し単位への結合を示す) - 前記ポリマー中の式(I)、(II)、(III)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IV)、(V)、(Va)、(Vb)および/または(Vc)の繰り返し単位の比が、前記ポリマー中に繰り返し単位をして存在する全ての共重合可能なモノマー100モル%を基準として、5~75モル%であることを特徴とする、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリマー。
- 前記ポリマーが、式(I)、(II)、(III)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IV)、(V)、(Va)、(Vb)および/または(Vc)の1以上の繰り返し単位だけでなく、式(I)、(II)、(III)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IV)、(V)、(Va)、(Vb)および/または(Vc)の繰り返し単位以外のさらなる繰り返し単位も含んでなることを特徴とする、請求項1~8のいずれか一項に記載のポリマー。
- 前記ポリマーが、式(I)、(II)、(III)、(IIIa)、(IIIb)、(IIIc)、(IV)、(V)、(Va)、(Vb)および/または(Vc)の1以上の繰り返し単位および所望によりさらなる繰り返し単位だけでなく、少なくとも1つの架橋性基Qを有する繰り返し単位を少なくとも1つ、好ましくは1つ含んでなることを特徴とする、請求項1~9のいずれか一項に記載のポリマー。
- スズキ重合、ヤマモト重合、スティル重合、またはハートウィグ-ブッフバルト重合によって調製されることを特徴とする、請求項1~12のいずれか一項に記載のポリマーの調製方法。
- 少なくとも1つの式(I)の繰り返し単位を含む請求項1~12のいずれか一項に記載の1以上のポリマー、および1以上のさらなる、ポリマーの、オリゴマーの、デンドリマーの、および/または低分子量の物質を含んでなる、ポリマーブレンド。
- 1以上の溶媒中の、請求項1~12のいずれか一項に記載の1以上のポリマー、または請求項14に記載のポリマーブレンドから構成される、溶液または配合物。
- 電子または光電子素子、好ましくは有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)、有機発光電子化学電池(OLEC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機集積回路(O-IC)、有機薄膜トランジスタ(TFT)、有機太陽電池(O-SC)、有機レーザーダイオード(O-laser)、有機光起電力(OPV)要素もしくは素子、または有機光受容器(OPC)、より好ましくは有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)、における、請求項1~12のいずれか一項に記載のポリマーの使用。
- 1以上の活性層を有し、これらの活性層の少なくとも1つが請求項1~12のいずれか一項に記載の1以上のポリマーを含んでなる、電子または光電子素子、好ましくは有機エレクトロルミネッセンス素子(OLED)、有機発光電子化学電池(OLEC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機集積回路(O-IC)、有機薄膜トランジスタ(TFT)、有機太陽電池(O-SC)、有機レーザーダイオード(O-laser)、有機光起電力(OPV)要素もしくは素子、または有機光受容器(OPC)、より好ましくは有機エレクトロルミネッセンス素子。
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