JP5561077B2 - Novel arylamine dendrimer-like compound, production method thereof and use thereof - Google Patents

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Description

本発明は、新規なアリールアミンデンドリマー状化合物とその製造方法、およびそれを用いた電子素子に関する。   The present invention relates to a novel arylamine dendrimer-like compound, a method for producing the same, and an electronic device using the same.

有機EL素子は、発光層を主体に、正孔または電子を輸送するキャリア輸送層、陰極および陽極の2つの電極、その他の材料に分けられる。   Organic EL elements are mainly divided into a light-emitting layer, a carrier transport layer that transports holes or electrons, two electrodes, a cathode and an anode, and other materials.

有機EL素子の材料としては、前記発光層やキャリア輸送層に種々の低分子系材料や高分子系材料が用いられており、特に低分子系材料においては素子の効率・寿命の面で優れていることから、数多くの材料が提案され、実用化がモバイル用途で始まっている。しかし、低分子系材料からなる有機EL素子の最大の課題は、その製造コストであり、その解決策として、高分子系材料のような塗布系材料の開発が望まれている。   As the material of the organic EL element, various low molecular weight materials and high molecular weight materials are used for the light emitting layer and the carrier transport layer. Especially, the low molecular weight material is excellent in terms of efficiency and life of the element. Therefore, many materials have been proposed and commercialized for mobile applications. However, the biggest problem of an organic EL element made of a low molecular material is the manufacturing cost, and as a solution, development of a coating material such as a polymer material is desired.

高分子塗布系材料としては、例えば、ポリ(p−フェニレンビニレン)やポリアルキルチオフェン(例えば、特許文献1参照)、ポリフルオレン系の導電性π共役ポリマーが知られている。   As polymer coating materials, for example, poly (p-phenylene vinylene), polyalkylthiophene (see, for example, Patent Document 1), and polyfluorene-based conductive π-conjugated polymers are known.

また、正孔注入(輸送)材料として、PEDOT−PSS、ポリアリールアミン等が提案されている。ポリアリールアミンとして、側鎖にアリールアミノ基を有する非共役ポリマー(例えば、特許文献2〜6参照)、主鎖にアリールアミン構造を有する共役ポリマーが報告されている(例えば、特許文献7〜8参照)。   Further, PEDOT-PSS, polyarylamine, and the like have been proposed as hole injection (transport) materials. As polyarylamines, non-conjugated polymers having an arylamino group in the side chain (for example, see Patent Documents 2 to 6) and conjugated polymers having an arylamine structure in the main chain have been reported (for example, Patent Documents 7 to 8). reference).

有機EL素子の効率・寿命の面で重要なファクターである正孔移動に関して、非共役アリールアミンポリマーの正孔移動は、分子間のホッピング輸送経由で進むのに対し、共役アリールアミンポリマーでは、分子間のホッピング輸送経由に加えて、正孔が主鎖構造に沿って移動できることから有利である。そのため、共役アリールアミンポリマーは、特に効率の面で好ましい。   Regarding hole transfer, which is an important factor in the efficiency and lifetime of organic EL devices, hole transfer of non-conjugated arylamine polymers proceeds via hopping transport between molecules, whereas in conjugated arylamine polymers, In addition to via hopping transport in between, the holes can advantageously move along the main chain structure. Therefore, a conjugated arylamine polymer is particularly preferable in terms of efficiency.

さらに、特許文献7〜8によれば、ポリマー末端(例えば、ハロゲン原子、二級アミノ基等)を保護することにより、素子寿命が向上するとの報告がなされている。   Furthermore, according to Patent Documents 7 to 8, it is reported that the device lifetime is improved by protecting the polymer terminal (for example, halogen atom, secondary amino group, etc.).

高分子塗布系材料としては、上述したような各種ポリマーの他、デンドリマーを利用した新しい有機EL技術が開発されている(例えば、非特許文献1参照)。従来の高分子は直線状に連鎖するため、高分子量化すると溶媒に溶けにくくなるのが欠点であったが、デンドリマーは、高分子系発光材料を大量に混ぜて使用できるため、塗布特性が良好となる。アリールアミンを構成要素とするデンドリマーにおいても有機溶媒中で良好な溶解性を示すことが報告されている(例えば、特許文献9参照)。   As the polymer coating material, in addition to the various polymers as described above, a new organic EL technology using a dendrimer has been developed (for example, see Non-Patent Document 1). Since conventional polymers are linearly linked, it has been a disadvantage that they become difficult to dissolve in a solvent when the molecular weight is increased. However, dendrimers can be used by mixing a large amount of polymer light-emitting materials, so the coating properties are good. It becomes. It has been reported that a dendrimer having an arylamine as a constituent element also exhibits good solubility in an organic solvent (see, for example, Patent Document 9).

特開平3−273087号公報JP-A-3-230787 特開平8−54833号公報JP-A-8-54833 特開平8−259935号公報JP-A-8-259935 特開平11−35687号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-35687 特開平11−292829号公報JP-A-11-292828 特開平13−98023号公報Japanese Patent Laid-Open No. 13-98023 特開2004−292782公報JP 2004-292882 A 特表2001−527102公報Special table 2001-527102 特表2009−512628公報Special table 2009-512628 gazette

デンドリック高分子/多分岐構造が拡げる高機能化の世界、2005年、246頁〜259頁Dendritic polymer / highly functional world with multi-branched structure, 2005, pages 246-259

ポリマー末端を保護した共役アリールアミンポリマーであっても、アリールアミンデンドリマーであっても、現状では、低分子系材料からなる有機EL素子の性能を超えるまでには至らず、さらなる性能向上が望まれている。   Whether it is a conjugated arylamine polymer with a polymer end protected or an arylamine dendrimer, it does not reach the performance of organic EL devices made of low molecular weight materials, and further performance improvement is desired. ing.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、従来材料以上に耐久性および発光効率に優れた新規アリールアミンデンドリマー状化合物に関するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and relates to a novel arylamine dendrimer-like compound that is superior in durability and luminous efficiency to conventional materials.

本発明者らは、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定の重合反応によって得られたアリールアミンデンドリマー状化合物が、発光効率および耐久性の面で従来の共役アリールアミンポリマーより優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that arylamine dendrimer-like compounds obtained by specific polymerization reactions are superior to conventional conjugated arylamine polymers in terms of luminous efficiency and durability. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、下記一般式(1)   That is, the present invention provides the following general formula (1)

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、ArおよびArは各々独立して置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基を表し、nは2以上の整数を表す。)
で表されるアリールアミンポリマー骨格と一般式(2)
(In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent, and n represents an integer of 2 or more.)
And an arylamine polymer skeleton represented by the general formula (2)

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、Arは炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表し、Rは一般式(1)で表されるアリールアミンポリマー骨格の結合部位を表す。)
で表される少なくとも1種の置換基を有してもよい芳香族ジアミンが繰り返し結合している構造であることを特徴とするアリールアミンデンドリマー状化合物、その製造方法およびその用途である。
(In the formula, Ar 3 represents an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 30 carbon atoms, and R represents a binding site of the arylamine polymer skeleton represented by the general formula (1). )
An arylamine dendrimer-like compound characterized by having a structure in which an aromatic diamine which may have at least one kind of substituent represented by the above is repeatedly bonded, and a production method and use thereof.

上記一般式(1)で表される化合物において、Arとしては、置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基であれば特に限定するものではないが、下記一般式(3)〜(6)のいずれかであることが好ましい。 In the compound represented by the general formula (1), Ar 1 is not particularly limited as long as it is an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent. It is preferably any one of 3) to (6).

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、R、R、R、Rは各々独立して炭素数1〜18のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基を表し、mは1〜3の整数を表す)。 (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an optionally substituted phenyl group, and m is an integer of 1 to 3) Represents).

、R、RおよびRとして表される炭素数1〜18のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基としては特に限定するものではないが、炭素数1〜18のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert−ペンチル基、シクロペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルブチル基、3,3−ジメチルブチル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、シクロヘキシルメチル基、n−オクチル基、tert−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、トリフルオロメチル基等が挙げられ、置換基を有してもよいフェニル基としては、フェニル基、トリル基、エチルフェニル基、n−プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、n−ブチルフェニル基、イソブチルフェニル基、sec−ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、n−ペンチルフェニル基、イソペンチルフェニル基、ネオペンチルフェニル基、tert−ペンチルフェニル基、シクロペンチルフェニル基、n−ヘキシルフェニル基、クロロフェニル基、ブロモフェニル基、フルオロフェニル基、ジフルオロフェニル基、メトキシフェニル基、アセチルフェニル基、シアノフェニル基、メチルチオフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、N,N−ジメチルアミノフェニル基等が挙げられる。 Although R 1, R 2, R 3 and an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms represented as R 4, or not particularly restricted but includes a phenyl group which may have a substituent group, include C 1-18 Examples of the alkyl group include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert -Pentyl group, cyclopentyl group, n-hexyl group, 2-ethylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group, cyclohexyl group, n-heptyl group, cyclohexylmethyl group, n-octyl group, tert-octyl group, 2-ethylhexyl Group, n-nonyl group, n-decyl group, trifluoromethyl group and the like, and as the phenyl group which may have a substituent, Phenyl group, tolyl group, ethylphenyl group, n-propylphenyl group, isopropylphenyl group, n-butylphenyl group, isobutylphenyl group, sec-butylphenyl group, tert-butylphenyl group, n-pentylphenyl group, isopentyl Phenyl group, neopentylphenyl group, tert-pentylphenyl group, cyclopentylphenyl group, n-hexylphenyl group, chlorophenyl group, bromophenyl group, fluorophenyl group, difluorophenyl group, methoxyphenyl group, acetylphenyl group, cyanophenyl group Methylthiophenyl group, methoxycarbonylphenyl group, N, N-dimethylaminophenyl group and the like.

上記一般式(1)で表される化合物において、Arとしては、置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基であれば特に限定するものではないが、下記一般式(7)〜(12)のいずれかであることが好ましい。 In the compound represented by the general formula (1), Ar 2 is not particularly limited as long as it is an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent. It is preferably any one of 7) to (12).

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13は各々独立して炭素数1〜18のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基を表し、aは0〜5の整数を表す。)
、R、R、R、R、R10、R11、R12およびR13として表される炭素数1〜18のアルキル基、置換基を有してもよいフェニル基としては、特に限定するものではないが、R、R、RおよびRとして表した例を挙げることができる。
(In the formula, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 each independently have an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a substituent. A represents an integer of 0 to 5).
R 5, R 6, R 7 , R 8, R 9, R 10, R 11, an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms represented as R 12 and R 13, as a phenyl group which may have a substituent Although there is no particular limitation, examples represented as R 1 , R 2 , R 3 and R 4 can be given.

本発明であるアリールアミンデンドリマー状化合物は、下記一般式(13)   The arylamine dendrimer-like compound of the present invention has the following general formula (13)

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、ArおよびArは各々独立して置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基、Xはハロゲン原子をそれぞれ表し、nは2以上の整数を表す。)
で表されるアリールアミンポリマーと一般式(14)
(In the formula, Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent, X represents a halogen atom, and n represents an integer of 2 or more.)
And an arylamine polymer represented by the general formula (14)

Figure 0005561077
Figure 0005561077

(式中、Arは炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。)
で表される少なくとも1種の置換基を有してもよい芳香族ジアミンとを、パラジウム触媒および塩基の存在下に反応させることにより製造することができる。
(In the formula, Ar 3 represents an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 30 carbon atoms.)
The aromatic diamine which may have at least one kind of substituent represented by the above can be produced by reacting in the presence of a palladium catalyst and a base.

上記一般式(13)で表されるアリールアミンポリマーにおいて、Ar、Arは前記と同じである。 In the arylamine polymer represented by the general formula (13), Ar 1 and Ar 2 are the same as described above.

一般式(14)で表されるポリハロゲン化芳香族化合物において、Arとしては、炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基であれば特に限定するものではないが、アリーレン基としては、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナンスリレン基、フルオレニレン基、ピレニレン基、クリセニレン基等が挙げられ、ヘテロアリーレン基としては、チエニレン基、ピロリレン基、N−置換カルバゾリレン基等が挙げられる。 In the polyhalogenated aromatic compound represented by the general formula (14), Ar 3 is not particularly limited as long as it is an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 30 carbon atoms. However, examples of the arylene group include a phenylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, a naphthylene group, an anthracenylene group, a phenanthrylene group, a fluorenylene group, a pyrenylene group, a chrysenylene group, and the like. Examples of the heteroarylene group include a thienylene group and a pyrrolylene group. N-substituted carbazolylene group and the like.

パラジウム触媒の触媒成分として使用できるパラジウム化合物としては、特に限定するものではないが、例えば、4価のパラジウム化合物類(ヘキサクロロパラジウム(IV)酸ナトリウム四水和物、ヘキサクロロパラジウム(IV)酸カリウム等)、2価のパラジウム化合物類(塩化パラジウム(II)、臭化パラジウム(II)、酢酸パラジウム(II)、パラジウム(II)アセチルアセトナート、ジクロロビス(ベンゾニトリル)パラジウム(II)、ジクロロビス(アセトニトリル)パラジウム(II)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)、ジクロロテトラアンミンパラジウム(II)、ジクロロ(シクロオクタ−1,5−ジエン)パラジウム(II)、パラジウム(II)トリフルオロアセテート等)、および0価のパラジウム化合物類(トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム(0)クロロホルム錯体、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)等)を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a palladium compound which can be used as a catalyst component of a palladium catalyst, For example, tetravalent palladium compounds (hexachloro palladium (IV) sodium tetrahydrate, hexachloro palladium (IV) potassium etc.) ) Divalent palladium compounds (palladium (II) chloride, palladium (II) bromide, palladium (II) acetate, palladium (II) acetylacetonate, dichlorobis (benzonitrile) palladium (II), dichlorobis (acetonitrile) Palladium (II), dichlorobis (triphenylphosphine) palladium (II), dichlorotetraammine palladium (II), dichloro (cycloocta-1,5-diene) palladium (II), palladium (II) trifluoroacetate, etc. , And zero-valent palladium compounds (tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0), tris (dibenzylideneacetone) dipalladium (0) chloroform complex, tetrakis (triphenylphosphine) palladium (0), etc.) Can do.

パラジウム化合物の使用量は特に限定されるものではないが、一般式(1)で表されるアリールアミンポリマーと芳香族ジアミンとの反応においては、原料のアリールアミンポリマーに対し(数平均分子量換算)、パラジウム換算で通常0.00001〜20モル%の範囲であり、高価なパラジウム化合物を使用することから、通常0.001〜5モル%の範囲であることが好ましい。   The amount of the palladium compound used is not particularly limited, but in the reaction between the arylamine polymer represented by the general formula (1) and the aromatic diamine, the raw material arylamine polymer (in terms of number average molecular weight) In terms of palladium, it is usually in the range of 0.00001 to 20 mol%, and since an expensive palladium compound is used, it is usually preferably in the range of 0.001 to 5 mol%.

本発明の方法において、パラジウム触媒の触媒成分として使用することができる配位子としては、特に限定するものではないが、パラジウムに配位可能なものであればよく、例えばトリアルキルホスフィン類、アリールホスフィン類、カルベン系配位子等が挙げられる。   In the method of the present invention, the ligand that can be used as a catalyst component of the palladium catalyst is not particularly limited, and any ligand that can coordinate to palladium, such as trialkylphosphines, aryl Examples include phosphines and carbene ligands.

本発明の方法において、触媒成分として使用することができるトリアルキルホスフィン類としては、特に限定するものではないが、例えば、トリエチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリイソプロピルホスフィン、トリ−n−ブチルホスフィン、トリイソブチルホスフィン、トリ−sec−ブチルホスフィン、トリ−tert−ブチルホスフィン等が挙げられる。これらのうち触媒として特に高い反応活性を有することから、トリ−tert−ブチルホスフィンを使用することが好ましい。   In the method of the present invention, trialkylphosphines that can be used as a catalyst component are not particularly limited. For example, triethylphosphine, tricyclohexylphosphine, triisopropylphosphine, tri-n-butylphosphine, Examples include isobutylphosphine, tri-sec-butylphosphine, tri-tert-butylphosphine and the like. Of these, tri-tert-butylphosphine is preferably used because of its particularly high reaction activity as a catalyst.

また、本発明の方法において、触媒成分として使用することができるアリールホスフィン類としては、特に限定するものではないが、例えば、トリフェニルホスフィン、トリ(o−トリル)ホスフィン、トリ(m−トリル)ホスフィン、トリ(p−トリル)ホスフィン、2,2’−ビス(ジフェニルホスフィノ)−1,1’−ビナフチル(BINAP)、トリメシチルホスフィン、ジフェニルホスフィノエタン、ジフェニルホスフィノプロパン、ジフェニルホスフィノフェロセン等が挙げられる。   In the method of the present invention, aryl phosphines that can be used as a catalyst component are not particularly limited, and examples thereof include triphenylphosphine, tri (o-tolyl) phosphine, and tri (m-tolyl). Phosphine, tri (p-tolyl) phosphine, 2,2′-bis (diphenylphosphino) -1,1′-binaphthyl (BINAP), trimesitylphosphine, diphenylphosphinoethane, diphenylphosphinopropane, diphenylphosphinoferrocene Etc.

また、カルベン系配位子としては、例えば、1,3−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)イミダゾール−2−イリデン塩酸塩等が挙げられる。   Examples of the carbene-based ligand include 1,3-bis (2,6-diisopropylphenyl) imidazol-2-ylidene hydrochloride.

配位子の使用量は、特に限定するものではないが、パラジウム化合物に対して通常0.01〜10000倍モルの範囲で使用すればよく、高価なトリアルキルホスフィン、アリールホスフィン、カルベン系配位子を使用することから、好ましくはパラジウム化合物に対して0.1〜10倍モルの範囲である。   The amount of the ligand to be used is not particularly limited, but it may be used usually in the range of 0.01 to 10000 times mol of the palladium compound, and expensive trialkylphosphine, arylphosphine, carbene-based coordination. Since a child is used, it is preferably in the range of 0.1 to 10 moles relative to the palladium compound.

パラジウム触媒の添加方法としては、特に限定するものではなく、反応系にそれぞれ触媒成分として単独に加えてもよいし、予めこれら触媒成分よりなる錯体の形に調製したものを添加してもよい。   The method for adding the palladium catalyst is not particularly limited, and it may be added to the reaction system alone as a catalyst component, or may be added in advance in the form of a complex comprising these catalyst components.

塩基としては、特に限定するものではないが、例えば、ナトリウム,カリウムの炭酸塩、アルカリ金属アルコキシド等の無機塩基、または3級アミン等の有機塩基が挙げられる。これらのうち、好ましくはナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムメトキシド、カリウムエトキシド、リチウム−tert−ブトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド等のアルカリ金属アルコキシドであり、それらは反応系にそのまま加えても、また、アルカリ金属、水素化アルカリ金属または水酸化アルカリ金属とアルコールとからその場で調製して反応系に供してもよい。より好ましくは、リチウム−tert−ブトキシド、ナトリウム−tert−ブトキシド、カリウム−tert−ブトキシド等の3級アルコキシドを反応系にそのまま加える方法である。   The base is not particularly limited, and examples thereof include inorganic bases such as sodium and potassium carbonates, alkali metal alkoxides, and organic bases such as tertiary amines. Of these, preferred are alkali metal alkoxides such as sodium methoxide, sodium ethoxide, potassium methoxide, potassium ethoxide, lithium-tert-butoxide, sodium-tert-butoxide, potassium-tert-butoxide, and the like. It may be added to the system as it is, or may be prepared in situ from an alkali metal, an alkali metal hydride or an alkali metal hydroxide and an alcohol and supplied to the reaction system. More preferably, a tertiary alkoxide such as lithium-tert-butoxide, sodium-tert-butoxide, potassium-tert-butoxide or the like is added to the reaction system as it is.

塩基の使用量は、特に限定するものではないが、例えば、一般式(1)で表されるアリールアミンポリマーと芳香族ジアミンとの反応においては、好ましくは反応系に添加するアリールアミンポリマーのハロゲン原子に対して0.5倍モル以上であり、反応終了後の後処理操作を考慮すれば、1〜5倍モルの範囲がより好ましい。   The amount of the base used is not particularly limited. For example, in the reaction of the arylamine polymer represented by the general formula (1) and the aromatic diamine, preferably the halogen of the arylamine polymer added to the reaction system. If the post-treatment operation after the completion of the reaction is taken into consideration, the range of 1 to 5 times mol is more preferable.

本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物の製造は、通常は不活性溶媒存在下で実施することが好ましい。使用する溶媒としては、本反応を著しく阻害しない溶媒であればよく、特に限定するものではないが、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル溶媒、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホトリアミド等を挙げることができる。これらのうち、好ましくはベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒である。   The production of the arylamine dendrimer-like compound of the present invention is usually preferably carried out in the presence of an inert solvent. The solvent used is not particularly limited as long as it does not significantly inhibit this reaction. For example, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene, ethers such as diethyl ether, tetrahydrofuran and dioxane. A solvent, acetonitrile, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, hexamethylphosphotriamide, etc. can be mentioned. Of these, aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene are preferred.

本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物の製造は、好ましくは常圧下、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で実施するが、例え加圧条件であっても実施することは可能である。   The production of the arylamine dendrimer-like compound of the present invention is preferably carried out under normal pressure and in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, but can be carried out even under pressurized conditions.

本発明の方法において反応温度は、アリールアミンデンドリマー状化合物を製造することが可能な反応温度であれば特に限定するものではないが、通常20〜300℃、好ましくは50〜200℃、より好ましくは100〜150℃の範囲である。   In the method of the present invention, the reaction temperature is not particularly limited as long as it is a reaction temperature capable of producing an arylamine dendrimer-like compound, but is usually 20 to 300 ° C, preferably 50 to 200 ° C, more preferably It is the range of 100-150 degreeC.

本発明の方法において反応時間は、製造するアリールアミンデンドリマー状化合物により一定ではないため特に限定するものではないが、多くの場合、数分〜72時間の範囲から選択すればよい。好ましくは24時間未満である。   In the method of the present invention, the reaction time is not particularly limited because it is not constant depending on the arylamine dendrimer-like compound to be produced, but in many cases, it may be selected from the range of several minutes to 72 hours. Preferably it is less than 24 hours.

本発明におけるアリールアミンデンドリマー状化合物は、再沈殿により精製することができる。また、不純物の除去のためにシリカゲルや活性アルミナ等による吸着処理を行うことも可能である。   The arylamine dendrimer-like compound in the present invention can be purified by reprecipitation. It is also possible to perform adsorption treatment with silica gel, activated alumina or the like for removing impurities.

本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、ポリスチレン換算で1,000〜1,000,000の範囲であり、より好ましくはポリスチレン換算で10,000〜500,000の範囲である。   Although the weight average molecular weight of the arylamine dendrimer-like compound of the present invention is not particularly limited, it is in the range of 1,000 to 1,000,000 in terms of polystyrene, and more preferably in the range of 10,000 to 1,000 in terms of polystyrene. It is in the range of 500,000.

本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物は、電界効果トランジスタ、光機能素子、色素増感太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス素子等の電子素子における導電性高分子材料として使用される。特に、有機エレクトロルミネッセンス素子の正孔輸送材料、発光材料およびバッファー材料として極めて有用である。   The arylamine dendrimer-like compound of the present invention is used as a conductive polymer material in electronic devices such as field effect transistors, optical functional devices, dye-sensitized solar cells, and organic electroluminescence devices. In particular, it is extremely useful as a hole transport material, a light emitting material, and a buffer material of an organic electroluminescence device.

本発明の有機EL素子は、前記高分子材料を含有する有機層を備えていれば、素子構造は特に限定されない。本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物は、溶解性に優れることから、例えば、これら材料の溶液、混合液、または溶融液を使用して、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ロールコート法等の従来公知の塗布法によって、前記素子を簡便に作製することができる。また、インクジェット法、ラングミュア−ブロジェット法等によっても容易に作製することができる。   If the organic EL element of this invention is equipped with the organic layer containing the said polymeric material, an element structure will not be specifically limited. Since the arylamine dendrimer-like compound of the present invention is excellent in solubility, for example, a spin coating method, a casting method, a dipping method, a bar coating method, a roll using a solution, a mixed solution or a melt of these materials is used. The element can be easily produced by a conventionally known coating method such as a coating method. It can also be easily produced by an ink jet method, a Langmuir-Blodgett method, or the like.

本発明は、従来材料以上に耐久性および発光効率に優れた新規アリールアミンデンドリマー状化合物と、その効率的な製造方法およびその用途を提供するものである。   The present invention provides a novel arylamine dendrimer-like compound having superior durability and luminous efficiency over conventional materials, an efficient production method thereof, and an application thereof.

本発明の新規アリールアミンデンドリマー状化合物は、溶解性に優れる他、有機EL素子とした場合の発光効率、電流効率にも優れる。さらに、極めて良好な成膜性と安定性を有する。用途としても有機EL素子の正孔輸送材料、発光材料、バッファー材料のみでなく、電界効果トランジスタ、光機能素子、色素増感太陽電池等の電子素子に使用される導電性高分子として極めて有用であり、本発明は工業的に極めて有意義である。   The novel arylamine dendrimer-like compound of the present invention is excellent in solubility and also in light emission efficiency and current efficiency in the case of an organic EL device. Furthermore, it has very good film formability and stability. It is extremely useful as a conductive polymer for use in electronic devices such as field effect transistors, optical functional devices, and dye-sensitized solar cells as well as hole transport materials, light emitting materials, and buffer materials for organic EL devices. The present invention is very significant industrially.

一般式(15)で表されるトリアリールアミンポリマーの赤外分光分析の測定結果を示す。The measurement result of the infrared spectroscopy analysis of the triarylamine polymer represented by General formula (15) is shown.

以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to these Examples.

反応例1
冷却管、温度計を装着した100ml四つ口丸底フラスコに、室温下、4,4’−ジヨードビフェニル 17.05g(42mmol)、4−n−ブチルアニリン 5.97g(40mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド 9.23g(96mmol;一級アミノ基に対して2.4当量)およびo−キシレン 200mlを仕込んだ。この混合液に、予め窒素雰囲気下で調製したトリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム 180mg(0.20mmol;一級アミノ基に対して0.50mol%)およびトリ−tert−ブチルホスフィン 0.33g(1.60mmol;パラジウム原子に対して原子4当量)のo−キシレン(10ml)溶液を添加した。その後、窒素雰囲気下、温度を120℃まで昇温し、120℃で加熱攪拌しながら3時間熟成した。
Reaction example 1
To a 100 ml four-necked round bottom flask equipped with a condenser and a thermometer, at room temperature, 17.05 g (42 mmol) of 4,4′-diiodobiphenyl, 5.97 g (40 mmol) of 4-n-butylaniline, sodium- There were charged 9.23 g (96 mmol; 2.4 equivalents relative to the primary amino group) of tert-butoxide and 200 ml of o-xylene. To this mixed solution, 180 mg (0.20 mmol; 0.50 mol% with respect to the primary amino group) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium prepared in advance in a nitrogen atmosphere and 0.33 g of tri-tert-butylphosphine (1. 60 mmol; 4 equivalents of atoms per palladium atom) in o-xylene (10 ml) was added. Thereafter, the temperature was raised to 120 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the mixture was aged for 3 hours while heating and stirring at 120 ° C.

3時間後、この反応混合物を約80℃まで冷却した後、90%アセトン水溶液(1000ml)の攪拌溶液へゆっくり加えた。ろ過により固体を濾別回収し、アセトン、水、アセトンの順番で洗浄した後、減圧乾燥して淡黄色粉体を得た(収率90%)。   After 3 hours, the reaction mixture was cooled to about 80 ° C. and then slowly added to a stirred solution of 90% aqueous acetone (1000 ml). The solid was collected by filtration and washed in the order of acetone, water, and acetone, and then dried under reduced pressure to obtain a pale yellow powder (yield 90%).

得られた粉体を元素分析および赤外分光分析により測定したところ、下記一般式(15)で表されるトリアリールアミンポリマーであることが確認された。赤外分光分析の測定結果を図1に示す。また、得られたポリマーをTHF系GPC(東ソー製:HLC−8220;カラム:TSKgelSuperH3000−TSKgelSuperH2000−TSKgelSuperH1000(いずれも東ソー製))にて分析した結果、ポリスチレン換算で重量平均分子量28,000および数平均分子量9,000(分散度3.1)であった。   When the obtained powder was measured by elemental analysis and infrared spectroscopic analysis, it was confirmed to be a triarylamine polymer represented by the following general formula (15). The measurement result of infrared spectroscopy is shown in FIG. The obtained polymer was analyzed by THF-based GPC (manufactured by Tosoh: HLC-8220; column: TSKgelSuperH3000-TSKgelSuperH2000-TSKgelSuperH1000 (both manufactured by Tosoh)). The molecular weight was 9,000 (dispersion degree 3.1).

Figure 0005561077
Figure 0005561077

Figure 0005561077
Figure 0005561077

実施例1
冷却管、温度計を装着した300ml四つ口丸底フラスコに、室温下、反応例1で合成した一般式(15)で表されるアリールアミンポリマー 4.00g(数平均分子量換算:0.44mmol)、ナトリウム−tert−ブトキシド 0.24g(2.22mmol)、p−フェニレンジアミン 12.0mg(0.11mmol)およびo−キシレン 136mlを仕込んだ。この混合液に、予め窒素雰囲気下で調製したトリス(ジベンジリデンアセトン)二パラジウム 11.0mg(0.012mmol)およびトリ−tert−ブチルホスフィン 20mg(0.10mmol;パラジウム原子に対して原子4当量)のo−キシレン(5ml)溶液を添加した。その後、窒素雰囲気下、温度を120℃まで昇温し、120℃で加熱攪拌しながら3時間熟成した。
Example 1
In a 300 ml four-necked round bottom flask equipped with a condenser and a thermometer, 4.00 g of arylamine polymer represented by the general formula (15) synthesized in Reaction Example 1 at room temperature (in terms of number average molecular weight: 0.44 mmol) ), 0.24 g (2.22 mmol) of sodium-tert-butoxide, 12.0 mg (0.11 mmol) of p-phenylenediamine and 136 ml of o-xylene. To this mixed solution, 11.0 mg (0.012 mmol) of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium prepared in advance in a nitrogen atmosphere and 20 mg of tri-tert-butylphosphine (0.10 mmol; 4 equivalents with respect to palladium atom) Of o-xylene (5 ml) was added. Thereafter, the temperature was raised to 120 ° C. in a nitrogen atmosphere, and the mixture was aged for 3 hours while heating and stirring at 120 ° C.

ジフェニルアミン 75.1mg(0.44mmol)のo−キシレン(2ml)溶液を添加して、120℃でさらに3時間熟成した。次いで、ブロモベンゼン 83.7mg(0.53mmol)の o−キシレン(2ml)溶液を添加し、120℃でさらに3時間熟成した。   A solution of 75.1 mg (0.44 mmol) of diphenylamine in o-xylene (2 ml) was added and aged at 120 ° C. for another 3 hours. Next, a solution of 83.7 mg (0.53 mmol) of bromobenzene in o-xylene (2 ml) was added, and the mixture was further aged at 120 ° C. for 3 hours.

反応終了後、この反応混合物を約80℃まで冷却した後、90%アセトン水溶液(1000ml)の攪拌溶液へゆっくり加えた。ろ過により固体をろ別回収し、アセトン、水、アセトンの順番で洗浄した後、減圧乾燥して淡黄色粉体を得た(収率84%)。得られたアリールアミンデンドリマー状化合物をTHF系GPC(東ソー製:HLC−8220)にて分析した結果、ポリスチレン換算で重量平均分子量145,300および数平均分子量19,000であった。元素分析の測定結果を表2に示す。   After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled to about 80 ° C. and then slowly added to a stirred solution of 90% aqueous acetone (1000 ml). The solid was collected by filtration, washed in the order of acetone, water, and acetone, and then dried under reduced pressure to obtain a pale yellow powder (yield 84%). The obtained arylamine dendrimer-like compound was analyzed by THF-based GPC (manufactured by Tosoh: HLC-8220), and as a result, it had a weight average molecular weight of 145,300 and a number average molecular weight of 19,000 in terms of polystyrene. The measurement results of elemental analysis are shown in Table 2.

Figure 0005561077
Figure 0005561077

実施例2
p−フェニレンジアミンを2,7−ジアミノフルオレン 21.8mg(0.11mmol)に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
Example 2
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that p-phenylenediamine was changed to 21.8 mg (0.11 mmol) of 2,7-diaminofluorene.

得られたアリールアミンデンドリマー状化合物をTHF系GPC(東ソー製:HLC−8220)にて分析した結果、ポリスチレン換算で重量平均分子量122,000および数平均分子量17,800であった。元素分析の測定結果を表3に示す。   The obtained arylamine dendrimer-like compound was analyzed by THF-based GPC (manufactured by Tosoh: HLC-8220), and as a result, the weight average molecular weight was 122,000 and the number average molecular weight was 17,800 in terms of polystyrene. Table 3 shows the measurement results of elemental analysis.

Figure 0005561077
Figure 0005561077

実施例3
p−フェニレンジアミンを9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン 38.9mg(0.11mmol)に変更した以外は、実施例1と同様にして反応を行った。
Example 3
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that p-phenylenediamine was changed to 38.9 mg (0.11 mmol) of 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene.

得られたアリールアミンデンドリマー状化合物をTHF系GPC(東ソー製:HLC−8220)にて分析した結果、ポリスチレン換算で重量平均分子量134,100および数平均分子量18,000であった。元素分析の測定結果を表4に示す。   The obtained arylamine dendrimer-like compound was analyzed by THF-based GPC (manufactured by Tosoh: HLC-8220). As a result, the weight average molecular weight was 134,100 and the number average molecular weight was 18,000 in terms of polystyrene. Table 4 shows the measurement results of elemental analysis.

Figure 0005561077
Figure 0005561077

実施例4(素子の作製と評価)
厚さ130nmのITO透明電極を有するガラス基板をアセトン、イソプロピルアルコールで順次超音波洗浄し、次いで、イソプロピルアルコールで煮沸洗浄した後、乾燥した。さらに、UV/オゾン処理したものを透明導電性支持基板として使用した。
Example 4 (Production and Evaluation of Device)
A glass substrate having an ITO transparent electrode having a thickness of 130 nm was ultrasonically washed successively with acetone and isopropyl alcohol, then boiled and washed with isopropyl alcohol, and then dried. Furthermore, what was UV / ozone treated was used as a transparent conductive support substrate.

このITOガラス基板上へ、実施例1で合成したアリールアミンデンドリマー状化合物 1.0wt%クロロベンゼン溶液を用いてスピンコート法により30nmの厚みで成膜した。160℃で3時間乾燥した後、続けて4,4’,4’’−トリス(2−ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン(2−TNATA、30nm)、その上に4,4’−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(α−NPB、50nm)、アルミニウムの8−キノリノール錯体(Alq、50nm)の順に蒸着した。なお、上記有機化合物の蒸着条件は、真空度1.0×10−4Pa、成膜速度0.3nm/秒の同一条件で成膜した。 On this ITO glass substrate, the arylamine dendrimer-like compound synthesized in Example 1 was formed into a film with a thickness of 30 nm by spin coating using the 1.0 wt% chlorobenzene solution. After drying at 160 ° C. for 3 hours, 4,4 ′, 4 ″ -tris (2-naphthylphenylamino) triphenylamine (2-TNATA, 30 nm) was added on top of 4,4′-bis [N -(1-Naphtyl) -N-phenylamino] biphenyl (α-NPB, 50 nm) and aluminum 8-quinolinol complex (Alq 3 , 50 nm) were deposited in this order. The organic compound was deposited under the same conditions of a vacuum degree of 1.0 × 10 −4 Pa and a deposition rate of 0.3 nm / second.

次に、フッ化リチウム(0.8nm)、アルミニウム(150nm)の順に蒸着し、金属電極を形成した。   Next, lithium fluoride (0.8 nm) and aluminum (150 nm) were deposited in this order to form a metal electrode.

さらに、窒素雰囲気下、保護用ガラス基板を重ね、有機EL用シール剤を3時間、80℃で加熱硬化させ、接着して封止した。   Further, a protective glass substrate was stacked in a nitrogen atmosphere, and the organic EL sealing agent was heat-cured at 80 ° C. for 3 hours, adhered and sealed.

以上の様にして作製したEL素子に、ITO電極を正極、LiF−Al電極を負極にして、電圧を印加した時の発光特性を表5に示す。   Table 5 shows the light emission characteristics when a voltage is applied to the EL element manufactured as described above using the ITO electrode as the positive electrode and the LiF-Al electrode as the negative electrode.

実施例5(素子の作製と評価)
実施例4において、実施例1で合成したアリールアミンデンドリマー状化合物の代わりに実施例2で合成したアリールアミンデンドリマー状化合物を用いた他は、実施例4と同様に素子を作製した。発光特性を表5に示す。
Example 5 (Production and Evaluation of Device)
A device was prepared in the same manner as in Example 4 except that the arylamine dendrimer compound synthesized in Example 2 was used instead of the arylamine dendrimer compound synthesized in Example 1. The emission characteristics are shown in Table 5.

実施例6(素子の作製と評価)
実施例4において、実施例1で合成したアリールアミンデンドリマー状化合物の代わりに実施例3で合成したアリールアミンデンドリマー状化合物を用いた他は、実施例4と同様に素子を作製した。発光特性を表5に示す。
Example 6 (Production and Evaluation of Device)
In Example 4, a device was prepared in the same manner as in Example 4 except that the arylamine dendrimer compound synthesized in Example 3 was used instead of the arylamine dendrimer compound synthesized in Example 1. The emission characteristics are shown in Table 5.

Figure 0005561077
Figure 0005561077

以上の結果から、本発明のアリールアミンデンドリマー状化合物を用いたEL素子は、低電圧駆動が可能で、発光効率、電流効率が向上し、消費電力も少なくて済むものであった。   From the above results, the EL device using the arylamine dendrimer-like compound of the present invention can be driven at a low voltage, has improved luminous efficiency and current efficiency, and requires less power consumption.

Claims (8)

下記一般式(1)
Figure 0005561077
(式中、ArおよびArは各々独立して置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基を表し、nは2以上の整数を表す。)
で表されるアリールアミンポリマー骨格と一般式(2)
Figure 0005561077
(式中、Arは炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表し、Rは一般式(1)で表されるアリールアミンポリマー骨格の結合部位を表す。)
で表される少なくとも1種の置換基を有してもよい芳香族ジアミンが繰り返し結合している構造であることを特徴とするアリールアミンデンドリマー状化合物。
The following general formula (1)
Figure 0005561077
(In the formula, Ar 1 and Ar 2 each independently represent an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent, and n represents an integer of 2 or more.)
And an arylamine polymer skeleton represented by the general formula (2)
Figure 0005561077
(In the formula, Ar 3 represents an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 30 carbon atoms, and R represents a binding site of the arylamine polymer skeleton represented by the general formula (1). )
An arylamine dendrimer-like compound having a structure in which an aromatic diamine optionally having at least one substituent represented by
一般式(1)において、Arが下記一般式(3)〜(6)のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載のアリールアミンデンドリマー状化合物。
Figure 0005561077
(式中、R、R、R、Rは各々独立して炭素数1〜18のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基を表し、mは1〜3の整数を表す。)
The arylamine dendrimer-like compound according to claim 1, wherein in the general formula (1), Ar 1 is any one of the following general formulas (3) to (6).
Figure 0005561077
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms or an optionally substituted phenyl group, and m is an integer of 1 to 3) Represents.)
一般式(1)において、Arが下記一般式(7)〜(12)のいずれかであることを特徴とする請求項1または2に記載のアリールアミンデンドリマー状化合物。
Figure 0005561077
(式中、R、R、R、R、R、R10、R11、R12、R13は各々独立して炭素数1〜18のアルキル基、または置換基を有してもよいフェニル基を表し、aは0〜5の整数を表す。)
The arylamine dendrimer-like compound according to claim 1 or 2, wherein in the general formula (1), Ar 2 is any one of the following general formulas (7) to (12).
Figure 0005561077
(In the formula, R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 each independently have an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, or a substituent. A represents an integer of 0 to 5).
一般式(2)記載のArが、置換基を有してもよいフェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、チエニレン基、ピロリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基、フェナンスリレン基、フルオレニレン基、ピレニレン基もしくはN−置換カルバゾリレン基のいずれかであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のアリールアミンデンドリマー状化合物。 Ar 3 in the general formula (2) may have a phenylene group, biphenylene group, terphenylene group, thienylene group, pyrrolylene group, naphthylene group, anthracenylene group, phenanthrylene group, fluorenylene group, pyrenylene group, or The arylamine dendrimer-like compound according to any one of claims 1 to 3, which is any one of N-substituted carbazolylene groups. 重量平均分子量が、ポリスチレン換算で1,000〜1,000,000の範囲であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のアリールアミンデンドリマー状化合物。 The arylamine dendrimer-like compound according to any one of claims 1 to 4, wherein the weight average molecular weight is in a range of 1,000 to 1,000,000 in terms of polystyrene. 下記一般式(13)
Figure 0005561077
(式中、ArおよびArは各々独立して置換基を有してもよい炭素数6〜60の芳香族基、Xはハロゲン原子をそれぞれ表し、nは2以上の整数を表す。)
で表されるアリールアミンポリマーと一般式(14)
Figure 0005561077
(式中、Arは炭素数6〜30のアリーレン基、または炭素数3〜30のヘテロアリーレン基を表す。)
で表される少なくとも1種の置換基を有してもよい芳香族ジアミンとを、パラジウム触媒および塩基の存在下に反応させることを特徴とする請求項1に記載のアリールアミンデンドリマー状化合物の製造方法。
The following general formula (13)
Figure 0005561077
(In the formula, Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic group having 6 to 60 carbon atoms which may have a substituent, X represents a halogen atom, and n represents an integer of 2 or more.)
And an arylamine polymer represented by the general formula (14)
Figure 0005561077
(In the formula, Ar 3 represents an arylene group having 6 to 30 carbon atoms or a heteroarylene group having 3 to 30 carbon atoms.)
The arylamine dendrimer-like compound according to claim 1, which is reacted with an aromatic diamine which may have at least one substituent represented by formula (I) in the presence of a palladium catalyst and a base. Method.
請求項1〜5のいずれかに記載のアリールアミンデンドリマー状化合物を用いることを特徴とする電子素子。 An electronic device using the arylamine dendrimer-like compound according to claim 1. 電子素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子であることを特徴とする請求項7に記載の電子素子。 The electronic device according to claim 7, wherein the electronic device is an organic electroluminescence device.
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