JP6642428B2 - 高分子化合物およびそれを用いた発光素子 - Google Patents

高分子化合物およびそれを用いた発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP6642428B2
JP6642428B2 JP2016531329A JP2016531329A JP6642428B2 JP 6642428 B2 JP6642428 B2 JP 6642428B2 JP 2016531329 A JP2016531329 A JP 2016531329A JP 2016531329 A JP2016531329 A JP 2016531329A JP 6642428 B2 JP6642428 B2 JP 6642428B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
substituent
compound
formula
represented
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016531329A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016002646A1 (ja
Inventor
元章 臼井
元章 臼井
大介 福島
大介 福島
田中 慎也
慎也 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of JPWO2016002646A1 publication Critical patent/JPWO2016002646A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6642428B2 publication Critical patent/JP6642428B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/122Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides
    • C08G61/123Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds
    • C08G61/124Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule derived from five- or six-membered heterocyclic compounds, other than imides derived from five-membered heterocyclic compounds with a five-membered ring containing one nitrogen atom in the ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D487/00Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00
    • C07D487/02Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, not provided for by groups C07D451/00 - C07D477/00 in which the condensed system contains two hetero rings
    • C07D487/04Ortho-condensed systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/111Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/10Organic polymers or oligomers
    • H10K85/151Copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/12Copolymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/10Definition of the polymer structure
    • C08G2261/14Side-groups
    • C08G2261/148Side-chains having aromatic units
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/30Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain
    • C08G2261/32Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain
    • C08G2261/324Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed
    • C08G2261/3241Monomer units or repeat units incorporating structural elements in the main chain incorporating heteroaromatic structural elements in the main chain condensed containing one or more nitrogen atoms as the only heteroatom, e.g. carbazole
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G2261/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G2261/90Applications
    • C08G2261/95Use in organic luminescent diodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/15Hole transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/14Carrier transporting layers
    • H10K50/16Electron transporting layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/17Carrier injection layers
    • H10K50/171Electron injection layers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

本発明は、高分子化合物およびそれを用いた発光素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「発光素子」ともいう。)は、発光効率が高く、駆動電圧が低いことから、ディスプレイおよび照明の用途に好適に使用することが可能であり、近年注目されている。この発光素子は、発光層、電荷輸送層等の有機層を備える。高分子化合物を用いることで、インクジェット印刷法に代表される塗布法により有機層を形成することができるため、発光素子の製造に用いる高分子化合物が検討されている。
発光素子の発光層に用いる材料として、例えば、下記式で表されるインドロカルバゾール構成単位と、アリーレン構成単位とを含む高分子化合物が検討されている(特許文献1)。
Figure 0006642428
また、インドロカルバゾール化合物を製造する方法としては、例えば、銅触媒、塩基および溶媒の存在下において、ハロゲン化アリール化合物と第二級アミン化合物とをウルマン反応させる方法(下記式で表される反応方法)が知られている(特許文献2)。インドロカルバゾール化合物は、高分子化合物の原料モノマーや、発光層の有機層に用いる材料として、好適に使用することができる。
Figure 0006642428
米国特許出願公開第2007/0112167号明細書 国際公開第2010/113761号
しかしながら、上記の高分子化合物を用いて製造される発光素子は、その発光効率が必ずしも十分ではない。また、上記の製造方法は、得られるインドロカルバゾール化合物の収率が必ずしも十分ではない。
そこで、本発明は、発光効率に優れる発光素子の製造に有用な高分子化合物を提供することを目的とする。本発明はまた、該高分子化合物の製造に有用な化合物を提供することを目的とする。本発明はさらに、該高分子化合物を含有する組成物および該高分子化合物を用いて得られる発光素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、インドロカルバゾール化合物の製造方法であって、収率に優れる製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]〜[13]を提供する。
[1]下記式(1)で表される構成単位と、下記式(Y)で表される構成単位(式(1)で表される構成単位とは異なる。)とを含む、高分子化合物。
Figure 0006642428
[式中、
、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR、RとR、RとR、RとRは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
およびRは、それぞれ独立に、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Figure 0006642428
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[2]前記式(1)で表される構成単位が、下記式(1−1)で表される構成単位である、[1]に記載の高分子化合物。
Figure 0006642428
[式中、
、R、R、R、R、R、RおよびRは、前記と同じ意味を表す。
、R10、R11、R12、R13、R14、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR10、R10とR11、R12とR13、R13とR14は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[3]前記R、R、RおよびRが、置換基を有していてもよいアルキル基である、[2]に記載の高分子化合物。
[4]前記式(Y)で表される構成単位が、下記式(Y−2)で表される構成単位である、[1]〜[3]のいずれかに記載の高分子化合物。
Figure 0006642428
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
Y1は、−C(RY2)2−で表される基、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基または−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[5]前記式(Y)で示される構成単位が、下記式(Y−5)、(Y−6)または(Y−7)で表される構成単位である、[1]〜[3]のいずれかに記載の高分子化合物。
Figure 0006642428
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
Y4は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[6]更に、下記式(X)で表される構成単位を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の高分子化合物。
Figure 0006642428
[式中、
X1およびaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1およびArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2およびArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
X1、RX2およびRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[7]前記式(1)で表される構成単位の含有量が、高分子化合物に含まれる構成単位の合計含有量に対して、0.1〜50モル%である、[1]〜[6]のいずれかに記載の高分子化合物。
[8]下記式(M−1−2)で表される化合物。
Figure 0006642428
[式中、
、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR、RとR、RとR、RとRは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
、R10、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR10、R10とR11、R12とR13、R13とR14は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
’、R’、R’およびR’は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
C1およびZC2は、それぞれ独立に、下記置換基A群および置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。
<置換基A群>
水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、−O−S(=O)2C1(式中、RC1は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基。
<置換基B群>
−B(ORC2)2(式中、RC2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC2は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する酸素原子と共に環構造を形成していてもよい。)で表される基;
−BF3Q'(式中、Q'は、Li、Na、K、RbまたはCsを表す。)で表される基;
−MgY'(式中、Y'は、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)で表される基;
−ZnY''(式中、Y''は、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)で表される基;および、
−Sn(RC3)3(式中、RC3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC3は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合するスズ原子と共に環構造を形成していてもよい。)で表される基。]
[9][1]〜[7]のいずれかに記載の高分子化合物と、
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤および溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料を含有する組成物。
[10][1]〜[7]のいずれか一項に記載の高分子化合物を用いて得られる発光素子。
[11]ホスフィン配位子を有する遷移金属錯体、塩基および溶媒の存在下において、
下記式(Z)で表される化合物と、下記式(2)で表される化合物とを、アミノ化反応させる工程を含む、
下記式(M−1’)で表される化合物の製造方法。
Figure 0006642428
[式中、Rは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Figure 0006642428
[式中、
、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
15およびR16は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基もしくは1価の複素環基、または、上記置換基A群および置換基B群からなる群から選ばれる基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
とR、RとR15、R15とR、RとR、RとR、RとR16、R16とR、RとRは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子または−O−S(=O)2C1を表す。RC1は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するYは、同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006642428
[式中、R、R、R、R、R、R、R、R、R15、R16およびRは、前記と同じ意味を表す。複数存在するRは、同一でも異なっていてもよい。]
[12]前記式(M−1’)で表される化合物が、下記式(M−1’−1)で表される化合物である、[11]に記載の化合物の製造方法。
Figure 0006642428
[式中、
、R、R、R、R、R、R、R、R15およびR16は、前記と同じ意味を表す。
、R10、R11、R12、R13、R14、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR10、R10とR11、R12とR13、R13とR14は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[13]前記R、R、RおよびRが、置換基を有していてもよいアルキル基である、[12]に記載の化合物の製造方法。
本発明によれば、発光効率に優れる発光素子の製造に有用な高分子化合物を提供することができる。また、本発明によれば、該高分子化合物の製造に有用な化合物を提供することができる。さらに、本発明によれば、該高分子化合物を含有する組成物および該高分子化合物を用いて得られる発光素子を提供することができる。
また、本発明によれば、インドロカルバゾール化合物の製造方法であって、収率に優れる製造方法を提供することができる。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、インドロカルバゾール化合物の製造方法であって、反応速度に優れる製造方法を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合または配位結合を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103〜1×108である重合体を意味する。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
「アルキル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
アルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、および、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられ、例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基、6-エチルオキシヘキシル基が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜50であり、好ましくは3〜30であり、より好ましくは4〜20である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは6〜20であり、より好ましくは6〜10である。
アリール基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「アルコキシ基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜40であり、好ましくは4〜10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、および、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜40であり、好ましくは4〜10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6〜60であり、好ましくは7〜48である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、1-アントラセニルオキシ基、9-アントラセニルオキシ基、1-ピレニルオキシ基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「p価の複素環基」(pは、1以上の整数を表す。)とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。p価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団である「p価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、および、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2〜60であり、好ましくは4〜20である。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、および、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基が挙げられる。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を示す。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基が好ましい。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基およびジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4-メチルフェニル)アミノ基、ビス(4-tert-ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2〜30であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルケニル基およびシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、7-オクテニル基、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖および分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2〜20であり、好ましくは3〜20である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4〜30であり、好ましくは4〜20である。
アルキニル基およびシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、6〜60であり、好ましくは6〜30であり、より好ましくは6〜18である。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、および、これらの基が置換基を有する基が挙げられ、好ましくは式(A-1)〜式(A-20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、RおよびRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表す。複数存在するRおよびRaは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ra同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2〜60であり、好ましくは3〜20であり、より好ましくは4〜15である。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子またはヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基が挙げられ、好ましくは式(AA-1)〜式(AA-34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、RおよびRaは、前記と同じ意味を表す。]
「架橋基」とは、加熱処理、紫外線照射処理、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基であり、好ましくは、式(B-1)-(B-17)のいずれかで表される基である。これらの基は、置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
「置換基」とは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基またはシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋基であってもよい。
<高分子化合物>
本発明の高分子化合物は、式(1)で表される構成単位と、式(Y)で表される構成単位とを含む高分子化合物である。
[式(1)で表される構成単位]
Figure 0006642428
〜Rは、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、更に好ましくは水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
〜Rで表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
およびRは、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、好ましくはアリール基であり、このアリール基は置換基を有していてもよい。
およびRで表されるアリール基としては、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは置換基を有していてもよいフェニル基であり、より好ましくはアルキル基もしくはシクロアルキル基で置換されたフェニル基であり、さらに好ましくはアルキル基で置換されたフェニル基である。
およびRで表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
式(1)で表される構成単位は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、式(1−1)で表される構成単位であることが好ましい。
Figure 0006642428
〜R14は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、更に好ましくは水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
〜R14で表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
、R、RおよびRは、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、更に好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基であり、特に好ましくはアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
、R、RおよびRで表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
式(1)で表される構成単位の合計量は、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計含有量に対して、好ましくは0.1〜50モル%であり、より好ましくは1〜30モル%であり、更に好ましくは2〜15モル%である。
式(1)で表される構成単位としては、例えば、式(1−a)〜式(1−z)、式(1−aa)〜式(1−cc)で表される構成単位が挙げられ、式(1−a)〜式(1−q)で表される構成単位が好ましく、式(1−a)〜式(1−k)で表される構成単位がより好ましく、式(1−a)〜式(1−i)で表される構成単位が更に好ましい。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
式(1)で表される構成単位は、高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
[式(Y)で表される構成単位]
Figure 0006642428
ArY1で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)〜式(A-11)、式(A-13)または式(A-19)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)、式(A-7)、式(A-9)または式(A-19)で表される基であり、特に好ましくは式(A-9)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される2価の複素環基は、より好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-13)、式(AA-15)、式(AA-18)または式(AA-20)で表される基であり、更に好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-18)または式(AA-20)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲、特に好ましい範囲は、それぞれ、前述のArY1で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲、特に好ましい範囲と同様である。
ArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
[式中、RXXは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
XXは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される基が有してもよい置換基は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-1)〜(Y-7)で表される構成単位が挙げられ、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の輝度寿命の観点からは、好ましくは(Y-1)または(Y-2)で表される構成単位であり、電子輸送性の観点からは、好ましくは式(Y-3)または(Y-4)で表される構成単位であり、正孔輸送性の観点からは、好ましくは式(Y-5)〜(Y-7)で表される構成単位である。また、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率の観点からは、好ましくは式(Y-2)または式(Y-5)〜(Y-7)で表される構成単位であり、より好ましくは式(Y-2)で表される構成単位である。
Figure 0006642428
[式中、RY1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
Y1は、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
Y1で表される−C(RY2)2−で表される基、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基および−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基におけるRY2は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、−C(RY2)2−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、双方がアリール基、双方が1価の複素環基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基もしくは1価の複素環基であり、より好ましくは一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。2個存在するRY2は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−で表される基としては、好ましくは式(Y-A1)〜(Y-A5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-A4)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
Y1において、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基もしくはシクロアルキル基、または、一方がアルキル基もしくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基中の4個のRY2は、好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基または置換基を有していてもよいシクロアルキル基である。複数あるRY2は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基は、好ましくは式(Y-B1)〜(Y-B5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-B3)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
[式中、RY2は前記と同じ意味を表す。]
Figure 0006642428
[式中、
Y1は前記と同じ意味を表す。
Y3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Y3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
Y4は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-11)〜(Y-55)で表される構成単位が挙げられる。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1がアリーレン基である構成単位は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計含有量に対して、好ましくは0.5〜80モル%であり、より好ましくは30〜60モル%である。
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1が2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基である構成単位は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の電荷輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計含有量に対して、好ましくは0.5〜30モル%であり、より好ましくは3〜30モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
[その他の構成単位]
本発明の高分子化合物は、正孔輸送性が優れるので、更に、式(X)で表される構成単位を含んでいてもよい。
Figure 0006642428
X1は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは1である。
X2は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは2以下であり、より好ましくは0である。
X1、RX2およびRX3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)または式(A-9)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3で表される2価の複素環基は、より好ましくは式(AA-1)、式(AA-2)または式(AA-7)〜式(AA-26)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1およびArX3は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX2およびArX4で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)〜式(A-11)または式(A-19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2およびArX4で表される2価の複素環基のより好ましい範囲は、ArX1およびArX3で表される2価の複素環基のより好ましい範囲と同じである。
ArX2およびArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、ArX1およびArX3で表されるアリーレン基および2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同じである。
ArX2およびArX4で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、式(Y)のArY1で表される少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基と同じものが挙げられる。
ArX2およびArX4は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX1〜ArX4およびRX1〜RX3で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(X)で表される構成単位としては、好ましくは式(X-1)〜(X-7)で表される構成単位であり、より好ましくは式(X-3)〜(X-7)で表される構成単位であり、更に好ましくは式(X-3)〜(X-6)で表される構成単位である。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、RX4およびRX5は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、1価の複素環基またはシアノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRX4は、同一でも異なっていてもよい。複数存在するRX5は、同一でも異なっていてもよく、隣接するRX5同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
式(X)で表される構成単位は、正孔輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.1〜50モル%であり、より好ましくは1〜30モル%であり、更に好ましくは2〜20モル%である。
式(X)で表される構成単位としては、例えば、式(X1-1)〜(X1-19)で表される構成単位が挙げられ、好ましくは式(X1-6)〜(X1-14)で表される構成単位である。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
本発明の高分子化合物において、式(X)で表される構成単位は、1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。
本発明の高分子化合物としては、例えば、表1に示す高分子化合物P-1およびP-8が挙げられる。ここで、「その他の構成単位」とは、式(1)、式(Y-1)〜式(Y-7)および式(X)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
Figure 0006642428

[表中、p、q、r、s、tおよびuは、各構成単位のモル比率を表す。p+q+r+s+t+u=100であり、かつ、70≦p+q+r+s+t≦100である。その他の構成単位とは、式(1)、式(Y-1)〜式(Y-7)および式(X)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。]
高分子化合物P-1およびP-2における、式(1)、式(Y-1)〜式(Y-7)および式(X)で表される構成単位の例および好ましい範囲は、上述のとおりである。
本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性や輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。この末端基としては、主鎖と共役結合している基が好ましく、炭素−炭素結合を介してアリール基または1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
本発明の高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
<高分子化合物の製造方法>
次に、本発明の高分子化合物の製造方法について説明する。
本発明の高分子化合物は、例えば、式(M−1)で表される化合物と、式(M−2)で表される化合物と、他の化合物(例えば、式(M−3)で表される化合物および/または式(M−4)で表される化合物)を縮合重合させることにより製造することができる。本明細書において、本発明の高分子化合物の製造に使用される化合物を総称して、「原料モノマー」ということがある。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、
1〜R、R、R、ArY1、a1、a2、ArX1〜ArX4およびRX1〜RX3は、前記と同じ意味を表す。
C1〜ZC8は、それぞれ独立に、置換基A群および置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。]
例えば、ZC1、ZC2およびZC5〜ZC8が置換基A群から選ばれる基である場合、ZC3およびZC4は、置換基B群から選ばれる基を選択する。
例えば、ZC1、ZC2およびZC5〜ZC8が置換基B群から選ばれる基である場合、ZC3およびZC4は、置換基A群から選ばれる基を選択する。
<置換基A群>
水素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、−O−S(=O)2C1(式中、RC1は、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基。
<置換基B群>
−B(ORC2)2(式中、RC2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC2は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合する酸素原子と共に環構造を形成していてもよい。)で表される基;
−BF3Q'(式中、Q'は、Li、Na、K、RbまたはCsを表す。)で表される基;
−MgY'(式中、Y'は、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)で表される基;
−ZnY''(式中、Y''は、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。)で表される基;および、
−Sn(RC3)3(式中、RC3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC3は同一でも異なっていてもよく、互いに結合して、それぞれが結合するスズ原子と共に環構造を形成していてもよい。)で表される基。
−B(ORC2)2で表される基としては、下記式で表される基が例示される。
Figure 0006642428
置換基A群から選ばれる基を有する化合物と置換基B群から選ばれる基を有する化合物とは、公知のカップリング反応により縮合重合して、置換基A群から選ばれる基および置換基B群から選ばれる基と結合する炭素原子同士が結合する。そのため、置換基A群から選ばれる基を2個有する化合物と、置換基B群から選ばれる基を2個有する化合物を公知のカップリング反応に供すれば、縮合重合により、これらの化合物の縮合重合体を得ることができる。
縮合重合は、通常、触媒、塩基および溶媒の存在下で行なわれるが、必要に応じて、相間移動触媒を共存させて行ってもよい。
触媒としては、例えば、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート等のパラジウム錯体、ニッケル[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル、[ビス(1,4-シクロオクタジエン)]ニッケル等のニッケル錯体等の遷移金属錯体;これらの遷移金属錯体が、更にトリフェニルホスフィン、トリ-o-トリルホスフィン、トリ-tert-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、ビピリジル等の配位子を有する錯体が挙げられる。触媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
触媒の使用量は、原料モノマーのモル数の合計に対する遷移金属の量として、通常、0.00001〜3モル当量である。
塩基および相間移動触媒としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、リン酸三カリウム等の無機塩基;フッ化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の有機塩基;塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等の相間移動触媒が挙げられる。塩基および相間移動触媒は、それぞれ、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
塩基および相間移動触媒の使用量は、それぞれ、原料モノマーの合計モル数に対して、通常0.001〜100モル当量である。
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等の有機溶媒、水が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
溶媒の使用量は、通常、原料モノマーの合計100重量部に対して、10〜100000重量部である。
縮合重合の反応温度は、通常-100〜200℃である。縮合重合の反応時間は、通常1時間以上である。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独、または組み合わせて行う。高分子化合物の純度が低い場合、例えば、再結晶、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
<化合物>
次に、本発明の高分子化合物の原料モノマーである化合物について説明する。
式(M−1)で表される化合物は、本発明の高分子化合物の原料モノマーとして有用である。
Figure 0006642428
[式中、R〜R、R、R、ZC1およびZC2は、前記と同じ意味を表す。]
式(M−1)で表される化合物は、本発明の高分子化合物の製造に用いた場合に、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率がより優れるので、式(M−1−1)で表される化合物であることが好ましく、式(M−1−2)で表される化合物であることがより好ましい。
Figure 0006642428
[式中、R〜R14、R、R、R、R、ZC1およびZC2は、前記と同じ意味を表す。]
Figure 0006642428
’、R’、R’およびR’は、式(M−1−2)で表される化合物を本発明の高分子化合物の製造に用いた場合に、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基であり、特に好ましくはアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
’、R’、R’およびR’で表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
<化合物の製造方法>
次に、本発明の化合物の製造方法について説明する。
本発明の化合物の製造方法は、ホスフィンを配位子として有する遷移金属錯体、塩基および溶媒の存在下において、式(Z)で表される化合物と、式(2)で表される化合物とを、アミノ化反応させる工程を含む、式(M−1’)で表される化合物の製造方法である。
[式(Z)で表される化合物]
Figure 0006642428
は、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、好ましくはアリール基である。
で表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基である。
式(Z)で表される化合物としては、例えば、式(Z−1)〜(Z−5)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006642428
本発明の製造方において、式(Z)で表される化合物は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[式(2)で表される化合物]
Figure 0006642428
15およびR16は、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくは水素原子またはアルキル基であり、更に好ましくは水素原子である。
15およびR16で表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくはアルキル基である。
は、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、好ましくは臭素原子またはヨウ素原子であり、より好ましくは臭素原子である。
式(2)で表される化合物としては、例えば、式(2−1)〜(2−4)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006642428
本発明の製造方法において、式(2)で表される化合物は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[式(M−1’)で表される化合物]
Figure 0006642428
式(M−1’)で表される化合物は、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、式(M−1’−1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 0006642428
式(M−1’−1)で表される化合物におけるR〜R14、R、R、RおよびRの定義および例は、式(1−1)で表される構成単位におけるR〜R14、R、R、RおよびRの定義および例と同じである。
式(M−1’−1)で表される化合物におけるR、R、RおよびRは、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、置換基を有していてもよいアルキル基であることが好ましい。
式(M−1’)で表される化合物としては、例えば、式(M−1’−1)〜(M−1’−9)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0006642428
[ホスフィン配位子を有する遷移金属錯体]
ホスフィン配位子を有する遷移金属錯体としては、ホスフィン配位子を有するパラジウム錯体、ホスフィン配位子を有するニッケル錯体が挙げられ、本発明の製造方法により得られる化合物の収率がより優れるため、ホスフィン配位子を有するパラジウム錯体であることが好ましい。
ホスフィン配位子を有する遷移金属錯体としては、例えば、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]が挙げられる。
本発明の製造方法で用いられるホスフィン配位子を有する遷移金属錯体は、ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体と、ホスフィン化合物とを別々に反応系中に加えて、反応系内で調製することが好ましい。
ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体としては、例えば、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、塩化パラジウム、酢酸パラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウムが挙げられ、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、ビス(ジベンジリデンアセトン)パラジウム、塩化パラジウムまたは酢酸パラジウムが好ましく、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウムまたは酢酸パラジウムがより好ましい。
ホスフィン化合物としては、例えば、アルキル基(該アルキル基は置換基を有していてもよい)およびアリール基(該アリール基は置換基を有していてもよい)からなる群から選ばれる少なくとも1つの基がリン原子に結合したホスフィン化合物が挙げられ、これらの中でも、3つのアルキル基がリン原子に結合したトリアルキルホスフィン化合物、または、アリールホスフィン化合物が好ましい。
ホスフィン化合物としては、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-tert-ブチルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、ジ-tert-ブチルフェニルホスフィン、トリ-n-ブチルホスフィンが挙げられ、トリ-tert-ブチルホスフィンまたはジ-tert-ブチルフェニルホスフィンが好ましい。
本発明の製造方法で用いられるホスフィン配位子を有する遷移金属錯体を、ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体と、ホスフィン化合物とを別々に反応系中に加えて、反応系内で調製する場合、ホスフィン化合物の使用量は、ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体のモル数の合計に対して、通常0.5〜20モル当量であり、1〜10モル当量であることが好ましく、1〜5モル当量であることがより好ましい。
本発明の製造方法で用いられるホスフィン配位子を有する遷移金属錯体を、ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体と、ホスフィン化合物とを別々に反応系中に加えて、反応系内で調製する場合、ホスフィン配位子を有さない遷移金属錯体の使用量は、式(2)で表される化合物のモル数の合計に対して、0.00001〜3モル当量であることが好ましく、0.00005〜1モル当量であることがより好ましく、0.0001〜0.5モル当量であることが更に好ましい。
本発明の製造方法において、ホスフィン配位子を有する遷移金属錯体は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[塩基]
本発明の製造方法で用いられる塩基としては、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、リン酸カリウム、ナトリウムtert−ブトキシド、リチウムtert−ブトキシド、カリウムtert−ブトキシドが挙げられ、好ましくは、ナトリウムtert−ブトキシドである。
塩基の使用量は、式(2)で表される化合物のモル数の合計に対して、0.1〜30モル当量であることが好ましく、0.5〜20モル当量であることがより好ましく、1〜10モル当量であることが更に好ましい。
本発明の製造方法において、塩基は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[溶媒]
本発明の製造方法で用いられる溶媒は、有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン(o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、および、これらの混合物)、メシチレン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミドが挙げられる。
溶媒の使用量は、式(2)で表される化合物を1重量部としたとき、通常0.1〜100重量部であり、1〜80重量部であることが好ましく、5〜50重量部であることがより好ましい。
本発明の製造方法において、溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[反応温度]
本発明の製造方法において、反応温度は、通常0℃〜200℃であり、50℃〜150℃であることが好ましく、80℃〜130℃であることがより好ましい。
[反応時間]
本発明の製造方法において、反応時間は、通常0.5〜24時間であり、1〜12時間であることが好ましく、1〜8時間であることがより好ましい。
本発明の高分子化合物の原料モノマーである式(M−1−2)で表される化合物は、例えば、下記スキームで製造することができる。
Figure 0006642428
[式中、
C1およびZC2は、前記と同じ意味を表す。
1aおよびY2aは、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子を表す。但し、Y1aはY2aよりも原子番号が大きい原子である。
1bは、置換基B群から選ばれる基を表す。
1aは、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するR1aは、同一でも異なっていてもよい。]
1aおよびY2aの組み合わせは、Y1aがヨウ素原子であり、Y2aが臭素原子の組み合わせが好ましい。
1aは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、より好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基であり、更に好ましくはアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
1aで表される基は置換基を有していてもよい。置換基としては、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基である。
上記スキームにおいて、まず、式(6−1−1)で表される化合物(以下、「化合物(6−1−1)」という。)と所定のハロゲン化合物との鈴木カップリング反応により、式(6−1−2)で表される化合物(以下、「化合物(6−1−2)」という。)が得られる。
上記スキームにおいて、次に、化合物(6−1−2)と所定のアミン化合物とのカップリング反応により、式(6−1−3)で表される化合物(以下、「化合物(6−1−3)」という。)が得られる。
上記スキームにおいて、次に、化合物(6−1−3)をブロモ化反応等の反応に供することにより、炭素原子に直接結合する水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換し、式(6−1−4)で表される化合物(以下、「化合物(6−1−4)」という。)が得られる。化合物(6−1−4)の炭素原子に直接結合するZC1およびZC2は、公知の反応を用いて、置換基B群から選ばれる基に変換することもできる。
<組成物>
本発明の組成物は、本発明の高分子化合物と、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤および溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する。
本発明の高分子化合物および溶媒を含有する組成物(以下、「インク」ということがある。)は、インクジェット印刷法、ノズル印刷法等の印刷法を用いた発光素子の作製に好適である。
インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェット印刷法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりを防止するために、好ましくは25℃において1〜20mPa・sである。
インクに含まれる溶媒は、該インク中の固形分を溶解または均一に分散できる溶媒が好ましい。溶媒としては、例えば、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール、4-メチルアニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、n-ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒;イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
インクにおいて、溶媒の配合量は、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、1000〜100000重量部であり、好ましくは2000〜20000重量部である。
[正孔輸送材料]
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、高分子化合物が好ましく、架橋基を有する高分子化合物がより好ましい。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾールおよびその誘導体;側鎖または主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレンおよびその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、電子受容性部位が結合された化合物でもよい。電子受容性部位としては、例えば、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、トリニトロフルオレノン等が挙げられ、好ましくはフラーレンである。
本発明の組成物において、正孔輸送材料の配合量は、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[電子輸送材料]
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン、および、ジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、および、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本発明の組成物において、電子輸送材料の配合量は、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[正孔注入材料および電子注入材料]
正孔注入材料および電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料および電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン、および、ポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖または側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本発明の組成物において、正孔注入材料および電子注入材料の配合量は、各々、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、1〜400重量部であり、好ましくは5〜150重量部である。
正孔注入材料および電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[イオンドープ]
正孔注入材料または電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは、1×10-5S/cm〜1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。
ドープするイオンは、一種のみでも二種以上でもよい。
[発光材料]
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレンおよびその誘導体、アントラセンおよびその誘導体、ペリレンおよびその誘導体、並びに、イリジウム、白金またはユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、式(X)で表される基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等を含む高分子化合物が挙げられる。
発光材料は、低分子化合物および高分子化合物を含んでいてもよく、好ましくは、三重項発光錯体および高分子化合物を含む。
三重項発光錯体としては、式Ir-1〜Ir-3で表される金属錯体等のイリジウム錯体が好ましい。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、
D1〜RD8およびRD11〜RD20は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基またはハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RD1〜RD8およびRD11〜RD20が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
−AD1---AD2−は、アニオン性の2座配位子を表し、AD1およびAD2は、それぞれ独立に、イリジウム原子と結合する炭素原子、酸素原子または窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。−AD1---AD2−が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
D1は、1、2または3を表し、nD2は、1または2を表す。]
式Ir-1で表される三重項発光錯体において、RD1〜RD8の少なくとも1つは、好ましくは、式(D-A)で表される基である。
Figure 0006642428
[式中、
DA1、mDA2およびmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基または複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2およびArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1、ArDA2およびArDA3が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
DA1、mDA2およびmDA3は、通常10以下の整数であり、好ましくは5以下の整数であり、より好ましくは0または1である。mDA1、mDA2およびmDA3は、同一の整数であることが好ましい。
DAは、好ましくは式(GDA-11)〜(GDA-15)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0006642428
[式中、
*、**および***は、各々、ArDA1、ArDA2、ArDA3との結合を表す。
DAは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は更に置換基を有していてもよい。RDAが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基またはシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基またはシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2およびArDA3は、好ましくは式(ArDA-1)〜(ArDA-3)で表される基である。
Figure 0006642428
[式中、
DAは前記と同じ意味を表す。
DBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RDBが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DAは、好ましくは式(TDA-1)〜(TDA-3)で表される基である。
Figure 0006642428
[式中、RDAおよびRDBは前記と同じ意味を表す。]
式Ir-2において、好ましくはRD11〜RD20の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-3において、好ましくはRD1〜RD8およびRD11〜RD20の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式(D-A)で表される基は、好ましくは式(D-A1)〜(D-A3)で表される基である。
Figure 0006642428
[式中、
p1、Rp2およびRp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基またはハロゲン原子を表す。Rp1およびRp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0〜5の整数を表し、np2は0〜3の整数を表し、np3は0または1を表す。複数あるnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
np1は、好ましくは0または1であり、より好ましくは1である。np2は、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。np3は好ましくは0である。
p1、Rp2およびRp3は、好ましくはアルキル基またはシクロアルキル基である。
−AD1---AD2−で表されるアニオン性の2座配位子としては、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。
Figure 0006642428
[式中、*は、Irと結合する部位を表す。]
式Ir-1で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-11〜Ir-13で表される金属錯体である。式Ir-2で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-21で表される金属錯体である。式Ir-3で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-31〜Ir-33で表される金属錯体である。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
[式中、Dは、式(D-A)で表される基を表す。nD2は、1または2を表す。]
三重項発光錯体としては、例えば、以下に示す金属錯体が挙げられる。
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
Figure 0006642428
本発明の組成物において、発光材料の含有量は、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、0.1〜400重量部である。
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、本発明の高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光および電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
本発明の組成物において、酸化防止剤の配合量は、本発明の高分子化合物100重量部に対して、通常、0.001〜10重量部である。
酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<膜>
膜は、本発明の高分子化合物を含有する。
膜には、本発明の高分子化合物を架橋により溶媒に対して不溶化させた、不溶化膜も含まれる。不溶化膜は、本発明の高分子化合物を加熱、光照射等の外部刺激により架橋させて得られる膜である。不溶化膜は、溶媒に実質的に不溶であるため、発光素子の積層化に好適に使用することができる。
膜を架橋させるための加熱の温度は、通常、25〜300℃であり、発光効率が良好になるので、好ましくは50〜250℃であり、より好ましくは150〜200℃である。
膜を架橋させるための光照射に用いられる光の種類は、例えば、紫外光、近紫外光、可視光である。
膜は、発光素子における発光層として好適である。
膜は、インクを用いて、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法、キャピラリ−コート法、ノズルコート法により作製することができる。
膜の厚さは、通常、1nm〜10μmである。
<発光素子>
本発明の発光素子は、本発明の高分子化合物を用いて得られる有機エレクトロルミネッセンス等の発光素子である。該発光素子は、本発明の高分子化合物が架橋基を有する場合、例えば、本発明の高分子化合物を含む発光素子、本発明の高分子化合物が分子内、分子間、または、それらの両方で架橋した発光素子であり、本発明の高分子化合物が架橋基を有しない場合、例えば、本発明の高分子化合物を含む発光素子である。
本発明の発光素子の構成としては、例えば、陽極および陰極からなる電極と、該電極間に設けられた本発明の高分子化合物を用いて得られる層とを有する。
[層構成]
本発明の高分子化合物を用いて得られる層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層であり、好ましくは、発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含む。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を、上述した溶媒に溶解させ、インクを調製して用い、上述した膜の作製と同じ方法を用いて形成することができる。
発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を有する。本発明の発光素子は、正孔注入性および正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層および正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性および電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層および電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層、および、電子注入層の材料としては、本発明の高分子化合物の他、各々、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、正孔注入材料、および、電子注入材料が挙げられる。
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料、および、発光層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、電子輸送層、および、発光層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
本発明の発光素子において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、溶液または溶融状態からの成膜による方法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、溶液または溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。
積層する層の順番、数、および、厚さは、発光効率および素子寿命を勘案して調整すればよい。
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明または半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイトおよびグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、例えば、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。
陽極および陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
[用途]
発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。パターン状の発光を得るためには、面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極もしくは陰極、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字、文字等を表示できるセグメントタイプの表示装置が得られる。ドットマトリックス表示装置とするためには、陽極と陰極を共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子化合物を塗り分ける方法、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス表示装置は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動も可能である。これらの表示装置は、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができる。面状の発光素子は、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、または、面状の照明用光源として好適に用いることができる。フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源、および、表示装置としても使用できる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例において、高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)およびポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)(島津製作所製、商品名:LC-10Avp)により求めた。なお、SECの測定条件は、次のとおりである。
[測定条件]
測定する高分子化合物を約0.05重量%の濃度でTHFに溶解させ、SECに10μL注入した。SECの移動相としてTHFを用い、2.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV-VIS検出器(島津製作所製、商品名:SPD-10Avp)を用いた。
液体クロマトグラフ質量分析(LC-MS)は、下記の方法で行った。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルムまたはTHFに溶解させ、LC-MS(アジレントテクノロジー製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC-MSの移動相には、アセトニトリルおよびTHFの比率を変化させながら用い、0.2mL/分の流量で流した。カラムは、L-column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
NMRの測定は、下記の方法で行った。
5〜10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl3)、重テトラヒドロフラン(THF-d8)、重塩化メチレン(CD2Cl2)または重ジメチルスルホキシド((CD3)2SO)に溶解させ、NMR装置(Agilent製、商品名:INOVA300)を用いて測定した。
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)面積百分率の値を用いた。この値は、特に記載がない限り、HPLC(島津製作所製、商品名:LC-20A)での254nmにおける値とする。この際、測定する化合物は、0.01〜0.2重量%の濃度になるようにTHFまたはクロロホルムに溶解させ、HPLCに、濃度に応じて1〜10μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリルおよびTHFを用い、1mL/分の流速で、アセトニトリル/THF=100/0〜0/100(容積比)のグラジエント分析で流した。カラムは、Kaseisorb LC ODS 2000(東京化成工業製)または同等の性能を有するODSカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器(島津製作所製、商品名:SPD-M20A)を用いた。
<合成例1> 化合物2の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、化合物1(22.0g)、2−ブロモフェニルボロン酸(19.1g)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(2.43g)およびテトラヒドロフラン(440mL)を加え、45℃に加熱した。その後、そこへ、炭酸銀(47.2g)を加え、3時間還流させた。得られた反応液を室温まで冷却した後、水およびトルエンを加え、室温で撹拌した。その後、水層を分離し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層に硫酸ナトリウムを加えた後、ろ過し、濃縮することで粗生成物を得た。その後、そこへ、トルエンおよび活性炭を加え、70℃で1時間撹拌した。その後、セライトをプレコートしたろ過器によりろ過した。得られた残渣をトルエンで複数回洗浄した。得られた洗浄液を濃縮した後、トルエンを用いて再結晶することにより、白色固体として化合物2を17.9g(収率74%、純度98.9%)得た。
H−NMR(DMSO−d、300MHz):δ(ppm)=7.43(4H、t)、7.49(2H、t)、7.71(2H、d)、7.76(2H、d).
<実施例1> 化合物3の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、2,6−ジメチル−4−n−ブチルアニリン(3.8g)、ナトリウムtert−ブトキシド(4.9g)およびtert−ブタノール(3.3ml)を加えた。その後、そこへ、トルエン(30mL)を加え、105℃まで昇温した後、105℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.40g)およびジ−tert−ブチルフェニルホスフィン(0.39g)を加え、次いで、化合物2(4.8g)およびトルエン(80mL)を加えた後、105℃で2.5時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、水およびトルエンを加え、室温で撹拌した。有機層をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で分析した結果、目的物である化合物3が95%の収率で生成していた。その後、水層を分離し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層に硫酸マグネシウムを加えた後、ろ過し、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をヘプタンで複数回洗浄した後、トルエンを用いて再結晶することにより、白色固体として化合物3を3.8g(収率77%、純度99.6%)得た。
LC−MS(APCI、positive):[M+H]577
H−NMR(THF−d、300MHz):δ(ppm)=1.12(6H、m)、1.57(4H、m)、1.82(4H、m)、1.95(12H、s)、2.80(4H、t)、6.92(2H、d)、7.17(2H、t)、7.25(4H、s)、7.35(2H、t)、7.73(2H、s)、8.20(4H、d).
<実施例2> 化合物4の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内をアルゴンガス雰囲気とした後、化合物3(3.7g)、クロロホルム(700mL)およびピリジン(2.0g)を加え、室温で30分間撹拌した。その後、反応容器全体を遮光し、ベンジルトリメチルアンモニウムブロミド(5.04g)を加え、室温で5時間撹拌した。その後、そこへ、水を加え、次いで、飽和亜硫酸ナトリウム水溶液を臭素の色が消えるまで加えた。その後、そこへ、クロロホルムを加え、室温で攪拌した。その後、水層を分離し、有機層を水で1回、飽和塩化ナトリウム水溶液で1回洗浄した。得られた洗浄液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた組成物を、クロロホルムを用いて再結晶することにより、微黄色固体として化合物4を0.5g(収率18%、純度99.3%)得た。
LC−MS(APCI、positive):[M+H]733
H−NMR(THF−d、300MHz):δ(ppm)=0.95(6H、m)、1.55(4H、m)、1.85(4H、m)、1.93(12H、s)、2.79(4H、t)、6.88(2H、d)、7.27(4H、s)、7.50(2H、d)、7.79(2H、s)、8.46(2H、s).
<合成例2> 化合物6の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、「Tetrahedron 68 (2012) 9788_9794」に記載の方法に従って合成した化合物5(11.2g)およびテトラヒドロフラン(250mL)を加え、0℃に冷却した。その後、そこへ、水素化ナトリウム(2.6g)を加え、0℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、2−エチルヘキシルブロミド(20.7g)を滴下し、発熱がおさまった後に50℃まで昇温し、50℃で24時間撹拌した。得られた反応液を0℃まで冷却し、塩酸水(1mol/L)を加え、0℃で30分間撹拌した。その後、セライトをプレコートしたろ過器によりろ過した。得られたろ液と、得られた残渣をトルエンで洗浄した洗浄液とを合一した後、水層を分離し、得られた有機層を水で洗浄した。得られた有機層を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をイソプロパノールで洗浄した後、イソプロパノールおよびトルエンの混合溶媒を用いて再結晶することにより、白色固体として化合物6を6.9g得た。
LC−MS(APCI、positive):[M+H]637
<実施例3> 高分子化合物1の合成
Figure 0006642428
化合物7は、特開2011−174061号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物8は、特開2006−257094号公報に記載の方法に従って合成した。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物7(1.0811g)、化合物8(0.7666g)、化合物4(0.1111g)、ジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.3mg)およびトルエン(40mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)その後、そこに、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(5mL)を滴下し、5時間還流させた。
(工程3)その後、そこに、フェニルボロン酸(36.6mg)およびジクロロビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.3mg)を加え、14時間還流させた。
(工程4)その後、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、反応液を、水で2回、3重量%酢酸水溶液で2回、水で2回洗浄し、得られた溶液をメタノールに滴下した。得られた沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムの順番で通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物1を1.12g得た。高分子化合物1のMnは1.1×10であり、Mwは2.7×10であった。
高分子化合物1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物7から誘導される構成単位と、化合物8から誘導される構成単位と、化合物4から誘導される構成単位とが、50:45:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
<比較例1> 高分子化合物2の合成
高分子化合物1の合成における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物7(1.0811g)、化合物8(0.7666g)、化合物6(0.0976g)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.3mg)およびトルエン(40ml)を加え、105℃に加熱した。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物2を1.09g得た。高分子化合物2のMnは1.0×10であり、Mwは2.8×10であった。
高分子化合物2は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物7から誘導される構成単位と、化合物8から誘導される構成単位と、化合物6から誘導される構成単位とが、50:45:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
<合成例3> 高分子化合物3の合成
Figure 0006642428
化合物9は、特開2011−174062号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物10は、特表2007−512249号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物11は、特開2008−106241号公報に記載の方法に従って合成した。
高分子化合物1の合成における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物9(2.7027g)、化合物8(0.2459g)、化合物10(1.6509g)、化合物11(0.2409g)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.1mg)およびトルエン(62ml)を混合し、105℃に加熱した。」とし、
高分子化合物1の合成における(工程2)を、「その後、そこに、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)を滴下し、4.5時間還流させた。」とし、
高分子化合物1の合成における(工程3)を、「その後、そこに、フェニルボロン酸(36.6mg)およびジクロロビス(トリフェニルホスフィン)」パラジウム(2.1mg)を加え、14間還流させた。」とする以外は、高分子化合物1の合成と同様にすることで、高分子化合物3を3.12g得た。高分子化合物3のMnは7.8×104であり、Mwは2.6×105であった。
高分子化合物3は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物9から誘導される構成単位と、化合物8から誘導される構成単位と、化合物10から誘導される構成単位と、化合物11から誘導される構成単位とが、50:12.5:30:7.5のモル比で構成されてなる共重合体である。
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚さでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、ポリチオフェン・スルホン酸系の正孔注入剤(商品名:AQ−1200、Plectronics社製)をスピンコート法により35nmの厚さで成膜し、大気雰囲気下において、ホットプレート上で170℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
キシレンに高分子化合物3を0.7重量%の濃度で溶解させ、キシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上にスピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱することにより正孔輸送層を形成した。
キシレンに高分子化合物1を1.2重量%の濃度で溶解させ、キシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いて、正孔輸送層の上にスピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、150℃、10分間加熱させることにより発光層を形成した。
発光層が形成された基板を蒸着機内に置いて、1.0×10−4Pa以下に減圧した後、陰極として、発光層の上にフッ化ナトリウムを約4nm、次いで、その上にアルミニウムを約80nm蒸着した。その後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子D1を作製した。
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測され、1000cd/mにおける発光効率は4.3cd/A、発光スペクトルピーク波長は450nm、CIE色度座標(x,y)=(0.16,0.12)であった。
<比較例CD1> 発光素子CD1の作製と評価
実施例D1における高分子化合物1に代えて、高分子化合物2を用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子CD1を作製した。
発光素子CD1に電圧を印加することによりEL発光が観測され、1000cd/mにおける発光効率は3.8cd/A、発光スペクトルピーク波長は455nm、CIE色度座標(x,y)=(0.15,0.13)であった。
発光素子D1と、発光素子CD1との比較から、本発明の高分子化合物を用いて製造される発光素子の発光効率が優れていることが示された。
<実施例4> 化合物12の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、4−n−ブチルアニリン(0.9g)、ナトリウムtert−ブトキシド(1.5g)およびtert−ブタノール(1.0ml)を加えた。その後、そこへ、トルエン(7mL)を加え、105℃まで昇温した後、105℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(0.12g)およびジ−tert−ブチルフェニルホスフィン(0.11g)を加え、次いで、化合物2(1.4g)およびトルエン(28mL)を加えた後、105℃で1.5時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、水およびトルエンを加え、室温で撹拌した。有機層をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で分析した結果、目的物である化合物12が97%の収率で生成していた。その後、水層を分離し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層に硫酸マグネシウムを加えた後、ろ過し、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をヘプタンで複数回洗浄した後、トルエンを用いて再結晶することにより、白色固体として化合物12を1.0g(収率75%、純度99.3%)得た。
H−NMR(THF−d、300MHz):δ(ppm)=1.08(6H、m)、1.57(4H、m)、1.85(4H、m)、2.85(4H、t)、7.21(2H、m)、7.40(4H、m)、7.58(4H、d)、7.67(4H、d)、8.19(4H、m).
<比較例2> 化合物14の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、「特開2011−216484号公報」に記載の方法に従って合成した化合物13(0.6g)、2,6−ジメチル−4−n−ブチルヨードベンゼン(2.1g)、銅(1.3g)、炭酸カリウム(1.4g)およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(16ml)を加え、180℃で28時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、水およびトルエンを加え、室温で撹拌した。有機層をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で分析した結果、目的物である化合物14は検出されなかった。
<比較例3> 化合物15の合成
Figure 0006642428
撹拌器を備えた反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、「特開2011−216484号公報」に記載の方法に従って合成した化合物13(0.8g)、4−n−ブチルヨードベンゼン(2.3g)、銅(1.5g)、炭酸カリウム(1.6g)およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル(19ml)を加え、180℃で31時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、水およびトルエンを加え、室温で撹拌した。得られた有機層をHPLC(高速液体クロマトグラフィー)で分析した結果、目的物である化合物15が85%の収率で生成していた。その後、水層を分離し、有機層を飽和塩化ナトリウム水溶液で洗浄した。得られた有機層に硫酸マグネシウムを加えた後、ろ過し、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物をヘプタンで複数回洗浄した後、トルエンを用いて再結晶することにより、白色固体として化合物15を0.6g(収率35%、純度95.8%)得た。
H−NMR(THF−d、300MHz):δ(ppm)=1.08(6H、m)、1.57(4H、m)、1.85(4H、m)、2.85(4H、t)、7.21(2H、m)、7.40(4H、m)、7.58(4H、d)、7.67(4H、d)、8.19(4H、m).
Figure 0006642428
実施例1および実施例4と、比較例2および比較例3との比較から、本発明の製造方法は、収率に優れる製造方法であることが示された。
本発明によれば、発光効率に優れる発光素子の製造に有用な高分子化合物を提供することができる。また、本発明によれば、該高分子化合物の製造に有用な化合物を提供することができる。さらに、本発明によれば、該高分子化合物を含有する組成物および該高分子化合物を用いて得られる発光素子を提供することができる。
また、本発明によれば、インドロカルバゾール化合物の製造方法であって、収率に優れる製造方法を提供することができる。さらに、本発明の好ましい実施形態によれば、インドロカルバゾール化合物の製造方法であって、反応速度に優れる製造方法を提供することができる。

Claims (7)

  1. 下記式(1−1)で表される構成単位と、下記式(Y)で表される構成単位とを含む、高分子化合物。
    Figure 0006642428
    [式中、
    、R、R、R、R、R、RおよびRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR、RとR、RとR、RとRは、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
    、R10、R11、R12、R13およびR14は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RとR10、R10とR11、R12とR13、R13とR14は、それぞれ結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
    、R、RおよびRは、置換基を有していてもよいアルキル基を表す。]
    Figure 0006642428
    [式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
  2. 前記式(Y)で表される構成単位が、下記式(Y−2)で表される構成単位である、請求項1に記載の高分子化合物。
    Figure 0006642428
    [式中、
    Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
    Y1は、−C(RY2)2−で表される基、−C(RY2)=C(RY2)−で表される基または−C(RY2)2−C(RY2)2−で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
  3. 前記式(Y)で示される構成単位が、下記式(Y−5)、(Y−6)または(Y−7)で表される構成単位である、請求項1に記載の高分子化合物。
    Figure 0006642428
    [式中、
    Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は同一でも異なっていてもよく、隣接するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
    Y4は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
  4. 更に、下記式(X)で表される構成単位を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高分子化合物。
    Figure 0006642428
    [式中、
    X1およびaX2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
    ArX1およびArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基または2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    ArX2およびArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、または、少なくとも1種のアリーレン基と少なくとも1種の2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    X1、RX2およびRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基または1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
  5. 前記式(1−1)で表される構成単位の含有量が、高分子化合物に含まれる構成単位の合計含有量に対して、0.1〜50モル%である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  6. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の高分子化合物と、
    正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤および溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料を含有する組成物。
  7. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の高分子化合物を用いて得られる発光素子。
JP2016531329A 2014-07-03 2015-06-26 高分子化合物およびそれを用いた発光素子 Active JP6642428B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014137464 2014-07-03
JP2014137464 2014-07-03
PCT/JP2015/068464 WO2016002646A1 (ja) 2014-07-03 2015-06-26 高分子化合物およびそれを用いた発光素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016002646A1 JPWO2016002646A1 (ja) 2017-04-27
JP6642428B2 true JP6642428B2 (ja) 2020-02-05

Family

ID=55019185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016531329A Active JP6642428B2 (ja) 2014-07-03 2015-06-26 高分子化合物およびそれを用いた発光素子

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10370484B2 (ja)
EP (1) EP3165550A4 (ja)
JP (1) JP6642428B2 (ja)
KR (1) KR20170026515A (ja)
CN (1) CN106661207B (ja)
WO (1) WO2016002646A1 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017131074A1 (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 住友化学株式会社 組成物およびそれを用いた有機薄膜トランジスタ
WO2017154882A1 (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 住友化学株式会社 発光素子
US10153445B2 (en) * 2016-11-21 2018-12-11 Universal Display Corporation Organic electroluminescent materials and devices
TW201946309A (zh) * 2018-03-23 2019-12-01 日商日鐵化學材料股份有限公司 有機電致發光元件用聚合物及有機電致發光元件

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10304819A1 (de) * 2003-02-06 2004-08-19 Covion Organic Semiconductors Gmbh Carbazol-enthaltende konjugierte Polymere und Blends, deren Darstellung und Verwendung
US7829727B2 (en) 2005-11-16 2010-11-09 Xerox Corporation Device containing compound having indolocarbazole moiety and divalent linkage
KR101030010B1 (ko) 2004-09-18 2011-04-20 삼성모바일디스플레이주식회사 청색 발광 고분자 및 이를 채용한 유기 전계 발광 소자
US8217181B2 (en) 2004-12-30 2012-07-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dihalogen indolocarbazole monomers and poly (indolocarbazoles)
JP2007019294A (ja) 2005-07-08 2007-01-25 Konica Minolta Holdings Inc 有機半導体材料、有機半導体膜、有機半導体素子及び有機薄膜トランジスタ
KR101430529B1 (ko) * 2006-08-28 2014-08-18 도소 가부시키가이샤 헤테로아센 유도체, 테트라할로터페닐 유도체, 및 그것들의제조방법
JP2009224216A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Nippon Steel Chem Co Ltd インドロカルバゾール重合物を含有する電子デバイス用導電性材料
US9299947B2 (en) 2009-03-31 2016-03-29 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Organic electroluminescent device having an electron- and /or exciton-blocking layer comprising an indolocarbazole compound
JP5457907B2 (ja) 2009-08-31 2014-04-02 ユー・ディー・シー アイルランド リミテッド 有機電界発光素子
KR101758865B1 (ko) 2009-12-28 2017-07-17 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자
US8617724B2 (en) * 2010-01-28 2013-12-31 Sumitomo Chemical Company, Limited Polymer compound and light emitting device using the same
KR101182444B1 (ko) 2010-04-01 2012-09-12 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 소자
JP2012056880A (ja) 2010-09-08 2012-03-22 Idemitsu Kosan Co Ltd インドロカルバゾール化合物、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、及びそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子
DE102011104745A1 (de) 2011-06-17 2012-12-20 Merck Patent Gmbh Materialien für organische Elektrolumineszenzvorrichtungen

Also Published As

Publication number Publication date
CN106661207A (zh) 2017-05-10
CN106661207B (zh) 2019-10-15
EP3165550A1 (en) 2017-05-10
JPWO2016002646A1 (ja) 2017-04-27
US10370484B2 (en) 2019-08-06
KR20170026515A (ko) 2017-03-08
WO2016002646A1 (ja) 2016-01-07
EP3165550A4 (en) 2018-04-25
US20170137566A1 (en) 2017-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102526389B1 (ko) 고분자 화합물 및 그것을 사용한 발광 소자
JP6500891B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6652061B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6724924B2 (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP6323093B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6303658B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6663114B2 (ja) 組成物およびそれを用いた発光素子
JP2017183724A (ja) 発光素子
JP6642428B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP2015021012A (ja) 組成物およびそれを用いた発光素子
JP2017125087A (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP6332557B2 (ja) 発光素子の駆動方法および発光装置
JP6468928B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP7194072B2 (ja) 発光素子
WO2018062277A1 (ja) 発光素子
JP2015174824A (ja) 金属錯体およびそれを用いた発光素子
JP6631508B2 (ja) 金属錯体およびそれを用いた発光素子
JP6851189B2 (ja) 発光素子及び金属錯体
JP7215957B2 (ja) ブロック共重合体及び組成物、並びにそれらを用いた発光素子
JP7282078B2 (ja) ブロック共重合体及びそれを用いた発光素子
JP6707909B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6417785B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP2016064998A (ja) 金属錯体およびそれを用いた発光素子
JP7354557B2 (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP6327019B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190402

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190910

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190913

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20191203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20191216

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6642428

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350