JP2024008856A - High molecular weight compound and organic electroluminescent device using these - Google Patents

High molecular weight compound and organic electroluminescent device using these Download PDF

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Kazunori Togashi
美香 篠田
Mika Shinoda
由香 吉澤
Yuka Yoshizawa
秀良 北原
Hideyoshi Kitahara
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Hodogaya Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer material excellent in injection/transportation performance of a positive hole, having electron stopping capability, and high in the stability in a thin film state, and an organic EL device having an organic layer (thin film) formed from the polymer material, high in emission efficiency, and having a long life time.
SOLUTION: It is a high molecular weight compound containing a triarylamine structural unit having a fluorene ring and a triarylamine structural unit having a dibenzofuran ring, dibenzothiophene ring, or carbazole ring in its molecular main chain. Preferably, the high molecular weight compound includes a thermally crosslinkable structural unit in a molecular main chain.
SELECTED DRAWING: None
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)に適した高分子量化合物とこれらの高分子量化合物を用いた有機EL素子に関するものである。 The present invention relates to high molecular weight compounds suitable for organic electroluminescent devices (organic EL devices), which are self-luminous devices suitable for various display devices, and organic EL devices using these high molecular weight compounds.

有機EL素子は自己発光性素子であるため、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であるため、活発な研究がなされてきた。 Since organic EL elements are self-luminous elements, they are brighter, have better visibility than liquid crystal elements, and are capable of providing clearer display, and have therefore been actively researched.

有機EL素子は、有機化合物の薄膜(有機層)を、陽極と陰極に挟んだ構成を有している。薄膜の形成方法としては、真空蒸着法と塗布法に大別される。真空蒸着法は、主に低分子化合物を用い、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、既に実用化されている技術である。一方、塗布法は、主に高分子化合物を用い、インクジェットや印刷など、溶液を用いて基板上に薄膜を形成する手法であり、材料の使用効率が高く、大面積化、高精細化に適しており、今後の大面積有機ELディスプレイには不可欠の技術である。 An organic EL element has a structure in which a thin film (organic layer) of an organic compound is sandwiched between an anode and a cathode. Methods for forming thin films are broadly classified into vacuum evaporation methods and coating methods. The vacuum evaporation method is a method of forming a thin film on a substrate in vacuum, mainly using a low-molecular compound, and is a technology that has already been put into practical use. On the other hand, the coating method is a method that mainly uses polymeric compounds to form a thin film on a substrate using a solution such as inkjet or printing.It has high material usage efficiency and is suitable for large areas and high definition. This technology will be essential for future large-area organic EL displays.

低分子材料を用いた真空蒸着法は、材料の使用効率が極端に低く、大型化すればシャドーマスクのたわみが大きくなり、大型基板への均一な蒸着は困難となる。また製造コストも高くなるといった問題も抱えている。 Vacuum deposition methods using low-molecular materials have extremely low material usage efficiency, and as the size increases, the shadow mask becomes more deflected, making uniform deposition on large substrates difficult. It also has the problem of high manufacturing costs.

一方、高分子材料は、有機溶剤に溶解させたその溶液を塗布することにより、大型基板でも均一な膜を形成することが可能であり、これを利用してインクジェット法や印刷法に代表される塗布法を用いることができる。そのため、材料の使用効率を高めることが可能となり、素子作製にかかる製造コストを大幅に削減することができる。 On the other hand, with polymeric materials, it is possible to form a uniform film even on large substrates by applying a solution dissolved in an organic solvent. A coating method can be used. Therefore, it becomes possible to increase the efficiency of material usage, and it is possible to significantly reduce the manufacturing cost required for producing the device.

これまで、高分子材料を用いた有機EL素子が、種々検討されてきたが、発光効率や寿命などの素子特性は必ずしも十分でないという問題があった(例えば、特許文献1~特許文献5参照)。 Until now, various organic EL devices using polymeric materials have been studied, but there has been a problem that device characteristics such as luminous efficiency and lifespan are not necessarily sufficient (for example, see Patent Documents 1 to 5). .

また、これまで高分子材料を用いた有機EL素子における代表的な正孔輸送材料としては、TFBと呼ばれるフルオレンポリマーが知られていた(特許文献6~特許文献7参照)。しかしながら、TFBは正孔輸送性が不十分であり、かつ電子阻止性も不十分であるため、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できないという問題があった。また、隣接層との膜密着性が低いことから、素子の長寿命化も期待できないという問題があった。 Furthermore, a fluorene polymer called TFB has been known as a typical hole transport material in organic EL devices using polymer materials (see Patent Documents 6 to 7). However, since TFB has insufficient hole transporting properties and insufficient electron blocking properties, there is a problem in that some electrons pass through the light emitting layer, making it impossible to expect improvement in luminous efficiency. Furthermore, since the film adhesion with adjacent layers is low, there is a problem in that it cannot be expected to extend the life of the device.

特開2005-272834号公報Japanese Patent Application Publication No. 2005-272834 特開2007-119763号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-119763 特開2007-162009号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-162009 特開2007-177225号公報Japanese Patent Application Publication No. 2007-177225 国際公開第2005/049546号International Publication No. 2005/049546 特許第4375820号公報Patent No. 4375820 国際公開第2005/059951号International Publication No. 2005/059951

本発明の目的は、正孔の注入・輸送性能に優れ、電子阻止能力を有し、薄膜状態での安定性が高い高分子材料を提供することにある。更に、前記高分子材料により形成された有機層(薄膜)を有しており、発光効率が高く、長寿命な有機EL素子を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polymer material that has excellent hole injection and transport performance, has electron blocking ability, and is highly stable in a thin film state. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an organic EL element that has an organic layer (thin film) formed of the polymeric material, has high luminous efficiency, and has a long life.

本発明者らは、分子主鎖にフルオレン環を有するトリアリールアミン構造単位を含む高分子量化合物が高い正孔注入・輸送能力を有し、さらにワイドギャップ化も期待できることに着目し、種々のトリアリールアミン構造単位を含む高分子量化合物を合成して検討した結果、本発明を完成するに至った。 The present inventors focused on the fact that high molecular weight compounds containing a triarylamine structural unit with a fluorene ring in the molecular main chain have high hole injection and transport ability, and are also expected to have a wide gap. As a result of synthesizing and studying a high molecular weight compound containing a lylamine structural unit, the present invention was completed.

すなわち、本発明は以下に記載する通りである。 That is, the present invention is as described below.

[1]下記一般式(1)で表される繰り返し単位A、および下記一般式(2)で表される繰り返し単位Bを含み、ポリスチレン換算で10,000以上1,000,000未満の重量平均分子量を有している高分子量化合物。 [1] Contains repeating unit A represented by the following general formula (1) and repeating unit B represented by the following general formula (2), and has a weight average of 10,000 or more and less than 1,000,000 in terms of polystyrene. A high molecular weight compound that has a molecular weight.

式中、
およびRは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、または炭素数が40以下である、アルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、もしくはアリールオキシ基を示す。
a、bおよびcは、以下の整数である。
a=0、1、2または3
b=0、1、2、3または4
c=0または1
は、それぞれ独立に、炭素数が3~40である、アルキル基、アルキルオキシ基、またはシクロアルキル基を示す。
Lは、フェニレン基を示し、nは0~3の整数を示す。
Xは、それぞれ独立に、水素原子、アミノ基、1価のアリール基、または1価のヘテロアリール基を示す。
Yは、酸素原子(O)、硫黄原子(S)、または下記式(3)で示される基である。
During the ceremony,
R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, or an alkyl group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, or a cycloalkyloxy group having 40 or less carbon atoms. group, alkenyl group, or aryloxy group.
a, b and c are the following integers.
a=0, 1, 2 or 3
b=0, 1, 2, 3 or 4
c=0 or 1
R 2 each independently represents an alkyl group, an alkyloxy group, or a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms.
L represents a phenylene group, and n represents an integer of 0 to 3.
Each X independently represents a hydrogen atom, an amino group, a monovalent aryl group, or a monovalent heteroaryl group.
Y is an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), or a group represented by the following formula (3).

式中のRは、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のアルキル基を示す。 R 4 in the formula represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted alkyl group.

[2] 前記一般式(1)および(2)において、RおよびRが水素原子である[1]に記載の高分子量化合物。 [2] The high molecular weight compound according to [1], wherein in the general formulas (1) and (2), R 1 and R 3 are hydrogen atoms.

[3]前記一般式(1)において、Rが炭素数3~40のアルキル基である[1]または[2]に記載の高分子量化合物。 [3] The high molecular weight compound according to [1] or [2], wherein in the general formula (1), R 2 is an alkyl group having 3 to 40 carbon atoms.

[4]前記一般式(1)および(2)において、Xがジフェニルアミノ基、フェニル基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、またはアクリジニル基である[1]または[2]に記載の高分子量化合物。 [4] In the general formulas (1) and (2), X is a diphenylamino group, a phenyl group, a naphthyl group, a dibenzofuranyl group, a dibenzothienyl group, a phenanthrenyl group, a fluorenyl group, a carbazolyl group, an indenocarbazolyl group. The high molecular weight compound according to [1] or [2], which is a group or an acridinyl group.

[5]下記一般式(4)で表される、熱架橋性構造単位Qを有する繰り返し単位を含む[1]または[2]に記載の高分子量化合物。 [5] The high molecular weight compound according to [1] or [2], which contains a repeating unit having a thermally crosslinkable structural unit Q, represented by the following general formula (4).

式中、
、Xおよびaは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。
During the ceremony,
R 3 , X and a all have the same definition as shown in general formula (1).

[6]前記一般式(4)において、熱架橋性構造単位Qが、下記一般式(5a)~(5af)に示す構造である[5]に記載の高分子量化合物。 [6] The high molecular weight compound according to [5], wherein in the general formula (4), the thermally crosslinkable structural unit Q has a structure shown in the following general formulas (5a) to (5af).

前記一般式(5a)~(5af)中のR、R、aおよびbは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。 R 1 , R 2 , a and b in the above general formulas (5a) to (5af) all have the same definition as shown in general formula (1).

[7]一対の電極とその間に挟まれた有機層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層が[1]または[2]に記載の高分子量化合物を構成材料として用いたものである有機エレクトロルミネッセンス素子。 [7] An organic electroluminescent device having a pair of electrodes and an organic layer sandwiched between them, wherein the organic layer uses the high molecular weight compound according to [1] or [2] as a constituent material. Electroluminescent element.

[8]前記有機層が正孔輸送層である、[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [8] The organic electroluminescent device according to [7], wherein the organic layer is a hole transport layer.

[9]前記有機層が電子阻止層である、[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [9] The organic electroluminescent device according to [7], wherein the organic layer is an electron blocking layer.

[10]前記有機層が正孔注入層である、[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [10] The organic electroluminescent device according to [7], wherein the organic layer is a hole injection layer.

[11]前記有機層が発光層である、[7]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 [11] The organic electroluminescent device according to [7], wherein the organic layer is a light emitting layer.

上述した本発明の高分子量化合物は、
(1)正孔の注入特性が良い、
(2)正孔の移動度が大きい、
(3)ワイドギャップであり、電子阻止能力に優れる、
という特性を有している。
The above-mentioned high molecular weight compound of the present invention is
(1) Good hole injection characteristics
(2) High hole mobility
(3) Wide gap and excellent electron blocking ability.
It has the following characteristics.

このような高分子量化合物により形成された有機層は、正孔輸送層、電子阻止層、正孔注入層または発光層として用いるのが好適であり、前記有機層を用いた有機EL素子は、
(1)発光効率および電力効率が高い、
(2)実用駆動電圧が低い、
(3)長寿命である、
という利点を有している。
An organic layer formed of such a high molecular weight compound is preferably used as a hole transport layer, an electron blocking layer, a hole injection layer, or a light emitting layer, and an organic EL device using the organic layer includes:
(1) High luminous efficiency and power efficiency;
(2) Practical driving voltage is low.
(3) Has a long lifespan;
It has the advantage of

すなわち、本発明の高分子量化合物は、正孔輸送能力が高く、電子阻止能力に優れているため、塗布型有機EL素子用の化合物として優れている。該化合物を用いて塗布型有機EL素子を作製することにより、高い発光効率および電力効率を得ることができると共に、耐久性を改善させることができる。 That is, the high molecular weight compound of the present invention has high hole transport ability and excellent electron blocking ability, so it is excellent as a compound for coating type organic EL devices. By producing a coated organic EL device using this compound, high luminous efficiency and power efficiency can be obtained, and durability can be improved.

本発明の一般式(1)で表される繰り返し単位Aとして好適な繰り返し単位1-1~1-6の化学構造Chemical structure of repeating units 1-1 to 1-6 suitable as repeating unit A represented by general formula (1) of the present invention 本発明の一般式(1)で表される繰り返し単位Aとして好適な繰り返し単位1-7~1-12の化学構造Chemical structure of repeating units 1-7 to 1-12 suitable as repeating unit A represented by general formula (1) of the present invention 本発明の一般式(1)で表される繰り返し単位Aとして好適な繰り返し単位1-13~1-18の化学構造Chemical structure of repeating units 1-13 to 1-18 suitable as repeating unit A represented by general formula (1) of the present invention 本発明の一般式(1)で表される繰り返し単位Aとして好適な繰り返し単位1-19~1-24の化学構造Chemical structure of repeating units 1-19 to 1-24 suitable as repeating unit A represented by general formula (1) of the present invention 本発明の一般式(1)で表される繰り返し単位Aとして好適な繰り返し単位1-25~1-28の化学構造Chemical structure of repeating units 1-25 to 1-28 suitable as repeating unit A represented by general formula (1) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-1~2-6の化学構造Chemical structure of repeating units 2-1 to 2-6 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-7~2-12の化学構造Chemical structure of repeating units 2-7 to 2-12 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-13~2-18の化学構造Chemical structure of repeating units 2-13 to 2-18 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-19~2-24の化学構造Chemical structure of repeating units 2-19 to 2-24 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-25~2-30の化学構造Chemical structure of repeating units 2-25 to 2-30 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-31~2-36の化学構造Chemical structure of repeating units 2-31 to 2-36 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-37~2-42の化学構造Chemical structure of repeating units 2-37 to 2-42 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-43~2-48の化学構造Chemical structure of repeating units 2-43 to 2-48 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-49~2-54の化学構造Chemical structure of repeating units 2-49 to 2-54 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-55~2-60の化学構造Chemical structure of repeating units 2-55 to 2-60 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-61~2-66の化学構造Chemical structure of repeating units 2-61 to 2-66 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明の一般式(2)で表される繰り返し単位Bとして好適な繰り返し単位2-67~2-68の化学構造Chemical structure of repeating units 2-67 to 2-68 suitable as repeating unit B represented by general formula (2) of the present invention 本発明において、一般式(1)、一般式(2)および一般式(4)中のXとして好適な置換基1~24の化学構造In the present invention, chemical structures of substituents 1 to 24 suitable as X in general formula (1), general formula (2) and general formula (4) 本発明において、一般式(1)、一般式(2)および一般式(4)中のXとして好適な置換基25~48の化学構造In the present invention, chemical structures of substituents 25 to 48 suitable as X in general formula (1), general formula (2) and general formula (4) 本発明の有機EL素子の層構成の例Example of layer structure of organic EL element of the present invention 実施例1の高分子量化合物IのH-NMRチャート 1H -NMR chart of high molecular weight compound I of Example 1

<繰り返し単位Aおよび繰り返し単位B>
本発明の高分子量化合物は、下記一般式(1)で表される繰り返し単位A、および下記一般式(2)で表される繰り返し単位Bを含む。
<Repeat unit A and repeat unit B>
The high molecular weight compound of the present invention includes a repeating unit A represented by the following general formula (1) and a repeating unit B represented by the following general formula (2).

式中、
およびRは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、または炭素数が40以下である、アルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、もしくはアリールオキシ基を示す。
a、bおよびcは、以下の整数である。
a=0、1、2または3
b=0、1、2、3または4
c=0または1
は、それぞれ独立に、炭素数が3~40である、アルキル基、アルキルオキシ基、またはシクロアルキル基を示す。
Lは、フェニレン基を示し、nは0~3の整数を示す。
Xは、それぞれ独立に、水素原子、アミノ基、1価のアリール基、または1価のヘテロアリール基を示す。
Yは、酸素原子(O)、硫黄原子(S)、または下記式(3)で示される基である。
During the ceremony,
R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, or an alkyl group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, or a cycloalkyloxy group having 40 or less carbon atoms. group, alkenyl group, or aryloxy group.
a, b and c are the following integers.
a=0, 1, 2 or 3
b=0, 1, 2, 3 or 4
c=0 or 1
R 2 each independently represents an alkyl group, an alkyloxy group, or a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms.
L represents a phenylene group, and n represents an integer of 0 to 3.
Each X independently represents a hydrogen atom, an amino group, a monovalent aryl group, or a monovalent heteroaryl group.
Y is an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), or a group represented by the following formula (3).

式中のRは、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のアルキル基を示す。 R 4 in the formula represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted alkyl group.

前記一般式(1)および(2)中のRおよびRで表されるハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子等が挙げられる。
前記RおよびRで表される、炭素数が40以下である、アルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、およびアリールオキシ基としては、それぞれ、炭素数1~8のアルキル基、炭素数1~8のアルキルオキシ基、炭素数5~10のシクロアルキル基、炭素数5~10のシクロアルキルオキシ基、炭素数2~6のアルケニル基、および炭素数6~10のアリールオキシ基が好ましい。
Examples of the halogen atom represented by R 1 and R 3 in the general formulas (1) and (2) include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, and the like.
The alkyl group, alkyloxy group, cycloalkyl group, cycloalkyloxy group, alkenyl group, and aryloxy group having 40 or less carbon atoms, represented by R 1 and R 3 above, each have 1 carbon number. -8 alkyl group, C1-8 alkyloxy group, C5-10 cycloalkyl group, C5-10 cycloalkyloxy group, C2-6 alkenyl group, and C6 ~10 aryloxy groups are preferred.

前記のアルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、およびアリールオキシ基としては、以下の基を例示することができる。
アルキル基(炭素数が1~8);メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、イソへキシル基、ネオへキシル基、n-ヘプチル基、イソへプチル基、ネオへプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ネオオクチル基等。
アルキルオキシ基(炭素数が1~8);メチルオキシ基、エチルオキシ基、n-プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、n-ブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、n-ペンチルオキシ基、n-ヘキシルオキシ基、n-ヘプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基等。
シクロアルキル基(炭素数が5~10);シクロペンチル基、シクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基等。
シクロアルキルオキシ基(炭素数が5~10);シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、1-アダマンチルオキシ基、2-アダマンチルオキシ基等。
アルケニル基(炭素数が2~6);ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基等。
アリールオキシ基(炭素数が6~10);フェニルオキシ基、トリルオキシ基等。
Examples of the alkyl group, alkyloxy group, cycloalkyl group, cycloalkyloxy group, alkenyl group, and aryloxy group include the following groups.
Alkyl group (1 to 8 carbon atoms); methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, n -Hexyl group, isohexyl group, neohexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, neoheptyl group, n-octyl group, isooctyl group, neooctyl group, etc.
Alkyloxy group (1 to 8 carbon atoms); methyloxy group, ethyloxy group, n-propyloxy group, isopropyloxy group, n-butyloxy group, tert-butyloxy group, n-pentyloxy group, n-hexyloxy group , n-heptyloxy group, n-octyloxy group, etc.
Cycloalkyl group (having 5 to 10 carbon atoms); cyclopentyl group, cyclohexyl group, 1-adamantyl group, 2-adamantyl group, etc.
Cycloalkyloxy group (having 5 to 10 carbon atoms); cyclopentyloxy group, cyclohexyloxy group, cycloheptyloxy group, cyclooctyloxy group, 1-adamantyloxy group, 2-adamantyloxy group, etc.
Alkenyl group (having 2 to 6 carbon atoms); vinyl group, allyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group, etc.
Aryloxy group (having 6 to 10 carbon atoms); phenyloxy group, tolyloxy group, etc.

本発明の高分子量化合物においては、合成が容易であるため、前記一般式(1)中のRと前記一般式(2)中のRとが同じ基であることが好ましい。
また、前記一般式(1)および(2)中のRおよびRが全て水素原子であることが好ましい。
In the high molecular weight compound of the present invention, R 3 in the general formula (1) and R 3 in the general formula (2) are preferably the same group because synthesis is easy.
Further, it is preferable that R 1 and R 3 in the general formulas (1) and (2) are all hydrogen atoms.

前記一般式(1)中のRで表される、炭素数3~40であるアルキル基、アルキルオキシ基、およびシクロアルキル基の例としては、上述した基と同様の基が挙げられる。 Examples of the alkyl group, alkyloxy group, and cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms represented by R 2 in the general formula (1) include the same groups as mentioned above.

本発明の高分子量化合物においては、溶解性を高めるため、Rが炭素数3~40のアルキル基であることが好ましく、炭素数3~10のアルキル基であることがより好ましく、n-ヘキシル基またはn-オクチル基であることが最も好適である。 In the high molecular weight compound of the present invention, in order to improve solubility, R 2 is preferably an alkyl group having 3 to 40 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and n-hexyl most preferably a group or an n-octyl group.

前記一般式(1)および(2)中のXで表される1価のアリール基、および1価のヘテロアリール基としては、以下の基を例示することができる。
アリール基;フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基等。
ヘテロアリール基;ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、フリル基、ピロリル基、チエニル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、ナフチリジニル基、フェナントロリニル基、アクリジニル基、カルボリニル基等。
As the monovalent aryl group and monovalent heteroaryl group represented by X in the general formulas (1) and (2), the following groups can be exemplified.
Aryl group; phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group, indenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, etc.
Heteroaryl group; pyridyl group, pyrimidinyl group, triazinyl group, furyl group, pyrrolyl group, thienyl group, quinolyl group, isoquinolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, indolyl group, carbazolyl group, indenocarbazolyl group, benzoxane Zolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, naphthyridinyl group, phenanthrolinyl group, acridinyl group, carbolinyl group, etc.

また、前記のアミノ基、アリール基およびヘテロアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、重水素原子、シアノ基、ニトロ基などに加え、以下の基を挙げることができる。
ハロゲン原子、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子;
アルキル基、特に炭素数が1~8のもの、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、n-ヘキシル基、イソへキシル基、ネオへキシル基、n-ヘプチル基、イソへプチル基、ネオへプチル基、n-オクチル基、イソオクチル基、ネオオクチル基;
アルキルオキシ基、特に炭素数1~8のもの、例えば、メチルオキシ基、エチルオキシ基、プロピルオキシ基;
アルケニル基、例えば、ビニル基、アリル基;
アリールオキシ基、例えば、フェニルオキシ基、トリルオキシ基;
アリール基、例えば、フェニル基、ビフェニリル基、ターフェニリル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、インデニル基、ピレニル基、ペリレニル基、フルオランテニル基、トリフェニレニル基;
ヘテロアリール基、例えば、ピリジル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、チエニル基、フリル基、ピロリル基、キノリル基、イソキノリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、インドリル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、キノキサリニル基、ベンゾイミダゾリル基、ピラゾリル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、カルボリニル基;
アリールビニル基、例えば、スチリル基、ナフチルビニル基;
アシル基、例えば、アセチル基、ベンゾイル基。
Moreover, the above-mentioned amino group, aryl group and heteroaryl group may have a substituent. Examples of the substituent include a deuterium atom, a cyano group, a nitro group, and the following groups.
Halogen atoms, such as fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms, iodine atoms;
Alkyl groups, especially those having 1 to 8 carbon atoms, such as methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, Neopentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, neohexyl group, n-heptyl group, isoheptyl group, neoheptyl group, n-octyl group, isooctyl group, neooctyl group;
Alkyloxy groups, especially those with 1 to 8 carbon atoms, such as methyloxy, ethyloxy, propyloxy groups;
Alkenyl groups, such as vinyl groups, allyl groups;
Aryloxy group, such as phenyloxy group, tolyloxy group;
Aryl groups, such as phenyl group, biphenylyl group, terphenylyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthrenyl group, fluorenyl group, indenyl group, pyrenyl group, perylenyl group, fluoranthenyl group, triphenylenyl group;
Heteroaryl groups, such as pyridyl groups, pyrimidinyl groups, triazinyl groups, thienyl groups, furyl groups, pyrrolyl groups, quinolyl groups, isoquinolyl groups, benzofuranyl groups, benzothienyl groups, indolyl groups, carbazolyl groups, indenocarbazolyl groups, Benzoxazolyl group, benzothiazolyl group, quinoxalinyl group, benzimidazolyl group, pyrazolyl group, dibenzofuranyl group, dibenzothienyl group, carbolinyl group;
Aryl vinyl groups, such as styryl groups, naphthyl vinyl groups;
Acyl groups, such as acetyl and benzoyl groups.

また、これらの置換基は、前記で例示した置換基をさらに有していてもよい。
さらに、これらの置換基は、それぞれ独立して存在していることが好ましいが、これらの置換基同士が、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子または硫黄原子を介して、互いに結合して環を形成していてもよい。
Moreover, these substituents may further have the substituents exemplified above.
Furthermore, it is preferable that these substituents exist independently, but if these substituents exist through a single bond, a methylene group that may have a substituent, an oxygen atom, or a sulfur atom, may be bonded to each other to form a ring.

例えば、前記のアリール基やヘテロアリール基は、置換基としてフェニル基を有していてもよく、このフェニル基は、さらに置換基としてフェニル基を有していてもよい。即ち、アリール基を例に取ると、このアリール基は、ビフェニリル基、ターフェニリル基、トリフェニレニル基であってもよい。 For example, the above-mentioned aryl group or heteroaryl group may have a phenyl group as a substituent, and this phenyl group may further have a phenyl group as a substituent. That is, taking an aryl group as an example, this aryl group may be a biphenylyl group, a terphenylyl group, or a triphenylenyl group.

本発明の高分子量化合物においては、合成が容易であるため、前記一般式(1)中のXと前記一般式(2)中のXとが同じ基であることが好ましく、Xが全て水素原子であることがより好ましい。 In the high molecular weight compound of the present invention, since synthesis is easy, it is preferable that X in the general formula (1) and X in the general formula (2) are the same group, and all Xs are hydrogen atoms. It is more preferable that

前記一般式(1)中のLで表されるフェニレン基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、上述のXが有していてもよい置換基と同様の基が挙げられ、これらの置換基はさらに置換基を有していてもよい。 The phenylene group represented by L in the general formula (1) may have a substituent. Examples of the substituent include the same substituents as the above-mentioned substituents that X may have, and these substituents may further have a substituent.

前記一般式(1)中のnはLの数を示す。本発明の高分子量化合物においては、正孔の注入・輸送性能、電子阻止能力および薄膜の安定性の点から、nが0または1であることが好ましい。 n in the general formula (1) represents the number of L. In the high molecular weight compound of the present invention, n is preferably 0 or 1 from the viewpoint of hole injection/transport performance, electron blocking ability, and thin film stability.

前記一般式(2)において、Yは酸素原子(O)、硫黄原子(S)、または下記式(3)で示される基である。 In the general formula (2), Y is an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), or a group represented by the following formula (3).

式中のRは、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のアルキル基を示す。 R 4 in the formula represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted alkyl group.

前記Rで表されるアルキル基の例としては、上述した基と同様の基が挙げられる。また、アリール基の例としては、上述した基と同様の基が挙げられる。 Examples of the alkyl group represented by R 4 include the same groups as mentioned above. Furthermore, examples of the aryl group include the same groups as those mentioned above.

本発明の高分子量化合物においては、正孔の注入・輸送性能、電子阻止能力および薄膜の安定性の点から、Yが酸素原子(O)であることが好ましい。 In the high molecular weight compound of the present invention, Y is preferably an oxygen atom (O) from the viewpoints of hole injection/transport performance, electron blocking ability, and thin film stability.

本発明において、上述した一般式(1)で表される繰り返し単位Aの具体例を、図1から図5に、繰り返し単位1-1~1-28として示した。また、上述した一般式(2)で表される繰り返し単位Bの具体例を、図6から図17に、繰り返し単位2-1~2-68として示した。尚、図1から図17に示された化学構造において、破線は、隣接する繰り返し単位への結合手を示し、環から延びている先端がフリーの実線は、そのフリーの先端がメチル基であることを示している。繰り返し単位として、好ましい具体例を示したが、本発明で用いられる繰り返し単位はこれらの例に限定されるものではない。 In the present invention, specific examples of the repeating unit A represented by the above-mentioned general formula (1) are shown in FIGS. 1 to 5 as repeating units 1-1 to 1-28. Further, specific examples of the repeating unit B represented by the above-mentioned general formula (2) are shown as repeating units 2-1 to 2-68 in FIGS. 6 to 17. In the chemical structures shown in FIGS. 1 to 17, the broken lines indicate bonds to adjacent repeating units, and the solid lines with free tips extending from the ring indicate that the free tips are methyl groups. It is shown that. Although preferred specific examples of repeating units are shown, the repeating units used in the present invention are not limited to these examples.

また、本発明において、上述した一般式(1)、一般式(2)および一般式(4)中のXの具体例を、図18と図19に、置換基1~48として示した。尚、図18と図19に示された化学式において、波線は、結合箇所であることを示している。置換基として、好ましい具体例を示したが、本発明で用いられるXはこれらの例に限定されるものではない。 Further, in the present invention, specific examples of X in the above-mentioned general formulas (1), general formulas (2) and general formulas (4) are shown as substituents 1 to 48 in FIGS. 18 and 19. In the chemical formulas shown in FIGS. 18 and 19, the wavy lines indicate bonding locations. Although preferable specific examples of the substituents are shown, X used in the present invention is not limited to these examples.

<高分子量化合物>
上述した一般式(1)および一般式(2)で表される繰り返し単位を含む本発明の高分子量化合物は、正孔の注入特性、正孔の移動度、電子阻止能力、薄膜安定性、耐熱性等の特性をより高め且つ成膜性を確保するという観点から、GPCで測定したポリスチレン換算での重量平均分子量が10,000以上1,000,000未満であることが好ましく、10,000以上500,000未満であることがより好ましく、10,000以上300,000未満の範囲であることがさらに好ましい。
<High molecular weight compound>
The high molecular weight compound of the present invention containing repeating units represented by the general formulas (1) and (2) described above has good hole injection properties, hole mobility, electron blocking ability, thin film stability, and heat resistance. From the viewpoint of further enhancing properties such as properties and ensuring film formability, it is preferable that the weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC is 10,000 or more and less than 1,000,000, and 10,000 or more. It is more preferably less than 500,000, and even more preferably in the range of 10,000 or more and less than 300,000.

本発明の高分子量化合物は、熱架橋性を高めるため、下記一般式(4)で表される、熱架橋性構造単位Qを有する繰り返し単位を含むことが好ましい。 The high molecular weight compound of the present invention preferably contains a repeating unit having a thermally crosslinkable structural unit Q represented by the following general formula (4) in order to improve thermally crosslinkable properties.

式中、
、Xおよびaは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。
During the ceremony,
R 3 , X and a all have the same definition as shown in general formula (1).

本発明の高分子量化合物においては、合成が容易であるため、前記一般式(4)中のRは、前記一般式(1)および(2)中のRと同じ基であることが好ましく、また前記一般式(4)中のXは、前記一般式(1)および(2)中のXと同じ基であることが好ましい。 In the high molecular weight compound of the present invention, R 3 in the general formula (4) is preferably the same group as R 3 in the general formulas (1) and (2) because synthesis is easy. , X in the general formula (4) is preferably the same group as X in the general formulas (1) and (2).

熱架橋性構造単位Qの具体例としては、下記一般式(5a)~(5af)に示す構造が挙げられる。 Specific examples of the thermally crosslinkable structural unit Q include structures shown in the following general formulas (5a) to (5af).

前記一般式(5a)~(5af)中のR、R、aおよびbは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。 R 1 , R 2 , a and b in the above general formulas (5a) to (5af) all have the same definition as shown in general formula (1).

尚、前記式(5a)~(5af)において、破線は、隣接する構造単位への結合手を示し、環から延びている先端がフリーの実線は、その先端がメチル基であることを示している。 In addition, in the above formulas (5a) to (5af), a broken line indicates a bond to an adjacent structural unit, and a solid line with a free tip extending from a ring indicates that the tip is a methyl group. There is.

本発明の高分子量化合物は、繰り返し単位Aを1モル%以上、特に30モル%以上含んでいることが好ましく、このような量で繰り返し単位Aを含んでいることを条件として、繰り返し単位Bを1モル%以上、特に10~60モル%の量で含み、さらには、一般式(4)で表される繰り返し単位をQで表したとき、繰り返し単位Qを1モル%以上、特に10~20モル%の量で含んでいることが好ましく、このような条件を満足するように繰り返し単位A、BおよびQを含むことが、有機EL素子の有機層を形成する上で最も好適である。 The high molecular weight compound of the present invention preferably contains repeating unit A in an amount of 1 mol% or more, particularly 30 mol% or more. 1 mol% or more, especially 10 to 60 mol%, and furthermore, when the repeating unit represented by general formula (4) is represented by Q, the repeating unit Q is 1 mol% or more, especially 10 to 20 It is preferable that the repeating units A, B, and Q are contained in an amount of mol %, and it is most suitable for forming an organic layer of an organic EL element to contain repeating units A, B, and Q so as to satisfy such conditions.

本発明の高分子量化合物は、スズキ重合反応またはHARTWIG-BUCHWALD重合反応により、それぞれC-C結合またはC-N結合を形成して各構造単位を連鎖することにより合成される。即ち、各構造単位を有する単位化合物を用意し、この単位化合物を適宜ホウ酸エステル化またはハロゲン化し、適宜の触媒を使用して重縮合反応することにより、本発明の高分子量化合物を合成することができる。 The high molecular weight compound of the present invention is synthesized by linking each structural unit by forming a C--C bond or a C--N bond, respectively, by a Suzuki polymerization reaction or a HARTWIG-BUCHWALD polymerization reaction. That is, the high molecular weight compound of the present invention is synthesized by preparing a unit compound having each structural unit, appropriately boric acid esterifying or halogenating the unit compound, and performing a polycondensation reaction using an appropriate catalyst. Can be done.

例えば、繰り返し単位Aを60モル%、繰り返し単位Bを30モル%、繰り返し単位Qを10モル%で含む高分子量化合物は、下記一般式(5)で表されるものである。 For example, a high molecular weight compound containing 60 mol% of repeating unit A, 30 mol% of repeating unit B, and 10 mol% of repeating unit Q is represented by the following general formula (5).

本発明の高分子量化合物は、ベンゼン、トルエン、キシレン、アニソールなどの芳香族系有機溶媒に溶解させて塗布液を調製し、この塗布液を所定の基材上にコーティングし、加熱乾燥することにより、正孔注入性、正孔輸送性、電子阻止性などの特性に優れた薄膜を形成することができる。得られる薄膜は耐熱性も良好であり、さらには他の層との密着性も良好である。 The high molecular weight compound of the present invention can be prepared by dissolving it in an aromatic organic solvent such as benzene, toluene, xylene, anisole, etc. to prepare a coating solution, coating the coating solution on a predetermined base material, and heating and drying it. , it is possible to form a thin film with excellent properties such as hole injection properties, hole transport properties, and electron blocking properties. The resulting thin film has good heat resistance and also good adhesion to other layers.

本発明の高分子量化合物は、有機EL素子の正孔注入層および/または正孔輸送層の構成材料として使用することができる。本発明の高分子量化合物により形成された正孔注入層および正孔輸送層は、従来の材料で形成されたものに比して、正孔の注入性が高く、移動度が大きく、電子阻止性が高く、発光層内で生成した励起子を閉じ込めることができ、さらに正孔と電子が再結合する確率を向上させ、高発光効率を得ることができると共に、駆動電圧が低下して、有機EL素子の耐久性が向上するという利点を実現できる。 The high molecular weight compound of the present invention can be used as a constituent material of a hole injection layer and/or a hole transport layer of an organic EL device. The hole injection layer and hole transport layer formed using the high molecular weight compound of the present invention have higher hole injection properties, higher mobility, and electron blocking properties compared to those formed using conventional materials. It is possible to confine excitons generated in the light-emitting layer, and to improve the probability of holes and electrons recombining, resulting in high luminous efficiency and lower driving voltage. It is possible to realize the advantage that the durability of the element is improved.

また、前記のような電気特性を有する本発明の高分子量化合物は、従来の材料よりもワイドギャップであり、励起子の閉じ込めに有効なため、当然、電子阻止層や発光層にも好適に使用することができる。 Furthermore, the high molecular weight compound of the present invention having the electrical properties described above has a wider gap than conventional materials and is effective in confining excitons, so it is naturally suitable for use in electron blocking layers and light emitting layers. can do.

<有機EL素子>
上述した本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子は、例えば図20に示す構造を有している。即ち、ガラス基板1(透明樹脂基板など、他の透明基板であってもよい)の上に、透明陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層5、発光層6、電子輸送層7および陰極8が設けられている。
<Organic EL element>
An organic EL element including an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention described above has a structure shown in FIG. 20, for example. That is, on a glass substrate 1 (which may be another transparent substrate such as a transparent resin substrate), a transparent anode 2, a hole injection layer 3, a hole transport layer 4, an electron blocking layer 5, a light emitting layer 6, An electron transport layer 7 and a cathode 8 are provided.

勿論、本発明の高分子量化合物が適用される有機EL素子は、前記の層構造に限定されるものではなく、発光層6と電子輸送層7との間に正孔阻止層を設けることができ、さらには、陰極8と電子輸送層7との間に電子注入層を設けることもできる。さらに、いくつかの層を省略することもできる。例えば、基板1上に、陽極2、正孔輸送層4、発光層6、電子輸送層7および陰極8を設けたシンプルな層構造とすることもできる。また、同一の機能を有する層を重ねた2層構造とすることも可能である。 Of course, the organic EL device to which the high molecular weight compound of the present invention is applied is not limited to the above layer structure, and a hole blocking layer can be provided between the light emitting layer 6 and the electron transport layer 7. Furthermore, an electron injection layer may be provided between the cathode 8 and the electron transport layer 7. Furthermore, some layers can also be omitted. For example, a simple layered structure in which an anode 2, a hole transport layer 4, a light emitting layer 6, an electron transport layer 7, and a cathode 8 are provided on the substrate 1 may be used. It is also possible to have a two-layer structure in which layers having the same function are stacked.

本発明の高分子量化合物は、その正孔注入性や正孔輸送性などの特性を活かして、前記の陽極2と陰極8との間に設けられる有機層(例えば、正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層5または発光層6)の形成材料として好適に使用される。 The high molecular weight compound of the present invention takes advantage of its properties such as hole injection and hole transport properties to provide an organic layer (for example, hole injection layer 3, positive It is suitably used as a material for forming the hole transport layer 4, electron blocking layer 5 or light emitting layer 6).

前記の有機EL素子において、透明陽極2は、それ自体公知の電極材料で形成されていてよく、ITOや金のような仕事関数の大きな電極材料を基板1(ガラス基板等の透明基板)の上に蒸着することにより形成される。 In the organic EL element described above, the transparent anode 2 may be formed of a known electrode material, and an electrode material with a high work function such as ITO or gold is formed on the substrate 1 (a transparent substrate such as a glass substrate). It is formed by vapor deposition.

また、透明陽極2上に設けられている正孔注入層3は、本発明の高分子量化合物を、例えばトルエン、キシレン、アニソールなどの芳香族系有機溶媒に溶解させた塗布液を用いて形成することができる。即ち、この塗布液を、スピンコート、インクジェットなどにより、透明陽極2上にコーティングすることにより、正孔注入層3を形成することができる。 Further, the hole injection layer 3 provided on the transparent anode 2 is formed using a coating liquid in which the high molecular weight compound of the present invention is dissolved in an aromatic organic solvent such as toluene, xylene, or anisole. be able to. That is, the hole injection layer 3 can be formed by coating the transparent anode 2 with this coating liquid by spin coating, inkjet, or the like.

また、本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、前記の正孔注入層3は本発明の高分子量化合物を用いずに、従来公知の材料、例えば以下の材料を用いて形成することもできる。
銅フタロシアニンに代表されるポルフィリン化合物;
スターバースト型のトリフェニルアミン誘導体;
単結合またはヘテロ原子を含まない2価基で連結した構造を有するアリールアミン(例えば、トリフェニルアミン3量体および4量体);
ヘキサシアノアザトリフェニレンのようなアクセプター性の複素環化合物;
塗布型の高分子材料、例えばポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)、ポリ(スチレンスルフォネート)(PSS)等。
In addition, in an organic EL device having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the hole injection layer 3 may be made of a conventionally known material, such as the following, without using the high molecular weight compound of the present invention. It can also be formed using the following materials.
Porphyrin compounds represented by copper phthalocyanine;
Starburst type triphenylamine derivative;
Arylamines having a structure connected by a single bond or a divalent group containing no heteroatoms (e.g., triphenylamine trimers and tetramers);
Acceptor heterocyclic compounds such as hexacyanoazatriphenylene;
Coating type polymeric materials, such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), poly(styrene sulfonate) (PSS), etc.

このような材料を用いての層(薄膜)の形成は、蒸着法や、スピンコート法やインクジェット法などによるコーティングにより成膜することができる。これらは、他の層についても同様であり、膜形成材料の種類に応じて、蒸着法やコーティング法により成膜が行われる。 A layer (thin film) using such a material can be formed by coating using a vapor deposition method, a spin coating method, an inkjet method, or the like. The same applies to other layers, and the film is formed by a vapor deposition method or a coating method depending on the type of film-forming material.

前記の正孔注入層3の上に設けられている正孔輸送層4も、正孔注入層3と同様、本発明の高分子量化合物を用いてのスピンコートやインクジェットなどによるコーティングによって形成することができる。 Similarly to the hole injection layer 3, the hole transport layer 4 provided on the hole injection layer 3 may also be formed by spin coating, inkjet coating, etc. using the high molecular weight compound of the present invention. Can be done.

また、本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、従来公知の正孔輸送材料を用いて正孔輸送層4を形成することもできる。このような正孔輸送材料として代表的なものは、次のとおりである。
ベンジジン誘導体、例えば、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)ベンジジン(以下、TPDと略す);N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(α-ナフチル)ベンジジン(以下、NPDと略す);N,N,N’,N’-テトラビフェニリルベンジジン。
アミン系誘導体、例えば、1,1-ビス[4-(ジ-4-トリルアミノ)フェニル]シクロヘキサン(以下、TAPCと略す)。
種々のトリフェニルアミン3量体および4量体。
正孔注入層用としても使用される塗布型高分子材料。
Further, in an organic EL element including an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the hole transport layer 4 can also be formed using a conventionally known hole transport material. Typical such hole transport materials are as follows.
Benzidine derivatives, such as N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine (hereinafter abbreviated as TPD); N,N'-diphenyl-N,N'-di(α-naphthyl) Benzidine (hereinafter abbreviated as NPD); N,N,N',N'-tetrabiphenylylbenzidine.
Amine derivatives, such as 1,1-bis[4-(di-4-tolylamino)phenyl]cyclohexane (hereinafter abbreviated as TAPC).
Various triphenylamine trimers and tetramers.
A coated polymer material that is also used as a hole injection layer.

上述した正孔輸送層の化合物は、本発明の高分子量化合物を含め、それぞれ単独で成膜してもよいが、2種以上混合して成膜することもできる。また、前記化合物の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を正孔輸送層とすることもできる。 The above-mentioned compounds for the hole transport layer, including the high molecular weight compound of the present invention, may be formed into a film alone, or two or more thereof may be mixed and formed into a film. Moreover, a plurality of layers can be formed using one or more of the above compounds, and a multilayer film in which such layers are laminated can be used as a hole transport layer.

また、図20に示す本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、正孔注入層3と正孔輸送層4とを兼ねた層とすることもでき、このような正孔注入・輸送層は、PEDOTなどの高分子材料を用いてコーティングにより形成することができる。 Further, in the organic EL element shown in FIG. 20 having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the layer can also serve as both the hole injection layer 3 and the hole transport layer 4. Such a hole injection/transport layer can be formed by coating using a polymeric material such as PEDOT.

尚、正孔輸送層4(正孔注入層3も同様)において、該層に通常使用される材料に対し、トリスブロモフェニルアミンヘキサクロルアンチモンまたはラジアレン誘導体(例えば、WO2014/009310参照)などをPドーピングしたものを使用することができる。また、TPD基本骨格を有する高分子化合物などを用いて正孔輸送層4(または正孔注入層3)を形成することができる。 In addition, in the hole transport layer 4 (same as the hole injection layer 3), trisbromophenylamine hexachloroantimony or a radialene derivative (for example, see WO2014/009310) is added to the material normally used for this layer. Doped materials can be used. Further, the hole transport layer 4 (or hole injection layer 3) can be formed using a polymer compound having a TPD basic skeleton.

さらに、図20に示すように、正孔輸送層と発光層との間に、電子阻止層を設けることができ、例えば、本発明の高分子量化合物を用いてスピンコートやインクジェットなどによるコーティングによって形成することができる。 Furthermore, as shown in FIG. 20, an electron blocking layer can be provided between the hole transport layer and the light emitting layer, and can be formed by coating with the high molecular weight compound of the present invention by spin coating, inkjet, etc. can do.

また、本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、電子阻止作用を有する公知の電子阻止性化合物、例えば、カルバゾール誘導体、またはトリフェニルシリル基を有し且つトリアリールアミン構造を有する化合物などを用いて電子阻止層を形成することもできる。代表的なものは以下の通りである。
カルバゾール誘導体、例えば、4,4’,4’’-トリ(N-カルバゾリル)トリフェニルアミン(以下、TCTAと略す);9,9-ビス[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]フルオレン;1,3-ビス(カルバゾール-9-イル)ベンゼン(以下、mCPと略す);2,2-ビス(4-カルバゾール-9-イルフェニル)アダマンタン(以下、Ad-Czと略す)。
トリアリールアミン構造を有する化合物、例えば、9-[4-(カルバゾール-9-イル)フェニル]-9-[4-(トリフェニルシリル)フェニル]-9H-フルオレン。
Further, in an organic EL device having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, a known electron blocking compound having an electron blocking effect, such as a carbazole derivative or a triphenylsilyl group, and The electron blocking layer can also be formed using a compound having a triarylamine structure. Representative ones are as follows.
Carbazole derivatives, such as 4,4',4''-tri(N-carbazolyl)triphenylamine (hereinafter abbreviated as TCTA); 9,9-bis[4-(carbazol-9-yl)phenyl]fluorene; 1,3-bis(carbazol-9-yl)benzene (hereinafter abbreviated as mCP); 2,2-bis(4-carbazol-9-ylphenyl)adamantane (hereinafter abbreviated as Ad-Cz).
A compound having a triarylamine structure, for example, 9-[4-(carbazol-9-yl)phenyl]-9-[4-(triphenylsilyl)phenyl]-9H-fluorene.

電子阻止層も、本発明の高分子量化合物を含め、それぞれ単独で成膜してもよいが、2種以上混合して成膜することもできる。また、前記化合物の1種または複数種を用いて複数の層を形成し、このような層が積層された多層膜を電子阻止層とすることもできる。 The electron blocking layer may also be formed using a single layer containing the high molecular weight compound of the present invention, or may be formed by mixing two or more of them. Alternatively, a plurality of layers may be formed using one or more of the above compounds, and a multilayer film in which such layers are laminated can be used as an electron blocking layer.

本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、発光層6は、Alqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体の他、亜鉛やベリリウム、アルミニウムなどの各種の金属錯体、アントラセン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、ピレン誘導体、オキサゾール誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体などの発光材料を用いて形成することができる。 In an organic EL device having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the light-emitting layer 6 includes a metal complex of a quinolinol derivative such as Alq3 , as well as various metal complexes such as zinc, beryllium, and aluminum. It can be formed using light-emitting materials such as metal complexes, anthracene derivatives, bisstyrylbenzene derivatives, pyrene derivatives, oxazole derivatives, and polyparaphenylenevinylene derivatives.

また、発光層6をホスト材料とドーパント材料とで構成することもできる。この場合のホスト材料として、前記の発光材料に加え、チアゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、ポリジアルキルフルオレン誘導体などを使用することができ、さらに、前述した本発明の高分子量化合物を使用することもできる。ドーパント材料としては、キナクリドン、クマリン、ルブレン、ペリレンおよびそれらの誘導体、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、アミノスチリル誘導体などを用いることができる。 Moreover, the light emitting layer 6 can also be composed of a host material and a dopant material. As the host material in this case, in addition to the above-mentioned luminescent materials, thiazole derivatives, benzimidazole derivatives, polydialkylfluorene derivatives, etc. can be used, and furthermore, the high molecular weight compound of the present invention described above can also be used. As the dopant material, quinacridone, coumarin, rubrene, perylene and derivatives thereof, benzopyran derivatives, rhodamine derivatives, aminostyryl derivatives, etc. can be used.

このような発光層6も、各発光材料の1種または2種以上を用いた単層構成とすることもできるし、複数の層を積層した多層構造とすることもできる。 Such a light emitting layer 6 can also have a single layer structure using one or more types of each light emitting material, or can have a multilayer structure in which a plurality of layers are laminated.

さらに、発光材料として燐光発光材料を使用して発光層6を形成することもできる。燐光発光材料としては、イリジウムや白金などの金属錯体の燐光発光体を使用することができる。例えば、Ir(ppy)などの緑色の燐光発光体、FIrpic、FIr6などの青色の燐光発光体、BtpIr(acac)などの赤色の燐光発光体などを用いることができ、これらの燐光発光材料は、正孔注入・輸送性のホスト材料や電子輸送性のホスト材料にドープして使用される。 Furthermore, the light emitting layer 6 can also be formed using a phosphorescent material as the light emitting material. As the phosphorescent material, a phosphorescent material of a metal complex such as iridium or platinum can be used. For example, green phosphorescent emitters such as Ir(ppy) 3 , blue phosphorescent emitters such as FIrpic and FIr6, and red phosphorescent emitters such as Btp2Ir (acac) can be used. The material is used by doping a hole injection/transport host material or an electron transport host material.

尚、燐光性の発光材料のホスト材料へのドープは濃度消光を避けるため、発光層全体に対して1~30重量パーセントの範囲で、共蒸着によってドープすることが好ましい。 Note that in order to avoid concentration quenching when doping the host material with the phosphorescent luminescent material, it is preferable to dope the host material by co-evaporation in a range of 1 to 30 weight percent based on the entire luminescent layer.

また、発光材料としてPIC-TRZ、CC2TA、PXZ-TRZ、4CzIPNなどのCDCB誘導体などの遅延蛍光を放射する材料を使用することも可能である。(Appl.Phys.Let.,98,083302(2011)、Chem.Comumm.,48,11392(2012)、Nature,492,234(2012)参照)。 Furthermore, it is also possible to use materials that emit delayed fluorescence, such as CDCB derivatives such as PIC-TRZ, CC2TA, PXZ-TRZ, and 4CzIPN, as the luminescent material. (See Appl. Phys. Let., 98, 083302 (2011), Chem. Commun., 48, 11392 (2012), Nature, 492, 234 (2012)).

本発明の高分子量化合物に、ドーパントと呼ばれている蛍光発光体、燐光発光体または遅延蛍光を放射する材料を担持させて発光層6を形成することにより、駆動電圧が低下し、発光効率が改善された有機EL素子を実現できる。 By forming the light emitting layer 6 by making the high molecular weight compound of the present invention support a fluorescent light emitter, a phosphorescent light emitter, or a material that emits delayed fluorescence called a dopant, the driving voltage is lowered and the luminous efficiency is increased. An improved organic EL device can be realized.

本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、正孔注入・輸送性のホスト材料として、本発明の高分子量化合物を用いることができる。その他に、4,4’-ジ(N-カルバゾリル)ビフェニル(以後、CBPと略称する)、TCTA、mCPなどのカルバゾール誘導体などを用いることもできる。 In an organic EL device including an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the high molecular weight compound of the present invention can be used as a host material with hole injection/transport properties. In addition, carbazole derivatives such as 4,4'-di(N-carbazolyl)biphenyl (hereinafter abbreviated as CBP), TCTA, and mCP can also be used.

また、本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、電子輸送性のホスト材料として、p-ビス(トリフェニルシリル)ベンゼン(以後、UGH2と略称する)および2,2’,2’’-(1,3,5-フェニレン)-トリス(1-フェニル-1H-ベンズイミダゾール)(以後、TPBIと略称する)などを用いることができる。 Furthermore, in an organic EL device having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, p-bis(triphenylsilyl)benzene (hereinafter abbreviated as UGH2) and 2,2',2''-(1,3,5-phenylene)-tris(1-phenyl-1H-benzimidazole) (hereinafter abbreviated as TPBI) and the like can be used.

本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、発光層6と電子輸送層7との間に設ける正孔阻止層(図20では示されていない)は、それ自体公知の正孔阻止作用を有する化合物を用いて形成することができる。このような正孔阻止作用を有する公知化合物の例としては、以下のものをあげることができる。
バソクプロイン(以後、BCPと略称する)などのフェナントロリン誘導体;
アルミニウム(III)ビス(2-メチル-8-キノリナート)-4-フェニルフェノレート(以後、BAlqと略称する)などのキノリノール誘導体の金属錯体;
各種希土類錯体;
トリアゾール誘導体;
トリアジン誘導体;
オキサジアゾール誘導体。
In an organic EL device including an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the hole blocking layer (not shown in FIG. 20) provided between the light emitting layer 6 and the electron transport layer 7 is It can be formed using a compound having a hole blocking effect that is known per se. Examples of known compounds having such a hole blocking effect include the following.
Phenanthroline derivatives such as bathocuproine (hereinafter abbreviated as BCP);
Metal complexes of quinolinol derivatives such as aluminum (III) bis(2-methyl-8-quinolinate)-4-phenylphenolate (hereinafter abbreviated as BAlq);
Various rare earth complexes;
Triazole derivative;
Triazine derivative;
Oxadiazole derivative.

これらの材料は、以下に述べる電子輸送層7の形成にも使用することができ、さらには、正孔阻止層兼電子輸送層7として使用することもできる。 These materials can be used to form the electron transport layer 7 described below, and can also be used as the hole blocking layer/electron transport layer 7.

このような正孔阻止層も、単層または多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した正孔阻止作用を有する化合物の1種または2種以上を用いて成膜される。 Such a hole blocking layer can also have a single layer or multilayer stacked structure, and each layer is formed using one or more of the compounds having the hole blocking effect described above.

本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、電子輸送層7は、それ自体公知の電子輸送性の化合物、例えば、Alq、BAlqをはじめとするキノリノール誘導体の金属錯体のほか、各種金属錯体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、カルボジイミド誘導体、キノキサリン誘導体、フェナントロリン誘導体、シロール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体などを用いて形成される。 In the organic EL device including an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the electron transport layer 7 is made of a known electron transporting compound such as a quinolinol derivative such as Alq 3 or BAlq. In addition to metal complexes of be done.

この電子輸送層7も、単層または多層の積層構造とすることができ、各層は、上述した電子輸送性化合物の1種または2種以上を用いて成膜される。 This electron transport layer 7 can also have a single layer or multilayer laminated structure, and each layer is formed using one or more of the above-mentioned electron transport compounds.

さらに、本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子において、必要に応じて設けられる電子注入層(図20では示されていない)も、それ自体公知のもの、例えば、フッ化リチウム、フッ化セシウムなどのアルカリ金属塩、フッ化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩、酸化アルミニウムなどの金属酸化物、リチウムキノリンなどの有機金属錯体などを用いて形成することができる。 Furthermore, in the organic EL device including the organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, the electron injection layer (not shown in FIG. 20) provided as necessary may also be a well-known one, For example, it can be formed using alkali metal salts such as lithium fluoride and cesium fluoride, alkaline earth metal salts such as magnesium fluoride, metal oxides such as aluminum oxide, and organometallic complexes such as lithium quinoline. .

本発明の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機EL素子の陰極8としては、アルミニウムのような仕事関数の低い電極材料、およびマグネシウム銀合金、マグネシウムインジウム合金、アルミニウムマグネシウム合金のような、より仕事関数の低い合金が電極材料として用いられる。 As the cathode 8 of an organic EL device having an organic layer formed using the high molecular weight compound of the present invention, an electrode material with a low work function such as aluminum, and magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, aluminum-magnesium alloy can be used. Alloys with lower work functions, such as, are used as electrode materials.

以上に述べたように、本発明の高分子量化合物を用いて、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、および発光層の少なくとも何れかの層を形成することにより、発光効率および電力効率が高く、実用駆動電圧が低く、発光開始電圧も低く、極めて優れた耐久性を有する有機EL素子が得られる。特に、この有機EL素子では、高い発光効率を有しながら、駆動電圧が低下し、電流耐性が改善されて、最大発光輝度が向上する。 As described above, by forming at least one of the hole injection layer, hole transport layer, electron blocking layer, and light emitting layer using the high molecular weight compound of the present invention, luminous efficiency and power can be improved. An organic EL element with high efficiency, low practical driving voltage, low emission start voltage, and extremely excellent durability can be obtained. In particular, this organic EL element has high luminous efficiency while reducing driving voltage, improving current tolerance, and increasing maximum luminance.

以下、本発明を次の実験例により説明する。
尚、以下の説明において、本発明の高分子量化合物が有する一般式(1)で表される繰り返し単位を「繰り返し単位A」、一般式(2)で表される繰り返し単位を「繰り返し単位B」、熱架橋性構造単位Qを有する一般式(4)で表される繰り返し単位を「繰り返し単位Q」として示した。
The present invention will be explained below using the following experimental examples.
In the following description, the repeating unit represented by general formula (1) possessed by the high molecular weight compound of the present invention will be referred to as "repeat unit A", and the repeating unit represented by general formula (2) will be referred to as "repeat unit B". , a repeating unit represented by the general formula (4) having a thermally crosslinkable structural unit Q is shown as a "repeat unit Q".

また、合成された化合物の精製は、カラムクロマトグラフによる精製、溶媒による晶析法によって行った。化合物の同定は、NMR分析によって行った。 Further, the synthesized compound was purified by column chromatography and solvent crystallization. Compound identification was performed by NMR analysis.

本発明の高分子量化合物を製造するために、以下の中間体1~3を合成した。 In order to produce the high molecular weight compound of the present invention, the following intermediates 1 to 3 were synthesized.

<中間体1の合成> <Synthesis of intermediate 1>

中間体1は、図1に示す繰り返し単位1-1の部分構造を導入するために用いる。 Intermediate 1 is used to introduce the partial structure of repeating unit 1-1 shown in FIG.

下記の成分を、窒素置換した反応容器に加え、30分間窒素ガスを通気した。
N,N-ビス(4-ブロモフェニル)-9,9-ジ-n-オクチル-9H-フルオレン-2-アミン:16.7g
ビス(ピナコラト)ジボロン:11.9g
酢酸カリウム:5.7g
1,4-ジオキサン:170ml
次いで、{1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウム(II)ジクロリドのジクロロメタン付加物0.19gを加えて加熱し、100℃で7時間撹拌した。室温まで冷却した後、水とトルエンを加え、分液操作を行うことによって有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をカラムクロマトグラフ(酢酸エチル/n-ヘキサン=1/20)で精製することによって、中間体1の白色粉体7.6g(収率40%)を得た。
The following components were added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was bubbled through the vessel for 30 minutes.
N,N-bis(4-bromophenyl)-9,9-di-n-octyl-9H-fluoren-2-amine: 16.7g
Bis(pinacolato)diboron: 11.9g
Potassium acetate: 5.7g
1,4-dioxane: 170ml
Next, 0.19 g of dichloromethane adduct of {1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene}palladium(II) dichloride was added, heated, and stirred at 100° C. for 7 hours. After cooling to room temperature, water and toluene were added and a liquid separation operation was performed to collect the organic layer. This organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate and then concentrated under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was purified by column chromatography (ethyl acetate/n-hexane = 1/20) to obtain 7.6 g of white powder of Intermediate 1 (yield: 40%).

<中間体2の合成> <Synthesis of intermediate 2>

中間体2は、熱架橋性構造単位Qである一般式(5e)で示す構造単位を導入するために用いる。 Intermediate 2 is used to introduce a structural unit represented by general formula (5e), which is a thermally crosslinkable structural unit Q.

下記の成分を、窒素置換した反応容器に加え、30分間窒素ガスを通気した。
N,N-ビス(4-ブロモフェニル)-N-(ベンゾシクロブテン-4-イル)-アミン:8.0g
ビス(ピナコラト)ジボロン:9.9g
酢酸カリウム:4.6g
1,4-ジオキサン:80ml
次いで、{1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウム(II)ジクロリドのジクロロメタン付加物0.3gを加えて加熱し、90℃で11時間撹拌した。室温まで冷却した後、市水とトルエンを加え、分液操作を行うことによって有機層を採取した。この有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をトルエン/メタノール=1/2により再結晶することによって、中間体2の白色粉体3.4g(収率35%)を得た。
The following components were added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was bubbled through the vessel for 30 minutes.
N,N-bis(4-bromophenyl)-N-(benzocyclobuten-4-yl)-amine: 8.0g
Bis(pinacolato)diboron: 9.9g
Potassium acetate: 4.6g
1,4-dioxane: 80ml
Next, 0.3 g of a dichloromethane adduct of {1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene}palladium(II) dichloride was added, heated, and stirred at 90° C. for 11 hours. After cooling to room temperature, city water and toluene were added, and an organic layer was collected by performing a liquid separation operation. This organic layer was dehydrated with anhydrous magnesium sulfate and then concentrated under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was recrystallized from toluene/methanol=1/2 to obtain 3.4 g (yield: 35%) of a white powder of Intermediate 2.

<中間体3の合成> <Synthesis of intermediate 3>

中間体3は、図6に示す繰り返し単位2-1の部分構造を導入するために用いる。 Intermediate 3 is used to introduce the partial structure of repeating unit 2-1 shown in FIG.

下記の成分を、窒素置換した反応容器に加え、30分間窒素ガスを通気した。
ビス(p-ブロモフェニル)-2-ジベンゾフランアミン:32.0g
ビス(ピナコラト)ジボロン:34.6g
酢酸カリウム:19.1g
1,4-ジオキサン:150ml
次いで、{1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン}パラジウム(II)ジクロリドのジクロロメタン付加物0.5gを加えて加熱し、100℃で13時間撹拌した。室温まで冷却した後、市水とクロロホルムを加え、分液操作を行うことによって有機層を採取した。この有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗製物を得た。粗製物をトルエン/メタノール=1/1により再結晶することによって、中間体3の類白色粉体18.6g(収率48%)を得た。
The following components were added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was bubbled through the vessel for 30 minutes.
Bis(p-bromophenyl)-2-dibenzofuranamine: 32.0g
Bis(pinacolato)diboron: 34.6g
Potassium acetate: 19.1g
1,4-dioxane: 150ml
Next, 0.5 g of dichloromethane adduct of {1,1'-bis(diphenylphosphino)ferrocene}palladium(II) dichloride was added, heated, and stirred at 100° C. for 13 hours. After cooling to room temperature, city water and chloroform were added, and an organic layer was collected by performing a liquid separation operation. This organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and then concentrated under reduced pressure to obtain a crude product. The crude product was recrystallized with toluene/methanol=1/1 to obtain 18.6 g (yield: 48%) of Intermediate 3, a white powder.

<実施例1>
高分子量化合物Iの合成;
下記の成分を、窒素置換した反応容器に加え、30分間窒素ガスを通気した。
中間体1:3.6g
中間体2:0.4g
中間体3:1.3g
1,3-ジブロモベンゼン:1.7g
リン酸三カリウム:7.4g
トルエン:9ml
水:5ml
1,4-ジオキサン:27ml
<Example 1>
Synthesis of high molecular weight compound I;
The following components were added to a reaction vessel purged with nitrogen, and nitrogen gas was bubbled through the vessel for 30 minutes.
Intermediate 1: 3.6g
Intermediate 2: 0.4g
Intermediate 3: 1.3g
1,3-dibromobenzene: 1.7g
Tripotassium phosphate: 7.4g
Toluene: 9ml
Water: 5ml
1,4-dioxane: 27ml

次いで、酢酸パラジウム(II)を1.5mg、およびトリ-o-トリルホスフィン12.3mgを加えて加熱し、88℃で8時間撹拌した。この後、フェニルボロン酸を19mg加えて1時間撹拌し、次いでブロモベンゼン261mgを加えて1時間撹拌した。トルエン50ml、5wt%N,N-ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム水溶液50mlを加えて加熱し、還流下で2時間撹拌した。室温まで冷却した後、分液操作を行うことによって有機層を採取し、飽和食塩水で3回洗浄した。有機層を無水硫酸ナトリウムで脱水した後、減圧下で濃縮することによって粗ポリマーを得た。粗ポリマーをトルエンに溶解させ、シリカゲルを加えて吸着精製を行い、ろ過してシリカゲルを除去した。得られたろ液を減圧下で濃縮し、乾固物にトルエン100mlを加えて溶解させ、n-ヘキサン300ml中に滴下し、得られた沈殿物を濾取した。この操作を4回繰り返し、乾燥させることにより高分子量化合物Iを3.2g(収率76%)得た。 Next, 1.5 mg of palladium (II) acetate and 12.3 mg of tri-o-tolylphosphine were added, heated, and stirred at 88° C. for 8 hours. Thereafter, 19 mg of phenylboronic acid was added and stirred for 1 hour, and then 261 mg of bromobenzene was added and stirred for 1 hour. 50 ml of toluene and 50 ml of a 5 wt % sodium N,N-diethyldithiocarbamate aqueous solution were added, heated, and stirred under reflux for 2 hours. After cooling to room temperature, an organic layer was collected by performing a liquid separation operation and washed three times with saturated saline. The organic layer was dehydrated with anhydrous sodium sulfate and then concentrated under reduced pressure to obtain a crude polymer. The crude polymer was dissolved in toluene, silica gel was added thereto for adsorption purification, and the silica gel was removed by filtration. The obtained filtrate was concentrated under reduced pressure, and 100 ml of toluene was added to the dried product to dissolve it, and the solution was added dropwise to 300 ml of n-hexane, and the resulting precipitate was collected by filtration. This operation was repeated four times and 3.2 g (yield 76%) of high molecular weight compound I was obtained by drying.

高分子量化合物IのGPCで測定した平均分子量、分散度は、以下の通りであった。
数平均分子量Mn(ポリスチレン換算):64,000
重量平均分子量Mw(ポリスチレン換算):141,000
分散度(Mw/Mn):2.2
The average molecular weight and dispersity of high molecular weight compound I measured by GPC were as follows.
Number average molecular weight Mn (polystyrene equivalent): 64,000
Weight average molecular weight Mw (polystyrene equivalent): 141,000
Dispersity (Mw/Mn): 2.2

また、高分子量化合物IについてNMR測定を行った。図21に示したH-NMR測定結果から、高分子量化合物Iの化学組成式は下記の通りであった。 Further, NMR measurement was performed on high molecular weight compound I. From the 1 H-NMR measurement results shown in FIG. 21, the chemical composition formula of high molecular weight compound I was as follows.

前記化学組成から高分子量化合物Iは、繰り返し単位Aを60モル%含み、繰り返し単位Bを30モル%含み、繰り返し単位Qを10モル%の量で含有していることが分かる。尚、各構造単位のモル比はH-NMR測定結果から得られた推算値である。 From the chemical composition, it can be seen that high molecular weight compound I contains 60 mol% of repeating unit A, 30 mol% of repeating unit B, and 10 mol% of repeating unit Q. Note that the molar ratio of each structural unit is an estimated value obtained from 1 H-NMR measurement results.

<実施例2>
実施例1で合成された高分子量化合物Iを用いて、ITO基板の上に膜厚80nmの塗布膜を作製して、イオン化ポテンシャル測定装置(住友重機械工業株式会社製、PYS-202型)で仕事関数を測定した。高分子量化合物Iの仕事関数は5.62eVであった。
<Example 2>
Using the high molecular weight compound I synthesized in Example 1, a coating film with a thickness of 80 nm was prepared on an ITO substrate, and the coating film was measured using an ionization potential measuring device (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd., PYS-202 type). The work function was measured. The work function of high molecular weight compound I was 5.62 eV.

高分子量化合物Iは、NPD、TPDなどの一般的な正孔輸送材料がもつ仕事関数5.4eVと比較して、好適なエネルギー準位を示しており、良好な正孔輸送能力および正孔注入性を有していることが分かる。 High molecular weight compound I shows a favorable energy level compared to the work function of 5.4 eV of general hole transport materials such as NPD and TPD, and has good hole transport ability and hole injection. It can be seen that it has a sexual nature.

<実施例3>
実施例1で合成された高分子量化合物Iを用いて、石英基板の上に膜厚50nmの蒸着膜を作製して、市販の分光光度計で紫外可視吸収スペクトルを測定し、長波長側の吸収端の波長からバンドギャップを算出した。また、仕事関数とバンドギャップの値から電子親和力を算出した。高分子量化合物Iのバンドギャップは3.14eVであり、算出された電子親和力は2.48eVであった。
なお、一般的な正孔輸送材料であるNPDのバンドギャップは3.00eVであり、電子親和力は2.40eVである。
<Example 3>
Using the high molecular weight compound I synthesized in Example 1, a 50 nm thick vapor-deposited film was prepared on a quartz substrate, and the ultraviolet-visible absorption spectrum was measured using a commercially available spectrophotometer. The bandgap was calculated from the wavelength at the edge. In addition, the electron affinity was calculated from the work function and band gap values. The band gap of high molecular weight compound I was 3.14 eV, and the calculated electron affinity was 2.48 eV.
Note that NPD, which is a common hole transport material, has a band gap of 3.00 eV and an electron affinity of 2.40 eV.

高分子量化合物Iは、NPDと比較してワイドギャップであり、電子親和力を比較しても好適なエネルギー準位を示しており、良好な電子阻止能力を有していることが分かる。 It can be seen that the high molecular weight compound I has a wide gap compared to NPD, shows a suitable energy level even when comparing electron affinities, and has good electron blocking ability.

<実施例4>
図20に示す層構造の有機EL素子を、以下の手法により作製した。
<Example 4>
An organic EL device having the layered structure shown in FIG. 20 was manufactured by the following method.

具体的には、膜厚50nmのITOを成膜したガラス基板1を有機溶媒で洗浄した後に、UV/オゾン処理にてITO表面を洗浄した。このガラス基板1に設けられている透明陽極2(ITO)を覆うように、PEDOT/PSS(Ossila製)をスピンコート法により50nmの厚みで成膜し、ホットプレートの上に200℃で10分間乾燥して正孔注入層3を形成した。 Specifically, the glass substrate 1 on which ITO with a thickness of 50 nm was formed was cleaned with an organic solvent, and then the ITO surface was cleaned with UV/ozone treatment. PEDOT/PSS (manufactured by Ossila) was formed into a film with a thickness of 50 nm by spin coating so as to cover the transparent anode 2 (ITO) provided on the glass substrate 1, and was placed on a hot plate at 200°C for 10 minutes. The hole injection layer 3 was formed by drying.

下記構造式の高分子量化合物(HTM-1)を、トルエンに0.4wt%溶解して塗布液を調製した。前記のようにして正孔注入層3が形成されている基板を、乾燥窒素にて置換したグローブボックス内に移し、ホットプレートの上に230℃で10分間乾燥した後に、正孔注入層3の上に、前記の塗布液を用いてスピンコート法により15nmの厚みの塗布層を形成し、さらに、ホットプレートの上に220℃で30分間乾燥して正孔輸送層4を形成した。 A coating solution was prepared by dissolving 0.4 wt% of a high molecular weight compound (HTM-1) having the following structural formula in toluene. The substrate on which the hole injection layer 3 is formed as described above is transferred to a glove box purged with dry nitrogen, and after drying on a hot plate at 230° C. for 10 minutes, the hole injection layer 3 is removed. A coating layer with a thickness of 15 nm was formed thereon by spin coating using the above coating solution, and further dried on a hot plate at 220° C. for 30 minutes to form a hole transport layer 4.

実施例1で得られた高分子量化合物Iを、トルエンに0.4wt%溶解して塗布液を調製した。前記のようにして形成された正孔輸送層4の上に、前記の塗布液を用いてスピンコート法により15nmの厚みの塗布層を形成し、さらに、ホットプレートの上で220℃で30分間乾燥して電子阻止層5を形成した。 A coating solution was prepared by dissolving 0.4 wt % of the high molecular weight compound I obtained in Example 1 in toluene. On the hole transport layer 4 formed as described above, a coating layer with a thickness of 15 nm was formed by spin coating using the coating solution, and then coated on a hot plate at 220° C. for 30 minutes. The electron blocking layer 5 was formed by drying.

前記のようにして電子阻止層5が形成されている基板を、真空蒸着機内に取り付け0.001Pa以下まで減圧した。電子阻止層5の上に、青色発光材料(EMD-1)とホスト材料(EMH-1)との二元蒸着により、膜厚34nmの発光層6を形成した。尚、二元蒸着では、蒸着速度比を、EMD-1:EMH-1=4:96とした。 The substrate on which the electron blocking layer 5 was formed as described above was placed in a vacuum evaporator and the pressure was reduced to 0.001 Pa or less. A light emitting layer 6 with a thickness of 34 nm was formed on the electron blocking layer 5 by binary vapor deposition of a blue light emitting material (EMD-1) and a host material (EMH-1). In the binary vapor deposition, the vapor deposition rate ratio was set to EMD-1:EMH-1=4:96.

前記で形成された発光層6の上に、電子輸送材料(ETM-1)および(ETM-2)を用いての二元蒸着により、膜厚20nmの電子輸送層7を形成した。尚、二元蒸着では、蒸着速度比を、ETM-1:ETM-2=50:50とした。 On the light emitting layer 6 formed above, an electron transport layer 7 with a thickness of 20 nm was formed by binary vapor deposition using electron transport materials (ETM-1) and (ETM-2). In the binary vapor deposition, the vapor deposition rate ratio was set to ETM-1:ETM-2=50:50.

最後に、アルミニウムを膜厚100nmとなるように蒸着して陰極8を形成した。
このように、透明陽極2、正孔注入層3、正孔輸送層4、電子阻止層5、発光層6、電子輸送層7および陰極8が形成されているガラス基板を、乾燥窒素にて置換したグローブボックス内に移動し、UV硬化樹脂を用いて封止用の他のガラス基板を貼り合わせ、有機EL素子とした。作製した有機EL素子について、大気中、常温で特性測定を行った。また、作製した有機EL素子に直流電圧を印加したときの発光特性を測定した。前記の測定結果は、表1に示した。
Finally, aluminum was deposited to a thickness of 100 nm to form the cathode 8.
In this way, the glass substrate on which the transparent anode 2, hole injection layer 3, hole transport layer 4, electron blocking layer 5, light emitting layer 6, electron transport layer 7 and cathode 8 are formed is replaced with dry nitrogen. The device was moved into a glove box, and another glass substrate for sealing was bonded using UV curable resin to form an organic EL device. Characteristics of the produced organic EL device were measured in the atmosphere at room temperature. Furthermore, the light emitting characteristics of the manufactured organic EL device when a DC voltage was applied were measured. The above measurement results are shown in Table 1.

<比較例1>
高分子量化合物Iに代えて、TFB(正孔輸送性ポリマー)をトルエンに0.4wt%溶解して調製した塗布液を用いて電子阻止層5を形成した以外は、実施例4と全く同様にして有機EL素子を作製した。
<Comparative example 1>
The procedure was exactly the same as in Example 4, except that instead of high molecular weight compound I, the electron blocking layer 5 was formed using a coating solution prepared by dissolving 0.4 wt% of TFB (hole transporting polymer) in toluene. An organic EL device was produced.

TFB(正孔輸送性ポリマー)は、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-co-(4,4’-(N-(4-sec-ブチルフェニル))ジフェニルアミン](American Dye Source社製、Hole Transport Polymer ADS259BE)である。この比較例1の有機EL素子について、実施例4と同様に各種特性を評価し、その結果を表1に示した。 TFB (hole transporting polymer) is poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(4,4'-(N-(4-sec-butylphenyl))diphenylamine. ] (manufactured by American Dye Source, Hole Transport Polymer ADS259BE). Regarding the organic EL element of Comparative Example 1, various characteristics were evaluated in the same manner as in Example 4, and the results are shown in Table 1.

各種特性の評価において、電圧、輝度、発光効率および電力効率は、電流密度10mA/cmの電流を流したときの値である。また、素子寿命は、発光開始時の発光輝度(初期輝度)を700cd/mとして定電流駆動を行ったとき、発光輝度が560cd/m(初期輝度を100%としたときの80%に相当:80%減衰)に減衰するまでの時間として測定した。 In evaluating various characteristics, voltage, brightness, luminous efficiency, and power efficiency are values when a current with a current density of 10 mA/cm 2 is passed. In addition, the element life is determined when the light emission brightness at the start of light emission (initial brightness) is 700 cd/ m2 and constant current drive is performed, and the light emission brightness is 560 cd/ m2 (80% of the initial brightness as 100%). It was measured as the time required to attenuate to (equivalent to: 80% attenuation).

表1に示すように、電流密度10mA/cmの電流を流したときの発光効率は、比較例1の有機EL素子の5.50cd/Aに対して、実施例4の有機EL素子では7.52cd/Aと高効率であった。また、素子寿命(80%減衰)においては、比較例1の有機EL素子の11時間に対して、実施例4の有機EL素子では136時間と長寿命であった。 As shown in Table 1, when a current with a current density of 10 mA/ cm2 is applied, the luminous efficiency of the organic EL element of Example 4 is 5.50 cd/A, while that of the organic EL element of Example 4 is 7. The efficiency was as high as .52 cd/A. Furthermore, in terms of element life (80% attenuation), the organic EL element of Example 4 had a longer life of 136 hours, compared to 11 hours for the organic EL element of Comparative Example 1.

本発明の高分子量化合物は、正孔輸送能力が高く、電子阻止能力に優れているため、塗布型有機EL素子用の化合物として優れている。該化合物を用いて塗布型有機EL素子を作製することにより、高い発光効率および電力効率を得ることができると共に、耐久性を改善させることができる。例えば、家庭電化製品や照明の用途への展開が可能となった。 The high molecular weight compound of the present invention has high hole transport ability and excellent electron blocking ability, so it is excellent as a compound for coating type organic EL devices. By producing a coated organic EL device using this compound, high luminous efficiency and power efficiency can be obtained, and durability can be improved. For example, it has become possible to use it in home appliances and lighting.

1・・・ガラス基板
2・・・透明陽極
3・・・正孔注入層
4・・・正孔輸送層
5・・・電子阻止層
6・・・発光層
7・・・電子輸送層
8・・・陰極
1...Glass substrate 2...Transparent anode 3...Hole injection layer 4...Hole transport layer 5...Electron blocking layer 6...Light emitting layer 7...Electron transport layer 8. ··cathode

Claims (11)

下記一般式(1)で表される繰り返し単位A、および下記一般式(2)で表される繰り返し単位Bを含み、ポリスチレン換算で10,000以上1,000,000未満の重量平均分子量を有している高分子量化合物。
式中、
およびRは、それぞれ独立に、水素原子、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、または炭素数が40以下である、アルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、もしくはアリールオキシ基を示す。
a、bおよびcは、以下の整数である。
a=0、1、2または3
b=0、1、2、3または4
c=0または1
は、それぞれ独立に、炭素数が3~40である、アルキル基、アルキルオキシ基、またはシクロアルキル基を示す。
Lは、フェニレン基を示し、nは0~3の整数を示す。
Xは、それぞれ独立に、水素原子、アミノ基、1価のアリール基、または1価のヘテロアリール基を示す。
Yは、酸素原子(O)、硫黄原子(S)、または下記式(3)で示される基である。
式中のRは、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のアルキル基を示す。
Contains a repeating unit A represented by the following general formula (1) and a repeating unit B represented by the following general formula (2), and has a weight average molecular weight of 10,000 or more and less than 1,000,000 in terms of polystyrene. A high molecular weight compound.
During the ceremony,
R 1 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a deuterium atom, a cyano group, a nitro group, a halogen atom, or an alkyl group, an alkyloxy group, a cycloalkyl group, or a cycloalkyloxy group having 40 or less carbon atoms. group, alkenyl group, or aryloxy group.
a, b and c are the following integers.
a=0, 1, 2 or 3
b=0, 1, 2, 3 or 4
c=0 or 1
R 2 each independently represents an alkyl group, an alkyloxy group, or a cycloalkyl group having 3 to 40 carbon atoms.
L represents a phenylene group, and n represents an integer of 0 to 3.
Each X independently represents a hydrogen atom, an amino group, a monovalent aryl group, or a monovalent heteroaryl group.
Y is an oxygen atom (O), a sulfur atom (S), or a group represented by the following formula (3).
R 4 in the formula represents a substituted or unsubstituted aryl group or a substituted or unsubstituted alkyl group.
前記一般式(1)および(2)において、RおよびRが水素原子である請求項1に記載の高分子量化合物。 The high molecular weight compound according to claim 1, wherein in the general formulas (1) and (2), R 1 and R 3 are hydrogen atoms. 前記一般式(1)において、Rが炭素数3~40のアルキル基である請求項1または請求項2に記載の高分子量化合物。 The high molecular weight compound according to claim 1 or 2, wherein in the general formula (1), R 2 is an alkyl group having 3 to 40 carbon atoms. 前記一般式(1)および(2)において、Xがジフェニルアミノ基、フェニル基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、またはアクリジニル基である請求項1または請求項2に記載の高分子量化合物。 In the general formulas (1) and (2), 3. The high molecular weight compound according to claim 1 or 2, which is an acridinyl group. 下記一般式(4)で表される、熱架橋性構造単位Qを有する繰り返し単位を含む請求項1または請求項2に記載の高分子量化合物。
式中、
、Xおよびaは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。
The high molecular weight compound according to claim 1 or 2, which contains a repeating unit having a thermally crosslinkable structural unit Q represented by the following general formula (4).
During the ceremony,
R 3 , X and a all have the same definition as shown in general formula (1).
前記一般式(4)において、熱架橋性構造単位Qが、下記一般式(5a)~(5af)に示す構造である請求項5に記載の高分子量化合物。

式中、
、R、aおよびbは、いずれも一般式(1)で示したものと同じ定義である。
The high molecular weight compound according to claim 5, wherein in the general formula (4), the thermally crosslinkable structural unit Q has a structure shown in the following general formulas (5a) to (5af).

During the ceremony,
R 1 , R 2 , a and b all have the same definition as shown in general formula (1).
一対の電極とその間に挟まれた有機層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層が、請求項1または請求項2に記載の高分子量化合物を構成材料として用いたものである有機エレクトロルミネッセンス素子。 An organic electroluminescent device having a pair of electrodes and an organic layer sandwiched therebetween, wherein the organic layer uses the high molecular weight compound according to claim 1 or 2 as a constituent material. element. 前記有機層が正孔輸送層である、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescent device according to claim 7, wherein the organic layer is a hole transport layer. 前記有機層が電子阻止層である、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescent device according to claim 7, wherein the organic layer is an electron blocking layer. 前記有機層が正孔注入層である、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。 The organic electroluminescent device according to claim 7, wherein the organic layer is a hole injection layer. 前記有機層が発光層である、請求項7に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。

The organic electroluminescent device according to claim 7, wherein the organic layer is a light emitting layer.

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