JP6601397B2 - フッ素原子含有重合体及びその利用 - Google Patents

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Description

本発明は、フッ素原子含有重合体及びその利用に関する。
有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子には、電荷輸送性薄膜が用いられる。この電荷輸送性薄膜の形成方法は、蒸着法に代表されるドライプロセスとスピンコート法に代表されるウェットプロセスとに大別される。これらの方法は、形成する薄膜の面積や薄膜化する物質の有機溶媒への溶解性に応じて、適宜使い分けられる。
一般的に、有機ＥＬ素子の陽極と発光層との間には、正孔注入層と言われる層及び正孔輸送層と言われる層の２層がこの順序で陽極側から配置される。このような２層を設けることで効率的な電荷輸送を可能とし、高い輝度特性を有する有機ＥＬ素子を得ることができる（例えば、非特許文献１参照）。しかしその反面、有機ＥＬ素子の製造プロセスでは、通常、これら各層を形成するための独立した工程が必要となるという欠点もある。
近年の電子デバイス分野においては、高歩留で効率よく素子を製造するため、プロセスの簡略化や素子構造の単純化が求められている。特に、素子における複数の膜を多積層化した機能性多層膜を単一膜とすることで、製造プロセスを簡略化できるだけでなく、素子構造を直接的に単純化できる。そのため、様々な電子デバイスの分野において、既存の機能性多層膜に代替可能な機能性単一膜を製造できる材料が求められている。有機ＥＬの分野においても、一般的な構造である正孔注入層と正孔輸送層とからなる機能性多層膜を単一膜へと転換可能な材料の要求がますます高まっている。
Adachi C. et al., Jpn. J. Appl. Phys., 1988, 27(2), pp. L269-271
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、陽極と発光層との間にそれらと接する態様で単一層として用いた場合でも、優れた輝度特性を有する有機ＥＬ素子を実現できる薄膜形成用材料である電荷輸送性ワニス、並びに該電荷輸送性ワニスに用いられる電荷輸送性物質として好適なフッ素原子含有重合体及びその原料となるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、所定のフッ素原子含有重合体が有機溶媒への溶解性に優れること、及び当該フッ素原子含有重合体からなる電荷輸送性物質、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質、ヘテロポリ酸からなるドーパント、及び有機溶媒を含む電荷輸送性ワニスから得られる薄膜が、陽極と発光層との間にそれらと接する態様で単一層として用いた場合でも、優れた輝度特性を有する有機ＥＬ素子を与えることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、下記フッ素原子含有重合体及びその利用を提供する。
１．式（１）で表される繰り返し単位を与えるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体と、式（２）で表される繰り返し単位を与えるフルオレン誘導体との縮合重合体であることを特徴とするフッ素原子含有重合体。
Figure 0006601397
 （式中、Ａは、パーフルオロメタンジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基又はパーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基を表し、
Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基、炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、又は少なくとも１つのエーテル構造を含む炭素数２〜２０のアルキル基を表し（ただし、Ｒ1及びＲ2の少なくとも一方は、前記アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基及び少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基のいずれかを表す。）、
Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、Ｚ1で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基若しくは炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、又はＺ2で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシを表し、各Ｒ3〜Ｒ6は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
Ｚ1は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表し、
Ｚ2は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表し、
Ｚ3は、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表し、
ｍ1及びｍ2は、それぞれ置換基Ｒ5及びＲ6の数を表し、それぞれ独立に、０〜４の整数を表し、
ｎ1及びｎ2は、それぞれ置換基Ｒ3及びＲ4の数を表し、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。）
２．重量平均分子量が、１,０００〜２００,０００である１の重合体。
３．ｍ 1 及びｍ 2 がともに０である１又は２の重合体。
４．Ｒ1及びＲ2が、ともにアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基又は少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基である１〜３のいずれかの重合体。
５．１〜４のいずれかの重合体からなる電荷輸送性物質。
６．５の電荷輸送性物質、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質、ヘテロポリ酸からなるドーパント、及び有機溶媒を含む電荷輸送性ワニス。
７．フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質が、アニリン誘導体である６の電荷輸送性ワニス。
８．６又は７の電荷輸送性ワニスを用いて作製される電荷輸送性薄膜。
９．８の電荷輸送性薄膜を有する電子デバイス。
１０．８の電荷輸送性薄膜を有する有機ＥＬ素子。
１１．６又は７の電荷輸送性ワニスを基材上に塗布し、溶媒を蒸発させることを特徴とする電荷輸送性薄膜の製造方法。
１２．下記式で表されるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体。
Figure 0006601397
 （式中、Ａは、パーフルオロメタンジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基又はパーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基を表し、Ｈａｌは、それぞれ独立に、ハロゲン原子又は擬ハロゲン基を表す。）
本発明のフッ素原子含有重合体は電荷輸送性物質として好適に使用でき、これを含む本発明の電荷輸送性ワニスを用いて陽極と発光層との間にそれらと接する態様で単一層として薄膜を形成した場合でも、優れた輝度特性を有する有機ＥＬ素子を実現できる。この理由は定かではないが、フッ素原子を含む電荷輸送性物質が薄膜の表面側（発光層側）に移行しやすいため、フッ素原子を含む電荷輸送性物質が薄膜の表面側（発光層側）に、それを含まない電荷輸送性物質が薄膜の裏面側（陽極側）にそれぞれ偏在し、単一層内で正孔注入部位と正孔輸送部位に相分離し、陽極から発光層に向かって正孔注入性成分が減少し、かつ、正孔輸送性成分が増加する結果、それら２層が存在する場合と同様の正孔注入輸送層として機能するためであると推測される。
また、本発明の電荷輸送性ワニスを用いることで、素子中の機能性多層膜を単一膜化することができるため、製造プロセス条件の簡便化による高歩留化や低コスト化、あるいは素子の軽量化、コンパクト化等を図り得る。また、本発明の電荷輸送性ワニスは、スピンコート法やスリットコート法等、大面積に成膜可能な各種ウェットプロセスを用いた場合でも、電荷輸送性に優れた薄膜を再現性よく製造できるため、近年の有機ＥＬの分野における進展にも十分対応できる。
更に、本発明の電荷輸送性ワニスから得られる薄膜は、帯電防止膜、有機薄膜太陽電池の陽極バッファ層等としても使用できる。
［フッ素原子含有重合体］
本発明のフッ素原子含有重合体は、式（１）で表される繰り返し単位を与えるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体と、式（２）で表される繰り返し単位を与えるフルオレン誘導体との縮合重合体である。
Figure 0006601397
式（１）で表される繰り返し単位としては、その原料であるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体の入手容易性、得られる重合体の有機溶媒への溶解性を考慮すると、式（１'）又は式（１''）で表されるものが好ましい。
Figure 0006601397
式（１）、（１'）及び（１''）中、Ａは、炭素数１〜６のフルオロアルカンジイル基を表す。フルオロアルカンジイル基は、アルカンジイル基の炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたものであれば特に限定されない。
フルオロアルカンジイル基の具体例としては、モノフルオロメタンジイル基、パーフルオロメタンジイル基、２,２,２−トリフルオロエタン−１,１−ジイル基、パーフルオロエタン−１,１−ジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、３−フルオロプロパン−１,２−ジイル基、３,３,３−トリフルオロプロパン−１,１−ジイル基、１,１−ジフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,１−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、２−メチル−２−フルオロプロパン−１,３−ジイル基、３,４,４−トリフルオロブタン−１,２−ジイル基、４,４,４−トリフルオロブタン−１,３−ジイル基、２,２,３,３−テトラフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロブタン−１,１−ジイル基、パーフルオロブタン−１,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,３−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、１−フルオロペンタン−１,１−ジイル基、４,５,５−トリフルオロペンタン−１,５−ジイル基、２,２,３,３,４,４−ヘキサフルオロペンタン−１,５−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,１−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,２−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,３−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基、２,２,３,３,４,４,５,５−オクタフルオロヘキサン−１,６−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,１−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,２−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,３−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,４−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,５−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基等が挙げられる。
フルオロアルカンジイル基としては、炭素数１〜６のパーフルオロアルカンジイル基（すなわち、アルカンジイル基の炭素原子に結合した水素原子の全部がフッ素原子で置換されたもの）が好ましく、特に、パーフルオロメタンジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基、パーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基等が好ましい。
式（２）中、Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基、炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、又は少なくとも１つのエーテル構造を含む炭素数２〜２０のアルキル基を表す。ただし、Ｒ1及びＲ2の少なくとも一方は、前記アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基及び少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基のいずれかを表す。
式（１）及び（２）中、Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、Ｚ1で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基若しくは炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、又はＺ2で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基を表す。各Ｒ3〜Ｒ6は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
Ｚ1は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表す。
Ｚ2は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表す。
Ｚ3は、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表す。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
炭素数１〜２０のアルキル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、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、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基等の炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐状アルキル基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ビシクロブチル基、ビシクロペンチル基、ビシクロヘキシル基、ビシクロヘプチル基、ビシクロオクチル基、ビシクロノニル基、ビシクロデシル基等の炭素数３〜２０の環状アルキル基が挙げられる。
炭素数２〜２０のアルケニル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、エテニル基、ｎ−１−プロペニル基、ｎ−２−プロペニル基、１−メチルエテニル基、ｎ−１−ブテニル基、ｎ−２−ブテニル基、ｎ−３−ブテニル基、２−メチル−１−プロペニル基、２−メチル−２−プロペニル基、１−エチルエテニル基、１−メチル−１−プロペニル基、１−メチル−２−プロペニル基、ｎ−１−ペンテニル基、ｎ−１−デセニル基、ｎ−１−エイコセニル基等が挙げられる。
炭素数２〜２０のアルキニル基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、エチニル基、ｎ−１−プロピニル基、ｎ−２−プロピニル基、ｎ−１−ブチニル基、ｎ−２−ブチニル基、ｎ−３−ブチニル基、１−メチル−２−プロピニル基、ｎ−１−ペンチニル基、ｎ−２−ペンチニル基、ｎ−３−ペンチニル基、ｎ−４−ペンチニル基、１−メチル−ｎ−ブチニル基、２−メチル−ｎ−ブチニル基、３−メチル−ｎ−ブチニル基、１,１−ジメチル−ｎ−プロピニル基、ｎ−１−ヘキシニル基、ｎ−１−デシニル基、ｎ−１−ペンタデシニル基、ｎ−１−エイコシニル基等が挙げられる。
炭素数６〜２０のアリール基の具体例としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基等が挙げられる。
炭素数２〜２０のヘテロアリール基の具体例としては、２−チエニル基、３−チエニル基、２−フラニル基、３−フラニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、３−イソオキサゾリル基、４−イソオキサゾリル基、５−イソオキサゾリル基、２−チアゾリル基、４−チアゾリル基、５−チアゾリル基、３−イソチアゾリル基、４−イソチアゾリル基、５−イソチアゾリル基、２−イミダゾリル基、４−イミダゾリル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基等が挙げられる。
炭素数１〜２０のアルコキシ基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｓ−ブトキシ基、ｔ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシルオキシ基、ｎ−ヘプチルオキシ基、ｎ−オクチルオキシ基、ｎ−ノニルオキシ基、ｎ−デシルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐状アルコキシ基；シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロヘプチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、シクロノニルオキシ基、シクロデシルオキシ基、ビシクロブチルオキシ基、ビシクロペンチルオキシ基、ビシクロヘキシルオキシ基、ビシクロヘプチルオキシ基、ビシクロオクチルオキシ基、ビシクロノニルオキシ基、ビシクロデシルオキシ基等の炭素数３〜２０の環状アルコキシ基が挙げられる。
炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、エテニルオキシ基、ｎ−１−プロペニルオキシ基、ｎ−２−プロペニルオキシ基、１−メチルエテニルオキシ基、ｎ−１−ブテニルオキシ基、ｎ−２−ブテニルオキシ基、ｎ−３−ブテニルオキシ基、２−メチル−１−プロペニルオキシ基、２−メチル−２−プロペニルオキシ基、１−エチルエテニルオキシ基、１−メチル−１−プロペニルオキシ基、１−メチル−２−プロペニルオキシ基、ｎ−１−ペンテニルオキシ基、ｎ−１−デセニルオキシ基、ｎ−１−エイコセニルオキシ基等が挙げられる。
炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基は直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、その具体例としては、エチニルオキシ基、ｎ−１−プロピニルオキシ基、ｎ−２−プロピニルオキシ基、ｎ−１−ブチニルオキシ基、ｎ−２−ブチニルオキシ基、ｎ−３−ブチニルオキシ基、１−メチル−２−プロピニルオキシ基、ｎ−１−ペンチニルオキシ基、ｎ−２−ペンチニルオキシ基、ｎ−３−ペンチニルオキシ基、ｎ−４−ペンチニルオキシ基、１−メチル−ｎ−ブチニルオキシ基、２−メチル−ｎ−ブチニルオキシ基、３−メチル−ｎ−ブチニルオキシ基、１,１−ジメチル−ｎ−プロピニルオキシ基、ｎ−１−ヘキシニルオキシ基、ｎ−１−デシニルオキシ基、ｎ−１−ペンタデシニルオキシ基、ｎ−１−エイコシニルオキシ基等が挙げられる。
炭素数６〜２０のアリールオキシ基の具体例としては、フェニルオキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、１−アントリルオキシ基、２−アントリルオキシ基、９−アントリルオキシ基、１−フェナントリルオキシ基、２−フェナントリルオキシ基、３−フェナントリルオキシ基、４−フェナントリルオキシ基、９−フェナントリルオキシ基等が挙げられる。
炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基の具体例としては、２−チエニルオキシ基、３−チエニルオキシ基、２−フラニルオキシ基、３−フラニルオキシ基、２−オキサゾリルオキシ基、４−オキサゾリルオキシ基、５−オキサゾリルオキシ基、３−イソオキサゾリルオキシ基、４−イソオキサゾリルオキシ基、５−イソオキサゾリルオキシ基、２−チアゾリルオキシ基、４−チアゾリルオキシ基、５−チアゾリルオキシ基、３−イソチアゾリルオキシ基、４−イソチアゾリルオキシ基、５−イソチアゾリルオキシ基、２−イミダゾリルオキシ基、４−イミダゾリルオキシ基、２−ピリジルオキシ基、３−ピリジルオキシ基、４−ピリジルオキシ基等が挙げられる。
少なくとも１つのエーテル構造を含む炭素数２〜２０のアルキル基としては、少なくとも１つのメチレン基が酸素原子で置換された直鎖状又は分岐状のアルキル基が挙げられる。このような基としては、原料化合物の入手容易性を考慮すると、式（Ａ）で表される基が好ましく、このうち、式（Ｂ）で表される基がより好ましい。
−(ＲＯ)r−Ｒ' （Ａ）
−(ＣＨ2ＣＨ2Ｏ)r−ＣＨ3 （Ｂ）
（式中、Ｒは、炭素数１〜４の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表し、Ｒ'は、炭素数１〜[２０−(Ｒの炭素数)×ｒ]の直鎖状又は分岐状のアルキル基を表し、ｒは、１〜９の整数を表す。ｒは、ドーパントとの相溶性の観点から、好ましくは２以上、より好ましくは３以上であり、原料化合物の入手容易性の観点から、好ましくは５以下、より好ましくは４以下である。）
少なくとも１つのエーテル構造を含む炭素数２〜２０のアルキル基としては、-CH2OCH3、-CH2OCH2CH3、-CH2O(CH2)2CH3、-CH2OCH(CH3)2、-CH2O(CH2)3CH3、-CH2OCH2CH(CH3)2、-CH2OC(CH3)3、-CH2O(CH2)4CH3、-CH2OCH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2O(CH2)2CH(CH3)2、-CH2OCH(CH3)(CH2)3CH3、-CH2O(CH2)5CH3、-CH2OCH2CH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2O(CH2)2CH(CH3)CH2CH3、-CH2O(CH2)3CH(CH3)2、-CH2OC(CH3)2(CH2)2CH3、-CH2OCH(CH2CH3)(CH2)2CH3、-CH2OC(CH3)2CH(CH3)2、-CH2O(CH2)6CH3、-CH2O(CH2)7CH3、-CH2OCH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3、-CH2O(CH2)8CH3、-CH2O(CH2)9CH3、-CH2O(CH2)10CH3、-CH2O(CH2)11CH3、-CH2O(CH2)12CH3、-CH2O(CH2)13CH3、-CH2O(CH2)14CH3、-CH2O(CH2)15CH3、-CH2O(CH2)16CH3、-CH2O(CH2)17CH3、-CH2O(CH2)18CH3、-CH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2O(CH2)2CH3、-CH2CH2OCH(CH3)2、-CH2CH2O(CH2)3CH3、-CH2CH2OCH2CH(CH3)2、-CH2CH2OC(CH3)3、-CH2CH2O(CH2)4CH3、-CH2CH2OCH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2OCH2CH(CH3)2、-CH2CH2O(CH2)2CH(CH3)2、-CH2CH2OC(CH3)3、-CH2CH2OCH(CH3)(CH2)3CH3、
-CH2CH2O(CH2)5CH3、-CH2CH2OCH(CH3)(CH2)3CH3、-CH2CH2OCH2CH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2O(CH2)2CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH2O(CH2)3CH(CH3)2、-CH2CH2OC(CH3)2(CH2)2CH3、-CH2CH2OCH(CH2CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2OC(CH3)2CH(CH3)2、-CH2CH2O(CH2)6CH3、-CH2CH2O(CH2)7CH3、-CH2CH2OCH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3、-CH2CH2O(CH2)8CH3、-CH2CH2O(CH2)9CH3、-CH2CH2O(CH2)10CH3、-CH2CH2O(CH2)11CH3、-CH2CH2O(CH2)12CH3、-CH2CH2O(CH2)13CH3、-CH2CH2O(CH2)14CH3、-CH2CH2O(CH2)15CH3、-CH2CH2O(CH2)16CH3、-CH2CH2O(CH2)17CH3、-CH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)2CH3、-CH2CH2CH2OCH(CH3)2、-CH2CH2CH2O(CH2)3CH3、-CH2CH2CH2OCH2CH(CH3)2、-CH2CH2CH2OC(CH3)3、-CH2CH2CH2O(CH2)4CH3、-CH2CH2CH2OCH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2CH2OCH2CH(CH3)2、-CH2CH2CH2O(CH2)2CH(CH3)2、-CH2CH2CH2OC(CH3)3、-CH2CH2CH2OCH(CH3)(CH2)3CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)5CH3、-CH2CH2CH2OCH(CH3)(CH2)3CH3、-CH2CH2CH2OCH2CH(CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)2CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)3CH(CH3)2、-CH2CH2CH2OC(CH3)2(CH2)2CH3、-CH2CH2CH2OCH(CH2CH3)(CH2)2CH3、-CH2CH2CH2OC(CH3)2CH(CH3)2、-CH2CH2CH2O(CH2)6CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)7CH3、-CH2CH2CH2OCH2CH(CH2CH3)(CH2)3CH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH2OCH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OCH2CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)8CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)9CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)10CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)11CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)12CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)13CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)14CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)15CH3、-CH2CH2CH2O(CH2)16CH3等が挙げられる。
本発明においては、得られるフッ素原子含有重合体の有機溶媒への溶解性と、固体膜（電荷輸送性薄膜）にした場合における当該重合体及びドーパントの相溶性とを両立するため、Ｒ1及びＲ2の少なくとも一方は、前記アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基、又は少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基であるが、好ましくは、両方ともこれらの基のいずれかである。また、原料化合物の入手容易性、得られる重合体、得られる薄膜の電荷輸送性等を考慮すると、好ましくは、Ｒ1及びＲ2のいずれか一方が式（Ａ）で表される基であり、より好ましくは、Ｒ1及びＲ2がともに式（Ａ）で表される基である。
式（１）中、ｍ1及びｍ2は、それぞれ置換基Ｒ5及びＲ6の数を表し、それぞれ独立に０〜４の整数を表すが、原料化合物の入手容易性、本発明の重合体の溶解性、電荷輸送性等を向上させる観点から、０〜２が好ましく、０又は１がより好ましい。特に、ｍ1及びｍ2が、ともに０又は１であることが好ましい。
式（２）中、ｎ1及びｎ2は、それぞれ置換基Ｒ3及びＲ4の数を表し、それぞれ独立に０〜３の整数を表すが、原料化合物の入手容易性、本発明の重合体の溶解性、電荷輸送性等を向上させる観点から、０〜２が好ましく、０又は１がより好ましく、０が最適である。特に、ｎ1及びｎ2が、ともに０であることが好ましい。
本発明のフッ素原子含有重合体の重量平均分子量の下限は、当該重合体の電荷輸送性を向上させる観点から、好ましくは１,０００、より好ましくは５,０００、より一層好ましくは１０,０００であり、その上限は、当該重合体の溶解性を向上させる観点から、好ましくは２００,０００、より好ましくは１５０,０００、より一層好ましくは１００,０００である。なお、本発明において重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算重量平均分子量である。
［フッ素原子含有重合体の合成方法］
本発明のフッ素原子含有重合体は、式（１）で表される繰り返し単位を与えるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体と、式（２）で表される繰り返し単位を与えるフルオレン誘導体との縮合重合によって合成することができる。
合成方法の一例としては、下記スキームＡで表されるような、式（３）で表されるトリフェニルアミン誘導体と式（４−１）又は（４−２）で表されるフルオレン誘導体との縮合重合が挙げられる。
Figure 0006601397
 （式中、Ａ、Ｒ1〜Ｒ6、ｍ1、ｍ2、ｎ1及びｎ2は、前記と同じ。Ｈａｌは、それぞれ独立に、ハロゲン原子又は擬ハロゲン基を表す。Ａ1〜Ａ4は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基又は炭素数６〜２０のアリール基を表す。Ａ5及びＡ6は、それぞれ独立に、炭素数１〜２０のアルカンジイル基又は炭素数６〜２０のアリーレン基を表す。）
式（１）で表される繰り返し単位が式（１'）又は（１''）で表される繰り返し単位であるものを合成する場合は、式（３）で表されるトリフェニルアミン誘導体として、式（３'）又は（３''）で表されるトリフェニルアミン誘導体を用いればよい。
Figure 0006601397
 （式中、Ｒ5、Ｒ6、ｍ1、ｍ2、Ａ及びＨａｌは、前記と同じ。）
擬ハロゲン基としては、メタンスルホニルオキシ基、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基、ノナフルオロブタンスルホニルオキシ基等のフルオロアルキルスルホニルオキシ基；ベンゼンスルホニルオキシ基、トルエンスルホニルオキシ基等の芳香族スルホニルオキシ基等が挙げられる。
ハロゲン原子、Ａ1〜Ａ4のアルキル基及びアリール基の具体例としては、前述したものと同じものが挙げられる。
炭素数１〜２０のアルカンジイル基としては、エチレン基、プロパン−１,２−ジイル基、プロパン−１,３−ジイル基、２,２−ジメチルプロパン−１,３−ジイル基、２−エチル−２−メチルプロパン−１,３−ジイル基、２,２−ジエチルプロパン−１,３−ジイル基、２−メチル−２−プロピルプロパン−１,３−ジイル基、ブタン−１,３−ジイル基、ブタン−２,３−ジイル基、ブタン−１,４−ジイル基、２−メチルブタン−２,３−ジイル基、２,３−ジメチルブタン−２,３−ジイル基、ペンタン−１,３−ジイル基、ペンタン−１,５−ジイル基、ペンタン−２,３−ジイル基、ペンタン−２,４−ジイル基、２−メチルペンタン−２,３−ジイル基、３−メチルペンタン−２,３−ジイル基、４−メチルペンタン−２,３−ジイル基、２,３−ジメチルペンタン−２,３−ジイル基、３−メチルペンタン−２,４−ジイル基、３−エチルペンタン−２,４−ジイル基、３,３−ジメチルペンタン−２,４−ジイル基、３,３−ジメチルペンタン−２,４−ジイル基、２,４−ジメチルペンタン−２,４−ジイル基、ヘキサン−１,６−ジイル基、ヘキサン−１,２−ジイル基、ヘキサン−１,３−ジイル基、ヘキサン−２,３−ジイル基、ヘキサン−２,４−ジイル基、ヘキサン−２,５−ジイル基、２−メチルヘキサン−２,３−ジイル基、４−メチルヘキサン−２,３−ジイル基、３−メチルヘキサン−２,４−ジイル基、２,３−ジメチルヘキサン−２,４−ジイル基、２,４−ジメチルヘキサン−２,４−ジイル基、２,５−ジメチルヘキサン−２,４−ジイル基、２−メチルヘキサン−２,５−ジイル基、３−メチルヘキサン−２,５−ジイル基、２,５−ジメチルヘキサン−２,５−ジイル基等が挙げられる。
炭素数６〜２０のアリーレン基としては、１,２−フェニレン基、１,２−ナフチレン基、２,３−ナフチレン基、１,８−ナフチレン基、１,２−アントリレン基、２,３−アントリレン基、１,２−フェナントリレン基、３,４−フェナントリレン基、９,１０−フェナントリレン基等が挙げられる。
前記反応において用いる触媒としては、[１,１'−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリド（PdCl2(dppf)）、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム（Pd(PPh3)4）、ビス(トリフェニルホスフィン)ジクロロパラジウム（Pd(PPh3)2Cl2）、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム（Pd(dba)2）、トリス(ベンジリデンアセトン)ジパラジウム（Pd2(dba)3）、ビス(トリｔ−ブチルホスフィン)パラジウム（Pd(P-t-Bu3)2）、酢酸パラジウム(II)（Pd(OAc)2）等のパラジウム触媒等が挙げられる。
式（３）で表されるトリフェニルアミン誘導体と式（４−１）又は（４−２）で表されるフルオレン誘導体との仕込み比は、モル比で、トリフェニルアミン誘導体：フルオレン誘導体＝１：１〜１：３程度が好適である。
式（３）で表されるトリフェニルアミン誘導体は、下記スキームＢで表されるように、式（６）で表されるアミン化合物と式（７）で表されるハロゲン化化合物とを、触媒存在下で反応させて式（５）で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成した後、又は下記スキームＣで表されるように、式（８）で表されるハロゲン化化合物とジフェニルアミンとを、触媒存在下で反応させて式（５）で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成した後、下記スキームＤで表されるように、式（５）で表されるトリフェニルアミン誘導体を公知のハロゲン化剤と反応させることによって合成することができる。
Figure 0006601397
 （式中、Ｒ5、Ｒ6、ｍ1、ｍ2、Ａ及びＨａｌは、前記と同じ。）
また、式（３'）で表されるトリフェニルアミン誘導体は、式（６）で表されるアミン化合物として式（６'）で表されるアミン化合物を用い、又は式（８）で表されるハロゲン化化合物として式（８'）で表されるハロゲン化化合物を用い、前記スキームＢ又はＣに準じて式（５'）で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成した後、前記スキームＤに準じて式（５'）で表されるトリフェニルアミン誘導体をハロゲン化剤と反応させることで、合成することができる。
Figure 0006601397
 （式中、Ｒ5、Ｒ6、ｍ1、ｍ2、Ａ及びＨａｌは、前記と同じ。）
同様に、式（３''）で表されるトリフェニルアミン誘導体は、式（６）で表されるアミン化合物として式（６''）で表されるアミン化合物を用い、又は式（８）で表されるハロゲン化化合物として式（８''）で表されるハロゲン化化合物を用い、前記スキームＢ又はＣに準じて式（５''）で表されるトリフェニルアミン誘導体を合成した後、前記スキームＤに準じて式（５''）で表されるトリフェニルアミン誘導体をハロゲン化剤と反応させることで、合成することができる。
Figure 0006601397
 （式中、Ｒ5、Ｒ6、ｍ1、ｍ2、Ａ及びＨａｌは、前記と同じ。）
アミン化合物とハロゲン化化合物との仕込み比は、全アミン化合物の全ＮＨ基の物質量に対して、全ハロゲン化化合物の全Ｈａｌ基を当量以上とすればよいが、１〜１.２当量程度が好適である。
触媒としては、例えば、塩化銅、臭化銅、ヨウ化銅等の銅触媒；Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2、Pd(dba)2、Pd2(dba)3、Pd(P-t-Bu3)2、Pd(OAc)2等のパラジウム触媒等が挙げられる。これらの触媒は、１種単独で用いてもよく、２種以上組み合わせて用いてもよい。また、これらの触媒は、公知の適切な配位子とともに使用してもよい。
触媒の使用量は、ハロゲン化化合物１ｍｏｌに対して０.０００１〜０.５ｍｏｌとすることができるが、０.００１〜０.１ｍｏｌ程度が好適である。また、配位子を用いる場合、その使用量は、使用する金属錯体に対して０.５〜５０当量とすることができるが、１〜１０当量が好適である。
ハロゲン化剤としては、公知のものを使用することができ、具体的には、Ｎ−ブロモスクシンイミド等が挙げられる。
ハロゲン化剤の使用量は、式（５）で表される化合物１ｍｏｌに対して４〜６ｍｏｌ程度が好適である。
前記各反応は、溶媒中で行ってもよい。溶媒を使用する場合、その種類は反応に悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されない。スキームＡ及びＢで表される反応において好適に使用可能な溶媒の具体例としては、脂肪族炭化水素（ペンタン、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、デカリン等）、ハロゲン化脂肪族炭化水素（クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、四塩化炭素等）、芳香族炭化水素（ベンゼン、ニトロベンゼン、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、メシチレン等）、エーテル（ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキサン、１,２−ジメトキシエタン、１,２−ジエトキシエタン等）、アミド（Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド等）、ラクタム及びラクトン（Ｎ−メチルピロリドン、γ−ブチロラクトン等）、尿素誘導体（Ｎ,Ｎ−ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチルウレア等）、スルホキシド（ジメチルスルホキシド、スルホラン等）、ニトリル（アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル等）等が挙げられる。また、スキームＣで表される反応において好適に使用可能な溶媒の具体例としては、スキームＡ及びＢで表される反応において使用可能な溶媒として例示したもののほかに、ハロゲン化芳香族炭化水素（クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ｏ−ジクロロベンゼン、ｍ−ジクロロベンゼン、ｐ−ジクロロベンゼン等）等が挙げられる。なお、溶媒は、１種単独で用いても、２種以上混合して用いてもよい。
反応温度は、用いる溶媒の融点から沸点までの範囲で適宜設定すればよいが、特に、０〜２００℃程度が好ましく、２０〜１５０℃がより好ましい。
反応終了後は、常法に従って後処理をし、目的とするトリフェニルアミン誘導体を得ることができる。
式（４−１）又は（４−２）で表されるフルオレン誘導体は、式（９）で表される化合物と式（１０−１）及び（１０−２）で表される化合物とを下記スキームＥに従って反応させ、式（１１）で表される中間体を合成した後、下記スキームＦ１又はＦ２に示されるように、式（１１）で表される中間体と式（１２−１）又は（１２−２）で表されるボロン酸あるいはボロン酸エステルとを、触媒存在下で反応させることによって合成することができる。
Figure 0006601397
 （式中、Ｈａｌ、Ｒ1〜Ｒ4、Ａ1〜Ａ6、ｎ1及びｎ2は、前記と同じ。）
スキームＥで表される反応において、式（９）で表される化合物と式（１０−１）及び（１０−２）で表される化合物との仕込み比は、モル比で、式（９）で表される化合物１に対して、式（１０−１）及び（１０−２）で表される化合物が１〜３程度である。
前記反応において用いる溶媒は、例えば、ジメチルスルホキシド、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、トルエン等が挙げられる。原料化合物をよく溶解し、反応がスムーズに進行することから、ジメチルスルホキシドが好適である。
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、０〜１００℃の範囲が好ましい。反応時間は、通常、０.１〜１００時間である。
スキームＦ１又はＦ２で表される反応において、式（１１）で表される化合物と式（１２−１）又は（１２−２）で表される化合物との仕込み比は、モル比で、式（１１）で表される化合物１に対して、式（１２−１）又は（１２−２）で表される化合物が１〜４程度である。
スキームＦ１又はＦ２の反応において用いる触媒としては、PdCl2(dppf)、Pd(PPh3)4、Pd(PPh3)2Cl2、Pd(dba)2、Pd2(dba)3、Pd(P-t-Bu3)2、Pd(OAc)2等のパラジウム触媒等が挙げられる。
前記反応において用いる溶媒は、非プロトン性極性有機溶媒が好ましく、例えば、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、１,３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が挙げられる。反応後の反応溶媒の除去容易性の観点から、Ｎ,Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ,Ｎ−ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、ジオキサン等が好適である。
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。
反応終了後は、常法に従って後処理をし、目的とするフルオレン誘導体を得ることができる。
［電荷輸送性物質］
本発明のフッ素原子含有重合体は、電荷輸送性物質として好適に使用できる。本発明において、電荷輸送性とは、導電性と同義であり、正孔輸送性と同義である。電荷輸送性物質とは、それ自体に電荷輸送性があるものでもよく、ドーパントと共に用いた際に電荷輸送性があるものでもよい。電荷輸送性ワニスとは、それ自体に電荷輸送性があるものでもよく、それにより得られる固形膜が電荷輸送性を有するものでもよい。
［電荷輸送性ワニス］
本発明の電荷輸送性ワニスは、前記フッ素原子含有重合体からなる電荷輸送性物質、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質、ヘテロポリ酸からなるドーパント、及び有機溶媒を含む。
［フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質］
フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質としては、アニリン誘導体、チオフェン誘導体、ピロール誘導体等の電荷輸送性オリゴマーが例として挙げられる。電荷輸送性オリゴマーの分子量は、通常２００〜５,０００であるが、電荷輸送性の高い薄膜を与えるワニスを調製する観点から、好ましくは３００以上、より好ましくは４００以上、より一層好ましくは５００以上であり、平坦性の高い薄膜を与える均一なワニスを調製する観点から、好ましくは４,０００以下であり、より好ましくは３,０００以下であり、より一層好ましくは２,０００以下である。
前記電荷輸送性オリゴマーのうち、有機溶媒への溶解性と得られる薄膜の電荷輸送性のバランスを考慮すると、アニリン誘導体が好ましい。アニリン誘導体としては、特開２００２−１５１２７２号公報記載のオリゴアニリン誘導体、国際公開第２００４／１０５４４６号記載のオリゴアニリン化合物、国際公開第２００８／０３２６１７号記載のオリゴアニリン化合物、国際公開第２００８／０３２６１６号記載のオリゴアニリン化合物、国際公開第２０１３／０４２６２３号記載のアリールジアミン化合物等が挙げられる。
また、下記式（１３）で表されるアニリン誘導体も好適に使用できる。
Figure 0006601397
式（１３）中、Ｘ1は、−ＮＹ1−、−Ｏ−、−Ｓ−、−(ＣＲ17Ｒ18)L−又は単結合を表すが、ｍ又はｎが０であるときは、−ＮＹ1−を表す。
Ｙ1は、それぞれ独立に、水素原子、Ｚ11で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基若しくは炭素数２〜２０のアルキニル基、又はＺ12で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表す。
炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基の具体例としては、前述したものと同じものが挙げられる。
Ｒ17及びＲ18は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、チオール基、スルホン酸基、カルボン酸基、Ｚ11で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基若しくは炭素数２〜２０のアルキニル基、Ｚ12で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基、又は−ＮＨＹ2、−ＮＹ3Ｙ4、−Ｃ(Ｏ)Ｙ5、−ＯＹ6、−ＳＹ7、−ＳＯ3Ｙ8、−Ｃ(Ｏ)ＯＹ9、−ＯＣ(Ｏ)Ｙ10、−Ｃ(Ｏ)ＮＨＹ11若しくは−Ｃ(Ｏ)ＮＹ12Ｙ13基を表す。
Ｙ2〜Ｙ13は、それぞれ独立に、Ｚ11で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基若しくは炭素数２〜２０のアルキニル基、又はＺ12で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表す。
Ｚ11は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、チオール基、スルホン酸基、カルボン酸基、又はＺ13で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表す。
Ｚ12は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、チオール基、スルホン酸基、カルボン酸基、又はＺ13で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基若しくは炭素数２〜２０のアルキニル基を表す。
Ｚ13は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、チオール基、スルホン酸基、又はカルボン酸基を表す。
Ｒ17、Ｒ18及びＹ2〜Ｙ13の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びヘテロアリール基としては、前記と同様のものが挙げられる。
これらの中でも、Ｒ17及びＲ18としては、水素原子又はＺ11で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、水素原子又はＺ11で置換されていてもよいメチル基がより好ましく、共に水素原子が最適である。
Ｌは、−(ＣＲ17Ｒ18)−で表される基の数を表し、１〜２０の整数であるが、１〜１０が好ましく、１〜５がより好ましく、１〜２がより一層好ましく、１が最適である。なお、Ｌが２以上である場合、複数のＲ17は、互いに同一であっても異なっていてもよく、複数のＲ18も、互いに同一であっても異なっていてもよい。
とりわけ、Ｘ1としては、−ＮＹ1−又は単結合が好ましい。また、Ｙ1としては、水素原子又はＺ11で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、水素原子又はＺ11で置換されていてもよいメチル基がより好ましく、水素原子が最適である。
式（１３）中、Ｒ11〜Ｒ16は、それぞれ独立に、水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、アルデヒド基、ヒドロキシ基、チオール基、スルホン酸基、カルボン酸基、Ｚ11で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基若しくは炭素数２〜２０のアルキニル基、Ｚ12で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基、又は−ＮＨＹ2、−ＮＹ3Ｙ4、−Ｃ(Ｏ)Ｙ5、−ＯＹ6、−ＳＹ7、−ＳＯ3Ｙ8、−Ｃ(Ｏ)ＯＹ9、−ＯＣ(Ｏ)Ｙ10、−Ｃ(Ｏ)ＮＨＹ11若しくは−Ｃ(Ｏ)ＮＹ12Ｙ13を表す（Ｙ2〜Ｙ13は、前記と同じ意味を表す。）。これら、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基及びヘテロアリール基としては、前記と同様のものが挙げられる。
特に、式（１３）において、Ｒ11〜Ｒ14としては、水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、Ｚ11で置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基、又はＺ12で置換されていてもよい炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、水素原子、又はＺ11で置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基がより好ましく、全て水素原子が最適である。
また、Ｒ15及びＲ16としては、水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、Ｚ11で置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基、Ｚ12で置換されていてもよい炭素数６〜１４のアリール基、又はＺ12で置換されていてもよいジフェニルアミノ基（Ｙ3及びＹ4がＺ12で置換されていてもよいフェニル基である−ＮＹ3Ｙ4基）が好ましく、水素原子、又はＺ12で置換されていてもよいジフェニルアミノ基がより好ましく、同時に水素原子又はジフェニルアミノ基がより一層好ましい。
これらの中でも、Ｒ11〜Ｒ14が水素原子、Ｚ11で置換されていてもよい炭素数１〜１０のアルキル基、Ｒ15及びＲ16が水素原子、Ｚ12で置換されていてもよいジフェニルアミノ基、Ｘ1が−ＮＹ1−又は単結合、かつ、Ｙ1が水素原子又はメチル基の組み合わせが好ましく、Ｒ11〜Ｒ14が水素原子、Ｒ15及びＲ16が同時に水素原子又はジフェニルアミノ基、Ｘ1が−ＮＨ−又は単結合の組み合わせがより好ましい。
式（１３）において、ｍ及びｎは、それぞれ独立に、０以上の整数を表し、１≦ｍ＋ｎ≦２０を満たすが、得られる薄膜の電荷輸送性とアニリン誘導体の溶解性とのバランスを考慮すると、２≦ｍ＋ｎ≦８を満たすことが好ましく、２≦ｍ＋ｎ≦６を満たすことがより好ましく、２≦ｍ＋ｎ≦４を満たすことがより一層好ましい。
特に、Ｙ1〜Ｙ13及びＲ11〜Ｒ18において、Ｚ11は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又はＺ13で置換されていてもよい炭素数６〜２０のアリール基が好ましく、Ｚ13で置換されていてもよいフェニル基がより好ましく、存在しないこと（すなわち、非置換であること）が最適である。
Ｚ12は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、又はＺ13で置換されていてもよい炭素数１〜２０のアルキル基が好ましく、Ｚ13で置換されていてもよい炭素数１〜４のアルキル基がより好ましく、存在しないこと（すなわち、非置換であること）が最適である。
Ｚ13は、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、存在しないこと（すなわち、非置換であること）が最適である。
Ｙ1〜Ｙ13及びＲ11〜Ｒ18では、アルキル基、アルケニル基及びアルキニル基の炭素数は、好ましくは１０以下であり、より好ましくは６以下であり、より一層好ましくは４以下である。また、アリール基及びヘテロアリール基の炭素数は、好ましくは１４以下であり、より好ましくは１０以下であり、より一層好ましくは６以下である。
なお、前記アニリン誘導体の合成法としては、特に限定されないが、Bulletin of Chemical Society of Japan, 67, pp. 1749-1752 (1994)、Synthetic Metals, 84, pp. 119-120 (1997)、Thin Solid Films, 520(24), pp. 7157-7163 (2012)、国際公開第２００８／０３２６１７号、国際公開第２００８／０３２６１６号、国際公開第２００８／１２９９４７号、国際公開第２０１３／０８４６６４号等に記載の方法が挙げられる。
式（１３）で表されるアニリン誘導体の具体例として、下記式で表されるものが挙げられるが、これらに限定されない。なお、下記式中、ＤＰＡはジフェニルアミノ基を表し、Ｐｈはフェニル基を表し、ＴＰＡはｐ−(ジフェニルアミノ)フェニル基を表す。
Figure 0006601397
Figure 0006601397
本発明のワニス中の電荷輸送性物質の含有量は、電荷輸送性物質の析出を抑制する観点から、ワニス中０.１〜２０質量％程度が好ましい。また、フッ素原子含有重合体からなる電荷輸送性物質と、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質との使用比率は、得られる有機ＥＬ素子の輝度特性をより高めることを考慮すると、質量比で、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質１に対して、フッ素原子含有重合体からなる電荷輸送性物質を好ましくは０.１〜５程度、より好ましくは０.５〜３程度、より一層好ましくは０.５〜１程度である。
［ドーパント］
本発明の電荷輸送性ワニスは、ドーパントとしてヘテロポリ酸を含む。それゆえ、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からの高正孔受容能のみならず、アルミニウムに代表される金属陽極からの高正孔受容能を示す電荷輸送性に優れた薄膜を得ることができる。
ヘテロポリ酸とは、代表的に式（Ａ１）で示されるKeggin型あるいは式（Ａ２）で示されるDawson型の化学構造で示される、ヘテロ原子が分子の中心に位置する構造を有し、バナジウム（Ｖ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）等のオキソ酸であるイソポリ酸と、異種元素のオキソ酸とが縮合してなるポリ酸である。このような異種元素のオキソ酸としては、主にケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）のオキソ酸が挙げられる。
Figure 0006601397
ヘテロポリ酸の具体例としては、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸、リンタングステン酸、ケイタングステン酸、リンタングストモリブデン酸等が挙げられる。これらは、１種単独で又は２種以上組み合わせて用いてもよい。なお、本発明で用いるヘテロポリ酸は、市販品として入手可能であり、また、公知の方法により合成することもできる。
特に、ドーパントが１種のヘテロポリ酸からなる場合、そのヘテロポリ酸は、リンタングステン酸又はリンモリブデン酸であることが好ましく、リンタングステン酸であることがより好ましい。また、ドーパントが２種以上のヘテロポリ酸からなる場合、その２種以上のヘテロポリ酸のうち少なくとも１つは、リンタングステン酸又はリンモリブデン酸であることが好ましく、リンタングステン酸であることがより好ましい。
なお、ヘテロポリ酸は、元素分析等の定量分析において、一般式で示される構造から元素の数が多いもの又は少ないものであっても、それが市販品として入手したもの、あるいは、公知の合成方法に従って適切に合成したものである限り、本発明において用いることができる。
すなわち、例えば、一般的にリンタングステン酸は化学式Ｈ3(ＰＷ12Ｏ40)・ｎＨ2Ｏで、リンモリブデン酸は化学式Ｈ3(ＰＭｏ12Ｏ40)・ｎＨ2Ｏでそれぞれ表されるが、定量分析において、この式中のＰ（リン）、Ｏ（酸素）又はＷ（タングステン）若しくはＭｏ（モリブデン）の数が多いもの又は少ないものであっても、それが市販品として入手したもの、あるいは公知の合成方法に従って適切に合成したものである限り、本発明において用いることができる。この場合、本発明に規定されるヘテロポリ酸の質量とは、合成物や市販品中における純粋なリンタングステン酸の質量（リンタングステン酸含量）ではなく、市販品として入手可能な形態及び公知の合成法にて単離可能な形態において、水和水やその他の不純物等を含んだ状態での全質量を意味する。
本発明の電荷輸送性ワニスに含まれるヘテロポリ酸は、有機ＥＬ素子に用いた場合に高輝度を与える電荷輸送性薄膜を再現性よく得ることを考慮すると、質量比で、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質１に対して、好ましくは２〜１０程度、より好ましくは２.５〜９.０程度である。
［有機溶媒］
電荷輸送性ワニスを調製する際に用いられる有機溶媒としては、電荷輸送性物質及びドーパントを良好に溶解し得る高溶解性溶媒を用いることができる。
このような高溶解性溶媒としては、例えば、シクロヘキサノン、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、１,３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等の有機溶媒が挙げられるが、これらに限定されない。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上混合して用いることができ、その使用量は、ワニスに使用する全溶媒中５〜１００質量％とすることができる。
なお、電荷輸送性物質及びドーパントは、いずれも前記溶媒に完全に溶解していることが好ましい。
また、本発明においては、ワニスに、２５℃で１０〜２００ｍＰａ・ｓ、特に３５〜１５０ｍＰａ・ｓの粘度を有し、常圧（大気圧）で沸点５０〜３００℃、特に１５０〜２５０℃の高粘度有機溶媒を少なくとも１種含有させることができる。このような溶媒を加えることで、ワニスの粘度の調整が容易になり、平坦性の高い薄膜を再現性よく与える、用いる塗布方法に応じたワニス調製が可能となる。
高粘度有機溶媒としては、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グリシジルエーテル、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、２,３−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が、これらに限定されない。
本発明のワニスに使用する溶媒中の高粘度有機溶媒の添加割合は、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、５〜９０質量％が好ましい。
更に、基板に対する濡れ性の向上、溶媒の表面張力の調整、極性の調整、沸点の調整等の目的で、その他の溶媒を、ワニスに使用する全溶媒中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。
このような溶媒としては、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジアセトンアルコール、γ−ブチロラクトン、エチルラクテート、ｎ−ヘキシルアセテート等が挙げられるが、これらに限定されない。これらの溶媒は、１種単独で又は２種以上混合して用いることができる。
本発明のワニスの粘度は、作製する薄膜の厚み等や固形分濃度に応じて適宜設定されるが、通常、２５℃で１〜５０ｍＰａ・ｓである。また、本発明における電荷輸送性ワニスの固形分濃度は、ワニスの粘度及び表面張力等や、作製する薄膜の厚み等を勘案して適宜設定されるが、通常、０.１〜１０.０質量％程度であり、ワニスの塗布性を向上させることを考慮すると、好ましくは０.５〜５.０質量％、より好ましくは１.０〜３.０質量％である。なお、固形分とは、ワニスの成分のうち、有機溶媒を除いたものをいう。
［電荷輸送性薄膜］
本発明の電荷輸送性ワニスを基材上に塗布して焼成することで、基材上に電荷輸送性薄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、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、インクジェット法、スプレー法、スリットコート法等が挙げられるが、これらに限定されない。塗布方法に応じて、ワニスの粘度及び表面張力を調節することが好ましい。
また、本発明のワニスを用いる場合、焼成雰囲気も特に限定されず、大気雰囲気だけでなく窒素等の不活性ガスや真空中でも、均一な成膜面及び高い電荷輸送性を有する薄膜を得ることができる。
焼成温度は、得られる薄膜の用途、得られる薄膜に付与する電荷輸送性の程度等を勘案して、概ね１００〜２６０℃の範囲内で適宜設定されるが、有機ＥＬ素子の陽極と発光層との間にそれらと接する態様で設けて機能性単一膜（正孔注入輸送層）として用いる場合、１４０〜２５０℃程度が好ましく、１５０〜２３０℃程度がより好ましい。
なお、焼成の際、より高い均一成膜性を発現させたり基材上で反応を進行させたりする目的で、２段階以上の温度変化をつけてもよい。加熱は、例えば、ホットプレートやオーブン等適当な機器を用いて行えばよい。
電荷輸送性薄膜の膜厚は、特に限定されず、有機ＥＬ素子内で用いる場合、５〜２００ｎｍ程度とすることができる。電荷輸送性薄膜を正孔注入輸送層として用いる場合、本発明で用いる２種類の電荷輸送性物質の相分離の程度を高めて有機ＥＬ素子の輝度特性や寿命特性をより高めることを考慮すると、１０〜１００ｎｍが好ましく、２０〜５０ｎｍがより好ましく、２５〜４５ｎｍがより一層好ましい。膜厚を変化させる方法としては、ワニス中の固形分濃度を変化させたり、塗布時の基板上の溶液量を変化させたりする等の方法が挙げられる。
［有機ＥＬ素子］
本発明の電荷輸送性ワニスを用いてＯＬＥＤ素子を作製する場合の使用材料や作製方法としては、以下のようなものが挙げられるが、これらに限定されない。
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予め行って浄化しておくことが好ましく、例えば、陽極基板では使用直前にＵＶ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、表面処理を行わなくともよい。
本発明の電荷輸送性ワニスから得られる薄膜からなる機能性単一膜（正孔注入輸送層）を有するＯＬＥＤ素子の作製方法の例は、以下のとおりである。
陽極基板上に本発明の電荷輸送性ワニスを塗布し、前記の方法により焼成を行い、電極上に機能性単一膜を作製する。これを真空蒸着装置内に導入し、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。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。
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誘導体を用いることもできる。
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。電子輸送材料又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。
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、ＢＣＰ等が挙げられる。
電子注入層を形成する材料としては、酸化リチウム（Li2O）、酸化マグネシウム（MgO）、アルミナ（Al2O3）、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）、Liq、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。
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、特に限定されないが、例えば、以下の方法が挙げられる。
前記ＯＬＥＤ素子作製において、発光層、電子輸送層、電子注入層の真空蒸着操作を行うかわりに発光性高分子層を形成することによって、本発明の電荷輸送性ワニスから得られる薄膜からなる機能性単一膜（正孔注入輸送層）を有するＰＬＥＤ素子を作製することができる。具体的には、陽極基板上に本発明の電荷輸送性ワニスを塗布して前記の方法により機能性単一膜を作製し、その上に発光性高分子層を形成し、更に陰極電極を蒸着してＰＬＥＤ素子とする。
使用する陰極及び陽極材料としては、前記ＯＬＥＤ素子作製時と同様のものが使用でき、同様の洗浄処理、表面処理を行うことができる。
発光性高分子層の形成法としては、発光性高分子材料、又はそれにドーパントを加えた材料に溶媒を加えて溶解するか、均一に分散し、機能性単一膜の上に塗布した後、焼成することにより成膜する方法が挙げられる。
発光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）等のポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等が挙げられる。
溶媒としては、トルエン、キシレン、クロロホルム等が挙げられる。溶解又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が挙げられる。
塗布方法としては、特に限定されないが、インクジェット法、スプレー法、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。なお、塗布は、窒素、アルゴン等の不活性ガス下で行うことが好ましい。
焼成方法としては、不活性ガス下又は真空中、オーブン又はホットプレートで加熱する方法が挙げられる。
本発明の有機ＥＬ素子は、特性悪化を防ぐため、定法に従い、必要に応じて捕水剤等とともに封止してもよい。
合成例、実施例及び比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下に限定されない。なお、使用した装置は以下のとおりである。
（１）1H-NMR：日本電子(株)製、ECX-300
（２）LC/MS：ウォーターズ社製、ZQ 2000
（３）基板洗浄：長州産業(株)製、基板洗浄装置（減圧プラズマ方式）
（４）ワニスの塗布：ミカサ(株)製、スピンコーターMS-A100
（５）膜厚測定：(株)小坂研究所製、微細形状測定機サーフコーダET-4000
（６）重量平均分子量（Ｍｗ）及び数平均分子量（Ｍｎ）測定：(株)島津製作所製（カラム：SHODEX GPC KF-803l＋GPC KF-804L、カラム温度：４０℃、検出器：ＵＶ検出器（２５４ｎｍ）及びＲＩ検出器、溶離液：ＴＨＦ、カラム流速：１.０ｍＬ／ｍｉｎ．）
（７）有機ＥＬ素子の作製：長州産業(株)製、多機能蒸着装置システムC-E2L1G1-N
（８）有機ＥＬ素子の輝度等の測定：(有)テック・ワールド製、I-V-L測定システム
［１］モノマーの合成
［合成例１］化合物１の合成
Figure 0006601397
４,４'−(パーフルオロプロパン−２,２−ジイル)ジアニリン（５ｇ、１５ｍｍｏｌ）及びブロモベンゼン（１１.３ｇ、７２ｍｍｏｌ）のトルエン懸濁液（１００ｍＬ）に、Pd(dba)2（６９０ｍｇ、１.２ｍｍｏｌ）、t-BuONa（８.６５ｇ、９０ｍｍｏｌ）及び[(t-Bu)3PH]BF4（６９６ｍｇ、２.４ｍｍｏｌ）を加え、窒素置換後、１時間加熱還流した。反応終了後、室温まで放冷し、水（１００ｍＬ）を加え、酢酸エチルにより抽出した。有機層を硫酸ナトリウムにより乾燥後、セライトろ過した。ろ液を濃縮し得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー（溶出液：トルエン）で精製し、化合物１を含む留分を濃縮した。得られた粗生成物のトルエン溶液（３０ｍＬ）をメタノール（２５０ｍＬ）に滴下し、析出した固体をろ取して、化合物１を淡黄色固体（収量７.８８ｇ、収率８２％）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 6.97(d, J=9.0Hz, 4H), 7.04-7.14(m, 12H), 7.20-7.31(m, 12H).
LC/MS (ESI+) m/z; 639[M+1]+
［合成例２］化合物２の合成
Figure 0006601397
化合物１（７.７６ｇ、１２.２ｍｍｏｌ）にＤＭＦ（１５５ｍＬ）及びＴＨＦ（４０ｍＬ）を加え、溶液とした後に０℃に冷却し、Ｎ−ブロモスクシンイミド（９.０８ｇ、５１ｍｍｏｌ）を加えた。その後、室温にて１時間攪拌し、０℃に冷却後、水（１００ｍＬ）を滴下した。有機層を酢酸エチルにより抽出し、硫酸ナトリウムで乾燥した後、ろ過し、ろ液を濃縮した。得られた黄色液体のＴＨＦ溶液（４０ｍＬ）を水（４００ｍＬ）に滴下し、室温で１時間攪拌後、析出した固体をろ取し、更にヘキサンで洗浄して、化合物２を無色固体（収量１０.３ｇ、収率８８％）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 6.96-6.99(m, 12H), 7.24(d, J=9.3Hz, 4H), 7.37-7.41(m,8H).
LC/MS (ESI+) m/z; 953[M＋1]+
［合成例３］化合物３の合成
Figure 0006601397
４,４'−(パーフルオロプロパン−２,２−ジイル)ジアニリンのかわりに、３,３'−(パーフルオロプロパン−２,２−ジイル)ビス(６−メチルアニリン)を用いた以外は合成例１と同様の方法で、化合物３を淡黄色固体（収量２５.４ｇ、収率９２％）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 1.98(s, 6H), 6.86-6.93(m, 12H), 7.08-7.19(m,14H).
LC/MS (ESI+) m/z; 667[M+1]+
［合成例４］化合物４の合成
Figure 0006601397
化合物１のかわりに化合物３を用いた以外は合成例２と同様の方法で、化合物４を無色固体（収量２.２３ｇ、収率７６％）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 1.99(s, 6H), 6.71-6.74(m, 8H), 6.99(s, 2H), 7.12-7.21(m, 4H), 7.25-7.30(m,8H).
LC/MS (ESI+) m/z; 983[M+1]+
［合成例５］化合物５の合成
Figure 0006601397
２,７−ジブロモフルオレン（６.４８ｇ、２０ｍｍｏｌ）のジメチルスルホキシド懸濁液（１３０ｍＬ）に、水酸化カリウム（５.６１ｇ、１００ｍｍｏｌ）、ヨウ化カリウム（０.３３ｇ、２ｍｍｏｌ）及びジエチレングリコール２−ブロモエチルメチルエーテル（９.９９ｇ、４４ｍｍｏｌ）を加え、２４時間室温で攪拌した。反応終了後、０℃に冷却し、水（１２０ｍＬ）を加え、塩酸で中和した。有機層を酢酸エチルにより抽出し、硫酸マグネシウムで乾燥後、濃縮し得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー［溶出液：ヘキサン／酢酸エチル（4/1→3/1→2/1(v/v)）］で精製して、化合物５を黄色固体（８.３０ｇ、６７％収率）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 2.33(app t, J=7.8Hz, 4H), 2.78(app t, J=7.8Hz, 4H), 3.19-3.22(m,4H), 3.35(s, 6H), 3.37-3.41(m, 4H), 3.50-3.52(m, 8H), 7.46(dd, J=1.8, 8.4Hz, 2H), 7.51(d, J=8.4Hz, 2H), 7.53(d, J=1.8Hz, 2H).
LC/MS (ESI+) m/z; 634[M+NH4]+
［合成例６］化合物６の合成
Figure 0006601397
化合物５（８.２８ｇ、１３.４ｍｍｏｌ）及びビス(ピナコラート)ジボロン（７.５０ｇ、２９.６ｍｍｏｌ）の１,４−ジオキサン溶液（８２ｍＬ）に、酢酸カリウム（５.２６ｇ、５３.６ｍｍｏｌ）及びPdCl2(dppf)のジクロロメタン付加体（０.４４ｇ、０.５３ｍｍｏｌ）を加え、窒素置換後、１００℃で２時間加熱した。反応終了後、セライトろ過し、ろ液を濃縮し得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー［溶出液：ヘキサン／酢酸エチル（1/1→1/2(v/v)）］で精製して、化合物６を無色固体（７.５５ｇ、７９％収率）として得た。1H-NMR及びLC/MSの測定結果を以下に示す。
1H-NMR (300MHz, CDCl3): δ 1.39(s, 24H), 2.43(app t, J=7.2Hz,4H), 2.68(app t, J=8.1Hz, 4H), 3.16-3.20(m, 4H), 3.33(s, 6H), 3.37-3.40(m, 4H), 3.45-3.56(m, 8H), 7.70(d, J=7.5Hz, 2H), 7.80(d, J=7.5Hz, 2H), 7.84(s, 2H).
LC/MS (ESI+) m/z; 728[M+NH4]+
［２］ポリマーの合成
［合成例７］ポリマー１の合成
Figure 0006601397
化合物２（８０４ｍｇ、０.８４ｍｍｏｌ）及び化合物６（１ｇ、１.４ｍｍｏｌ）のトルエン溶液（１６ｍＬ）に、メチルトリ−ｎ−オクチルアンモニウムクロリド（６７.９ｍｇ、０.１７ｍｍｏｌ）、Pd(PPh3)4（３.９ｍｇ、３.３６μｍｏｌ）及び２ｍｏｌ／Ｌ炭酸ナトリウム水溶液（３.３６ｍＬ、６.７２ｍｍｏｌ）を加え、８０℃で１時間加熱した。反応液にフェニルボロン酸（１０２ｍｇ、０.８４ｍｍｏｌ）を加え、更に８０℃で４時間加熱した。反応終了後、トルエン（５０ｍＬ）を加え、１ｍｏｌ／Ｌ塩酸で有機層を洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。セライトろ過後、有機層を１／４の容量まで濃縮し、メタノール（１６０ｍＬ）に滴下した。室温で３時間攪拌した後、析出した固体をろ取した。この固体をトルエン（１５ｍＬ）に溶解させ、メタノール（１６０ｍＬ）に滴下し、室温で３時間攪拌後、析出した固体をろ取することによりポリマー１を淡緑色固体（１.０３ｇ）として得た。ＧＰＣによるＭｗ及びＭｎの測定結果を以下に示す。
Ｍｗ＝５７,５００
Ｍｎ＝８,５００
Ｍｗ／Ｍｎ＝６.７
［合成例８］ポリマー２の合成
Figure 0006601397
化合物２のかわりに化合物４を用いた以外は合成例７と同様の方法で、ポリマー２を淡黄色固体（０.４７ｇ）として得た。ＧＰＣによるＭｗ及びＭｎの測定結果を以下に示す。
Ｍｗ＝５５,０００
Ｍｎ＝９,３００
Ｍｗ／Ｍｎ＝５.９
［３］電荷輸送性ワニスの調製
［実施例１］電荷輸送性ワニスＡの調製
ポリマー１（６４ｍｇ）、下記式で表されるオリゴアニリン化合物１（１８ｍｇ）及びリンタングステン酸（関東化学(株)製）（８９ｍｇ）の混合物に、窒素循環型グローブボックス内で１,３−ジメチルイミダゾリジノン（２ｇ）を加えて、５０℃で加熱攪拌して、溶解させた。これにシクロヘキサノール（２ｇ）を加えて攪拌し、緑色溶液を得た。この溶液を孔径０.２μｍのシリンジフィルターでろ過して、電荷輸送性ワニスＡを得た。なお、オリゴアニリン化合物１は、国際公開第２０１３／０８４６６４号記載の方法に従って合成した。
Figure 0006601397
［実施例２］電荷輸送性ワニスＢの調製
ポリマー１（８６ｍｇ）、オリゴアニリン化合物１（１４ｍｇ）及びリンタングステン酸（関東化学(株)製）（７２ｍｇ）の混合物に、窒素循環型グローブボックス内で１,３−ジメチルイミダゾリジノン（２ｇ）を加えて、５０℃で加熱攪拌して、溶解させた。これにシクロヘキサノール（２ｇ）を加えて攪拌し、緑色溶液を得た。この溶液を孔径０.２μｍのシリンジフィルターでろ過して、電荷輸送性ワニスＢを得た。
［実施例３］電荷輸送性ワニスＣの調製
ポリマー２（６４ｍｇ）、オリゴアニリン化合物１（１８ｍｇ）及びリンタングステン酸（関東化学(株)製）（８９ｍｇ）の混合物に、窒素循環型グローブボックス内で１,３−ジメチルイミダゾリジノン（２ｇ）を加えて、５０℃で加熱攪拌して、溶解させた。これにシクロヘキサノール（２ｇ）を加えて攪拌し、緑色溶液を得た。この溶液を孔径０.２μｍのシリンジフィルターでろ過して、電荷輸送性ワニスＣを得た。
［比較例１］電荷輸送性ワニスＤの調製
ポリマー１を用いず、オリゴアニリン化合物１及びリンタングステン酸の使用量を、２０ｍｇ及び１００ｍｇとした以外は、実施例１と同様の方法で電荷輸送性ワニスＤを調製した。
［４］有機ＥＬ素子（ＯＬＥＤ素子）の作製及びその特性評価
電気特性を評価する際の基板には、インジウム錫酸化物が表面上に膜厚１５０ｎｍでパターニングされた２５ｍｍ×２５ｍｍ×０.７ｔのガラス基板（以下、ＩＴＯ基板と略す）を用いた。ＩＴＯ基板は、Ｏ2プラズマ洗浄装置（１５０Ｗ、３０秒間）を用いて、表面上の不純物を除去してから使用した。
［実施例４］電荷輸送性ワニスＡを用いたＯＬＥＤ素子の作製
実施例１で得られた電荷輸送性ワニスＡを、スピンコーターを用いてＩＴＯ基板に塗布した後、８０℃で１分間乾燥し、更に２３０℃で１５分間焼成し、ＩＴＯ基板上に３０ｎｍの均一な薄膜を形成した。
次いで、薄膜を形成したＩＴＯ基板に対し、蒸着装置（真空度１.０×１０-5Ｐａ）を用いてトリス(８−キノリノラート)アルミニウム(III)（Ａｌｑ3）、フッ化リチウム、及びアルミニウムの薄膜を順次積層し、ＯＬＥＤ素子を得た。この際、蒸着レートは、Ａｌｑ3及びアルミニウムについては０.２ｎｍ／秒、フッ化リチウムについては０.０２ｎｍ／秒の条件でそれぞれ行い、膜厚は、それぞれ４０ｎｍ、０.５ｎｍ及び１００ｎｍとした。
なお、空気中の酸素、水等の影響による特性劣化を防止するため、ＯＬＥＤ素子は封止基板により封止した後、その特性を評価した。封止は、以下の手順で行った。
酸素濃度２ｐｐｍ以下、露点−８５℃以下の窒素雰囲気中で、有機ＥＬ素子を封止基板の間に収め、封止基板を接着材（ナガセケムテックス(株)製、XNR5516Z-B1）により貼り合わせた。この際、捕水剤（ダイニック(株)製、HD-071010W-40）をＯＬＥＤ素子と共に封止基板内に収めた。貼り合わせた封止基板に対し、ＵＶ光を照射（波長３６５ｎｍ、照射量６,０００ｍＪ／ｃｍ2）した後、８０℃で１時間、アニーリング処理して接着材を硬化させた。
［実施例５］電荷輸送性ワニスＢを用いたＯＬＥＤ素子の作製
電荷輸送性ワニスＡのかわりに実施例２で得られた電荷輸送性ワニスＢを用いた以外は、実施例４と同様の方法でＯＬＥＤ素子を作製した。
［実施例６］電荷輸送性ワニスＣを用いたＯＬＥＤ素子の作製
電荷輸送性ワニスＡのかわりに実施例３で得られた電荷輸送性ワニスＣを用いた以外は、実施例４と同様の方法でＯＬＥＤ素子を作製した。
［比較例２］電荷輸送性ワニスＤを用いたＯＬＥＤ素子の作製
電荷輸送性ワニスＡのかわりに比較例１で得られた電荷輸送性ワニスＤを用いた以外は、実施例４と同様の方法でＯＬＥＤ素子を作製した。
実施例４〜６及び比較例２で得られたＯＬＥＤ素子の電気特性を測定した。駆動電圧５Ｖにおける電流密度、輝度及び電流効率を表１に示す。
Figure 0006601397
表１に示されるように、ポリマー１又は２を含まない電荷輸送性ワニスＤを用いた比較例２では、ポリマー１又は２を含む電荷輸送性ワニスＡ〜Ｃを用いた実施例４〜６と比較して、電流効率が著しく低く、電流密度に対して輝度も低かった。
このように、本発明の電荷輸送性ワニスによって、有機ＥＬ素子に用いた場合に優れた輝度特性を実現し得る薄膜を製造し得ることがわかった。

Claims (12)

  1. 式（１）で表される繰り返し単位を与えるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体と、式（２）で表される繰り返し単位を与えるフルオレン誘導体との縮合重合体であることを特徴とするフッ素原子含有重合体。
    Figure 0006601397
     （式中、Ａは、パーフルオロメタンジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基又はパーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基を表し、
    Ｒ1及びＲ2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基、炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、又は少なくとも１つのエーテル構造を含む炭素数２〜２０のアルキル基を表し（ただし、Ｒ1及びＲ2の少なくとも一方は、前記アルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基及び少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基のいずれかを表す。）、
    Ｒ3〜Ｒ6は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、Ｚ1で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基若しくは炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、又はＺ2で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数６〜２０のアリールオキシ基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシを表し、各Ｒ3〜Ｒ6は、互いに同一であっても異なっていてもよく、
    Ｚ1は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数６〜２０のアリール基、炭素数２〜２０のヘテロアリール基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表し、
    Ｚ2は、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基、又はＺ3で置換されていてもよい、炭素数１〜２０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、炭素数２〜２０のアルキニル基、炭素数１〜２０のアルコキシ基、炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基、炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基、炭素数６〜２０のアリール基若しくは炭素数２〜２０のヘテロアリール基を表し、
    Ｚ3は、ハロゲン原子、ニトロ基又はシアノ基を表し、
    ｍ1及びｍ2は、それぞれ置換基Ｒ5及びＲ6の数を表し、それぞれ独立に、０〜４の整数を表し、
    ｎ1及びｎ2は、それぞれ置換基Ｒ3及びＲ4の数を表し、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。）
  2. 重量平均分子量が、１,０００〜２００,０００である請求項１記載の重合体。
  3. ｍ 1 及びｍ 2 が、ともに０である請求項１又は２記載の重合体。
  4. Ｒ1及びＲ2が、ともにアルコキシ基、アルケニルオキシ基、アルキニルオキシ基、アリールオキシ基、ヘテロアリールオキシ基又は少なくとも１つのエーテル構造を含むアルキル基である請求項１〜３のいずれか１項記載の重合体。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項記載の重合体からなる電荷輸送性物質。
  6. 請求項５記載の電荷輸送性物質、フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質、ヘテロポリ酸からなるドーパント、及び有機溶媒を含む電荷輸送性ワニス。
  7. フッ素原子を含有しない電荷輸送性物質が、アニリン誘導体である請求項６記載の電荷輸送性ワニス。
  8. 請求項６又は７記載の電荷輸送性ワニスを用いて作製される電荷輸送性薄膜。
  9. 請求項８記載の電荷輸送性薄膜を有する電子デバイス。
  10. 請求項８記載の電荷輸送性薄膜を有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  11. 請求項６又は７記載の電荷輸送性ワニスを基材上に塗布し、溶媒を蒸発させることを特徴とする電荷輸送性薄膜の製造方法。
  12. 下記式で表されるフッ素原子含有トリフェニルアミン誘導体。
    Figure 0006601397
     （式中、Ａは、パーフルオロメタンジイル基、パーフルオロエタン−１,２−ジイル基、パーフルオロプロパン−１,３−ジイル基、パーフルオロプロパン−２,２−ジイル基、パーフルオロブタン−１,４−ジイル基、パーフルオロペンタン−１,５−ジイル基又はパーフルオロヘキサン−１,６−ジイル基を表し、Ｈａｌは、それぞれ独立に、ハロゲン原子又は擬ハロゲン基を表す。）
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