JP3265766B2 - コポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイル)誘導体、その製造方法、有機導電体及びエレクトロルミネッセント材料 - Google Patents

コポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイル)誘導体、その製造方法、有機導電体及びエレクトロルミネッセント材料

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JP3265766B2 JP28844593A JP28844593A JP3265766B2 JP 3265766 B2 JP3265766 B2 JP 3265766B2 JP 28844593 A JP28844593 A JP 28844593A JP 28844593 A JP28844593 A JP 28844593A JP 3265766 B2 JP3265766 B2 JP 3265766B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、有機溶媒可溶性で、賦
形性に優れ、耐熱性及び基板面との高い接着性を有する
π−共役系導電性重合体及びその製造方法に関するもの
である。π−共役系導電性重合体は特徴ある物理的、電
気的特性を有し、電池、表示素子、エレクトロルミネッ
セント等の発光素子、光電変換素子、センサー、有機光
導電体電極、修飾電極、太陽電池、トランジスタ等各種
デバイスやその材料として有用である。
【0002】
【従来の技術】主鎖にπ−共役系二重結合を有するπ−
共役系重合体には、p型ドーピングによって酸化され正
孔が電気伝導の主役を演じるp型有機導電体と、n型ド
ーピング等によって還元され電子が電気伝導の主役を演
じるn型有機導電体とがある。前者の例としては、ポリ
(2,5−チエニレン)、ポリ(2,5−ピロリレ
ン)、ポリパラフェニレンビニレン等数多くあり、研究
開発が進んでいるが、後者の例は極めて少ない。電子伝
導体であるn型有機導電体は、電子輸送層として利用で
き、発光素子、有機光導電体電極等前記のような広範な
用途が期待されているだけにその開発が切望されてい
る。
【0003】シンセティックメタルズ (Synthetic Meta
ls) 、25巻、103〜107頁(1988年)に記載
されているポリ(2,5−ピリジンジイル)はその数少
ないn型有機導電体の例である。π−共役系にピリジン
環を導入すると、環中の窒素原子が電子吸引性であるた
め、n型電導になりやすい。しかし、ポリ(2,5−ピ
リジンジイル)は、可溶な溶媒が蟻酸等の特殊な溶媒に
限られるため加工性の面で問題点があることに加えて、
電極との接着性が悪く、前記各種デバイスにおける薄膜
として用いる場合の利用が制限されることが問題となっ
ていた。
【0004】また、日本化学会第61春期年会(199
1年)講演予稿集 4C232(1392頁)及び同4
C233(1393頁)には、ヘテロアリーレン系の共
重合体が報告され、その中にコポリ(1,4−フェニレ
ン/2,5−ピリジンジイル)の合成が報告されてい
る。この高分子もピリジン環を含んでいることからn型
導電体となり、また(2,5−ピリジンジイル)に比べ
て、フェニレン基を導入していることから柔軟性、電
極、基板等との接着性が改善されるものと考えられる。
しかしながら、この高分子も可溶な溶媒が蟻酸等の特殊
な溶媒に限定されており、加工性の面での問題は解決さ
れていない。
【0005】さらに、日本化学会第61春期年会(19
91年)講演予稿集 4C231(1392頁)ではポ
リ(3−メチル−2,5−ピリジンジイル)が報告され
ており、ポリ(2,5−ピリジンジイル)同様n型電導
性が示されている。この系では接着性はやや改善されて
いるものの、メチル基の導入にもかかわらず、溶解性の
向上は見られていない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、種々の有機
溶媒への溶解性及び成膜性を有し、電極あるいは基板と
の接着性が良好であって、ドーピングによって有機導電
体となし得るπ−共役系重合体及びその製造方法を提供
することを目的とする。また該重合体に電子供与体また
は電子受容体を添加して得られる電子伝導性の新規なn
型またはp型有機導電体を得ることを目的とする。ま
た、該重合体を含むエレクトロルミネッセント材料を得
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、前述の有機
導電体ポリ(2,5−ピリジンジイル)の問題点を解決
すべく鋭意検討を行なった結果、一般式(III)
【化3】 で表わされる1,4−フェニレン基骨格及び一般式(I
V)
【化4】 で表わされる2,5−ピリジンジイル基骨格を繰り返し
単位として含むπ−共役系重合体のベンゼン環及び/ま
たはピリジン環に、置換基として炭素数が1以上のアル
キル基またはアルコキシ基を導入した誘導体であって、
ベンゼン環またはピリジン環に置換したアルキル基また
はアルコキシ基に含まれる総炭素数がベンゼン環または
ピリジン環1個当り3個以上である誘導体が、有機溶媒
への溶解性等前記問題点を解決して上記課題を達成でき
ることを見出し、本発明に至ったものである。
【0008】すなわち、本発明は、一般式(I)
【化3】 (式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素また
は炭素数1以上のアルキル基またはアルコキシ基)で表
わされる1,4−フェニレン基及び一般式(II)
【化4】 (式中、R5、R6、R7はそれぞれ独立に水素または炭
素数1以上のアルキル基またはアルコキシ基)で表わさ
れる2,5−ピリジンジイル基を繰り返し単位として含
み(但し、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7全てが
同時に水素であることはなく、R1乃至R7に含まれる総
炭素数がベンゼン環またはピリジン環1個当り3個以上
である)、種々の有機溶媒への溶解性及び成膜性を有
し、電極あるいは基板との接着性が良好であって、電子
供与体または電子受容体を添加することによりn型また
はp型有機導電体となる特徴を有する有機溶媒可溶の
ポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイル)
誘導体(以下本誘導体と略記する。)及びその製造方法
に関する。
【0009】また、本発明は、本誘導体に電子供与体の
カチオンが添加されていることを特徴とするn型有機導
電体に関する。更にまた、本発明は、本誘導体に電子受
容体のアニオンが添加されていることを特徴とするp型
有機導電体に関する。
【0010】また、本発明は、本誘導体を含むエレクト
ロルミネッセント材料に関する。
【0011】以下に本発明を更に詳しく説明する。本発
明において、本誘導体は、前記一般式(I)においてR
1 、R2 、R3 、R4 及び一般式(II)においてR5
6 、R7 がそれぞれ独立に水素または炭素数1以上の
アルキル基またはアルコキシ基で表わされる1,4−フ
ェニレン基及び2,5−ピリジンジイル基を繰り返し単
位として含むコポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピ
リジンジイル)誘導体(但し、R1 、R2 、R3 、R
4 、R5 、R6 、R7 全てが同時に水素であることはな
く、R1 乃至R7 に含まれる総炭素数がベンゼン環また
はピリジン環1個当り3個以上である。)である。
【0012】本誘導体としては、前記一般式(I)で表
わされる繰り返し単位及び前記一般式(II)で表わされ
る繰り返し単位を含む重合体であれば如何なる重合度で
も良い。重合度が低いと溶解性上は有利であるが成膜性
等の特性が低下するし、一方重合度が極めて高い重合体
を得るには、通常、重合条件上厳しい制約が要求される
が、上記目的の性能を得るためには必ずしも極めて高い
重合度を必要としないため、本発明における本誘導体の
重合度としては、上記両繰り返し単位を合わせて5から
50000の範囲であればよいが、10から10000
の範囲であることが好ましく、特に10から2000の
範囲が好ましい。
【0013】前記一般式(I)におけるR1 、R2 、R
3 、R4 及び一般式(II)におけるR5 、R6 、R7
より具体的に例示すれば、水素、プロピル、イソプロピ
ル、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル、ペンチル、
ヘキシル、あるいはそれ以上の鎖長のアルキル基、プロ
ポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシあ
るいはそれ以上の鎖長のアルコキシ基が挙げられる。ま
た、これらのアルキル基またはアルコキシ基中のアルキ
ル部には、炭素鎖中に酸素原子を1個以上含む、2−エ
トキシエチル基や2−エトキシエトキシ基等のモノオキ
サ乃至ポリオキサアルコキシ基も含まれる。
【0014】本誘導体は、いくつかの方法により製造可
能であり特に限定はされない。例えば、グリニャール反
応による重合方法、酸化剤による酸化重合法、ゼロ価ニ
ッケル錯体の如きニッケル錯体を用いて脱ハロゲン化重
縮合する方法等が挙げられる。
【0015】グリニャール反応による重合方法によれ
ば、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテ
ル溶媒中、金属マグネシウムを1,4−ジハロゲノ−2
−R1−3−R2 −5−R3 −6−R4 −ベンゼン誘導
体(但し、R1 、R2 、R3 、R4 は前記のとおり。)
と反応させ、グリニャール試薬を合成し、この試薬と
2,5−ジハロゲノ−3−R5 −4−R6 −6−R7
ピリジン誘導体(但し、R5 、R6 、R7 は前記のとお
り。)とを、例えば、ジクロロ[1,3−ビス(ジフェ
ニルホスフィノ)プロパン]ニッケル、テトラキス(ト
リフェニルホスフィン)ニッケルあるいはビス(1,5
−シクロオクタジエン)ニッケル等の触媒の存在下で重
合させることにより本誘導体が得られる。この方法で
は、比較的分子量の低い、例えば、繰り返し単位数が5
〜100程度の高分子を得ることができる。
【0016】酸化剤による酸化重合法については、例え
ば、コバシック法が一般的で簡単である。すなわち、三
塩化アルミニウム、三塩化鉄等のようなルイス酸を触媒
とし、塩化第二銅等を酸化剤として1−R1 −2−R2
−4−R3 −5−R4 −ベンゼン(但し、R1 、R2
3 、R4 は前記のとおり。)と2−R7 −4−R6
5−R5 −ピリジン(但し、R5 、R6 、R7 は前記の
とおり。)とを縮合させることにより本誘導体が得られ
る。この方法では、やはり、比較的分子量の低い、例え
ば、繰り返し単位数が5〜100程度の高分子を得るこ
とができる。
【0017】また、ニッケル錯体を用いて脱ハロゲン化
重縮合する方法によれば、例えば、原料として1,4−
ジハロゲノ−2−R1 −3−R2 −5−R3 −6−R4
−ベンゼン誘導体(但し、R1 、R2 、R3 、R4 は前
記のとおり。)と2,5−ジハロゲノ−3−R5 −4−
6 −6−R7 −ピリジン誘導体(但し、R5 、R6
7 は前記のとおり。)とを所望のモル比で用い、一方
の原料に対して等モル以上のゼロ価ニッケル錯体を用い
て脱ハロゲン化重縮合することにより本誘導体が得られ
る。
【0018】これらの方法の中で、収率、重合体の分子
量等の点で、ゼロ価ニッケル錯体の如きニッケル錯体を
用いて脱ハロゲン化重縮合する方法が好ましい。以下に
この反応について、より詳しい例により説明する。
【0019】この製造方法によれば、例えば、不活性雰
囲気に保った反応容器中に、一方の原料に対して等モル
以上のゼロ価ニッケル錯体及びN,N−ジメチルホルム
アミドあるいはトルエン等の非プロトン性溶媒を入れ
る。用いるゼロ価ニッケル錯体としては、例えば、ビス
(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、ビス(2,
2’−ビピリジル)ニッケル、(2,2’−ビピリジ
ル)(1,5−シクロオクタジエン)ニッケル、テトラ
キス(トリフェニルホスフィン)ニッケル等が挙げられ
る。使用するニッケル錯体によっては、反応性向上のた
めに、2,2’−ビピリジル、ホスフィン等の配位子を
適宜加えても良い。これに、かかる非プロトン性溶媒に
溶解した原料1,4−ジハロゲノ−2−R1 −3−R2
−5−R3 −6−R4 −ベンゼン誘導体(但し、R1
2 、R3 、R4 は前記のとおり。)及び2,5−ジハ
ロゲノ−3−R5 −4−R6 −6−R7 −ピリジン誘導
体(但し、R5 、R6 、R7 は前記のとおり。)とを所
望のモル比で加え、撹拌下で加温する。尚、前記ニッケ
ル錯体、前記配位子、原料、溶媒は所望の目的物を得る
反応の妨げにならない範囲で、それらの添加順序を変更
したり、それらを分割添加しても差し支えない。
【0020】原料として用いる前記ベンゼン誘導体と前
記ピリジン誘導体のモル比は任意に設定できるが、本発
明の目的に適う重合体を得るためには、該モル比が50
対1から1対50であればよく、10対1から1対10
の範囲が好ましく、とりわけ5対1から1対10の範囲
が特に好ましい。
【0021】加温温度は、通常、ニッケル錯体が分解し
ない程度あるいはニッケル錯体が重縮合反応に有効に作
用する温度であれば良く、例えば常温から80℃の範囲
の温度が好ましく、50から70℃の範囲が特に好まし
い。この温度への加温は、通常、溶媒を選択することに
より、反応を還流下で行なうことが容易である。
【0022】また、反応時間は、反応温度にもよるが、
通常は1時間から100時間の範囲で行なえば良く、5
時間から50時間で行なうことが好ましい。例えば、反
応を60℃で還流して行なう場合には、反応時間は10
時間以上が30時間以下が好ましい。
【0023】反応後、反応液をアンモニア水などのアル
カリ性水溶液に注ぎ、得られた固体をかかるアルカリ性
水溶液、メタノール等の低級アルコールで洗浄してから
乾燥することにより本発明の本誘導体が得られる。
【0024】本発明による、ニッケル錯体を用いて脱ハ
ロゲン化重縮合する方法によれば、殆どのジハロゲン化
化合物を重縮合することができ、目的物を収率良く製造
できる。
【0025】本発明において、通常は、原料に使用する
フェニレンとピリジンジイルのモル比に応じてフェニレ
ン骨格とピリジンジイル骨格とがランダムに結合した重
合体が得られるが、予めフェニレン骨格とピリジンジイ
ル骨格が所望のモル比と順序、例えば1対1、で結合し
た構造単位であってその両末端にハロゲン基を有する化
合物としたものを原料として用いて上記の反応を行なわ
せた場合には、かかる構造単位を繰り返し単位とするコ
ポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイル)
誘導体、例えばフェニレン骨格とピリジンジイル骨格が
交互に結合した重合体、が得られる。
【0026】本発明による本誘導体は、ベンゼン環また
はピリジン環に置換したアルキル基またはアルコキシ基
に含まれる総炭素数がベンゼン環またはピリジン環1個
当り3個以上であれば、クロロホルム、ジメチルスルホ
キサイド、テトラヒドロフラン、クレゾールまたはN−
メチルピロリドン等の極性溶媒またはベンゼン、トルエ
ン等の芳香族炭化水素溶媒に可溶であり、成膜化が可能
である。また、溶液からスピンコート等によって基板に
塗布、乾燥して得られた薄膜は基板から剥離することが
でき、可撓性のフィルムを得ることができる。更にそれ
は空気中に放置しても安定である。
【0027】本発明による本誘導体は、導電性高分子に
一般的な性質であるドーピングが可能である。ドーピン
グには、一般的に、電子受容体(酸化剤)添加により、
高分子内に正孔を多数発生させ、その正孔がキャリアと
なり高導電化するp型ドーピングと、電子供与体(還元
剤)添加により、高分子内に電子を多数発生させ、その
電子がキャリヤとなり高導電化するn型ドーピングの2
種類がある。導電性高分子のドーピングについては、例
えば、フィジクス・レビュ−・レター (Physics Review
Letter)39巻1098頁(1977年)等以降多数報
告されている。
【0028】本発明において、本誘導体のドーピング方
法としては、酸化剤や還元剤を溶液中や気相中で直接本
誘導体に接触させる化学的方法あるいは電気化学的に酸
化または還元させる電気化学的方法のいずれでもよい。
【0029】 例えば、化学的なp型ドーピングは、本
誘導体を、例えば、ヨウ素、硫酸、塩化鉄等の酸化剤を
含む雰囲気中あるいは溶液中にさらすことで達成され、
それにより酸化剤のアニオンが本誘導体に添加されてい
るp型有機導電体が得られる。また、化学的n型ドーピ
ングは、本誘導体を、例えば、ナトリウムナフタレニ
、ブチルリチウム等の還元剤を含む雰囲気中あるいは
溶液中にさらすことで達成され、それにより還元剤のカ
チオンが本誘導体に添加されているn型有機導電体が得
られる。本発明において用いられる酸化剤あるいは還元
剤としては、通常ドーピングに用いられる酸化剤あるい
は還元剤であればよいが、特にそれぞれ酸化力あるいは
還元力が大きいものが好ましい。
【0030】また、電気化学的p型ドーピングは、本誘
導体を、担持させる等の方法で電極に接触させ、(CH
34 N・BF4 やLiBF4 等を溶解した電解溶液中
で電位を正に印加することにより達成され、それにより
電解液中のアニオンが本誘導体に添加されているp型有
機導電体が得られる。また、電気化学的n型ドーピング
は、p型と同じ要領で、但し電位を負に印加することに
より達成され、それにより電解液中のカチオンが本誘導
体に添加されているn型有機導電体が得られる。
【0031】
【実施例】次に本発明について、代表的な例を挙げて更
に詳しく説明するが、本発明がこれらの実施例に限定さ
れるものではないことは言うまでもない。 実施例1 [コポリ(2−ヘキシルオキシ−1,4−フ
ェニレン/2,5−ピリジンジイル)の合成] 不活性雰囲気に保った反応容器に、ビス(1,5−シク
ロオクタジエン)ニッケル 2.67g (10.0 ミリモル)、
N,N−ジメチルホルムアミド 25ml 、2,2’−ビピ
リジン 2.67g (10.0ミリモル)、1,5−シクロオクタ
ジエン 3.45mlを入れ、撹拌した。別の容器を不活性雰
囲気に保ち、1,4−ジブロモ−2−ヘキシルオキシベ
ンゼン 1.34g (4.00ミリモル)、2,5−ジブロモピリ
ジン 0.96g (4.00ミリモル)、N,N−ジメチルホルム
アミド 10ml を加え、撹拌し溶解した。この2つの溶液
を混ぜ、不活性雰囲気を保ちつつ、60℃で48時間還
流した。
【0032】反応溶液をアンモニア水に注ぎ、よく撹拌
した。沈殿物を濾取し、アンモニア水とメタノールの混
合溶液で撹拌洗浄した。沈殿物を濾過し最後にメタノー
ルで洗浄した。得られた固体を最小限の蟻酸に溶解し、
アンモニア水に滴下して再沈殿した。再沈殿物を濾取
し、クロロホルムに溶解し、エチレンジアミン四酢酸二
ナトリウム水溶液で3回洗浄した。クロロホルム溶液か
らクロロホルムを留去後、蟻酸溶液とアンモニア水で再
び再沈殿した。沈殿物を濾過、メタノール洗浄後減圧乾
燥して、目的物であるコポリ(2−ヘキシルオキシ−
1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイル)0.85g
(収率84.0%)を得た。
【0033】得られた重合体の分子量を、クロロホルム
溶液を用いてゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)測定
したところ、ポリスチレン換算で前記一般式(III)で表
わされる繰り返し単位及び一般式(IV)で表わされる繰
り返し単位を合わせて50〜80の高分子であった。
【0034】また、 1H−NMR測定による各水素のピ
ークの帰属は次の通りである。0.8 ppm (ヘキシルオキ
シ鎖のメチル水素)、1.3 ppm (ヘキシルオキシ鎖の3
位、4位、5位のメチレン水素)、1.7 ppm (ヘキシル
オキシ鎖の1位、2位のメチレン水素)、7.3 〜 9.3 p
pm(ベンゼン環、ピリジン環の水素)。
【0035】また、元素分析の結果は次の通りである。 C:79.93 %(理論値 80.60%)、H:7.51%(理論値
7.56 %)、N:5.38%(理論値 5.53 %)
【0036】実施例2 [コポリ(1,4−フェニレン
/6−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)の合成] 不活性雰囲気に保った反応容器に、ビス(1,5−シク
ロオクタジエン)ニッケル 2.67g (10.0 ミリモル)、
N,N−ジメチルホルムアミド 25ml 、2,2’−ビピ
リジン 2.67g (10.0ミリモル)、1,5−シクロオクタ
ジエン 3.45mlを入れ、撹拌した。別の容器を不活性雰
囲気に保ち、1,4−ジブロモベンゼン0.94g (4.00ミ
リモル)、2,5−ジブロモ−6−ヘキシルピリジン
1.28g (4.00ミリモル)、N,N−ジメチルホルムアミ
ド 10ml を加え、撹拌し溶解した。この2つの溶液を混
ぜ、不活性雰囲気を保ちつつ、60℃で48時間還流し
た。
【0037】反応溶液をアンモニア水に注ぎ、よく撹拌
した。沈殿物を濾取し、アンモニア水とメタノールの混
合溶液で撹拌洗浄した。沈殿物を濾過し最後にメタノー
ルで洗浄した。得られた固体を最小限の蟻酸に溶解し、
アンモニア水に滴下して再沈殿した。再沈殿物を濾取
し、クロロホルムに溶解し、エチレンジアミン四酢酸二
ナトリウム水溶液で3回洗浄した。クロロホルム溶液か
らクロロホルムを留去後、蟻酸溶液とアンモニア水で再
び再沈殿した。沈殿物を濾過、メタノール洗浄後減圧乾
燥して、目的物であるコポリ(1,4−フェニレン/6
−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)0.85g (収率8
9.7%)を得た。
【0038】得られた重合体の分子量を、クロロホルム
溶液を用いてゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)測定
したところ、ポリスチレン換算で前記一般式(III)で表
わされる繰り返し単位及び一般式(IV)で表わされる繰
り返し単位を合わせて80〜120の高分子であった。
【0039】また、 1H−NMR測定による各水素のピ
ークの帰属は次の通りである。0.8 ppm (ヘキシル鎖の
メチル水素)、1.2 ppm (ヘキシル鎖の3位、4位、5
位のメチレン水素)、1.8 ppm (ヘキシル鎖の2位のメ
チレン水素)、2.6 〜3.2 ppm (ヘキシル鎖の1位のメ
チレン水素)、7.3 〜 9.3 ppm(ベンゼン環、ピリジン
環の水素)。
【0040】また、元素分析の結果は次の通りである。 C:84.93 %(理論値 86.03%) H:7.92%(理論値
8.07 %) N:5.77%(理論値 5.90 %)
【0041】実施例3 [電気化学的n型ドーピング] 本誘導体として、実施例1で得たコポリ(2−ヘキシル
オキシ−1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイ
ル)、実施例2で得たコポリ(1,4−フェニレン/6
−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)の各クロロホル
ム溶液をそれぞれ白金電極上に塗布(約1μm)し、白
金を対照極、銀/塩化銀を参照極として、0.5 Mの(B
u)4 NBF4 /アセトニトリル中でサイクリックボル
タンメトリ法により、酸化還元電位を調べた。その結
果、両者ともに−2.1Vvs.Ag/Ag+ 付近に
(Bu)4+ のドーピング(すなわち本誘導体の還元
であり、n型ドーピング)を示す還元電位が観察され、
また、両者ともに−2.1Vvs.Ag/Ag+ 付近に
(Bu)4+ の脱ドーピング(すなわち本誘導体に電
子供与体のカチオンである(Bu)4+ が添加されて
いるn型有機半導体の酸化)を示す酸化電位が観察され
た。
【0042】実施例4 [電気化学的p型ドーピング] 本誘導体として、実施例1で得たコポリ(2−ヘキシル
オキシ−1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイ
ル)、実施例2で得たコポリ(1,4−フェニレン/6
−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)の各クロロホル
ム溶液をそれぞれ白金電極上に塗布(約1μm)し、白
金を対照極、銀/塩化銀を参照極として、0.5 Mの(B
u)4 NBF4 /アセトニトリル中でサイクリックボル
タンメトリ法により、酸化還元電位を調べた。その結
果、両者ともに+4.0Vvs.Ag/Ag+ 付近にB
4 -のドーピング(すなわち本誘導体の酸化であり、p
型ドーピング)を示す酸化電位が観察され、また、両者
ともに+4.0Vvs.Ag/Ag+ 付近にBF4 -の脱
ドーピング(すなわち本誘導体に電子受容体のアニオン
であるBF4 -が添加されているp型有機半導体の還元)
を示す還元電位が観察された。
【0043】実施例5 [化学的n型ドーピング] 本
誘導体として、実施例1で得たコポリ(2−ヘキシルオ
キシ−1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイ
ル)、実施例2で得たコポリ(1,4−フェニレン/6
−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)を、それぞれ
トリウムナフタレニドのテトラヒドロフラン溶液に8時
間浸漬して、その後50℃で1時間減圧乾燥し、ナトリ
ウムによるn型ドーピングを行なった。このようにして
本誘導体に電子供与体のカチオンであるナトリウムが添
加されているn型有機半導体を得た。
【0044】得られた試料の電気伝導度を4端子法によ
って測定した。その結果、両者ともにドーピング前の試
料の電気伝導度が1×10-8S/cm以下であるのに対し
て、ドーピング後の試料は1×10-3S/cmであった。
【0045】実施例6 [化学的p型ドーピング] 本誘導体として、実施例1で得たコポリ(2−ヘキシル
オキシ−1,4−フェニレン/2,5−ピリジンジイ
ル)、実施例2で得たコポリ(1,4−フェニレン/6
−ヘキシル−2,5−ピリジンジイル)を、それぞれ真
空中でヨウ素の蒸気に8時間さらして、その後室温で5
時間減圧乾燥し、ヨウ素によるp型ドーピングを行なっ
た。このようにして本誘導体に電子受容体のアニオンで
あるI- (I3 -)が添加されているp型有機半導体を得
た。
【0046】得られた試料の電気伝導度を4端子法によ
って測定した。その結果、両者ともにドーピング前の試
料の電気伝導度が1×10-8S/cm以下であるのに対し
て、ドーピング後の試料は1×10-4S/cmであった。
【0047】実施例7 [エレクトロルミネッセント材
料の製造] エレクトロルミネッセント材料として、文献記載の方法
(F.E.Karaszら;J.Polymer Sci. Polymer Chemistry,
26、 3241 (1988))により合成したポリ(パラフェニレン
ビニレン)の前駆体であるポリ(パラキシリレンジメチ
ルスルホニウムクロリド)の1重量%水溶液をITOガ
ラス上に塗布後、窒素雰囲気下、150℃で2時間加熱
することによりポリ(パラフェニレンビニレン)膜を形
成した。この上に、実施例1で得られたコポリ(2−ヘ
キシルオキシ−1,4−フェニレン/2,5−ピリジン
ジイル)の3重量%クロロホルム溶液を1000rpm
で回転塗布した後、減圧乾燥して電子輸送層を形成し
た。これに、電極としてアルミニウムを真空蒸着し、エ
レクトロルミネッセンス素子を作成した。ITOガラス
を正極、アルミニウムを負極として、5Vの直流電圧を
印加したところ、ポリ(パラフェニレンビニレン)のみ
の単層エレクトロルミネッセンス素子と比較して、発光
輝度が約20%向上した。
【0048】実施例8 [エレクトロルミネッセント材
料の製造] エレクトロルミネッセント材料として、実施例7と同様
にしてITOガラス上にポリ(パラフェニレンビニレ
ン)膜を形成後、その上に、実施例2で得られたコポリ
(1,4−フェニレン/6−ヘキシル−2,5−ピリジ
ンジイル)の3重量%クロロホルム溶液を1000rp
mで回転塗布した後、減圧乾燥して電子輸送層を形成し
た。これに、電極としてアルミニウムを真空蒸着し、エ
レクトロルミネッセンス素子を作成した。ITOガラス
を正極、アルミニウムを負極として、5Vの直流電圧を
印加したところ、ポリ(パラフェニレンビニレン)のみ
の単層エレクトロルミネッセンス素子と比較して、発光
輝度が約20%向上した。
【0049】
【発明の効果】本発明による本誘導体は、種々の有機溶
媒への溶解性及び成膜性を有し、電極等基板との接着性
が良好であり、電気化学的還元または酸化、あるいは電
子供与体または電子受容体の添加による化学的還元また
は酸化によりn型またはp型有機導電体となる利点を有
する。
【0050】本誘導体による本誘導体は、n型、p型双
方のドーピングが可能であり、n型、p型のいずれにも
伝導型を制御できるという利点を有する。
【0051】本誘導体に電子供与体のカチオンが添加さ
れているn型有機導電体は、従来の導電性高分子と比較
して、導電性等の特性上安定であるという利点を有す
る。
【0052】また、本誘導体は、液相あるいは固相の状
態で強い蛍光を発するという特徴を有する。これは、蛍
光性のあるピリジン基をフェニレン基と共重合させた効
果が現われたことによると考えられる。
【0053】本発明による本誘導体は、上述のように蛍
光を発する特徴を有することから、エレクトロクロミッ
ク素子、エレクトロルミネッセント材料、非線形光学素
子等のデバイスや有機光導電体電極に適する材料であ
る。
【0054】本発明による本誘導体、該誘導体に電子受
容体のアニオンが添加されているp型有機導電体及び電
子供与体のカチオンが添加されているn型有機導電体
は、安定な導電性を有し、有機溶媒可溶性で成膜性を有
するため、電池、表示素子、エレクトロルミネッセント
等の発光素子、光電変換素子、センサー、有機光導電体
電極、修飾電極、太陽電池、トランジスタ等各種デバイ
スやその材料として有用である。また、その場合の製品
形態としては、有機溶媒に可溶である特徴を生かした形
態であれば、如何なる形態でも用いることができるが、
特にコーティング膜、薄膜、フィルム等の形態で用いる
ことができる利点を有する。
【0055】また、本誘導体、該誘導体に電子受容体の
アニオンが添加されているp型有機導電体及び電子供与
体のカチオンが添加されているn型有機導電体は、耐熱
性及び基板面との良好な密着性を有するため、上記各種
デバイスやその材料として有用である。
【0056】また、本発明によるエレクトロルミネッセ
ント材料は蛍光を発する特徴に加えて、有機溶媒可溶性
で成膜性を有する等の特徴を合わせ持つため、エレクト
ロルミネッセンス素子に用いることができる。
【0057】更にまた、本発明のコポリ(1,4−フェ
ニレン/2,5−ピリジンジイル)誘導体の製造方法
は、本誘導体を高い収率で製造することができること、
得られる重合体の分子量が高いこと等の利点を有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−175035(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 61/12 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(I) 【化1】 (式中、R1、R2、R3、R4はそれぞれ独立に水素また
    は炭素数1以上のアルキル基またはアルコキシ基)で表
    わされる1,4−フェニレン基及び一般式(II) 【化2】 (式中、R5、R6、R7はそれぞれ独立に水素または炭
    素数1以上のアルキル基またはアルコキシ基)で表わさ
    れる2,5−ピリジンジイル基を繰り返し単位として含
    み、重合度が10から10000の範囲である有機溶媒
    可溶のコポリ(1,4−フェニレン/2,5−ピリジン
    ジイル)誘導体(但し、R1、R2、R3、R4、R5
    6、R7全てが同時に水素であることはなく、R1乃至
    7に含まれる総炭素数がベンゼン環またはピリジン環
    1個当り3個以上である)。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の誘導体に電子供与体のカ
    チオンが添加されていることを特徴とするn型有機導電
    体。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の誘導体に電子受容体のア
    ニオンが添加されていることを特徴とするp型有機導電
    体。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の誘導体を含むことを特徴
    とするエレクトロルミネッセント材料。
  5. 【請求項5】 ジハロゲノアリーレンの脱ハロゲン化重
    縮合剤として、ニッケル錯体を使用することを特徴とす
    る請求項1記載の有機溶媒可溶のコポリ(1,4−フェ
    ニレン/2,5−ピリジンジイル)誘導体の製造方法。
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