JP5136795B2 - Electron-accepting material precursor comprising sulfonate compound and use thereof - Google Patents

Electron-accepting material precursor comprising sulfonate compound and use thereof Download PDF

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Description

本発明は、スルホン酸エステル化合物およびその利用に関し、さらに詳述すると、分子内で環状錯体を形成し得るスルホン酸エステル化合物、並びにこの化合物の電子受容性物質としての利用および熱酸発生剤としての利用に関する。   The present invention relates to a sulfonic acid ester compound and use thereof, and more specifically, a sulfonic acid ester compound capable of forming a cyclic complex in a molecule, use of this compound as an electron-accepting substance, and use as a thermal acid generator. Regarding usage.

低分子有機EL(以下、OLEDと略す)素子では、正孔注入層として銅フタロシアニン(CuPC)層を設けることによって、駆動電圧の低下や発光効率向上等の初期特性向上、さらには寿命特性向上を実現し得ることが報告されている(非特許文献1:アプライド・フィジックス・レターズ(Applied Physics Letters)、米国、1996年、69巻、p.2160−2162)。
一方、高分子発光材料を用いた有機EL(以下、PLEDと略す)素子では、ポリアニリン系材料(特許文献1:特開平3−273087、非特許文献2:ネイチャー(Nature)、英国、1992年、第357巻、p.477−479)や、ポリチオフェン系材料(非特許文献3:アプライド・フィジックス・レターズ(Applied Physics Letters)、米国、1998年、72巻、p.2660−2662)からなる薄膜を、正孔輸送層として用いることで、OLED素子と同様の効果が得られることが報告されている。
In low-molecular organic EL (hereinafter abbreviated as OLED) elements, by providing a copper phthalocyanine (CuPC) layer as a hole injection layer, it is possible to improve initial characteristics such as lower drive voltage and improved luminous efficiency, and further improve life characteristics. (Non-patent document 1: Applied Physics Letters, USA, 1996, 69, p. 2160-2162).
On the other hand, in an organic EL (hereinafter abbreviated as PLED) element using a polymer light emitting material, a polyaniline-based material (Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 3-273877, Non-Patent Document 2: Nature, UK, 1992, 357, pp. 477-479) and a thin film made of a polythiophene-based material (Non-patent Document 3: Applied Physics Letters, USA, 1998, Vol. 72, pp. 2660-2661). It has been reported that the same effect as that of the OLED element can be obtained by using it as the hole transport layer.

近年、低分子オリゴアニリン系材料やオリゴチオフェン系材料を有機溶媒に溶解させた均一系溶液からなる電荷輸送性ワニスが見出され、このワニスから得られる正孔注入層を有機EL素子中に挿入することで、下地基板の平坦化効果や、優れたEL素子特性が得られることが報告されている(特許文献2:特開2002−151272号公報、特許文献3:WO2004−043117、特許文献4:WO2005−043962)。
さらに、電子受容性物質として1,4−ベンゾジオキサンスルホン酸化合物(特許文献5:WO2005−000832)を使用することで、OLED素子の駆動電圧を低下し得ることも報告されている。
In recent years, a charge transporting varnish consisting of a homogeneous solution in which a low molecular weight oligoaniline-based material or oligothiophene-based material is dissolved in an organic solvent has been found, and a hole injection layer obtained from this varnish is inserted into the organic EL device. By doing so, it has been reported that a flattening effect of the base substrate and excellent EL element characteristics can be obtained (Patent Document 2: JP 2002-151272 A, Patent Document 3: WO 2004-043117, Patent Document 4). : WO 2005-03962).
Furthermore, it has been reported that the driving voltage of an OLED element can be lowered by using a 1,4-benzodioxanesulfonic acid compound (Patent Document 5: WO2005-000832) as an electron-accepting substance.

しかし、スルホン酸化合物は、一般に有機溶媒に対する溶解性が低いため、有機溶液を調製する場合に使用溶媒が限定されやすく、N,N−ジメチルアセトアミドや、N−メチルピロリドン等の溶解力の高い高極性有機溶媒を、高比率で用いる必要がある。高極性有機溶媒を高比率で含む有機溶液は、インクジェット塗布装置の一部や、基板上に形成される絶縁膜および隔壁等の有機構造物にダメージを与える場合がある。
しかも、スルホン酸化合物は、高極性であるためにシリカゲルカラムクロマトグラフィーによる精製、分液抽出、および水洗等の操作による塩類の除去が困難である。
However, since a sulfonic acid compound generally has low solubility in an organic solvent, the solvent to be used is easily limited when preparing an organic solution, and high solubility of N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like is high. It is necessary to use a polar organic solvent in a high ratio. An organic solution containing a high-polarity organic solvent in a high ratio may damage a part of an ink jet coating apparatus or an organic structure such as an insulating film and a partition formed on a substrate.
Moreover, since the sulfonic acid compound is highly polar, it is difficult to remove salts by operations such as purification by silica gel column chromatography, liquid separation extraction, and water washing.

一方、スルホン酸エステル化合物は、種々の有機溶媒に対する溶解性が高く、加熱や化学的作用等の外的刺激により有機強酸が発生する材料として知られている。
加熱によりスルホン酸が発生する化合物の具体例として、スルホン酸シクロヘキシルエステル等が報告されており(非特許文献4:ケミッシェ・ベリヒテ(Chemische Berichte)、ドイツ、1957年、90巻、p.585−592)、近年、このスルホン酸エステルは、熱酸増殖剤という概念においても注目されている(特許文献5:特開平7−134416、非特許文献5:機能材料、日本、2004年、24巻、p.72−82)。
しかし、特に、芳香族ジスルホン酸等の電子欠乏性の芳香環に置換するスルホン酸エステルでは、わずかな熱や、水、塩基性物質等との反応による分解が生じ易く、安定性の高いスルホン酸エステル化合物の創出が望まれている。
On the other hand, sulfonic acid ester compounds are known as materials that have high solubility in various organic solvents and generate strong organic acids by external stimuli such as heating and chemical action.
As a specific example of a compound that generates sulfonic acid by heating, cyclohexyl ester of sulfonic acid or the like has been reported (Non-patent Document 4: Chemische Berichte, Germany, 1957, 90, p. 585-592. In recent years, this sulfonic acid ester has also attracted attention in the concept of a thermal acid proliferator (Patent Document 5: JP-A-7-134416, Non-Patent Document 5: Functional Materials, Japan, 2004, Vol. 24, p. 72-82).
However, in particular, a sulfonic acid ester substituted with an electron-deficient aromatic ring such as an aromatic disulfonic acid is likely to be decomposed by reaction with slight heat, water, a basic substance, etc., and has a high stability. Creation of ester compounds is desired.

特開平3−273087号公報JP-A-3-230787 特開2002−151272号公報JP 2002-151272 A 国際公開第2004/043117号パンフレットInternational Publication No. 2004/043117 Pamphlet 国際公開第2005/043962号パンフレットInternational Publication No. 2005/043962 Pamphlet 国際公開第2005/000832号パンフレットInternational Publication No. 2005/000832 Pamphlet アプライド・フィジックス・レターズ、米国、1996年、69巻、p.2160−2162Applied Physics Letters, USA, 1996, 69, p. 2160-2162 ネイチャー、英国、1992年、第357巻、p.477−479Nature, UK, 1992, 357, p. 477-479 アプライド・フィジックス・レターズ、米国、1998年、72巻、p.2660−2662Applied Physics Letters, USA, 1998, 72, p. 2660-2662 ケミッシェ・ベリヒテ、ドイツ、1957年、90巻、p.585−592Chemichet Berichte, Germany, 1957, 90, p. 585-592 機能材料、日本、2004年、24巻、p.72−82Functional Materials, Japan, 2004, 24, p. 72-82

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高安定性を有するとともに、広範囲の有機溶媒に対して高溶解性を有しているため、均一溶液を形成し易く、OLED素子に適用した場合に優れた素子特性の実現を可能にする、電子受容性物質または熱酸発生剤として好適なスルホン酸エステル化合物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and has high stability and high solubility in a wide range of organic solvents, so that it is easy to form a uniform solution, and an OLED element. An object of the present invention is to provide a sulfonic acid ester compound suitable as an electron-accepting substance or a thermal acid generator that makes it possible to realize excellent device characteristics when applied to the above.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、エステル置換基に硫黄原子と配位し得る原子を有するスルホン酸エステル化合物が、当該原子の配位による環状錯体の形成により、スルホン酸エステル中の硫黄原子の電子密度が向上するために当該化合物合成時の水や塩基性物質による副反応を阻害するとともに、熱分解反応を阻害して高い安定性を示し、通常困難であるスルホン酸エステル化合物の合成および精製を容易にすること、およびこのスルホン酸エステル化合物が広範囲の低極性溶剤に対して高溶解性を示すことを見出した。さらに、このスルホン酸エステル化合物を薄膜に成膜後、加熱等の外的刺激を加えることで、良好な電子受容性物質として作用し、高電荷輸送性を発揮し得ることを見出すとともに、この薄膜をOLED素子の正孔注入層として用いた場合に、素子の低駆動電圧を可能にすることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies in order to achieve the above object, the present inventors have found that a sulfonic acid ester compound having an atom capable of coordinating with a sulfur atom in an ester substituent forms a cyclic complex by coordination of the atom. In order to improve the electron density of the sulfur atom in the sulfonate ester, it inhibits side reactions caused by water and basic substances during the synthesis of the compound, and inhibits the thermal decomposition reaction and exhibits high stability. It has been found that it facilitates the synthesis and purification of certain sulfonate compounds and that the sulfonate compounds exhibit high solubility in a wide range of low polarity solvents. Furthermore, after forming this sulfonic acid ester compound on a thin film, by applying external stimuli such as heating, it has been found that it can act as a good electron accepting substance and can exhibit high charge transporting properties. Has been found to enable a low driving voltage of the device when used as a hole injection layer of an OLED device, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
1. 式(1)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体、

Figure 0005136795
(式中、Aは置換または非置換の芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示す。)
2. 式(2)または式(2′)で表される1の電子受容性物質前駆体、
Figure 0005136795
(式中、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、またはハロゲン原子を示し、A2は置換基を有していてもよいアリーレン基を示す。AおよびZは前記と同じ。)
3. 式(3)または式(4)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体、
Figure 0005136795
(式中、A′は(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1または(SO3−X−Y−Z)n2で置換されるとともに、非置換または置換の一価炭化水素基で置換されていてもよい芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、X′は、O、SまたはNHを示し、Bは、置換もしくは非置換の炭化水素基、1,3,5−トリアジン基、または置換もしくは非置換の式(5)もしくは(6)
Figure 0005136795
で示される基(式中、W1およびW2は、それぞれ独立して、O、S、S(O)基、S(O2)基、または非置換もしくは置換基が結合したN、Si、P、P(O)基を示す。)を表し、qは、BとX′との結合数を示し、1≦qを満たす整数であり、rは繰り返し単位数を示し、1≦rを満たす整数であり、mは0以上の整数であり、n1は1以上の整数であり、n2は1以上の整数である。なお、n1+mは式(3)においてA′が許容する置換数以下を満たし、n2+mは式(4)においてA′の許容する置換数以下を満たす。)
4. 前記mが0である3の電子受容性物質前駆体、
5. 式(7)または式(8)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体、
Figure 0005136795
(式中、Wは、置換または非置換の3価炭化水素基を示し、A”は、置換もしくは非置換の2価芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは、水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示す。sは、2〜100000の整数を示す。tは、1〜100000の整数を示し、uは、1〜100000の整数を示し、t+uは、2〜100000を満たす。)
6. 式(9)または式(10)で表される5の電子受容性物質前駆体、
Figure 0005136795
(式中、R5〜R7は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の一価炭化水素基、またはハロゲン原子を示す。A”、X、Y、Z、s、tおよびuは、前記と同じ。)
7. 数平均分子量が、5000〜1000000である5または6の電子受容性物質前駆体、
8. 前記2価アミノ基が、N(CH3)、N(C25)、またはN(C37)であり、前記Zの一価炭化水素基が、メチル基、エチル基またはn−プロピル基である1および3〜7のいずれかの電子受容性物質前駆体、
9. 式(3)で表されることを特徴とするスルホン酸エステル化合物、
Figure 0005136795
(式中、A′は(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1で置換されるとともに、非置換または置換の一価炭化水素基で置換されていてもよい芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、X′は、O、SまたはNHを示し、Bは、置換もしくは非置換の炭化水素基、1,3,5−トリアジン基、または置換もしくは非置換の式(5)もしくは(6)
Figure 0005136795
で示される基(式中、W1およびW2は、それぞれ独立して、O、S、S(O)基、S(O2)基、または非置換もしくは置換基が結合したN、Si、P、P(O)基を示す。)を表し、qは、BとX′との結合数を示し、2≦qを満たす整数であり、mは0以上の整数であり、n1は1以上の整数である。なお、n1+mはA′が許容する置換数以下を満たす。)
10. 前記2価アミノ基が、N(CH3)、N(C25)、またはN(C37)であり、前記Zの一価炭化水素基が、メチル基、エチル基またはn−プロピル基である9のスルホン酸エステル化合物、
11. 9または10のスルホン酸エステル化合物からなる酸発生剤、
12. 1〜8のいずれかの電子受容性物質前駆体を含む電荷輸送性ワニス、
13. 1〜8のいずれかの電子受容性物質前駆体を含む電荷輸送性薄膜、
14. 12の電荷輸送性ワニスから得られる電荷輸送性薄膜、
15. 12の電荷輸送性ワニスを基材上に塗布し、加熱することを特徴とする電荷輸送性薄膜の製造方法、
16. 13または14の電荷輸送性薄膜を備える有機エレクトロルミネッセンス素子
を提供する。
That is, the present invention
1. An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonic acid ester compound represented by the formula (1),
Figure 0005136795
(In the formula, A represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, X represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, 1 to 2 alkyleneoxy carbon atoms or 1 to 2 alkylene groups, carbon 1 to 2 alkylenethio represents a C1 to C2 alkylene group, or C1 to C2 alkylenecarbonyl represents a C1 to C2 alkylene group, and Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group. Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group.)
2. 1 electron acceptor precursor represented by formula (2) or formula (2 ′),
Figure 0005136795
(In the formula, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom, and A 2 represents an arylene group which may have a substituent. A and Z are the same as above.)
3. An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonate compound represented by formula (3) or formula (4);
Figure 0005136795
Wherein A ′ is substituted with (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 or (SO 3 —XYZ) n 2 and is unsubstituted Or an aromatic ring group which may be substituted with a substituted monovalent hydrocarbon group, wherein X is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, 1 to 2 alkyleneoxy carbon atoms or 1 to 2 carbon atoms; An alkylene group, a C1-C2 alkylenethio C1-C2 alkylene group, or a C1-C2 alkylenecarbonyl C1-C2 alkylene group is shown, Y is O, S, or substituted or unsubstituted bivalent. A represents an amino group, Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, X ′ represents O, S or NH, B represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, 1, 3 , 5-triazine group, or substituted or unsubstituted formula (5) (6)
Figure 0005136795
Wherein W 1 and W 2 are each independently O, S, S (O) group, S (O 2 ) group, or unsubstituted or substituted N, Si, P represents a P (O) group), q represents the number of bonds between B and X ′, is an integer satisfying 1 ≦ q, r is the number of repeating units, and satisfies 1 ≦ r It is an integer, m is an integer of 0 or more, n 1 is an integer of 1 or more, and n 2 is an integer of 1 or more. Note that n 1 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (3), and n 2 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (4). )
4). An electron acceptor precursor of 3 in which m is 0;
5. An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonate compound represented by formula (7) or formula (8);
Figure 0005136795
Wherein W represents a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group, A ″ represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic ring group, and X represents a substituted or unsubstituted C 2-5 carbon atom. An alkylene group, an alkyleneoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms. Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group, Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and s represents an integer of 2 to 100,000. T represents an integer of 1 to 100,000, u represents an integer of 1 to 100,000, and t + u satisfies 2 to 100,000.)
6). 5 electron acceptor precursors represented by formula (9) or formula (10),
Figure 0005136795
(Wherein R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, or a halogen atom. A ″, X, Y, Z, s, t, and u) Is the same as above.)
7). 5 or 6 electron acceptor precursor having a number average molecular weight of 5,000 to 1,000,000,
8). The divalent amino group is N (CH 3 ), N (C 2 H 5 ), or N (C 3 H 7 ), and the monovalent hydrocarbon group of Z is a methyl group, an ethyl group, or n- An electron acceptor precursor of any one of 1 and 3-7 which is a propyl group;
9. A sulfonic acid ester compound represented by the formula (3):
Figure 0005136795
Wherein A ′ is substituted with (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 and is substituted with an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group. X represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, or an alkylenethio group having 1 to 2 carbon atoms. Represents an alkylene group, or an alkylenecarbonyl group having 1 to 2 carbon atoms, Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group, and Z represents a hydrogen atom or a substituted or non-substituted group. Represents a substituted monovalent hydrocarbon group, X ′ represents O, S or NH, B represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, 1,3,5-triazine group, or a substituted or unsubstituted formula; (5) or (6)
Figure 0005136795
Wherein W 1 and W 2 are each independently O, S, S (O) group, S (O 2 ) group, or unsubstituted or substituted N, Si, P represents a P (P) group), q represents the number of bonds between B and X ′, is an integer satisfying 2 ≦ q, m is an integer of 0 or more, and n 1 is 1 It is an integer above. Note that n 1 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′. )
10. The divalent amino group is N (CH 3 ), N (C 2 H 5 ), or N (C 3 H 7 ), and the monovalent hydrocarbon group of Z is a methyl group, an ethyl group, or n- 9 sulfonic acid ester compounds which are propyl groups,
11. An acid generator comprising 9 or 10 sulfonic acid ester compounds;
12 A charge transporting varnish comprising any of the electron acceptor precursors 1 to 8;
13. A charge transporting thin film comprising any one of the electron acceptor precursors 1 to 8;
14 A charge transporting thin film obtained from 12 charge transporting varnishes;
15. 12 charge transporting varnishes are coated on a substrate and heated, a method for producing a charge transporting thin film,
16. An organic electroluminescent device comprising 13 or 14 charge transporting thin films is provided.

本発明のスルホン酸エステル化合物は、熱や水に対して安定性が高く、低極性溶剤を含む広範囲の有機溶剤に対して高溶解性を示すため、低極性溶媒を用いたり、高極性溶媒の比率を低下させたりしても電荷輸送性ワニスを調製することができる。このように、本発明のスルホン酸エステル化合物は、従来のスルホン酸化合物よりも電荷輸送性ワニスとする場合の適用溶媒が広いため、高平坦性を有する非晶質固体薄膜の作製がより簡便になる。
また、本発明のスルホン酸エステル化合物から得られた薄膜は、高電荷輸送性を示すため、正孔注入層または正孔輸送層として使用した場合に有機EL素子の駆動電圧を低下させることができる。この薄膜の高平坦性および高電荷輸送性を利用して、太陽電池の正孔輸送層、燃料電池用電極、コンデンサ電極保護膜、帯電防止膜への応用も可能である。
さらに、本発明のスルホン酸エステル化合物は、熱酸発生剤や陽イオン伝導性物質としての機能をも有するため、レジスト補助材料、イオン伝導膜、固体電解質への応用も可能である。
The sulfonic acid ester compound of the present invention has high stability to heat and water and exhibits high solubility in a wide range of organic solvents including low polar solvents. Even if the ratio is decreased, the charge transporting varnish can be prepared. As described above, the sulfonic acid ester compound of the present invention has a wider range of applicable solvents when used as a charge transporting varnish than conventional sulfonic acid compounds, so that it is easier to produce an amorphous solid thin film having high flatness. Become.
Moreover, since the thin film obtained from the sulfonate compound of the present invention exhibits high charge transportability, the drive voltage of the organic EL device can be lowered when used as a hole injection layer or a hole transport layer. . By utilizing the high flatness and high charge transport property of this thin film, it can be applied to a positive hole transport layer of a solar cell, a fuel cell electrode, a capacitor electrode protective film, and an antistatic film.
Furthermore, since the sulfonic acid ester compound of the present invention also has a function as a thermal acid generator or a cation conductive material, it can be applied to resist auxiliary materials, ion conductive membranes, and solid electrolytes.

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る第1のスルホン酸エステル化合物は、下記式(1)で表される。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The first sulfonic acid ester compound according to the present invention is represented by the following formula (1).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

式(1)において、Aは置換または非置換の一価炭化水素基を示し、その具体例としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;ビシクロヘキシル基等のビシクロアルキル基;ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、1または2または3−ブテニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;フェニル基、キシリル基、トリル基、ビフェニル基、ナフチル基等の芳香環基(アリール基);ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルシクロヘキシル基等のアラルキル基や、これらの基の水素原子の一部または全部がさらに、水酸基、アミノ基、シラノール基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、エステル基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、スルホン基、ハロゲン原子等で置換されたものが挙げられる。   In the formula (1), A represents a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and specific examples thereof include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i- Alkyl groups such as butyl group, t-butyl group, n-hexyl group, n-octyl group, 2-ethylhexyl group and decyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; bicycloalkyl groups such as bicyclohexyl group; Alkenyl groups such as vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 1-methyl-2-propenyl group, 1 or 2 or 3-butenyl group, hexenyl group; phenyl group, xylyl group, tolyl group Aromatic ring groups (aryl groups) such as biphenyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group and phenylcyclohexyl group; Some or all of the hydrogen atoms of these groups are further hydroxyl groups, amino groups, silanol groups, thiol groups, carboxyl groups, sulfonate groups, phosphate groups, phosphate ester groups, ester groups, thioester groups, amide groups. Nitro group, monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, acyl group, sulfone group, halogen atom and the like.

ここで、ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子が挙げられる。
オルガノオキシ基の具体例としては、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アリールオキシ基などが挙げられ、これらのアルキル基、アルケニル基およびアリール基としては、上記で例示した置換基と同様のものが挙げられる。
オルガノアミノ基の具体例としては、メチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基、ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、ラウリルアミノ基等のアルキルアミノ基;ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、ジブチルアミノ基、ジペンチルアミノ基、ジヘキシルアミノ基、ジヘプチルアミノ基、ジオクチルアミノ基、ジノニルアミノ基、ジデシルアミノ基等のジアルキルアミノ基;シクロヘキシルアミノ基等のジシクロアルキルアミノ基;モルホリノ基などが挙げられる。
Here, examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
Specific examples of the organooxy group include an alkoxy group, an alkenyloxy group, and an aryloxy group. These alkyl groups, alkenyl groups, and aryl groups include the same substituents as exemplified above. .
Specific examples of the organoamino group include methylamino group, ethylamino group, propylamino group, butylamino group, pentylamino group, hexylamino group, heptylamino group, octylamino group, nonylamino group, decylamino group, and laurylamino group. Alkylamino groups such as dimethylamino groups, diethylamino groups, dipropylamino groups, dibutylamino groups, dipentylamino groups, dihexylamino groups, diheptylamino groups, dioctylamino groups, dinonylamino groups, and didecylamino groups; A dicycloalkylamino group such as a cyclohexylamino group; a morpholino group, and the like.

オルガノシリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリブチルシリル基、トリペンチルシリル基、トリヘキシルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基などが挙げられる。
オルガノチオ基の具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、ラウリルチオ基などのアルキルチオ基が挙げられる。
Specific examples of the organosilyl group include trimethylsilyl group, triethylsilyl group, tripropylsilyl group, tributylsilyl group, tripentylsilyl group, trihexylsilyl group, pentyldimethylsilyl group, hexyldimethylsilyl group, octyldimethylsilyl group, Examples include decyldimethylsilyl group.
Specific examples of the organothio group include alkylthio groups such as methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group, pentylthio group, hexylthio group, heptylthio group, octylthio group, nonylthio group, decylthio group and laurylthio group.

アシル基の具体例としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
なお、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基およびアシル基における炭素数は、特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜20、好ましくは1〜8である。
上述の各置換基の中でも、フッ素、スルホン酸基、置換もしくは非置換のオルガノオキシ基、アルキル基、オルガノシリル基がより好ましい。
なお、非置換とは水素原子が結合していることを意味する。また、以上の置換基において、置換基同士が連結されて環状である部分を含んでいてもよい。
Specific examples of the acyl group include formyl group, acetyl group, propionyl group, butyryl group, isobutyryl group, valeryl group, isovaleryl group, benzoyl group and the like.
The number of carbon atoms in the monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organoamino group, organosilyl group, organothio group and acyl group is not particularly limited, but generally 1 to 20 carbon atoms, Preferably it is 1-8.
Among the above substituents, fluorine, sulfonic acid group, substituted or unsubstituted organooxy group, alkyl group, and organosilyl group are more preferable.
The term “non-substituted” means that a hydrogen atom is bonded. Moreover, in the above substituents, the substituents may be connected to each other to include a cyclic part.

本発明のスルホン酸エステル化合物を電子受容性物質に応用することを考慮すると、Aとしては、特に、置換または非置換の芳香環基が好ましく、置換または非置換のフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等が好適であり、置換または非置換のフェニル基、ナフチル基が最適である。   In view of applying the sulfonate compound of the present invention to an electron accepting substance, A is particularly preferably a substituted or unsubstituted aromatic ring group, and a substituted or unsubstituted phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group. Etc. are preferred, and a substituted or unsubstituted phenyl group or naphthyl group is most preferred.

式(1)において、Xは置換または非置換の二価炭化水素基を示し、その具体例としては、置換または非置換の炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基等が挙げられるが、Yがスルホン酸エステルにおけるS原子と、下記式のような環状錯体を形成し易い基であることが好ましい。なお、置換基としては、上記と同様のものが挙げられる。   In the formula (1), X represents a substituted or unsubstituted divalent hydrocarbon group, and specific examples thereof include a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and an alkyleneoxy carbon number having 1 to 2 carbon atoms. C 1-2 alkylene group, C 1-2 alkylene group, C 1-2 alkylene carbonyl C 1-2 alkylene group and the like are mentioned, and Y is an S atom in the sulfonate ester A group that easily forms a cyclic complex represented by the following formula is preferable. In addition, as a substituent, the thing similar to the above is mentioned.

Figure 0005136795
(式中、A、X、Y、およびZは上記と同じ。)
Figure 0005136795
(In the formula, A, X, Y, and Z are the same as above.)

特に主鎖の構成原子数が2または3であると、スルホン酸エステル化合物(1)が、5員環または6員環錯体を形成し得ることから、Xは、置換または非置換のエチレン基、トリメチレン基、メチレンオキシメチレン基、メチレンチオメチレン基等が好適である。
式(1)において、Yは、スルホン酸エステル化合物のS原子と環状錯体を形成し得る基であれば特に限定はないが、O、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基が好適であり、特にOが好ましい。
ここで、2価の置換アミノ基としては、−N(CH3)−、−N(C25)−、−N(C37)−等が挙げられる。
In particular, when the number of constituent atoms of the main chain is 2 or 3, the sulfonic acid ester compound (1) can form a 5-membered ring or a 6-membered ring complex. Therefore, X is a substituted or unsubstituted ethylene group, A trimethylene group, a methyleneoxymethylene group, a methylenethiomethylene group and the like are preferable.
In the formula (1), Y is not particularly limited as long as Y is a group capable of forming a cyclic complex with the S atom of the sulfonate compound, but O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group is preferable. In particular, O is preferable.
Here, examples of the divalent substituted amino group include —N (CH 3 ) —, —N (C 2 H 5 ) —, —N (C 3 H 7 ) —, and the like.

特に、環状錯体の形成を容易にするという点から、Xが置換または非置換のエチレン基、YがOである下記式(2)で示される化合物や、下記式(2′)で表される化合物が好適である。   In particular, from the viewpoint of facilitating the formation of a cyclic complex, a compound represented by the following formula (2) in which X is a substituted or unsubstituted ethylene group and Y is O, or represented by the following formula (2 ′) Compounds are preferred.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

Figure 0005136795
(式中、A2は、置換基を有していてもよい二価炭化水素基を表す。)
Figure 0005136795
(In the formula, A 2 represents a divalent hydrocarbon group which may have a substituent.)

式(2)および(2′)において、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の一価炭化水素基、またはハロゲン原子であるが、中でも水素原子;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。なお、その他の一価炭化水素基の具体例は、上述のとおりである。
式(1)、(2)および(2′)において、Zは、水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基であれば、特に制限はない。一価炭化水素基の具体例は上述のとおりである。好ましくは、メチル基、エチル基、n−プロピル基が挙げられる。
式(2′)において、A2は、置換基を有していてもよい二価炭化水素基であり、例えば、置換基を有していてもよいアルキレン基(メチレン基、エチレン基、トリメチレン基等)、置換基を有していてもよいアリーレン基(フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基等)等が挙げられる。置換基としては、水酸基、アミノ基、シラノール基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸エステル基、リン酸基、リン酸エステル基、エステル基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、スルホン基、ハロゲン原子等で置換されたものが挙げられる。
In the formulas (2) and (2 ′), R 1 to R 4 are each independently a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, or a halogen atom, among which a hydrogen atom; a methyl group C1-C6 alkyl groups such as ethyl group, propyl group, and butyl group are preferred. Specific examples of other monovalent hydrocarbon groups are as described above.
In the formulas (1), (2) and (2 ′), Z is not particularly limited as long as Z is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group. Specific examples of the monovalent hydrocarbon group are as described above. Preferably, a methyl group, an ethyl group, and an n-propyl group are mentioned.
In the formula (2 ′), A 2 is a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, for example, an alkylene group (methylene group, ethylene group, trimethylene group) which may have a substituent. And arylene groups (phenylene group, naphthylene group, biphenylene group, etc.) which may have a substituent. Substituents include hydroxyl groups, amino groups, silanol groups, thiol groups, carboxyl groups, sulfonate ester groups, phosphate groups, phosphate ester groups, ester groups, thioester groups, amide groups, nitro groups, monovalent hydrocarbon groups , Organooxy groups, organoamino groups, organosilyl groups, organothio groups, acyl groups, sulfone groups, halogen atoms and the like.

式(1)で示される化合物の製造法としては、下記の方法が挙げられるが、これに制限されるものではない。
すなわち、式(11)で表されるスルホン酸化合物を、塩基と反応させて式(12)で表されるスルホン酸塩化合物に誘導し、このスルホン酸塩化合物をハロゲン化試薬と反応させて式(13)で表されるスルホニルハライド化合物に誘導し、このスルホニルハライド化合物を式(14)で表されるアルコール化合物と反応させて式(1)のスルホン酸エステル化合物を得ることができる。なお、式(11)で示されるスルホン酸化合物は、市販品を用いてもよく、また必要に応じて既知の方法(新実験化学講座14 有機化合物の合成と反応 III、p.1773〜1784)等を用いて合成することができる。
Although the following method is mentioned as a manufacturing method of the compound shown by Formula (1), It is not restrict | limited to this.
That is, the sulfonic acid compound represented by formula (11) is reacted with a base to derive a sulfonate compound represented by formula (12), and this sulfonate compound is reacted with a halogenating reagent to form the formula It can derive to the sulfonyl halide compound represented by (13), and this sulfonyl halide compound can be made to react with the alcohol compound represented by Formula (14), and the sulfonate compound of Formula (1) can be obtained. In addition, a commercial item may be used for the sulfonic acid compound shown by Formula (11), and it is a well-known method as needed (New Experimental Chemistry Lecture 14 Synthesis and Reaction of Organic Compound III, p.1773 to 1784). Etc. can be synthesized.

Figure 0005136795
(式中、A、X、Y、およびZは上記と同じ。V+は、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ピリジニウムイオンまたは第4級アンモニウムイオンを示し、Wはハロゲン原子を示す。)
Figure 0005136795
(In the formula, A, X, Y, and Z are the same as above. V + represents a sodium ion, a potassium ion, a pyridinium ion, or a quaternary ammonium ion, and W represents a halogen atom.)

式(11)で表されるスルホン酸化合物を、塩基と反応させて式(12)で表されるスルホン酸塩化合物に誘導する工程で用いられる塩基としては、水素化ナトリウム、水素化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、ピリジン、ピリミジン、トリエチルアミンなどの各種塩基が挙げられるが、スルホン酸塩化合物(11)の有機溶媒に対する溶解性を向上させ、かつ次工程の反応に影響を及ぼさない塩基として、ピリジン、ピリミジン、トリエチルアミン等のアミンが好ましく、特に、ピリジンが最適である。
塩基の使用量は、スルホン酸化合物(11)に対して1倍モル以上であれば限定されないが、1〜5倍モルが好適である。
反応溶媒としては、スルホン酸化合物(11)を溶解し得るものが好ましく、水、N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルイミダゾリジノン(DMI)、無水酢酸、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ピリジン等が好適である。
反応温度は特に限定されないが、0〜150℃が好ましい。
反応終了後、溶媒の減圧留去、分液抽出操作、再沈殿、再結晶等の常法を用いて精製し、純粋なスルホン酸塩化合物を得ることができる。
Examples of the base used in the step of inducing the sulfonic acid compound represented by the formula (11) to the sulfonate compound represented by the formula (12) by reacting with a base include sodium hydride, potassium hydride, and carbonic acid. Various bases such as sodium, potassium carbonate, sodium hydrogen carbonate, pyridine, pyrimidine, triethylamine and the like can be mentioned, but the solubility of the sulfonate compound (11) in an organic solvent is improved and the reaction in the next step is not affected. As the base, amines such as pyridine, pyrimidine and triethylamine are preferable, and pyridine is particularly preferable.
Although the usage-amount of a base will not be limited if it is 1 times mole or more with respect to a sulfonic acid compound (11), 1-5 times mole is suitable.
As the reaction solvent, those capable of dissolving the sulfonic acid compound (11) are preferable, and water, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylimidazolidinone (DMI), acetic anhydride, methanol, ethanol, isopropanol, pyridine and the like are preferable. It is.
Although reaction temperature is not specifically limited, 0-150 degreeC is preferable.
After completion of the reaction, a pure sulfonate compound can be obtained by purification using conventional methods such as solvent distillation under reduced pressure, liquid separation extraction operation, reprecipitation, recrystallization and the like.

式(12)で表されるスルホン酸塩化合物を、ハロゲン化試薬と反応させて式(13)で表されるスルホニルハライド化合物に誘導する工程で用いられるハロゲン化試薬としては、塩化チオニル、オキシ塩化リン、塩化リン(V)等のハロゲン化試薬が挙げられるが、塩化チオニルが好適である。
ハロゲン化試薬の使用量は、スルホン酸塩化合物に対して1倍モル以上であれば限定されないが、スルホン酸塩化合物に対して質量比で2〜10倍量用いることが好ましい。
反応溶媒としては、ハロゲン化試薬と反応しない溶媒が好ましく、クロロホルム、ジクロロエタン、四塩化炭素、ヘキサン、ヘプタン等を挙げることができるが、無溶媒が好適である。なお、無溶媒で反応を行う場合、反応終了時には均一系溶液となる量以上でハロゲン化試薬を用いることが好ましい。
反応温度は0〜150℃程度とすることができるが、20〜100℃、かつ、使用するハロゲン化試薬の沸点以下が好ましい。
反応終了後、一般的には、減圧濃縮などにより得た粗生成物を次工程に用いる。
Examples of the halogenating reagent used in the step of reacting the sulfonate compound represented by the formula (12) with the halogenating reagent to derive the sulfonyl halide compound represented by the formula (13) include thionyl chloride and oxychloride. Examples of the halogenating reagent include phosphorus and phosphorus (V) chloride, and thionyl chloride is preferable.
Although the usage-amount of a halogenating reagent will not be limited if it is 1 times mole or more with respect to a sulfonate compound, It is preferable to use 2-10 times amount by mass ratio with respect to a sulfonate compound.
As the reaction solvent, a solvent that does not react with the halogenating reagent is preferable, and examples thereof include chloroform, dichloroethane, carbon tetrachloride, hexane, heptane, and the like, but no solvent is preferable. When the reaction is carried out without a solvent, it is preferable to use the halogenating reagent in an amount that is equal to or greater than the amount that makes a homogeneous solution at the end of the reaction.
Although reaction temperature can be about 0-150 degreeC, 20-100 degreeC and below the boiling point of the halogenating reagent to be used are preferable.
After completion of the reaction, the crude product obtained by concentration under reduced pressure is generally used in the next step.

式(13)で表されるスルホニルハライド化合物を、式(14)で表されるアルコール化合物と反応させる工程においては、塩基を併用することもできる。
使用可能な塩基としては、水素化ナトリウム、ピリジン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン等が挙げられるが、水素化ナトリウム、ピリジン、トリエチルアミンが好適である。
塩基の使用量は、スルホニルハライド化合物(13)に対して1倍モル〜溶媒量用いることが好適である。
反応溶媒としては、各種有機溶媒を用いることができるが、テトラヒドロフラン、ジクロロエタン、ピリジンが好適である。
反応温度は特に限定されないが、0〜80℃が好適である。
反応終了後、減圧濃縮、分液抽出、水洗、再沈殿、再結晶、クロマトグラフィー等の常法を用いて後処理、精製し、純粋なスルホン酸エステル化合物を得ることができる。
なお、得られた純粋なスルホン酸エステル化合物に熱処理などを施すことで、高純度のスルホン酸化合物に導くこともできる。
In the step of reacting the sulfonyl halide compound represented by the formula (13) with the alcohol compound represented by the formula (14), a base can be used in combination.
Examples of the base that can be used include sodium hydride, pyridine, triethylamine, diisopropylethylamine, and the like, and sodium hydride, pyridine, and triethylamine are preferable.
The amount of the base used is suitably 1-fold mol to the amount of solvent relative to the sulfonyl halide compound (13).
As the reaction solvent, various organic solvents can be used, and tetrahydrofuran, dichloroethane, and pyridine are preferable.
Although reaction temperature is not specifically limited, 0-80 degreeC is suitable.
After completion of the reaction, a pure sulfonic acid ester compound can be obtained by post-treatment and purification using conventional methods such as vacuum concentration, liquid separation extraction, water washing, reprecipitation, recrystallization, chromatography and the like.
In addition, it can also guide | induce to a highly purified sulfonic acid compound by performing heat processing etc. to the obtained pure sulfonic acid ester compound.

本発明に係る第2のスルホン酸エステル化合物は、下記式(3)または(4)で表される。   The second sulfonic acid ester compound according to the present invention is represented by the following formula (3) or (4).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

式(3)、(4)において、A′は、(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1で置換された炭化水素基を示し、この炭化水素基は、(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1以外の置換基で置換されていてもよい。このような置換基としては、上記置換または非置換の一価炭化水素基で説明した置換基と同様の基が挙げられる。A′の具体例としては、上記Aの水素原子を取り外して当該結合を結合手に変換し、多価とした同様の炭化水素基が挙げられ、好ましい炭化水素基についても同様である。
X′は、O、SまたはNHを示すが、特にOが好適である。式(3)における2つのX′は、互いに同一でも異なっていてもよい。
なお、X、Y、Zについては上記と同様である。
In the formulas (3) and (4), A ′ represents a hydrocarbon group substituted with (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 , and this hydrocarbon group May be substituted with a substituent other than (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 . Examples of such a substituent include the same groups as those described for the substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group. Specific examples of A ′ include the same hydrocarbon groups that are polyvalent by removing the hydrogen atom of A and converting the bond to a bond, and the same applies to preferable hydrocarbon groups.
X ′ represents O, S or NH, and O is particularly preferable. Two X ′ in the formula (3) may be the same as or different from each other.
X, Y, and Z are the same as described above.

また、Bは、置換もしくは非置換の炭化水素基、1,3,5−トリアジン基、または置換もしくは非置換の下記式(5)もしくは(6)で示される基である。

Figure 0005136795
(式中、W1およびW2は、それぞれ独立して、O、S、S(O)基、S(O2)基、または非置換もしくは置換基が結合したN、Si、P、P(O)基を示す。)B is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, a 1,3,5-triazine group, or a substituted or unsubstituted group represented by the following formula (5) or (6).
Figure 0005136795
Wherein W 1 and W 2 are each independently O, S, S (O) group, S (O 2 ) group, or N, Si, P, P (bonded to an unsubstituted or substituted group. O) represents a group.)

上記式(3),(4)の化合物の耐久性向上および電荷輸送性向上を図ることを考慮すると、Bとしては、一つ以上の芳香環を含んでいる2価以上の非置換もしくは置換の炭化水素基、2価もしくは3価の1,3,5−トリアジン基、置換もしくは非置換の2価のジフェニルスルホン基が好ましく、特に、2価もしくは3価の置換もしくは非置換ベンジル基、2価の置換もしくは非置換p−キシリレン基、2価もしくは3価の置換もしくは非置換ナフチル基、2価もしくは3価の1,3,5−トリアジン基、2価の置換もしくは非置換ジフェニルスルホン基、2〜4価のパーフルオロビフェニル基、2価の置換もしくは非置換2,2−ビス((ヒドロキシプロポキシ)フェニル)プロピル基、置換もしくは非置換ポリビニルベンジル基が好適である。   In consideration of improving the durability and charge transporting property of the compounds of the above formulas (3) and (4), B is an unsubstituted or substituted divalent or higher valent group containing one or more aromatic rings. A hydrocarbon group, a divalent or trivalent 1,3,5-triazine group, a substituted or unsubstituted divalent diphenylsulfone group is preferred, and in particular, a divalent or trivalent substituted or unsubstituted benzyl group, divalent Substituted or unsubstituted p-xylylene group, divalent or trivalent substituted or unsubstituted naphthyl group, divalent or trivalent 1,3,5-triazine group, divalent substituted or unsubstituted diphenylsulfone group, 2 Preferred are a tetravalent perfluorobiphenyl group, a divalent substituted or unsubstituted 2,2-bis ((hydroxypropoxy) phenyl) propyl group, and a substituted or unsubstituted polyvinylbenzyl group. A.

mは、A′に結合したスルホン酸基数を示し、0以上の整数であるが、0〜4が好ましく、式(3)、(4)で表される化合物の溶媒に対する溶解性を高めることを考慮すると0〜2が好ましく、当該化合物の電子受容性を高めることを考慮すると、1または2が好ましい。
qは、BとX′との結合数を示し、1≦qを満たす整数であれば特に限定はないが、2≦qであることが好ましい。
rは、繰り返し単位の数を示し、1≦rを満たす整数であれば特に限定はないが、2≦rであることが好ましい。
1は1以上の整数、好ましくは1〜4の整数であり、n2は1以上の整数、好ましくは1〜4の整数であるが、いずれも1が最適である。なお、n1+mは式(3)においてA′が許容する置換数以下を満たし、n2+mは式(4)においてA′の許容する置換数以下を満たす。
m represents the number of sulfonic acid groups bonded to A ′, and is an integer of 0 or more, preferably 0 to 4, and increases the solubility of the compounds represented by formulas (3) and (4) in a solvent. In consideration of 0 to 2, 1 or 2 is preferable in consideration of increasing the electron acceptability of the compound.
q represents the number of bonds between B and X ′, and is not particularly limited as long as it is an integer satisfying 1 ≦ q, but preferably 2 ≦ q.
r represents the number of repeating units and is not particularly limited as long as it is an integer satisfying 1 ≦ r, but 2 ≦ r is preferable.
n 1 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4, and n 2 is an integer of 1 or more, preferably an integer of 1 to 4, but 1 is optimal for all. Note that n 1 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (3), and n 2 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (4).

式(3)、(4)で表されるスルホン酸エステル化合物の製造方法としては、例えば、以下の方法を挙げることができる。
すなわち、上述した製法などを用いて製造したスルホン酸エステル化合物(15)または(16)のX′H基に対し、上述のBを与える(架橋)試薬を作用させて得ることができる。この際、反応の方法は、特に限定されるものではなく、例えば、一般的な求核置換反応を用いることができる。
As a manufacturing method of the sulfonic acid ester compound represented by Formula (3), (4), the following method can be mentioned, for example.
That is, it can be obtained by reacting the above-described B-providing (crosslinking) reagent to the X′H group of the sulfonic acid ester compound (15) or (16) produced using the above-described production method. At this time, the reaction method is not particularly limited, and for example, a general nucleophilic substitution reaction can be used.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

このような試薬としては、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、エステル基、またはアルコキシ基で置換された炭化水素化合物等が挙げられるが、上述のBの説明で述べたとおり、耐熱性、電荷輸送性、または有機溶剤に対する溶解性等を向上させるという点から、一つ以上の芳香環を含んでいる化合物が好ましい。
また、ハロゲン原子、水酸基、アミノ基、アルデヒド基、カルボキシル基、エステル基、アルコキシ基等の置換基を2個以上含む炭化水素化合物等を用いると、当該化合物が架橋試薬として作用するため、架橋構造を有する化合物とすることもできる。q個以上の反応性置換基(架橋部)を有する試薬を用いて、式(15)の化合物をq量化する際、試薬の使用量は、式(15)の化合物に対して1/q倍モルが好適である。
Examples of such a reagent include a hydrocarbon compound substituted with a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an aldehyde group, a carboxyl group, an ester group, or an alkoxy group. As described in the explanation of B above, A compound containing one or more aromatic rings is preferable from the viewpoint of improving heat resistance, charge transportability, solubility in an organic solvent, and the like.
In addition, when a hydrocarbon compound or the like containing two or more substituents such as a halogen atom, a hydroxyl group, an amino group, an aldehyde group, a carboxyl group, an ester group, or an alkoxy group is used, the compound acts as a crosslinking reagent. It can also be set as the compound which has this. When the compound of the formula (15) is q-quantized using a reagent having q or more reactive substituents (crosslinking part), the amount of the reagent used is 1 / q times that of the compound of the formula (15). Mole is preferred.

スルホン酸エステル化合物(15)または(16)のX′H基と反応させる試薬の具体例としては、ベンズアルデヒド、安息香酸、安息香酸エステル、1−ナフトアルデヒド、2−ナフトアルデヒド、2,4,6−トリメトキシ−1,3,5−トリアジン、ビス(4−フルオロフェニル)スルホン、ビス(4−フルオロ−3−ニトロフェニル)スルホン、パーフルオロビフェニル、2,2−ビス(4−グリシジロキシフェニル)プロパン、ポリ塩化ビニルベンジル等が挙げられる。   Specific examples of the reagent reacted with the X′H group of the sulfonic acid ester compound (15) or (16) include benzaldehyde, benzoic acid, benzoic acid ester, 1-naphthaldehyde, 2-naphthaldehyde, 2, 4, 6 -Trimethoxy-1,3,5-triazine, bis (4-fluorophenyl) sulfone, bis (4-fluoro-3-nitrophenyl) sulfone, perfluorobiphenyl, 2,2-bis (4-glycidyloxyphenyl) Examples include propane and polyvinyl benzyl chloride.

スルホン酸エステル化合物(15)または(16)と上記試薬とを反応させる場合、触媒を用いることもできる。
触媒としては、例えば、リチウム、カリウム、水素化リチウム、水素化ナトリウム、t−ブトキシリチウム、t−ブトキシナトリウム、t−ブトキシカリウム、リチウム−ジイソプロピルアミド、n−ブチルリチウム、s−ブチルリチウム、t−ブチルリチウム、リチウムヘキサメチルジシラジド、ナトリウムヘキサメチルジシラジド、カリウムヘキサメチルジシラジド、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化バリウム、酸化バリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素ナトリウム、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、トリエチレンジアミン、ピリジン、ジメチルアミノピリジン、イミダゾール等の塩基;塩酸、硫酸、五酸化二リン、塩化アルミニウム(III)、三フッ化ホウ素ジエチルエーテル錯体、二塩化エチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム等の脱水縮合剤などを用いることができ、中でも、水素化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムを用いることが好適である。これらの触媒の使用量は特に制限はないが、式(15)または式(16)の化合物に対して1.0〜1.5倍モル用いることが好ましい。
When the sulfonic acid ester compound (15) or (16) is reacted with the reagent, a catalyst can also be used.
Examples of the catalyst include lithium, potassium, lithium hydride, sodium hydride, t-butoxylithium, t-butoxysodium, t-butoxypotassium, lithium-diisopropylamide, n-butyllithium, s-butyllithium, t- Butyllithium, lithium hexamethyldisilazide, sodium hexamethyldisilazide, potassium hexamethyldisilazide, lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, barium hydroxide, barium oxide, lithium carbonate, sodium carbonate, carbonic acid Bases such as potassium, cesium carbonate, calcium carbonate, sodium hydrogen carbonate, triethylamine, diisopropylethylamine, tetramethylethylenediamine, triethylenediamine, pyridine, dimethylaminopyridine, imidazole; hydrochloric acid Dehydration condensing agents such as sulfuric acid, diphosphorus pentoxide, aluminum (III) chloride, boron trifluoride diethyl ether complex, ethyl aluminum dichloride, diethyl aluminum chloride can be used. Among them, sodium hydride, sodium carbonate, It is preferred to use potassium carbonate. Although the usage-amount of these catalysts does not have a restriction | limiting in particular, It is preferable to use 1.0-1.5 times mole with respect to the compound of Formula (15) or Formula (16).

反応溶媒は、非プロトン性極性有機溶媒が好ましく、例えば、DMF、DMAc、NMP、DMI、DMSO、THF、ジオキサン等が好適である。スルホン酸基を複数個有する化合物は有機溶媒に対する溶解性が低いため、この場合には、スルホン酸化合物の溶解能が高く、熱分解性の低い溶媒であるDMI、NMPが好適である。
反応温度は、通常、−50℃から使用する溶媒の沸点まで可能であるが、0〜140℃の範囲が好ましい。反応時間は、通常、0.1〜100時間である。
反応終了後、反応溶媒の留去、スルホン酸基を有する場合は陽イオン交換樹脂によるスルホン酸塩のプロトン化、メタノール等の溶媒による抽出操作、再沈殿操作等により、精製することができる。
The reaction solvent is preferably an aprotic polar organic solvent, and for example, DMF, DMAc, NMP, DMI, DMSO, THF, dioxane and the like are suitable. Since a compound having a plurality of sulfonic acid groups has low solubility in an organic solvent, in this case, DMI and NMP which are solvents having a high solubility of the sulfonic acid compound and low thermal decomposability are suitable.
The reaction temperature is usually from −50 ° C. to the boiling point of the solvent used, but a range of 0 to 140 ° C. is preferred. The reaction time is usually 0.1 to 100 hours.
After completion of the reaction, the reaction solvent can be purified by distillation, and when it has a sulfonic acid group, it can be purified by protonation of a sulfonate with a cation exchange resin, extraction with a solvent such as methanol, reprecipitation.

本発明に係る第3のスルホン酸エステル化合物は、下記式(7)または(8)で表される。   The third sulfonic acid ester compound according to the present invention is represented by the following formula (7) or (8).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

式中Wは、置換または非置換の3価炭化水素基を示し、A”またはS原子との結合を少なくとも1つ有し、この結合以外の結合、すなわち高分子鎖形成に係る結合手を少なくとも2つ有していれば特に限定されない。
その具体例としては、少なくとも1つの水素が、A”またはS原子に置換されたエチレン(−CH2CH2−)、ビニレン(−CH=CH−)、アセチレン(−C≡C−)、プロピレン(−CH2CH2CH2−)、イソプロピレン(−CH2CH(CH3)−)、ビニルエチレン(−CH2CH(CH=CH2)−)、メトキシエチレン(−CH2CH(OCH3)−)、エトキシエチレン(−CH2CH(OCH2CH3)−)、(メチルアミノ)エチレン(−CH2CH(NHCH3)−)、(ジメチルアミノ)エチレン(−CH2CH(N(CH32)−)、アクリル酸メチルエステル誘導体(−CH2CH(C(O)OCH3)−)、メタクリル酸メチルエステル誘導体(−CH2C(CH3)(C(O)OCH3)−)、フェニレン(−C64−)、ビフェニレン(−C64−C64−)などが挙げられ、それぞれの水素はさらに1価炭化水素基と置換されていてもよい。
好ましくは、下記式(9)または(10)で示されるスルホン酸エステル化合物が挙げられる。
In the formula, W represents a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group, has at least one bond with A ″ or S atom, and has at least one bond other than this bond, that is, a bond for forming a polymer chain. If it has two, it will not specifically limit.
Specific examples thereof include ethylene (—CH 2 CH 2 —), vinylene (—CH═CH—), acetylene (—C≡C—), propylene in which at least one hydrogen is substituted with an A ″ or S atom. (-CH 2 CH 2 CH 2 - ), isopropylene (-CH 2 CH (CH 3) -), ethylene vinyl (-CH 2 CH (CH = CH 2) -), methoxy ethylene (-CH 2 CH (OCH 3) -), ethoxyethylene (-CH 2 CH (OCH 2 CH 3) -), ( methylamino) ethylene (-CH 2 CH (NHCH 3) -), ( dimethylamino) ethylene (-CH 2 CH (N (CH 3) 2) -) , acrylic acid methyl ester derivative (-CH 2 CH (C (O ) OCH 3) -), methacrylic acid methyl ester derivative (-CH 2 C (CH 3) (C (O) OCH 3) -), Fe Len (-C 6 H 4 -), biphenylene (-C 6 H 4 -C 6 H 4 -) and the like, each of hydrogen may be further substituted monovalent hydrocarbon radical.
Preferably, a sulfonic acid ester compound represented by the following formula (9) or (10) is used.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

上記式中、R5〜R7は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の一価炭化水素基、またはハロゲン原子を示す。一価炭化水素基との具体例としては、上述と同様のものが挙げられる。In the above formula, R 5 to R 7 each independently represent a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, or a halogen atom. Specific examples of the monovalent hydrocarbon group include those described above.

A”は、2価の炭化水素基または単結合であり、2価の炭化水素基の具体例としては、上記Aで示した一価炭化水素基において、水素と結合している一つの結合部分を結合手に変換して2価としたものが挙げられるが、特に、置換もしくは非置換の2価芳香環基または単結合が好適である。なお、単結合の場合、WとS原子は直接結合する。
sは、2〜100000、好ましくは20〜5000の整数である。tは、1〜100000、好ましくは20〜5000の整数であり、uは、1〜100000の整数、好ましくは、1〜5000の整数、かつ、t+uは2〜100000、好ましくは20〜5000を満たす。
X、Y、Zについては上記式(1)に記載した内容と同様である。
A ″ is a divalent hydrocarbon group or a single bond, and specific examples of the divalent hydrocarbon group include one bonded portion bonded to hydrogen in the monovalent hydrocarbon group represented by A above. In particular, a substituted or unsubstituted divalent aromatic ring group or a single bond is preferable, and in the case of a single bond, W and S atoms are directly Join.
s is an integer of 2 to 100,000, preferably 20 to 5000. t is an integer of 1 to 100,000, preferably 20 to 5000, u is an integer of 1 to 100,000, preferably 1 to 5000, and t + u satisfies 2 to 100,000, preferably 20 to 5000. .
X, Y, and Z are the same as those described in the above formula (1).

式(7)または式(8)で示される化合物の製造法としては、下記の方法が挙げられるが、これに制限されるものではない。
まず上記と同様の方法により、重合性官能基(W’)を含むスルホン酸化合物(17)からスルホン酸エステル化合物(20)を合成する。さらに重合反応に供し、式(7)で示される化合物へと誘導する。その際、一部のスルホン酸エステルが遊離のスルホン酸となって、式(8)で示される化合物となる場合がある。
Although the following method is mentioned as a manufacturing method of the compound shown by Formula (7) or Formula (8), It is not restrict | limited to this.
First, a sulfonic acid ester compound (20) is synthesized from a sulfonic acid compound (17) containing a polymerizable functional group (W ′) by the same method as described above. Further, it is subjected to a polymerization reaction to induce a compound represented by the formula (7). In that case, a part of sulfonic acid ester may become a free sulfonic acid, and may become a compound shown by Formula (8).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

上記式(1)〜(10)で表されるスルホン酸エステル化合物は、加熱処理などによりスルホン酸が生じること、およびこのスルホン酸化合物が電子受容性を示すことから、酸発生剤や電子受容性物質前駆体として好適に用いることができる。
スルホン酸エステル化合物は低極性溶媒を含む広範囲の溶媒に対して高溶解性を示すため、多種多様な溶媒を使用して溶液の物性を調製することが可能であり、塗布特性が高い。そのためスルホン酸エステルの状態で塗布し、塗膜の乾燥時または焼成時にスルホン酸を発生させることが好ましい。
スルホン酸エステルからスルホン酸が発生する温度は、室温で安定、かつ、焼成温度以下であることが好ましいため、40〜300℃が良い。さらにワニス内での高い安定性と焼成時の脱離の容易性を考慮すると、80〜230℃が好ましく、120〜180℃がより好ましい。
Since the sulfonic acid ester compounds represented by the above formulas (1) to (10) generate sulfonic acid by heat treatment or the like, and since the sulfonic acid compound exhibits electron accepting property, the acid generator and the electron accepting property are obtained. It can be suitably used as a material precursor.
Since the sulfonic acid ester compound exhibits high solubility in a wide range of solvents including a low polarity solvent, the physical properties of the solution can be prepared using a wide variety of solvents, and the coating properties are high. Therefore, it is preferable to apply in the state of sulfonic acid ester and generate sulfonic acid at the time of drying or baking the coating film.
The temperature at which sulfonic acid is generated from the sulfonic acid ester is preferably 40 to 300 ° C. because it is stable at room temperature and preferably equal to or lower than the firing temperature. Furthermore, when considering the high stability in the varnish and the ease of desorption during firing, the temperature is preferably from 80 to 230 ° C, more preferably from 120 to 180 ° C.

上記式(1)〜(10)で表されるスルホン酸エステル化合物はそれ自体電子受容性物質として用いることができる。特に式(3),(4)の化合物において、mが1以上の場合、スルホン酸基が存在してそれ自身強い電子受容性を示すことから、電子受容性物質として好適に用いることができる。
上記式(4)および(7)〜(10)で表されるスルホン酸エステル化合物は、高分子量物質として使用することが可能である。分子量は特に限定されないが、高溶解性を維持しつつ分子量を増大させると、膜内での移動性の抑制、成膜時の塗膜の安定化が期待出来るため、高分子量である事が望ましいが、分子量が大きすぎると溶解性の低下や凝集が生じる場合がある。具体的な範囲としては数平均分子量で5000〜100000であると好ましく、20000〜50000であるとさらに好ましい。
The sulfonic acid ester compounds represented by the above formulas (1) to (10) can themselves be used as an electron accepting substance. In particular, in the compounds of formulas (3) and (4), when m is 1 or more, a sulfonic acid group is present and itself exhibits a strong electron accepting property, so that it can be suitably used as an electron accepting substance.
The sulfonic acid ester compounds represented by the above formulas (4) and (7) to (10) can be used as high molecular weight substances. The molecular weight is not particularly limited, but if the molecular weight is increased while maintaining high solubility, it can be expected to suppress mobility in the film and stabilize the coating film during film formation. However, if the molecular weight is too large, the solubility may be reduced or the aggregation may occur. As a specific range, the number average molecular weight is preferably 5,000 to 100,000, and more preferably 20,000 to 50,000.

上記式(1)〜(10)で表されるスルホン酸エステル化合物は、電荷輸送機構の本体である電荷輸送性物質と一緒に溶剤に溶解または分散させることで、電荷輸送性ワニスとすることができる。ここで、電荷受容性物質は、電荷輸送能および成膜均一性を向上させるために用いられるものであり、電荷受容性ドーパント物質と同義である。
なお、電荷輸送性とは、導電性と同義であり、本発明においては正孔輸送性と同義である。電荷輸送性ワニスは、そのもの自体に電荷輸送性があってもよく、ワニスから得られる固体膜に電荷輸送性があってもよい。
電荷輸送性物質は、溶剤によって溶解または均一に分散する電荷輸送性オリゴマーまたはポリマーであれば特に限定されないが、一種類の連続した共役単位を持つオリゴマーであるか、相異なる連続した共役単位の組み合わせを持つオリゴマーが望ましい。
The sulfonic acid ester compounds represented by the above formulas (1) to (10) can be made into a charge transporting varnish by dissolving or dispersing them in a solvent together with the charge transporting substance which is the main body of the charge transporting mechanism. it can. Here, the charge-accepting substance is used for improving the charge transport ability and the film formation uniformity, and is synonymous with the charge-accepting dopant substance.
The charge transportability is synonymous with conductivity, and is synonymous with hole transportability in the present invention. The charge transport varnish itself may have a charge transport property, or the solid film obtained from the varnish may have a charge transport property.
The charge transporting substance is not particularly limited as long as it is a charge transporting oligomer or polymer that dissolves or uniformly disperses in a solvent. However, the charge transporting substance is an oligomer having one kind of continuous conjugated units or a combination of different consecutive conjugated units. Oligomer having is desirable.

ここで、共役単位は、電荷を輸送できる原子、芳香環、共役基であれば特に限定されるものではないが、好ましくは、置換もしくは非置換の2〜4価のアニリン基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、エチニレン基、ビニレン基、フェニレン基、ナフタレン基、オキサジアゾール基、キノリン基、シロール基、シリコン原子、ピリジン基、フェニレンビニレン基、フルオレン基、カルバゾール基、トリアリールアミン基、金属−もしくは無金属−フタロシアニン基、および金属−もしくは無金属−ポルフィリン基等が挙げられる。
置換基の具体例としては、それぞれ独立して水素、水酸基、ハロゲン基、アミノ基、シラノール基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、リン酸エステル基、エステル基、チオエステル基、アミド基、ニトロ基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基、スルホン基等が挙げられ、これらの官能基は、さらにいずれかの官能基で置換されていてもよい。
上記一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、およびアシル基などにおける炭素数は特に限定されるものではないが、一般に炭素数1〜20、好ましくは1〜8である。
Here, the conjugated unit is not particularly limited as long as it is an atom capable of transporting a charge, an aromatic ring, or a conjugated group, but is preferably a substituted or unsubstituted divalent to tetravalent aniline group, thiophene group, furan. Group, pyrrole group, ethynylene group, vinylene group, phenylene group, naphthalene group, oxadiazole group, quinoline group, silole group, silicon atom, pyridine group, phenylene vinylene group, fluorene group, carbazole group, triarylamine group, metal -Or a metal-free phthalocyanine group, a metal- or metal-free-porphyrin group, etc. are mentioned.
Specific examples of the substituent are independently hydrogen, hydroxyl group, halogen group, amino group, silanol group, thiol group, carboxyl group, sulfonic acid group, phosphate group, phosphate ester group, ester group, thioester group, Amide group, nitro group, monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, acyl group, sulfone group, etc. are mentioned, and these functional groups are any functional groups. May be substituted.
The number of carbon atoms in the monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, and acyl group is not particularly limited, but generally 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 1 carbon atoms. 8.

なお、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、オルガノアミノ基、オルガノシリル基、オルガノチオ基、アシル基の具体例は、上述のとおりである。
好ましい置換基として、フッ素、スルホン酸基、置換もしくは非置換のオルガノオキシ基、アルキル基、オルガノシリル基が挙げられる。なお、共役単位が連結して形成される共役鎖は、環状である部分を含んでいてもよい。
Specific examples of the monovalent hydrocarbon group, organooxy group, organoamino group, organosilyl group, organothio group, and acyl group are as described above.
Preferred substituents include fluorine, sulfonic acid groups, substituted or unsubstituted organooxy groups, alkyl groups, and organosilyl groups. In addition, the conjugated chain formed by coupling conjugated units may include a cyclic part.

電荷輸送性物質の数平均分子量は、溶解性を高めることを考慮すると、5000以下であることが望ましく、低揮発性および電荷輸送性発現のために分子量200以上であることが望ましい。少なくとも一種類の溶剤に対して高溶解性を示す物質がよく、少なくとも一種類の溶剤に対して高溶解性を示す物質であるならば、数平均分子量5000〜500000であってもよい。   The number average molecular weight of the charge transporting material is desirably 5000 or less in view of enhancing solubility, and desirably has a molecular weight of 200 or more for low volatility and expression of charge transporting property. A substance having high solubility in at least one kind of solvent is good, and a number average molecular weight of 5,000 to 500,000 may be used as long as it is a substance showing high solubility in at least one kind of solvent.

電荷輸送物質としては、特に、特開2002−151272号公報に記載のオリゴアニリン誘導体が好適に用いられる。すなわち、式(21)で表されるオリゴアニリン誘導体が好適である。なお、以下における一価炭化水素基、オルガノオキシ基およびアシル基としては、先に述べた基と同様のものが挙げられる。   As the charge transport material, in particular, an oligoaniline derivative described in JP-A No. 2002-151272 is preferably used. That is, an oligoaniline derivative represented by the formula (21) is preferable. In the following, examples of the monovalent hydrocarbon group, organooxy group, and acyl group include the same groups as those described above.

Figure 0005136795
(式中、R8は、水素原子、一価炭化水素基、またはオルガノオキシ基を示し、R9およびR11は、それぞれ独立して水素原子または一価炭化水素基を示し、D1およびD2は、それぞれ独立して下記式(22)または(23)
Figure 0005136795
(Wherein R 8 represents a hydrogen atom, a monovalent hydrocarbon group, or an organooxy group, R 9 and R 11 each independently represent a hydrogen atom or a monovalent hydrocarbon group, and D 1 and D 2 each independently represents the following formula (22) or (23)

Figure 0005136795
Figure 0005136795

で表される2価の基であり、R11〜R18は、それぞれ独立して水素、水酸基、一価炭化水素基、オルガノオキシ基、アシル基、またはスルホン酸基を示し、s′およびt′はそれぞれ独立に1以上の整数で、s′+t′≦20を満足する。)R 11 to R 18 each independently represent hydrogen, a hydroxyl group, a monovalent hydrocarbon group, an organooxy group, an acyl group, or a sulfonic acid group, and s ′ and t ′ Is an integer of 1 or more and each satisfies s ′ + t ′ ≦ 20. )

さらに、分子内のπ共役系をなるべく拡張させた方が、得られる電荷輸送性薄膜の電荷輸送性が向上することから、特に、式(24)で示されるオリゴアニリン誘導体、またはその酸化体であるキノンジイミン誘導体を用いることが好ましい。なお、式(24)の2つのベンゼン環において、同一の符号を付した置換基は、同時に同一でも、異なっていてもよい。   Furthermore, since the charge transporting property of the resulting charge transporting thin film is improved when the π-conjugated system in the molecule is expanded as much as possible, in particular, the oligoaniline derivative represented by the formula (24) or its oxidant is used. It is preferable to use a certain quinonediimine derivative. In the two benzene rings of the formula (24), the substituents having the same symbols may be the same or different at the same time.

Figure 0005136795
(式中、R8〜R14、s′およびt′は、上記と同じ意味を示す。)
Figure 0005136795
(Wherein R 8 to R 14 , s ′ and t ′ have the same meaning as described above.)

式(21)および(24)において、s′+t′は、良好な電荷輸送性を発揮させるという点から、4以上であることが好ましく、溶媒に対する溶解性を確保するという点から、16以下であることが好ましい。
さらに、R8が水素原子、かつ、R10がフェニル基である場合、すなわち、式(24)のオリゴアニリン誘導体の両末端がフェニル基で封止されていることが好ましい。
これらの電荷輸送物質は1種類のみを使用してもよく、2種類以上の物質を組み合わせて使用してもよい。
上記式(21)で示される化合物の具体例としては、フェニルテトラアニリン、フェニルペンタアニリン、テトラアニリン(アニリン4量体)、オクタアニリン(アニリン8量体)等の有機溶媒な可溶なオリゴアニリン誘導体が挙げられる。
In the formulas (21) and (24), s ′ + t ′ is preferably 4 or more from the viewpoint of exhibiting good charge transportability, and is 16 or less from the viewpoint of ensuring solubility in a solvent. Preferably there is.
Furthermore, when R 8 is a hydrogen atom and R 10 is a phenyl group, that is, it is preferable that both ends of the oligoaniline derivative of the formula (24) are sealed with a phenyl group.
These charge transport materials may be used alone or in combination of two or more materials.
Specific examples of the compound represented by the formula (21) include soluble oligoanilines soluble in organic solvents such as phenyltetraaniline, phenylpentaaniline, tetraaniline (aniline tetramer), and octaaniline (aniline octamer). Derivatives.

さらに、その他の電荷輸送性物質の合成法としては、特に限定されないが、例えば文献、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサエティ・オブ・ジャパン(Bulletin of Chemical Society of Japan)、1994年、第67巻、p.1749−1752、シンセティック・メタルズ(Synthetic Metals)、米国、1997年、第84巻、p.119−120に記載されているオリゴアニリン合成法や、例えば文献、ヘテロサイクルズ(Heterocycles)、1987年、第26巻、p.939−942、ヘテロサイクルズ(Heterocycles)、1987年、第26巻、p.1793−1796に記載されているオリゴチオフェン合成法などが挙げられる。   Furthermore, the method for synthesizing other charge transporting substances is not particularly limited. For example, the literature, Bulletin of Chemical Society of Japan, 1994, Vol. 67, p. . 1749-1752, Synthetic Metals, USA, 1997, 84, p. 119-120, for example, the literature, Heterocycles, 1987, Vol. 26, p. 939-942, Heterocycles, 1987, 26, p. Examples include oligothiophene synthesis methods described in 1793-1796.

本発明の電荷輸送性ワニスにおいて、電荷輸送性物質および電荷受容性物質を良好に溶解し得る高溶解性溶剤を、ワニスに使用する溶剤全体に対して5〜100重量%の割合で使用してもよい。この場合、高溶解性溶剤によって、ワニスは完全に溶解しているか、均一に分散している状態となっていることが好ましい。
高溶解性溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、水、メタノール、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、クロロホルム、トルエン、メタノール等が挙げられる。
In the charge transporting varnish of the present invention, a highly soluble solvent capable of dissolving the charge transporting substance and the charge accepting substance satisfactorily is used at a ratio of 5 to 100% by weight based on the whole solvent used in the varnish. Also good. In this case, it is preferable that the varnish is completely dissolved or uniformly dispersed by the highly soluble solvent.
The highly soluble solvent is not particularly limited, and examples thereof include water, methanol, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N, N′-dimethylimidazolidinone, Examples include dimethyl sulfoxide, chloroform, toluene, and methanol.

また、本発明の電荷輸送性ワニスは、20℃で10〜200mPa・sの粘度を有し、常圧で沸点50〜300℃の高粘度有機溶剤を、少なくとも一種類含有することが望ましい。さらに、電荷輸送性ワニスは、20℃で50〜150mPa・sの粘度、常圧で沸点150〜250℃の有機溶剤を含有することが好適である。
高粘度有機溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、シクロヘキサノール、エチレングリコール、エチレングリコールジクリシジルエーテル、1,3−オクチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール、へキシレングリコール等が挙げられる。
The charge transporting varnish of the present invention desirably contains at least one high-viscosity organic solvent having a viscosity of 10 to 200 mPa · s at 20 ° C. and a boiling point of 50 to 300 ° C. at normal pressure. Furthermore, the charge transporting varnish preferably contains an organic solvent having a viscosity of 50 to 150 mPa · s at 20 ° C. and a boiling point of 150 to 250 ° C. at normal pressure.
The high-viscosity organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include cyclohexanol, ethylene glycol, ethylene glycol diglycidyl ether, 1,3-octylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, and tripropylene glycol. 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, propylene glycol, hexylene glycol and the like.

本発明のワニスに用いられる溶剤全体に対する高粘度有機溶剤の添加割合は、固体が析出しない範囲内であることが好ましく、固体が析出しない限りにおいて、添加割合は、5〜80質量%とすることができる。
なお、基板に対する濡れ性の向上、溶剤の表面張力の調整、極性の調整、沸点の調整等の目的で、焼成時に膜の平坦性を付与し得るその他の溶剤を、該ワニスに使用する溶剤全体に対して1〜90質量%、好ましくは1〜50質量%の割合で混合することもできる。
このような溶剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、エチルカルビトール、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル等が挙げられる。
The addition ratio of the high-viscosity organic solvent to the entire solvent used in the varnish of the present invention is preferably within a range where no solid precipitates, and unless the solid precipitates, the addition ratio should be 5 to 80% by mass. Can do.
In addition, for the purpose of improving the wettability with respect to the substrate, adjusting the surface tension of the solvent, adjusting the polarity, adjusting the boiling point, etc., other solvents that can impart film flatness during firing are used as a whole solvent used in the varnish. 1 to 90% by mass, preferably 1 to 50% by mass can be mixed.
Such a solvent is not particularly limited, and examples thereof include butyl cellosolve, diethylene glycol diethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, ethyl carbitol, diacetone alcohol, γ-butyrolactone, and ethyl lactate.

以上で説明した電荷輸送性ワニスを基材上に塗布し、溶剤を蒸発させることによって基材上に電荷輸送性塗膜を形成させることができる。
ワニスの塗布方法としては、特に限定されるものではないが、ディップ法、スピンコート法、スプレー法、インクジェット法、転写印刷法、ロールコート法、刷毛塗り等が挙げられ、いずれにおいても均一な成膜が可能である。
A charge transporting coating film can be formed on a substrate by applying the charge transporting varnish described above on the substrate and evaporating the solvent.
The method for applying the varnish is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method, a spin coating method, a spray method, an ink jet method, a transfer printing method, a roll coating method, and a brush coating method. A membrane is possible.

溶剤の蒸発法としても特に限定されるものではないが、ホットプレートやオーブンを用いて、適切な雰囲気下、すなわち、大気、窒素等の不活性ガス、真空中等で蒸発を行い、均一な成膜面を有する膜を得ることが可能である。
焼成温度は、溶剤を蒸発させることができれば特に限定されないが、40〜250℃が好ましい。より高い均一成膜性を発現させるため、また基材上で反応を進行させるために、2段階以上の温度変化をつけてもよい。
塗布および蒸発操作によって得られる電荷輸送性薄膜の膜厚は、特に限定されないが、有機EL素子内で電荷注入層として用いる場合、5〜200nmであることが望ましい。膜厚を変化させる方法としては、ワニス中の固形分濃度の変化や塗布時の基板上溶液量変化等の方法がある。
The method for evaporating the solvent is not particularly limited, however, using a hot plate or an oven, evaporation is performed in an appropriate atmosphere, that is, in an atmosphere such as air, an inert gas such as nitrogen, in a vacuum, etc., to form a uniform film. It is possible to obtain a film having a surface.
Although a calcination temperature will not be specifically limited if a solvent can be evaporated, 40-250 degreeC is preferable. In order to develop a higher uniform film forming property and to allow the reaction to proceed on the substrate, two or more stages of temperature changes may be applied.
The thickness of the charge transporting thin film obtained by coating and evaporation operations is not particularly limited, but is preferably 5 to 200 nm when used as a charge injection layer in an organic EL device. As a method of changing the film thickness, there are methods such as a change in the solid content concentration in the varnish and a change in the amount of solution on the substrate during coating.

本発明の電荷輸送性ワニスを使用するOLED素子の作製方法、使用材料としては、以下の方法および材料を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
使用する電極基板は、洗剤、アルコール、純水等による液体洗浄を行って予め浄化しておき、陽極基板では、使用直前にオゾン処理、酸素−プラズマ処理等の表面処理を行うことが好ましい。ただし陽極材料が有機物を主成分とする場合、表面処理は行わなくともよい。
Examples of the method for producing an OLED element using the charge transporting varnish of the present invention and the materials used include, but are not limited to, the following methods and materials.
The electrode substrate to be used is preferably cleaned in advance by washing with a detergent, alcohol, pure water or the like, and the anode substrate is preferably subjected to surface treatment such as ozone treatment or oxygen-plasma treatment immediately before use. However, when the anode material is mainly composed of an organic material, the surface treatment may not be performed.

正孔輸送性ワニスをOLED素子に使用する場合、例えば、以下の方法を採用すればよい。
すなわち、陽極基板に対して当該正孔輸送性ワニスを用いて上記の膜作製方法により、電極上に正孔輸送性薄膜を作製する。これを真空蒸着装置内に導入し、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、陰極金属を順次蒸着してOLED素子とする。この際、発光領域をコントロールするために任意の層間にキャリアブロック層を設けてもよい。
When using a hole transporting varnish for an OLED element, for example, the following method may be employed.
That is, a hole transporting thin film is formed on the electrode by the above film manufacturing method using the hole transporting varnish for the anode substrate. This is introduced into a vacuum deposition apparatus, and a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode metal are sequentially deposited to form an OLED element. At this time, a carrier block layer may be provided between arbitrary layers in order to control the light emitting region.

陽極材料としては、インジウム錫酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)に代表される透明電極が挙げられ、平坦化処理を行ったものが好ましい。高電荷輸送性を有するポリチオフェン誘導体や、ポリアニリン類を用いることもできる。
正孔輸送層を形成する材料としては、(トリフェニルアミン)ダイマー誘導体(TPD)、(α−ナフチルジフェニルアミン)ダイマー(α−NPD)、[(トリフェニルアミン)ダイマー]スピロダイマー(Spiro−TAD)等のトリアリールアミン類、4,4’,4”−トリス[3−メチルフェニル(フェニル)アミノ]トリフェニルアミン(m−MTDATA)、4,4’,4”−トリス[1−ナフチル(フェニル)アミノ]トリフェニルアミン(1−TNATA)等のスターバーストアミン類、5,5”−ビス−{4−[ビス(4−メチルフェニル)アミノ]フェニル}−2,2’:5’,2”ターチオフェン(BMA−3T)等のオリゴチオフェン類を挙げることができる。
発光層を形成する材料としては、トリス(8−キノリノラート)アルミニウム(III)(Alq3)、ビス(8−キノリノラート)亜鉛(II)(Znq2)、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(p−フェニルフェノラート)アルミニウム(III)(BAlq)、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(DPVBi)等が挙げられる。なお、電子輸送材料または正孔輸送材料と、発光性ドーパントとを共蒸着することによって発光層を形成してもよい。
Examples of the anode material include transparent electrodes typified by indium tin oxide (ITO) and indium zinc oxide (IZO), and those subjected to planarization treatment are preferable. Polythiophene derivatives having high charge transportability and polyanilines can also be used.
As a material for forming the hole transport layer, (triphenylamine) dimer derivative (TPD), (α-naphthyldiphenylamine) dimer (α-NPD), [(triphenylamine) dimer] spiro-dimer (Spiro-TAD) Triarylamines such as 4,4 ′, 4 ″ -tris [3-methylphenyl (phenyl) amino] triphenylamine (m-MTDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [1-naphthyl (phenyl) ) Starburstamines such as amino] triphenylamine (1-TNATA), 5,5 ″ -bis- {4- [bis (4-methylphenyl) amino] phenyl} -2,2 ′: 5 ′, 2 And oligothiophenes such as “terthiophene (BMA-3T)”.
Materials for forming the light-emitting layer include tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (Alq 3 ), bis (8-quinolinolato) zinc (II) (Znq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) ( p-phenylphenolate) aluminum (III) (BAlq), 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (DPVBi) and the like. Note that the light-emitting layer may be formed by co-evaporation of an electron transport material or a hole transport material and a light-emitting dopant.

電子輸送材料としては、Alq3、BAlq、DPVBi、(2−(4−ビフェニル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール)(PBD)、トリアゾール誘導体(TAZ)、バソクプロイン(BCP)、シロール誘導体等が挙げられる。
発光性ドーパントとしては、キナクリドン、ルブレン、クマリン540、4−(ジシアノメチレン)−2−メチル−6−(p−ジメチルアミノスチリル)−4H−ピラン(DCM)、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(III)(Ir(ppy)3)、(1,10−フェナントロリン)−トリス(4,4,4−トリフルオロ−1−(2−チエニル)−ブタン−1,3−ジオナート)ユーロピウム(III)(Eu(TTA)3phen)等が挙げられる。
キャリアブロック層を形成する材料としては、PBD、TAZ、およびBCPが挙げられる。
As an electron transport material, Alq 3 , BAlq, DPVBi, (2- (4-biphenyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole) (PBD), triazole derivatives ( TAZ), bathocuproine (BCP), silole derivatives and the like.
Examples of the luminescent dopant include quinacridone, rubrene, coumarin 540, 4- (dicyanomethylene) -2-methyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran (DCM), tris (2-phenylpyridine) iridium ( III) (Ir (ppy) 3 ), (1,10-phenanthroline) -tris (4,4,4-trifluoro-1- (2-thienyl) -butane-1,3-dionate) europium (III) ( Eu (TTA) 3 phen) and the like.
Examples of the material for forming the carrier block layer include PBD, TAZ, and BCP.

電子注入層としては、酸化リチウム(Li2O)、酸化マグネシウム(MgO)、アルミナ(Al23)、フッ化リチウム(LiF)、フッ化マグネシウム(MgF2)、フッ化ストロンチウム(SrF2)、リチウムキノンノリド(Liq)、リチウムアセチルアセトナート錯体(Li(acac))、酢酸リチウム、安息香酸リチウム等が挙げられる。
陰極材料としては、アルミニウム、マグネシウム−銀合金、アルミニウム−リチウム合金、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等が挙げられる。
As the electron injection layer, lithium oxide (Li 2 O), magnesium oxide (MgO), alumina (Al 2 O 3 ), lithium fluoride (LiF), magnesium fluoride (MgF 2 ), strontium fluoride (SrF 2 ) , Lithium quinonolide (Liq), lithium acetylacetonate complex (Li (acac)), lithium acetate, lithium benzoate and the like.
Examples of the cathode material include aluminum, magnesium-silver alloy, aluminum-lithium alloy, lithium, sodium, potassium, cesium and the like.

本発明の電荷輸送性ワニスをOLED素子に使用する場合、例えば、以下の方法を採用すればよい。
陰極基板上に当該電子輸送性ワニスを用いて電子輸送性薄膜を作製し、これを真空蒸着装置内に導入し、上記と同様の材料を用いて電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層を形成した後、陽極材料をスパッタリング等の方法により成膜してOLED素子とする。
When the charge transporting varnish of the present invention is used for an OLED element, for example, the following method may be employed.
An electron transporting thin film is produced on the cathode substrate using the electron transporting varnish, introduced into a vacuum deposition apparatus, and using the same materials as described above, an electron transporting layer, a light emitting layer, a hole transporting layer, After the hole injection layer is formed, an anode material is formed by a method such as sputtering to form an OLED element.

本発明の電荷輸送性ワニスを用いたPLED素子の作製方法は、例えば、以下の方法が挙げられるが、これに限られるものではない。
上記OLED素子作製において、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の真空蒸着操作を行う代わりに、発光性電荷輸送性高分子層を形成することにより、本発明の電荷輸送性ワニスによって形成される電荷輸送性薄膜を含むPLED素子を作製することができる。
具体的には、陽極基板に対して当該正孔輸送性ワニスを上記の方法により塗布して電極上に正孔輸送性薄膜を作製し、その上部に発光性電荷輸送性高分子層を形成し、さらに、陰極電極を蒸着してPLED素子とする。
あるいは、陰極基板に対して当該電子輸送性ワニスを用い、上記の方法により電極上に電子輸送性薄膜を作製し、その上部に発光性電荷輸送性高分子層を形成し、さらに陽極電極をスパッタリング、蒸着、スピンコート等で作製してPLED素子とする。
Examples of the method for producing a PLED element using the charge transporting varnish of the present invention include the following methods, but are not limited thereto.
In the preparation of the OLED element, the charge transport property of the present invention is formed by forming a light emitting charge transporting polymer layer instead of performing vacuum deposition operation of the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer. A PLED element including a charge transporting thin film formed of varnish can be produced.
Specifically, the hole transporting varnish is applied to the anode substrate by the above method to produce a hole transporting thin film on the electrode, and a light emitting charge transporting polymer layer is formed thereon. Further, a cathode electrode is deposited to form a PLED element.
Alternatively, the electron transporting varnish is used for the cathode substrate, an electron transporting thin film is formed on the electrode by the above method, a light emitting charge transporting polymer layer is formed thereon, and the anode electrode is sputtered. , Vapor deposition, spin coating, etc. to produce a PLED element.

陰極および陽極材料としては、上記OLED素子で例示したものと同様の物質が使用でき、同様の洗浄処理、表面処理を行うことができる。
発光性電荷輸送性高分子層の形成法としては、発光性電荷輸送性高分子材料、またはこれに発光性ドーパントを加えた材料に対して溶剤を加え、溶解または均一に分散させ、正孔輸送性薄膜を形成した電極基板に塗布した後に、溶剤の蒸発により成膜する方法が挙げられる。
発光性電荷輸送性高分子材料としては、ポリ(9,9−ジアルキルフルオレン)(PDAF)等のポリフルオレン誘導体、ポリ(2−メトキシ−5−(2’−エチルヘキソキシ)−1,4−フェニレンビニレン)(MEH−PPV)等のポリフェニレンビニレン誘導体、ポリ(3−アルキルチオフェン)(PAT)などのポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール(PVCz)等を挙げることができる。
As the cathode and anode materials, the same materials as those exemplified for the OLED element can be used, and the same cleaning treatment and surface treatment can be performed.
As a method for forming a light emitting charge transporting polymer layer, a solvent is added to a light emitting charge transporting polymer material or a material to which a light emitting dopant is added and dissolved or uniformly dispersed to transport holes. And a method of forming a film by evaporation of a solvent after coating on an electrode substrate on which a conductive thin film is formed.
Examples of the light-emitting charge transporting polymer material include polyfluorene derivatives such as poly (9,9-dialkylfluorene) (PDAF), and poly (2-methoxy-5- (2′-ethylhexoxy) -1,4-phenylenevinylene. ) (MEH-PPV) and other polyphenylene vinylene derivatives, poly (3-alkylthiophene) (PAT) and other polythiophene derivatives, and polyvinylcarbazole (PVCz).

溶剤としては、トルエン、キシレン、クロロホルム等を挙げることができ、溶解または均一分散法としては、攪拌、加熱攪拌、超音波分散等の方法により溶解または均一に分散する方法が挙げられる。
塗布方法としては、特に限定されるものではないが、ディップ法、スピンコート法、転写印刷法、ロールコート法、刷毛塗り等が挙げられる。塗布は、窒素、アルゴン等の不活性ガス下で行うことが望ましい。
溶剤の蒸発法としては不活性ガス下または真空中で、オーブンまたはホットプレートで加熱する方法を挙げることができる。
Examples of the solvent include toluene, xylene, chloroform and the like. Examples of the dissolution or uniform dispersion method include a method of dissolving or uniformly dispersing by a method such as stirring, heating and stirring, and ultrasonic dispersion.
The application method is not particularly limited, and examples thereof include a dipping method, a spin coating method, a transfer printing method, a roll coating method, and brush coating. The application is preferably performed under an inert gas such as nitrogen or argon.
Examples of the solvent evaporation method include a method of heating in an oven or a hot plate under an inert gas or in a vacuum.

以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
[合成例1]
下記反応式に従い、ナフタレンジスルホン酸化合物オリゴマー2(以下、NSO−2と略す)を合成した。
Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.
[Synthesis Example 1]
Naphthalenedisulfonic acid compound oligomer 2 (hereinafter abbreviated as NSO-2) was synthesized according to the following reaction formula.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

よく乾燥させた1−ナフトール−3,6−ジスルホン酸ナトリウム(東京化成工業(株)製)934mgに、窒素雰囲気下で、パーフルオロビフェニル450mg、60%水素化ナトリウム166mg、および無水N,N−ジメチルイミダゾリジノン50mlを順次加え、反応系を窒素置換した後、80℃で43時間攪拌した。
室温まで放冷後、水を加えて反応を停止させ、減圧下、濃縮乾固した。残渣にメタノール5mlを加え、得られた懸濁液をジエチルエーテル100mlに攪拌しながら加えた。室温で1時間攪拌後、析出した固体を濾取し、濾物にメタノール25mlを加え超音波で懸濁させた。不溶の固体を濾過によって除去し、濾液を減圧下濃縮乾固した。残渣にメタノール−水(1:2)12mlを加え溶解し、陽イオン交換樹脂ダウエックス650C(Hタイプ)約2mlを加え10分間攪拌した後に濾過し、濾液を陽イオン交換樹脂ダウエックス650C(Hタイプ約40ml、留出溶媒:メタノール−水(1:2))を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製した。
In a well-dried sodium 1-naphthol-3,6-disulfonate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 934 mg, under a nitrogen atmosphere, 450 mg of perfluorobiphenyl, 166 mg of 60% sodium hydride, and anhydrous N, N- 50 ml of dimethylimidazolidinone was sequentially added, and the reaction system was purged with nitrogen, followed by stirring at 80 ° C. for 43 hours.
After allowing to cool to room temperature, water was added to stop the reaction, and the mixture was concentrated to dryness under reduced pressure. 5 ml of methanol was added to the residue, and the resulting suspension was added to 100 ml of diethyl ether with stirring. After stirring at room temperature for 1 hour, the precipitated solid was collected by filtration, and 25 ml of methanol was added to the filtrate and suspended with ultrasound. Insoluble solids were removed by filtration, and the filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure. To the residue, 12 ml of methanol-water (1: 2) was added to dissolve, about 2 ml of cation exchange resin Dowex 650C (H type) was added and stirred for 10 minutes, followed by filtration. The filtrate was cation exchange resin Dowex 650C (H It was purified by column chromatography using about 40 ml of type, distillate solvent: methanol-water (1: 2)).

pH1以下の分画を減圧下で濃縮乾固し、イソプロパノールで一回共沸した後、残渣にイソプロパノール2mlを加え、得られた溶液をジエチルエーテル50ml中に攪拌しながら加えた。室温で1時間攪拌後、上澄み液を除去し、残渣を減圧下で乾固して984mgの黄色粉末を得た(収率81%)。
この黄色粉末をMALDI−TOF−MSにより分析した結果、NSO−2由来と考えられるメインピークが検出された。
MS (MALDI-TOF-MS-): m/z 901 (M-H)-
The fraction having a pH of 1 or less was concentrated to dryness under reduced pressure, azeotroped once with isopropanol, 2 ml of isopropanol was added to the residue, and the resulting solution was added to 50 ml of diethyl ether with stirring. After stirring at room temperature for 1 hour, the supernatant was removed, and the residue was dried under reduced pressure to obtain 984 mg of a yellow powder (yield 81%).
As a result of analyzing this yellow powder by MALDI-TOF-MS, a main peak considered to be derived from NSO-2 was detected.
MS (MALDI-TOF-MS-): m / z 901 (MH) -

[実施例1]

Figure 0005136795
[Example 1]
Figure 0005136795

1,3−ベンゼンジスルホン酸ジクロリド(アルドリッチ製)998mgに、窒素雰囲気下、脱水テトラヒドロフラン(以下、THFという)20mLを加えてこれを溶解させた。この溶液中に、氷浴下で脱水プロピレングリコールモノメチルエーテル(以下、PGMEという)0.85mL、60%水素化ナトリウム325mgを順次加え、そのまま15分間攪拌した。室温まで昇温して40分間攪拌し、さらに60%水素化ナトリウム526mgを加え、室温で30分間攪拌した。反応混合物をセライト濾過し、ジクロロエタン、PGMEで順次洗浄し、合わせた濾液にCG−50(アルドリッチ製)および水を加えてpH7とし、再度セライト濾過を行った。
濾液を濃縮した後ジクロロエタンを加え、シリカゲル濾過(シリカゲル18g)し、ジクロロエタン洗浄を行った後に、合わせた濾液を濃縮乾固し、残渣をヘキサンで3回洗浄した後、減圧下で乾固して式(25)で示されるスルホン酸エステル化合物936mg(無色油状物、収率68%)を得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ(ppm): 1.35 (6H, d), 3.19 (6H, s), 3.3-3.5 (4H, m), 4.83 (2H, ddt), 7.72 (1H, dd), 8.16 (2H, dd), 8.50 (1H, dd).
Rf value (1,2-dichloroethane(DCE)): 0.13-0.36.
Under a nitrogen atmosphere, 20 mL of dehydrated tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) was added to 998 mg of 1,3-benzenedisulfonic acid dichloride (manufactured by Aldrich) to dissolve it. To this solution, 0.85 mL of dehydrated propylene glycol monomethyl ether (hereinafter referred to as PGME) and 325 mg of 60% sodium hydride were sequentially added in an ice bath, and the mixture was stirred as it was for 15 minutes. The mixture was warmed to room temperature and stirred for 40 minutes. Further, 526 mg of 60% sodium hydride was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. The reaction mixture was filtered through celite, washed successively with dichloroethane and PGME, CG-50 (manufactured by Aldrich) and water were added to the combined filtrate to adjust to pH 7, and celite was filtered again.
The filtrate was concentrated, dichloroethane was added, silica gel filtration (silica gel 18 g), dichloroethane washing was performed, and the combined filtrate was concentrated to dryness. The residue was washed three times with hexane, and then dried under reduced pressure. 936 mg (colorless oil, yield 68%) of the sulfonic acid ester compound represented by the formula (25) was obtained.
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.35 (6H, d), 3.19 (6H, s), 3.3-3.5 (4H, m), 4.83 (2H, ddt), 7.72 (1H, dd ), 8.16 (2H, dd), 8.50 (1H, dd).
Rf value (1,2-dichloroethane (DCE)): 0.13-0.36.

[実施例2]

Figure 0005136795
[Example 2]
Figure 0005136795

1,3−ベンゼンジスルホン酸ジクロリド(アルドリッチ製)998mgに、窒素雰囲気下、脱水THF20mLを加えてこれを溶解させた。この溶液中に、水浴(20℃)下、グリシドール0.58mL、60%水素化ナトリウム351mgを順次加え、そのまま2.5時間攪拌した。反応混合物をセライト濾過し、ジクロロエタンで洗浄した後、合わせた濾液を減圧下で濃縮乾固した。残渣にジクロロエタンを加え、シリカゲル濾過(シリカゲル8g)し、ジクロロエタン洗浄を行った。合わせた濾液を減圧下濃縮乾固し、残渣をヘキサンで3回洗浄した後減圧下乾固して式(26)で示されるスルホン酸エステル化合物472mg(無色油状物、収率37%)を得た。
Rf value (DCE): 0.22-0.54; (DCE:EtOAc=10:1): 0.50-0.67
Under a nitrogen atmosphere, 20 mL of dehydrated THF was added to 998 mg of 1,3-benzenedisulfonic acid dichloride (manufactured by Aldrich) to dissolve it. To this solution, 0.58 mL of glycidol and 351 mg of 60% sodium hydride were sequentially added in a water bath (20 ° C.), and the mixture was stirred for 2.5 hours. The reaction mixture was filtered through Celite and washed with dichloroethane, and then the combined filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure. Dichloroethane was added to the residue, followed by silica gel filtration (silica gel 8 g) and washing with dichloroethane. The combined filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure, and the residue was washed three times with hexane and then dried under reduced pressure to obtain 472 mg (colorless oil, yield 37%) of the sulfonic acid ester compound represented by formula (26). It was.
Rf value (DCE): 0.22-0.54; (DCE: EtOAc = 10: 1): 0.50-0.67

[実施例3]
合成例1で得られたNSO−2 2.664gに、窒素雰囲気下、無水酢酸11.7mLを加え、超音波で均一に分散させた後、水浴(20℃)下、脱水ピリジン4.8mLを加え、室温で26時間攪拌した。その後、反応系内にジエチルエーテル80mLを加え、超音波で均一に分散させた後吸引濾過し、濾物を減圧下乾固して式(27)で示されるスルホン酸ピリジン塩2.977g(白色粉末、収率83%)を得た。
[Example 3]
12.6 mL of acetic anhydride was added to 2.664 g of NSO-2 obtained in Synthesis Example 1 under a nitrogen atmosphere and dispersed uniformly with ultrasound, and then 4.8 mL of dehydrated pyridine was added in a water bath (20 ° C.). In addition, the mixture was stirred at room temperature for 26 hours. Thereafter, 80 mL of diethyl ether was added to the reaction system, and the mixture was uniformly dispersed with ultrasonic waves, followed by suction filtration. The residue was dried under reduced pressure to obtain 2.977 g of a sulfonic acid pyridine salt represented by the formula (27) (white). A powder, yield 83%) was obtained.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

得られたスルホン酸ピリジン塩1.506gに、窒素雰囲気下、塩化チオニル7.5mLを加えて80℃で8時間攪拌した。反応混合物を減圧下で濃縮乾固して式(28)で表されるスルホン酸塩化物の粗生成物(褐色粉末)を得た。   Under a nitrogen atmosphere, 7.5 mL of thionyl chloride was added to 1.506 g of the obtained sulfonic acid pyridine salt, and the mixture was stirred at 80 ° C. for 8 hours. The reaction mixture was concentrated to dryness under reduced pressure to obtain a crude product (brown powder) of sulfonic acid chloride represented by formula (28).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

得られた褐色粉末に、水浴(20℃)下、脱水ピリジン15mL、脱水PGME3mLを順次加え、室温で2時間攪拌した。反応混合物を減圧下で濃縮乾固した後、ジクロロエタンで2回共沸し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(シリカゲル50g、ジクロロエタン→ジクロロエタン:酢酸エチル10:1)で精製し、Rf値(ジクロロエタン:酢酸エチル10:1)0.4〜0.5付近のフラクションを減圧下で濃縮乾固して式(29)で表されるスルホン酸エステル化合物712mg(橙色油状物、収率48%)を得た。
MS (ESI+, in MeOH-0.02M NH4OAc): 1207 [M+NH3]+
To the obtained brown powder, 15 mL of dehydrated pyridine and 3 mL of dehydrated PGME were sequentially added in a water bath (20 ° C.), and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. The reaction mixture was concentrated to dryness under reduced pressure, azeotroped twice with dichloroethane, the residue was purified by silica gel column chromatography (silica gel 50 g, dichloroethane → dichloroethane: ethyl acetate 10: 1), and Rf value (dichloroethane: acetic acid). Ethyl 10: 1) A fraction in the vicinity of 0.4 to 0.5 was concentrated to dryness under reduced pressure to obtain 712 mg (orange oil, yield 48%) of the sulfonic acid ester compound represented by formula (29). .
MS (ESI +, in MeOH-0.02M NH 4 OAc): 1207 [M + NH 3 ] +

Figure 0005136795
Figure 0005136795

[比較例1]

Figure 0005136795
[Comparative Example 1]
Figure 0005136795

1,3−ベンゼンジスルホン酸ジクロリド(アルドリッチ製)1.003gに、窒素雰囲気下、ピリジン10mLを加えて溶解させた後、水浴(20℃)下、シクロヘキサノール0.90mLを加え、室温で20時間攪拌した。反応混合物をジエチルエーテル50mL中に注加し、不溶の固体を吸引濾過によって除去した。濾液を減圧下濃縮乾固し、トルエン共沸を1回行った後に、シリカゲル濾過(シリカゲル20g)し、ジクロロエタン洗浄を行った。合わせた濾液を減圧下で濃縮乾固して式(30)で示されるスルホン酸エステル化合物529mg(無色油状物、収率36%)を得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ(ppm): 1.2-1.9 (20H, m), 4.63 (2H, dddd), 7.75 (1H, dd), 8.16 (2H, dd), 8.45 (1H, dd).
Rf value (DCE): 0.5-0.6
To 1.003 g of 1,3-benzenedisulfonic acid dichloride (manufactured by Aldrich), 10 mL of pyridine was added and dissolved in a nitrogen atmosphere, and then 0.90 mL of cyclohexanol was added in a water bath (20 ° C.), and 20 hours at room temperature. Stir. The reaction mixture was poured into 50 mL of diethyl ether and the insoluble solid was removed by suction filtration. The filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure and subjected to toluene azeotropy once, followed by silica gel filtration (silica gel 20 g) and dichloroethane washing. The combined filtrates were concentrated to dryness under reduced pressure to obtain 529 mg (colorless oil, yield 36%) of the sulfonic acid ester compound represented by formula (30).
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.2-1.9 (20H, m), 4.63 (2H, dddd), 7.75 (1H, dd), 8.16 (2H, dd), 8.45 (1H, dd ).
Rf value (DCE): 0.5-0.6

[比較例2]

Figure 0005136795
[Comparative Example 2]
Figure 0005136795

実施例3に記載の方法でスルホン酸ピリジン塩(27)260mgからスルホン酸塩化物(28)の粗生成物を得た。得られたスルホン酸塩化物(28)に対し、水浴(15℃)下で脱水ピリジン2.5mLを加え、超音波で均一に分散させた後、水浴(15℃)下で脱水シクロヘキサノール0.5mLを加え、室温で7時間攪拌した。反応混合物をジエチルエーテル15mL中に注加し、不溶の固体を減圧濾過で除去し、濾液を減圧下で乾固し、トルエン共沸を2回行って式(31)で示されるスルホン酸エステル化合物を含む油状物326mgを得た。
MS (ESI+, in MeOH-0.02M NH4OAc): 1247 [M+NH3]+, 1165 [M-C6H10+NH3]+, 1083 [M-2C6H10+NH3]+.
上記MS分析値より、反応中または精製操作中に、シクロヘキシル基の脱離が生じ、最終物中に遊離のスルホン酸が含まれることが分かった。また得られた油状物は、酢酸エチルおよび水による分液洗浄処理やシリカゲル精製処理によって分解が生じ、これ以上の精製を行うことはできなかった。これらの事実より、シクロヘキシル基の脱離性がPGME基と比較して高く、精製が困難であることがわかる。
The crude product of sulfonic acid chloride (28) was obtained from 260 mg of sulfonic acid pyridine salt (27) by the method described in Example 3. To the obtained sulfonic acid chloride (28), 2.5 mL of dehydrated pyridine was added in a water bath (15 ° C.) and dispersed uniformly with ultrasonic waves, and then dehydrated cyclohexanol in a water bath (15 ° C.) was added in an amount of 0. 5 mL was added and stirred at room temperature for 7 hours. The reaction mixture was poured into 15 mL of diethyl ether, the insoluble solid was removed by filtration under reduced pressure, the filtrate was dried under reduced pressure, and azeotroped twice with toluene, and the sulfonic acid ester compound represented by formula (31) As a result, 326 mg of an oily substance was obtained.
MS (ESI +, in MeOH-0.02M NH 4 OAc): 1247 [M + NH 3 ] + , 1165 [MC 6 H 10 + NH 3 ] + , 1083 [M-2C 6 H 10 + NH 3 ] + .
From the above MS analysis values, it was found that elimination of cyclohexyl group occurred during the reaction or purification operation, and free sulfonic acid was contained in the final product. Further, the obtained oily substance was decomposed by a separation washing treatment with ethyl acetate and water or a silica gel purification treatment, and further purification could not be performed. From these facts, it can be seen that the elimination of the cyclohexyl group is higher than that of the PGME group, and purification is difficult.

[比較例3]

Figure 0005136795
[Comparative Example 3]
Figure 0005136795

実施例3に記載の方法でスルホン酸ピリジン塩(27)251mgからスルホン酸塩化物(28)の粗生成物を得た。得られたスルホン酸塩化物(28)に、水浴(15℃)下、脱水ピリジン2.0mLを加え、超音波で均一に分散させた後、水浴(15℃)下、脱水イソブタノール0.5mLを加え、室温で20時間攪拌した。反応混合物をジエチルエーテル12.5mL中に注加し、不溶の固体を減圧濾過で除去し、濾液を減圧下で乾固し、トルエン共沸を1回行って式(32)で示されるスルホン酸エステル化合物を含む油状物84mgを得た。
得られた油状物はトルエンおよび水による分液洗浄処理やシリカゲル精製処理によって分解が生じ、これ以上の精製を行うことはできなかった。これらの事実より、イソブチルエステルは分解性が高く、精製が困難であることが分かる。
A crude product of sulfonic acid chloride (28) was obtained from 251 mg of sulfonic acid pyridine salt (27) by the method described in Example 3. To the obtained sulfonic acid chloride (28), 2.0 mL of dehydrated pyridine was added in a water bath (15 ° C.) and dispersed uniformly with ultrasonic waves, and then 0.5 mL of dehydrated isobutanol in a water bath (15 ° C.). And stirred at room temperature for 20 hours. The reaction mixture was poured into 12.5 mL of diethyl ether, the insoluble solid was removed by vacuum filtration, the filtrate was evaporated to dryness under reduced pressure, and azeotroped once with toluene to give the sulfonic acid represented by formula (32). 84 mg of an oily substance containing an ester compound was obtained.
The resulting oily substance was decomposed by a separation washing treatment with toluene and water or a silica gel purification treatment, and further purification could not be performed. From these facts, it can be seen that isobutyl ester is highly degradable and difficult to purify.

[比較例4]

Figure 0005136795
[Comparative Example 4]
Figure 0005136795

実施例3に記載の方法でスルホン酸ピリジン塩(27)101mgからスルホン酸塩化物(28)の粗生成物を得た。得られたスルホン酸塩化物(28)に、水浴(15℃)下で脱水ピリジン1.0mLを加え、超音波で均一に分散させた後、水浴(15℃)下で脱水n−ブタノール0.2mLを加え、室温で4時間攪拌した。TLCにより反応を追跡したが目的物由来の低極性点はわずかに発生するにとどまった。この事実よりn−ブチルエステル(33)は、反応性が低いか分解性が高いために、収率よく合成を行うことが困難であることが分かる。   The crude product of sulfonic acid chloride (28) was obtained from 101 mg of sulfonic acid pyridine salt (27) by the method described in Example 3. To the resulting sulfonic acid chloride (28), 1.0 mL of dehydrated pyridine was added in a water bath (15 ° C.) and dispersed uniformly with ultrasonic waves, and then dehydrated n-butanol in a water bath (15 ° C.) 2 mL was added and stirred at room temperature for 4 hours. The reaction was followed by TLC, but only a few low-polarity points derived from the target product were generated. From this fact, it can be seen that n-butyl ester (33) is difficult to synthesize in high yield because of low reactivity or high decomposability.

[比較例5]

Figure 0005136795
[Comparative Example 5]
Figure 0005136795

実施例3に記載の方法でスルホン酸ピリジン塩(27)100mgからスルホン酸塩化物(28)の粗生成物を得た。得られたスルホン酸塩化物(28)に、水浴(15℃)下で脱水ピリジン1.0mLを加え、超音波で均一に分散させた後、水浴(15℃)下で脱水シクロヘプタノール0.2mLを加え、室温で4時間攪拌した。TLCにより反応を追跡したが目的物由来の低極性点はわずかに発生するにとどまった。この事実よりシクロヘプチルエステル(34)は反応性が低いか分解性が高いために、収率よく合成を行うことが困難であることが分かる。   The crude product of sulfonic acid chloride (28) was obtained from 100 mg of sulfonic acid pyridine salt (27) by the method described in Example 3. To the obtained sulfonic acid chloride (28), 1.0 mL of dehydrated pyridine was added in a water bath (15 ° C.) and dispersed uniformly by ultrasonic wave, and then dehydrated cycloheptanol 0. 0 in a water bath (15 ° C.). 2 mL was added and stirred at room temperature for 4 hours. The reaction was followed by TLC, but only a few low-polarity points derived from the target product were generated. From this fact, it can be seen that the cycloheptyl ester (34) has low reactivity or high decomposability, so that it is difficult to synthesize with high yield.

[実施例4]

Figure 0005136795
[Example 4]
Figure 0005136795

4−スチレンスルホン酸ナトリウム50.00g(アルドリッチ社製)に、純水250mLを加えて溶解し、陽イオン交換樹脂ダウエックス650C(Hタイプ,以下650Cと略す)25mlを加え5分間攪拌し、分取した上澄液に、650C25mlを加えて5分間攪拌し、さらに分取した上澄液に、650Cを50mlを加えて5分間攪拌し、最終的に分取した上澄液を、650C(500ml、留出溶媒:水)を用いたカラムクロマトグラフィーにより精製した。
イオン交換されて得られた4−スチレンスルホン酸の水溶液に対し、メタノール100mLおよびピリジン27mLを順次加え、10分間攪拌した後、減圧下濃縮乾固し、メタノールを用いて1回共沸操作を行った後にメタノール58mLを加えて溶解し、得られた溶液をジエチルエーテル1.16L中に攪拌しながら滴下した。室温で15分間攪拌した後、上澄液を除去し、残渣を減圧下乾固して4−スチレンスルホン酸ピリジン塩50.20g(白色粉末,収率85%)を得た。
To 40.00 g of sodium 4-styrenesulfonate (manufactured by Aldrich), 250 mL of pure water was added and dissolved, and 25 mL of cation exchange resin Dowex 650C (H type, hereinafter abbreviated as 650C) was added and stirred for 5 minutes. To the collected supernatant, 25 ml of 650C was added and stirred for 5 minutes. To the collected supernatant, 50 ml of 650C was added and stirred for 5 minutes. Finally, the collected supernatant was added to 650C (500 ml). And purified by column chromatography using distillate solvent: water).
To the aqueous solution of 4-styrenesulfonic acid obtained by ion exchange, 100 mL of methanol and 27 mL of pyridine were sequentially added, stirred for 10 minutes, concentrated to dryness under reduced pressure, and azeotroped once with methanol. Thereafter, 58 mL of methanol was added for dissolution, and the resulting solution was added dropwise to 1.16 L of diethyl ether with stirring. After stirring at room temperature for 15 minutes, the supernatant was removed, and the residue was dried under reduced pressure to obtain 50.20 g of 4-styrenesulfonic acid pyridine salt (white powder, yield: 85%).

上記の方法により得られた4−スチレンスルホン酸ピリジン塩粗精製物38.41gに対し、塩化チオニル115mLを加え、12分間加熱還流し、室温まで放冷後、減圧下濃縮乾固した。得られた淡黄色油状物に対して無水ピリジン4mLを加え溶解した後、無水PGME1.0mLを加え、超音波およびガラス棒粉砕により懸濁させ、室温で30分間攪拌した。反応系を減圧下濃縮乾固し、1,2−ジクロロエタンで1回共沸した後、シリカゲル濾過した(シリカゲル8g,溶媒および洗浄液:1,2−ジクロロエタン)。濾液を減圧下濃縮乾固し、モノマーであるスルホン酸エステル化合物の粗精製物22.77gを得た。得られたモノマー粗精製物を、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒:ジクロロエタン→ジクロロエタン:酢酸エチル=20:1→10:1)により精製し、スルホン酸エステル化合物モノマー11.98g(無色液体,収率32%)を得た。   To 38.41 g of the 4-pyridinesulfonic acid pyridine salt crude product obtained by the above method, 115 mL of thionyl chloride was added, heated under reflux for 12 minutes, allowed to cool to room temperature, and then concentrated to dryness under reduced pressure. After adding 4 mL of anhydrous pyridine to the obtained pale yellow oil and dissolving, 1.0 mL of anhydrous PGME was added, suspended by sonication and grinding with a glass rod, and stirred at room temperature for 30 minutes. The reaction system was concentrated to dryness under reduced pressure, azeotroped once with 1,2-dichloroethane, and then filtered through silica gel (silica gel 8 g, solvent and washing solution: 1,2-dichloroethane). The filtrate was concentrated to dryness under reduced pressure to obtain 22.77 g of a crude product of a sulfonic acid ester compound as a monomer. The resulting crude monomer product was purified by silica gel column chromatography (solvent: dichloroethane → dichloroethane: ethyl acetate = 20: 1 → 10: 1) to give 11.98 g of a sulfonic acid ester compound monomer (colorless liquid, yield 32). %).

上記の方法により得られたスルホン酸エステル化合物モノマー9.31gに対し、窒素雰囲気下、無水酢酸エチル37mLを加えて溶解し、窒素バブリングにより脱気した後、AIBN23.5mgの無水酢酸エチル0.38mL溶液を窒素雰囲気下で加え、80℃で6時間攪拌した。室温まで放冷後、約30mLになるまで減圧濃縮し、メタノール200mLに攪拌しながら注加した。室温で20分間攪拌した後、吸引濾過し、濾物を減圧乾燥して式(35)で表されるポリスチレンスルホン酸エステル化合物5.01g(白色粉末,収率54%)を得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ(ppm): 1.1-1.9 (6H, br), 3.1-3.3 (3H, br), 3.3-3.6 (2H, br), 4.6-4.9 (1H, br), 6.4-6.9 (2H, br), 7.5-7.9 (2H, br).
GPC:Mn(数平均分子量)26408;Mw(重量平均分子量)71420;Mz(Z平均分子量)235146
To 9.31 g of the sulfonic acid ester compound monomer obtained by the above method, 37 mL of anhydrous ethyl acetate was added and dissolved in a nitrogen atmosphere, deaerated by nitrogen bubbling, and then 23.5 mg of AIBN in anhydrous ethyl acetate 0.38 mL The solution was added under a nitrogen atmosphere and stirred at 80 ° C. for 6 hours. The mixture was allowed to cool to room temperature, concentrated under reduced pressure to about 30 mL, and poured into 200 mL of methanol with stirring. After stirring at room temperature for 20 minutes, suction filtration was performed, and the residue was dried under reduced pressure to obtain 5.01 g (white powder, yield 54%) of a polystyrene sulfonate compound represented by the formula (35).
1 H-NMR (300 MHz, CDCl 3 ) δ (ppm): 1.1-1.9 (6H, br), 3.1-3.3 (3H, br), 3.3-3.6 (2H, br), 4.6-4.9 (1H, br) , 6.4-6.9 (2H, br), 7.5-7.9 (2H, br).
GPC: Mn (number average molecular weight) 26408; Mw (weight average molecular weight) 71420; Mz (Z average molecular weight) 235146

上記実施例1〜4および比較例1で得られたスルホン酸エステル化合物について、TG−DTAを測定した。評価結果を表1に示す。なお、測定装置および条件は以下のとおりである。
測定装置:熱分析装置システムWS002、(株)マックサイエンス製
昇温速度:5℃/分
TG-DTA was measured for the sulfonic acid ester compounds obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. The evaluation results are shown in Table 1. The measuring apparatus and conditions are as follows.
Measuring device: Thermal analyzer system WS002, manufactured by Mac Science Co., Ltd. Temperature rising rate: 5 ° C./min

Figure 0005136795
Figure 0005136795

また、実施例1〜4で得られた各スルホン酸エステル化合物およびNSO−2の各種溶媒に対する溶解性を、以下の手法により評価した。結果を表2に示す。
〈溶解性評価法〉
各サンプルに対して質量比20倍量の各溶媒を加え、室温攪拌、加熱攪拌、または超音波振動を加えて溶解を試みた。加熱攪拌したものについては室温まで冷却した後観察を行った。表中○は完全に溶解しており固体析出あるいは固体の残存が全く無いことを示し、表中×は固体析出あるいは固体残存があることを示している。
Moreover, the solubility with respect to the various sulfonate compound obtained in Examples 1-4 and NSO-2 with respect to the various solvent was evaluated with the following method. The results are shown in Table 2.
<Solubility evaluation method>
A 20-fold mass ratio of each solvent was added to each sample, and dissolution was attempted by adding room temperature stirring, heating stirring, or ultrasonic vibration. What was heated and stirred was observed after cooling to room temperature. In the table, “◯” indicates complete dissolution and no solid precipitation or solid residue, and “×” in the table indicates solid precipitation or solid residue.

Figure 0005136795
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表2に示されるように、実施例1〜4で得られたスルホン酸エステル化合物は、遊離のスルホン酸を有するNSO−2と比較して、種々の有機溶媒に対して高い溶解性を示すことが分かる。   As shown in Table 2, the sulfonic acid ester compounds obtained in Examples 1 to 4 exhibit higher solubility in various organic solvents than NSO-2 having free sulfonic acid. I understand.

[実施例5]
実施例3で得られたスルホン酸エステル化合物(29)136mgと、ブレティン・オブ・ケミカル・ソサエティ・オブ・ジャパン(Bulletin of Chemical Society of Japan)、1994年、第67巻、p.1749−1752に記載されている方法に準じて合成した、下記式で示されるフェニルテトラアニリン(PTA)50mgとの混合物に対し、ジメチルアセトアミド(DMAc)1.44mlを、窒素雰囲気下で加えて溶解し、さらに窒素雰囲気下でシクロヘキサノール4.28mlを加えて室温で攪拌し、緑色透明のワニスを得た(固形分3.3質量%)。得られたワニスは、−25℃まで冷却しても固体析出が見られなかった。
[Example 5]
136 mg of the sulfonic acid ester compound (29) obtained in Example 3 and Bulletin of Chemical Society of Japan, 1994, Vol. 67, p. 1.44 ml of dimethylacetamide (DMAc) was added to a mixture with 50 mg of phenyltetraaniline (PTA) represented by the following formula synthesized according to the method described in 1749-1752 under a nitrogen atmosphere and dissolved. Further, 4.28 ml of cyclohexanol was added under a nitrogen atmosphere and stirred at room temperature to obtain a green transparent varnish (solid content: 3.3% by mass). The obtained varnish did not show solid precipitation even when cooled to -25 ° C.

Figure 0005136795
Figure 0005136795

[実施例6]
実施例5で得られたワニスを、直前まで40分間オゾン洗浄を行ったITO基板上にスピンコートし、その後、焼成して膜厚22nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を形成した。得られた電荷輸送性薄膜は非晶質固体であった。
[Example 6]
The varnish obtained in Example 5 was spin-coated on an ITO substrate that had been subjected to ozone cleaning for 40 minutes until immediately before, and then baked to form a charge transporting thin film (hole transporting thin film) having a thickness of 22 nm. . The obtained charge transporting thin film was an amorphous solid.

[実施例7]
実施例5で得られたワニスを、直前まで40分間オゾン洗浄を行ったITO基板上にスピンコートし、その後、焼成して膜厚67nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を形成した。得られた電荷輸送性薄膜は非晶質固体であった。
[Example 7]
The varnish obtained in Example 5 was spin coated on an ITO substrate that had been subjected to ozone cleaning for 40 minutes until immediately before, and then baked to form a charge transporting thin film (hole transporting thin film) having a thickness of 67 nm. . The obtained charge transporting thin film was an amorphous solid.

[実施例8]
実施例4で得られたスルホン酸エステル化合物(35)116mgと、上記に示したPTA50mgとの混合物に対し、ジメチルアセトアミド(DMAc)2.40mlを窒素雰囲気下で加えて溶解し、さらに窒素雰囲気下でシクロヘキサノール2.40mlを加えて室温で攪拌し、緑色透明のワニスを得た(固形分3.5質量%)。得られたワニスは、0℃まで冷却しても固体析出が見られなかった。
得られたワニスを、直前まで40分間オゾン洗浄を行ったITO基板上にスピンコートし、その後、焼成して膜厚36nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を形成した。得られた電荷輸送性薄膜は非晶質固体であった。
[Example 8]
To a mixture of 116 mg of the sulfonic acid ester compound (35) obtained in Example 4 and 50 mg of PTA shown above, 2.40 ml of dimethylacetamide (DMAc) was added and dissolved in a nitrogen atmosphere. Then, 2.40 ml of cyclohexanol was added and stirred at room temperature to obtain a green transparent varnish (solid content: 3.5% by mass). The obtained varnish did not show solid precipitation even when cooled to 0 ° C.
The obtained varnish was spin-coated on an ITO substrate that had been subjected to ozone cleaning for 40 minutes until immediately before, and then baked to form a charge transporting thin film (hole transporting thin film) having a thickness of 36 nm. The obtained charge transporting thin film was an amorphous solid.

[比較例6]
(+)−10−カンファスルホン酸206mgと、PTA100mgとの混合物に、DMAc1.87mlを、窒素雰囲気下で加えて溶解し、さらにシクロヘキサノール5.53mlを加えて室温で攪拌し、緑色透明のワニスを得た(固形分4.2質量%)。得られたワニスを用い、実施例6に記載の方法によって膜厚12nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を得た。得られた電荷輸送性薄膜は非晶質固体であった。
[Comparative Example 6]
To a mixture of (+)-10-camphorsulfonic acid (206 mg) and PTA (100 mg), DMAc (1.87 ml) was added and dissolved in a nitrogen atmosphere. Further, cyclohexanol (5.53 ml) was added and stirred at room temperature to give a green transparent varnish. (Solid content 4.2 mass%) was obtained. Using the obtained varnish, a 12 nm-thick charge transporting thin film (hole transporting thin film) was obtained by the method described in Example 6. The obtained charge transporting thin film was an amorphous solid.

[比較例7]
比較例6と同様にして、膜厚24nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を得た。得られた電荷輸送性薄膜は非晶質固体であった。
[Comparative Example 7]
In the same manner as in Comparative Example 6, a charge transporting thin film (hole transporting thin film) having a thickness of 24 nm was obtained. The obtained charge transporting thin film was an amorphous solid.

[比較例8]
PTA1.000gに、5−スルホサリチル酸二水和物2.298g、およびN,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)17.50gを窒素雰囲気下で加えて溶解し、得られた溶液にシクロヘキサノール52.50gを加えて撹拌し、ワニスを調製した(固形分4.1質量%)。
得られたワニスをスピンコート法により40分間オゾン洗浄を行ったITOガラス基板上に塗布した後、空気中180℃で2時間焼成し、膜厚21nmの電荷輸送性薄膜(正孔輸送性薄膜)を得た。
[Comparative Example 8]
To 1.000 g of PTA, 2.298 g of 5-sulfosalicylic acid dihydrate and 17.50 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) were added and dissolved in a nitrogen atmosphere, and 52.50 g of cyclohexanol was added to the resulting solution. Was added and stirred to prepare a varnish (solid content 4.1 mass%).
The obtained varnish was applied on an ITO glass substrate that had been subjected to ozone cleaning for 40 minutes by spin coating, and then baked at 180 ° C. for 2 hours in air to form a charge transporting thin film having a thickness of 21 nm (hole transporting thin film). Got.

上記実施例6〜8および比較例6〜8で使用したワニスの粘度、薄膜作製時の焼成条件、薄膜の膜厚、イオン化ポテンシャル(以下Ipと略す)値を表3に併せて示す。
なお、ワニス粘度、膜厚、Ip値は下記装置により測定した。
[1]粘度
E型粘度計(ELD−50、東京計器社製)、測定温度:20℃
[2]膜厚
表面形状測定装置(DEKTAK3ST、日本真空技術社製)により測定した。
[3]Ip
光電子分光装置(AC−2、理研計器(株)製)により測定した。
Table 3 also shows the viscosity of the varnishes used in Examples 6 to 8 and Comparative Examples 6 to 8, firing conditions at the time of thin film preparation, film thickness of the thin film, and ionization potential (hereinafter abbreviated as I p ) values.
In addition, the varnish viscosity, the film thickness, and the I p value were measured by the following apparatus.
[1] Viscosity E type viscometer (ELD-50, manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.), measuring temperature: 20 ° C.
[2] Film thickness Measured with a surface shape measuring device (DEKTAK3ST, manufactured by Nippon Vacuum Technology Co., Ltd.).
[3] I p value Measured with a photoelectron spectrometer (AC-2, manufactured by Riken Keiki Co., Ltd.).

Figure 0005136795
Figure 0005136795

表3に示されるように、実施例6〜8で得られた薄膜のIp値は充分に高い値を示しており、スルホン酸エステル化合物(29),(35)は塗膜後の加熱処理によって良好な電荷受容性物質として機能することがわかる。As shown in Table 3, the I p values of the thin films obtained in Examples 6 to 8 are sufficiently high, and the sulfonic acid ester compounds (29) and (35) are heat-treated after the coating film. It can be seen that it functions as a good charge-accepting substance.

[実施例9]
実施例6の方法で正孔輸送性薄膜を形成したITO基板を真空蒸着装置内に導入し、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。膜厚はそれぞれ40nm、60nm、0.5nm、100nmとし、それぞれ8×10-4Pa以下の圧力となってから蒸着操作を行った。蒸着レートはLiFを除いて0.3〜0.4nm/sとし、LiFについては0.02〜0.04nm/sとした。蒸着操作間の移動操作は真空中で行った。
[Example 9]
The ITO substrate on which the hole transporting thin film was formed by the method of Example 6 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited to obtain an OLED element. The film thicknesses were 40 nm, 60 nm, 0.5 nm, and 100 nm, respectively, and the vapor deposition operation was performed after the pressure was 8 × 10 −4 Pa or less. The deposition rate was 0.3 to 0.4 nm / s excluding LiF, and 0.02 to 0.04 nm / s for LiF. The transfer operation between the vapor deposition operations was performed in a vacuum.

[実施例10]
実施例8の方法で正孔輸送性薄膜を形成したITO基板を真空蒸着装置内に導入し、実施例9と同条件で、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。
[Example 10]
An ITO substrate on which a hole transporting thin film was formed by the method of Example 8 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited under the same conditions as in Example 9 to obtain an OLED element. Got.

[比較例9]
ITOガラス基板を40分間オゾン洗浄した後、真空蒸着装置内に導入し、実施例9と同条件で、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。
[Comparative Example 9]
After the ITO glass substrate was ozone-cleaned for 40 minutes, it was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited under the same conditions as in Example 9 to obtain an OLED element.

[比較例10]
比較例6の方法で正孔輸送性薄膜を形成したITO基板を真空蒸着装置内に導入し、実施例9と同条件で、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。
[Comparative Example 10]
An ITO substrate on which a hole transporting thin film was formed by the method of Comparative Example 6 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited under the same conditions as in Example 9 to obtain an OLED element. Got.

[比較例11]
比較例7の方法で正孔輸送性薄膜を形成したITO基板を真空蒸着装置内に導入し、実施例9と同条件で、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。
[Comparative Example 11]
An ITO substrate on which a hole transporting thin film was formed by the method of Comparative Example 7 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited under the same conditions as in Example 9 to obtain an OLED element. Got.

[比較例12]
比較例8の方法で正孔輸送性薄膜を形成したITO基板を真空蒸着装置内に導入し、実施例9と同条件で、α−NPD、Alq3、LiF、Alを順次蒸着し、OLED素子を得た。
[Comparative Example 12]
An ITO substrate on which a hole transporting thin film was formed by the method of Comparative Example 8 was introduced into a vacuum deposition apparatus, and α-NPD, Alq 3 , LiF, and Al were sequentially deposited under the same conditions as in Example 9 to obtain an OLED element. Got.

上記実施例9,10、比較例9〜12で得られたOLED素子の特性を、下記装置を用いて測定した。結果を表4に示す。
[1]EL測定システム:発光量子効率測定装置(EL1003、プレサイスゲージ製)
[2]電圧計(電圧発生源):プログラマブル直流電圧/電流源(R6145、アドバンテスト製)
[3]電流計:デジタルマルチメータ(R6581D、アドバンテスト製)
[4]輝度計:LS−110(ミノルタ製)
The characteristics of the OLED elements obtained in Examples 9 and 10 and Comparative Examples 9 to 12 were measured using the following apparatus. The results are shown in Table 4.
[1] EL measurement system: luminescence quantum efficiency measurement device (EL1003, manufactured by Precise Gauge)
[2] Voltmeter (voltage generation source): Programmable DC voltage / current source (R6145, manufactured by Advantest)
[3] Ammeter: Digital multimeter (R6581D, manufactured by Advantest)
[4] Luminance meter: LS-110 (manufactured by Minolta)

Figure 0005136795
Figure 0005136795

表4に示されるように、実施例6で得られたワニスから作製された正孔輸送性薄膜を備えるOLED素子(実施例9)は、この正孔輸送性薄膜を含まないOLED素子と比較して駆動電圧が低下し、電流効率および最高輝度は同等以上であることがわかる。また実施例9のOLED素子は、ドーパントとして本発明に規定されるスルホン酸エステル化合物ではなく5−SSAを用いている比較例12の素子と比べても、駆動電圧が低下し最高輝度が上昇していることがわかる。なお、実施例9で作製したOLED素子の発光面の均一性は良好であり、ダークスポットは認められなかった。
実施例10のOLED素子は、実施例9のOLED素子とともに良好な電流効率を示していることがわかる。すなわち実施例4記載のスルホン酸エステル化合物が、成膜後、ホール注入層用電子受容性物質としてとして有効に機能していることがわかる。
As shown in Table 4, the OLED element (Example 9) comprising the hole transporting thin film prepared from the varnish obtained in Example 6 was compared with the OLED element not including this hole transporting thin film. It can be seen that the driving voltage is reduced, and the current efficiency and the maximum luminance are equal or higher. In addition, the OLED device of Example 9 has a lower driving voltage and higher maximum brightness than the device of Comparative Example 12 using 5-SSA as a dopant instead of the sulfonate compound defined in the present invention. You can see that In addition, the uniformity of the light emission surface of the OLED element produced in Example 9 was favorable, and a dark spot was not recognized.
It can be seen that the OLED element of Example 10 shows good current efficiency together with the OLED element of Example 9. That is, it can be seen that the sulfonic acid ester compound described in Example 4 effectively functions as an electron-accepting substance for the hole injection layer after film formation.

[実施例11]
実施例3で得られたスルホン酸エステル化合物(29)24.5mgと、特許文献4に記載の方法により合成した電荷輸送性ホスト物質BBD19.0mgとの混合物に、トルエン3.24mlを加え、室温で攪拌して赤橙色透明のワニスを得た(固形分濃度1.5質量%)。得られたワニスは、−25℃まで冷却しても固体析出が見られなかった。この結果より、当該スルホン酸エステル化合物は、BBDのような低極性溶媒に対して溶解性の高い電荷輸送性ホスト物質と併用することで、トルエンのような低極性溶媒のみを用いても、固体析出させずに電荷輸送性ワニスを調製可能であることが分かる。
[Example 11]
To a mixture of 24.5 mg of the sulfonic acid ester compound (29) obtained in Example 3 and 19.0 mg of the charge transporting host material BBD synthesized by the method described in Patent Document 4, 3.24 ml of toluene was added at room temperature. And a red-orange transparent varnish was obtained (solid content concentration 1.5% by mass). The obtained varnish did not show solid precipitation even when cooled to -25 ° C. From this result, the sulfonic acid ester compound is used in combination with a charge transporting host material having high solubility in a low polarity solvent such as BBD, so that even if only a low polarity solvent such as toluene is used, it is solid. It can be seen that the charge transporting varnish can be prepared without precipitation.

Claims (16)

式(1)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体。
Figure 0005136795
(式中、Aは置換または非置換の芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示す。)
An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonic acid ester compound represented by the formula (1).
Figure 0005136795
(In the formula, A represents a substituted or unsubstituted aromatic ring group, X represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, 1 to 2 alkyleneoxy carbon atoms or 1 to 2 alkylene groups, carbon 1 to 2 alkylenethio represents a C1 to C2 alkylene group, or C1 to C2 alkylenecarbonyl represents a C1 to C2 alkylene group, and Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group. Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group.)
式(2)または式(2′)で表される請求項1記載の電子受容性物質前駆体。
Figure 0005136795
(式中、R1〜R4は、それぞれ独立して、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、またはハロゲン原子を示し、A2は置換基を有していてもよいアリーレン基を示す。AおよびZは前記と同じ。)
The electron-accepting substance precursor according to claim 1 represented by formula (2) or formula (2 ').
Figure 0005136795
(In the formula, R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a halogen atom, and A 2 represents an arylene group which may have a substituent. A and Z are the same as above.)
式(3)または式(4)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体。
Figure 0005136795
(式中、A′は(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1または(SO3−X−Y−Z)n2で置換されるとともに、非置換または置換の一価炭化水素基で置換されていてもよい芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、X′は、O、SまたはNHを示し、Bは、置換もしくは非置換の炭化水素基、1,3,5−トリアジン基、または置換もしくは非置換の式(5)もしくは(6)
Figure 0005136795
で示される基(式中、W1およびW2は、それぞれ独立して、O、S、S(O)基、S(O2)基、または非置換もしくは置換基が結合したN、Si、P、P(O)基を示す。)を表し、qは、BとX′との結合数を示し、1≦qを満たす整数であり、rは繰り返し単位数を示し、1≦rを満たす整数であり、mは0以上の整数であり、n1は1以上の整数であり、n2は1以上の整数である。なお、n1+mは式(3)においてA′が許容する置換数以下を満たし、n2+mは式(4)においてA′の許容する置換数以下を満たす。)
An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonate compound represented by formula (3) or formula (4).
Figure 0005136795
Wherein A ′ is substituted with (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 or (SO 3 —XYZ) n 2 and is unsubstituted Or an aromatic ring group which may be substituted with a substituted monovalent hydrocarbon group, wherein X is a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, 1 to 2 alkyleneoxy carbon atoms or 1 to 2 carbon atoms; An alkylene group, a C1-C2 alkylenethio C1-C2 alkylene group, or a C1-C2 alkylenecarbonyl C1-C2 alkylene group is shown, Y is O, S, or substituted or unsubstituted bivalent. A represents an amino group, Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, X ′ represents O, S or NH, B represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, 1, 3 , 5-triazine group, or substituted or unsubstituted formula (5) (6)
Figure 0005136795
Wherein W 1 and W 2 are each independently O, S, S (O) group, S (O 2 ) group, or unsubstituted or substituted N, Si, P represents a P (O) group), q represents the number of bonds between B and X ′, is an integer satisfying 1 ≦ q, r is the number of repeating units, and satisfies 1 ≦ r It is an integer, m is an integer of 0 or more, n 1 is an integer of 1 or more, and n 2 is an integer of 1 or more. Note that n 1 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (3), and n 2 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′ in formula (4). )
前記mが0である請求項3記載の電子受容性物質前駆体。  The electron-accepting substance precursor according to claim 3, wherein m is 0. 式(7)または式(8)で表されるスルホン酸エステル化合物からなることを特徴とする電子受容性物質前駆体。
Figure 0005136795
(式中、Wは、置換または非置換の3価炭化水素基を示し、A”は、置換もしくは非置換の2価芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは、水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示す。sは、2〜100000の整数を示す。tは、1〜100000の整数を示し、uは、1〜100000の整数を示し、t+uは、2〜100000を満たす。)
An electron-accepting substance precursor comprising a sulfonate compound represented by formula (7) or formula (8).
Figure 0005136795
Wherein W represents a substituted or unsubstituted trivalent hydrocarbon group, A ″ represents a substituted or unsubstituted divalent aromatic ring group, and X represents a substituted or unsubstituted C 2-5 carbon atom. An alkylene group, an alkyleneoxy group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms. Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group, Z represents a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group, and s represents an integer of 2 to 100,000. T represents an integer of 1 to 100,000, u represents an integer of 1 to 100,000, and t + u satisfies 2 to 100,000.)
式(9)または式(10)で表される請求項5記載の電子受容性物質前駆体。
Figure 0005136795
(式中、R5〜R7は、それぞれ独立して、水素原子、非置換もしくは置換の一価炭化水素基、またはハロゲン原子を示す。A”、X、Y、Z、s、tおよびuは、前記と同じ。)
The electron-accepting substance precursor according to claim 5 represented by formula (9) or formula (10).
Figure 0005136795
(Wherein R 5 to R 7 each independently represents a hydrogen atom, an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group, or a halogen atom. A ″, X, Y, Z, s, t, and u) Is the same as above.)
数平均分子量が、5000〜1000000である請求項5または6記載の電子受容性物質前駆体。  The number average molecular weight is 5000-1 million, The electron-accepting substance precursor of Claim 5 or 6. 前記2価アミノ基が、N(CH3)、N(C25)、またはN(C37)であり、前記Zの一価炭化水素基が、メチル基、エチル基またはn−プロピル基である請求項1および3〜7のいずれか1項記載の電子受容性物質前駆体。The divalent amino group is N (CH 3 ), N (C 2 H 5 ), or N (C 3 H 7 ), and the monovalent hydrocarbon group of Z is a methyl group, an ethyl group, or n- The electron-accepting substance precursor according to any one of claims 1 and 3 to 7, which is a propyl group. 式(3)で表されることを特徴とするスルホン酸エステル化合物。
Figure 0005136795
(式中、A′は(SO3H)m、X′および(SO3−X−Y−Z)n1で置換されるとともに、非置換または置換の一価炭化水素基で置換されていてもよい芳香環基を示し、Xは置換または非置換の、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数1〜2アルキレンオキシ炭素数1〜2アルキレン基、炭素数1〜2アルキレンチオ炭素数1〜2アルキレン基、または炭素数1〜2アルキレンカルボニル炭素数1〜2アルキレン基を示し、YはO、S、または置換もしくは非置換の2価アミノ基を示し、Zは水素原子または置換もしくは非置換の一価炭化水素基を示し、X′は、O、SまたはNHを示し、Bは、置換もしくは非置換の炭化水素基、1,3,5−トリアジン基、または置換もしくは非置換の式(5)もしくは(6)
Figure 0005136795
で示される基(式中、W1およびW2は、それぞれ独立して、O、S、S(O)基、S(O2)基、または非置換もしくは置換基が結合したN、Si、P、P(O)基を示す。)を表し、qは、BとX′との結合数を示し、2≦qを満たす整数であり、mは0以上の整数であり、n1は1以上の整数である。なお、n1+mはA′が許容する置換数以下を満たす。)
A sulfonic acid ester compound represented by the formula (3):
Figure 0005136795
Wherein A ′ is substituted with (SO 3 H) m, X ′ and (SO 3 —XYZ) n 1 and is substituted with an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group. X represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 5 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, an alkylene group having 1 to 2 carbon atoms, or an alkylenethio group having 1 to 2 carbon atoms. Represents an alkylene group, or an alkylenecarbonyl group having 1 to 2 carbon atoms, Y represents O, S, or a substituted or unsubstituted divalent amino group, and Z represents a hydrogen atom or a substituted or non-substituted group. Represents a substituted monovalent hydrocarbon group, X ′ represents O, S or NH, B represents a substituted or unsubstituted hydrocarbon group, 1,3,5-triazine group, or a substituted or unsubstituted formula; (5) or (6)
Figure 0005136795
Wherein W 1 and W 2 are each independently O, S, S (O) group, S (O 2 ) group, or unsubstituted or substituted N, Si, P represents a P (P) group), q represents the number of bonds between B and X ′, is an integer satisfying 2 ≦ q, m is an integer of 0 or more, and n 1 is 1 It is an integer above. Note that n 1 + m satisfies the number of substitutions allowed by A ′. )
前記2価アミノ基が、N(CH3)、N(C25)、またはN(C37)であり、前記Zの一価炭化水素基が、メチル基、エチル基またはn−プロピル基である請求項9記載のスルホン酸エステル化合物。The divalent amino group is N (CH 3 ), N (C 2 H 5 ), or N (C 3 H 7 ), and the monovalent hydrocarbon group of Z is a methyl group, an ethyl group, or n- The sulfonic acid ester compound according to claim 9, which is a propyl group. 請求項9または10記載のスルホン酸エステル化合物からなる酸発生剤。  An acid generator comprising the sulfonic acid ester compound according to claim 9 or 10. 請求項1〜8のいずれか1項記載の電子受容性物質前駆体を含む電荷輸送性ワニス。  A charge transporting varnish comprising the electron acceptor precursor according to any one of claims 1 to 8. 請求項1〜8のいずれか1項記載の電子受容性物質前駆体を含む電荷輸送性薄膜。  A charge transporting thin film comprising the electron acceptor precursor according to any one of claims 1 to 8. 請求項12記載の電荷輸送性ワニスから得られる電荷輸送性薄膜。  A charge transporting thin film obtained from the charge transporting varnish according to claim 12. 請求項12記載の電荷輸送性ワニスを基材上に塗布し、加熱することを特徴とする電荷輸送性薄膜の製造方法。  A method for producing a charge-transporting thin film, comprising applying the charge-transporting varnish according to claim 12 on a substrate and heating. 請求項13または14記載の電荷輸送性薄膜を備える有機エレクトロルミネッセンス素子。  An organic electroluminescent device comprising the charge transporting thin film according to claim 13 or 14.
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