JP6724924B2 - 高分子化合物及びそれを用いた発光素子 - Google Patents
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Description
[1]
式(1A)又は式(1B)で表される構成単位と、式(2A)又は式(2B)で表される構成単位とを含む、高分子化合物。
RAm及びRBm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、アリール基又は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。RBm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。
Ar1m、Ar2m、Ar3m、Ar4m及びAr5mは、それぞれ独立に、アリーレン基又は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。Ar1mとRAmは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar2mとRBmは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3mとAr5mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4mとAr5mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3mとAr4mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4m及びAr5m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。
ArMは、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArM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。
m1、m3及びm6は、それぞれ独立に、1〜4の整数を表す。
m2及びm5は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
m4は、0〜4の整数を表す。
m2、m3、m4及びm5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。
LMは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。LM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。
XMは、式(XL−9)、式(XL−10)、式(XL−11)、式(XL−12)、式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XM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。]
RAn及びRBn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、アリール基又は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。RBn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。
Ar1n、Ar2n、Ar3n、Ar4n、Ar5n及びArLnは、それぞれ独立に、アリーレン基又は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。Ar1nとRAnは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar2nとRBnは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3nとAr5nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4nとAr5nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3nとAr5nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4n、Ar5n及びArLn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。
ArNは、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArN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。
n1、n3及びn6は、それぞれ独立に、1〜4の整数を表す。
n2及びn5は、それぞれ独立に、1又は2を表す。
n4及びLnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
LNは、アルキレン基、シクロアルキレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は前記と同じ意味を表す。LN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。
XNは、式(XL−1)、式(XL−2)、式(XL−3)、式(XL−4)、式(XL−5)、式(XL−6)、式(XL−7)、式(XL−8)、式(XL−14)又は式(XL−15)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XN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。]
nXLは、0〜5の整数を表す。nXL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。
RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。RXL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。
*は、前記と同じ意味を表す。]
[2]
式(1A)で表される構成単位と、式(2A)で表される構成単位とを含む、[1]記載の高分子化合物。
[3]
XMが、置換基を有していてもよい式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基である、[1]又は[2]記載の高分子化合物。
[4]
−(LM)m2−XMが、式(A)で表される基である、[1]〜[3]のいずれか一項記載の高分子化合物。
環R1A及び環R2Aは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環又は複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。
nAは、0〜3の整数を表す。
LAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−N(R’’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。LA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。
Q1は、置換基を有していてもよい式(XL−16)で表される架橋基を表す。
]
[5]
XNが、置換基を有していてもよい式(XL−1)で表される架橋基を含む1価の基である、[1]〜[4]のいずれか一項記載の高分子化合物。
[6]
更に、式(X)で表される構成単位を含む、[1]〜[5]のいずれか一項記載の高分子化合物。
a1及びa2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は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及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、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。ArX2及びArX4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。
RX1、RX2及び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、アリール基又は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。RX2及びRX3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。]
[7]
更に、式(Y)で表される構成単位を含む、[1]〜[6]のいずれか一項記載の高分子化合物。
[8]
式(Y)で表される構成単位が、式(Y−1)で表される構成単位、又は、式(Y−2)で表される構成単位である、[7]記載の高分子化合物。
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、アリール基又は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。
XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−又は−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、アリール基又は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。]
[9]
高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、XMとXNの合計量が10モル%以上である、[1]〜[8]のいずれか一項記載の高分子化合物。
[10]
[1]〜[9]のいずれか一項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、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物。
[11]
[1]〜[9]のいずれか一項記載の高分子化合物の架橋体を含む発光素子。
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。
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、2-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、及び、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、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、及び、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、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、及び、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、及び、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。
「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、及び、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、及び、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。
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及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。
「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。
アルケニル基及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-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「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。
アルキニル基及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、及び、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、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、及び、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。
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又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。
本発明の高分子化合物は、式(1A)又は式(1B)で表される構成単位と、式(2A)又は式(2B)で表される構成単位とを含む、高分子化合物である。
m2は、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくは1又は2であり、更に好ましくは1である。
m5は、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくは1である。
m6は、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは1又は2であり、更に好ましくは1である。
n2は、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくは1である。
Lnは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1であり、更に好ましくは0である。
n5は、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくは1である。
n6は、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは1〜3の整数であり、より好ましくは1又は2であり、更に好ましくは1である。
好ましい。
本発明の高分子化合物は、正孔輸送性がより優れるので、更に、式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。なお、式(X)で表される構成単位は、式(1A)、式(1B)、式(2A)又は式(2B)で表される構成単位とは異なり、通常、非架橋性の構成単位である。
RY1は、前記と同じ意味を表す。
XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−又は−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、アリール基又は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。]
RY1は、前記と同じ意味を表す。
RY3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、アリール基又は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。]
RY1は、前記を同じ意味を表す。
RY4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、アリール基又は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。]
本発明の高分子化合物は、式(3A)又は式(3B)で表される構成単位を更に含んでいもよい。
mAは0〜5の整数を表し、nBは1〜4の整数を表し、nCは0〜4を表し、m3A及びn3Bは、それぞれ独立に、1又は2を表す。mA、nB及びnCが複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよい。
Ar3A及びAr3Bは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArLBは、アリーレン基又は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。ArLB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。
L3Aは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は、前記と同じ意味を表す。L3A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。
L3Bは、アルキレン基、シクロアルキレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は、前記と同じ意味を表す。L3B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。
XLAは、式(XL−9)、式(XL−10)、式(XL−11)、式(XL−12)、式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XLA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。
XLBは、式(XL−1)、式(XL−2)、式(XL−3)、式(XL−4)、式(XL−5)、式(XL−6)、式(XL−7)、式(XL−8)、式(XL−14)、又は、式(XL−15)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XLB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。]
mA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より優れるので、好ましくは0または1であり、より好ましくは0である。
m3A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より優れるので、好ましくは2である。
nB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1〜3の整数であり、より好ましくは1又は2である。
nCは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは0又は1であり、更に好ましくは0である。
n3B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である。
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、如何なる方法で製造してもよいが、例えば、式(1AM)又は式(1BM)で表される化合物と、式(2AM)又は式(2BM)で表される化合物とを縮合重合する工程を含む方法で製造することができる。
縮合重合する工程では、これらの化合物以外の化合物(例えば、式(M−1)で表される化合物、式(M−2)で表される化合物、式(M−3A)で表される化合物、式(M−3B)で表される化合物)を縮合重合させてもよい。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」と言うことがある。
RAm、RBm、Ar1m、Ar2m、Ar3m、Ar4m、Ar5m、ArM、m1、m2、m3、m4、m5、m6、LM及びXMは、前記と同じ意味を表す。
Z1〜Z4は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基又は置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。]
塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、−O−S(=O)2RC1(式中、RC1は、アルキル基、シクロアルキル基又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。
−B(ORC2)2(式中、RC2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又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とも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又はCsを表す。)で表される基;
−MgY'(式中、Y'は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;
−ZnY''(式中、Y''は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;及び、
−Sn(RC3)3(式中、RC3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又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ともに環構造を形成していてもよい。)で表される基。
RAn、RBn、Ar1n、Ar2n、Ar3n、Ar4n、Ar5n、ArN、ArLn、n1、n2、n3、n4、n5、n6、Ln、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。
Z5〜Z8は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基又は置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。]
a1、a2、mA、nB、nC、m3A、n3B、ArX1〜ArX4、RX1〜RX3、ArY1、Ar3A、Ar3B、ArLB、L3A、L3B、XLA及びXLBは、前記と同じ意味を表す。
Z9〜Z16は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基又は置換基B群から選ばれる基を表す。]
式(1AM)で表される化合物は、例えば、スキーム1A又はスキーム2Aに記載の方法で、式(1AM−1−4)で表される化合物、又は、式(1AM−2−4)で表される化合物を合成した後、必要に応じて、ビスピナコラートジボロンや2-アルコキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランを使用したボロン酸エステル化等の公知の反応により、置換基A群から選ばれる基を置換基B群から選ばれる基に変換して製造することができる。
式(1BM)で表される化合物は、例えば、スキーム1B又はスキーム2Bに記載の方法で、式(1BM−1−4)で表される化合物、又は、式(1BM−2−4)で表される化合物を合成した後、必要に応じて、ビスピナコラートジボロンや2-アルコキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランを使用したボロン酸エステル化等の公知の反応により、置換基A群から選ばれる基を置換基B群から選ばれる基に変換して製造することができる。
式(2AM)で表される化合物は、例えば、スキーム1C又はスキーム2Cに記載の方法で、式(2AM−1−4)で表される化合物、又は、式(2AM−2−4)で表される化合物を合成した後、必要に応じて、ビスピナコラートジボロンや2-アルコキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランを使用したボロン酸エステル化等の公知の反応により、置換基A群から選ばれる基を置換基B群から選ばれる基に変換して製造することができる。
式(2BM)で表される化合物は、例えば、スキーム1D又はスキーム2Dに記載の方法で、式(2BM−1−4)で表される化合物、又は、式(2BM−2−4)で表される化合物を合成した後、必要に応じて、ビスピナコラートジボロンや2-アルコキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロランを使用したボロン酸エステル化等の公知の反応により、置換基A群から選ばれる基を置換基B群から選ばれる基に変換して製造することができる。
式(M−1)、式(M−2)、式(M−3A)又は式(M−3B)で表される化合物は、例えば、特開2010−189630号公報、国際公開第2013/146806号、特開2010−215886号公報、特開2008−106241号公報、特開2002−539292号公報、特開2011−174062号公報、国際公開第2012/086671号、国際公開第2002/045184号、特開2004−143419号公報、特開2012−144722号公報、特開2010−031259号公報等に記載の方法で合成することができる。
本発明の組成物は、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、酸化防止剤及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、本発明の高分子化合物とを含有する。
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。
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。
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
正孔注入材料又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。
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。
RD1〜RD8、RD11〜RD20、RD21〜RD26及びRD31〜RD37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価の複素環基又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、RD11〜RD20、RD21〜RD26及びRD31〜RD37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及び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、酸素原子又は窒素原子を表し、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。
nD1は、1、2又は3を表し、nD2は、1又は2を表す。]
式Ir-2で表される金属錯体において、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で表される金属錯体において、好ましくはRD1〜RD8及びRD11〜RD20の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-4で表される金属錯体において、好ましくはR21〜RD26の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-5で表される金属錯体において、好ましくはRD31〜RD37の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
mDA1、mDA2及びmDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
GDAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1、ArDA2及びArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は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及び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。
TDAは、アリール基又は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。]
*、**及び***は、各々、ArDA1、ArDA2、ArDA3との結合を表す。
RDA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、アリール基又は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。]
RDAは前記と同じ意味を表す。
RDBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。]
Rp1、Rp2及び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又はハロゲン原子を表す。Rp1及び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又は1を表す。複数あるnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
nD2は、1又は2を表す。
Dは、式(D-A)で表される基を表す。複数存在するDは、同一でも異なっていてもよい。
RDCは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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RDCは、同一でも異なっていてもよい。
RDDは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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RDDは、同一でも異なっていてもよい。]
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、発光及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。
膜は、本発明の高分子化合物をそのまま含有していてもよいし、本発明の高分子化合物が、分子内若しくは分子間、又は、分子内及び分子間で架橋した状態(架橋体)で含有されていてもよい。本発明の高分子化合物の架橋体は、本発明の高分子化合物と、他の化合物とが、分子間で架橋した架橋体であってもよい。本発明の高分子化合物の架橋体を含有する膜は、本発明の高分子化合物を含有する膜を、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。本発明の高分子化合物の架橋体を含有する膜は、溶媒に対して実質的に不溶化されているため、後述する発光素子の積層化に好適に使用することができる。
本発明の発光素子は、本発明の高分子化合物の架橋体を含有する発光素子である。
本発明の発光素子の構成としては、例えば、陽極及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の架橋体を含有する層とを有する。
本発明の高分子化合物の架橋体を含有する層は、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、正孔輸送層である。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、電子注入材料を含有する。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、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。
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層、及び、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、及び、電子注入材料が挙げられる。
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又は半透明であることが好ましい。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
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、陽極若しくは陰極、又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、カラーフィルター又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、又は、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、及び、表示装置としても使用できる。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させ、LC−MS(Agilent製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC−MSの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフラン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。
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、重ジメチルスルホキシド、重アセトン、重N,N-ジメチルホルムアミド、重トルエン、重メタノール、重エタノール、重2−プロパノール又は重塩化メチレンに溶解させ、NMR装置(Agilent製、商品名:INOVA300若しくはMERCURY 400VX、又は、JEOL製、商品名:ECZ400S)を用いて測定した。
1H-NMR(THF-d8, 300MHz) δ(ppm):0.63 (4H, m), 0.79-1.03 (10H, m), 1.19-1.40 (12H, m), 1.49 (4H, m), 1.92 (12H, m),2.09-2.21 (2H, m), 2.27 (6H, s), 2.33-2.52 (6H, m), 3.02 (4H, m), 6.67-6.84 (11H, m), 6.91 (4H, d), 6.96-7.02 (1H, m), 7.06 (2H, d), 7.10-7.31 (10H, m), 7.43 (2H, d), 7.74 (2H, d).
1H-NMR(THF-d8, 300MHz) δ(ppm): 0.73-0.97 (8H, m), 1.15-1.41 (14H, m), 1.51 (4H, m), 1.86 (2H, q), 1.96 (12H, s), 2.22-2.34 (8H, m), 2.45 (4H, t, 水とピークが重複), 4.80-4.94 (2H, m), 5.68 (1H, m), 6.70-6.79 (6H, m), 6.79-6.85 (3H, m), 6.94 (4H, s), 7.14 (2H, d), 7.20 (4H, m), 7.46 (2H, d).
1H-NMR(THF-d8, 400MHz) δ(ppm): 0.71 (4H, quin), 1.08 (4H, quin), 1.38 (4H, quin), 1.64-1.84 (4H, m), 1.96 (12H, s), 2.28 (6H, s), 2.37-2.44 (4H, m), 3.08 (8H, s), 6.68-6.98 (16H, m), 7.04-7.25 (6H, m), 7.34-7.46 (2H, m).
1H-NMR(THF-d8, 400MHz) δ(ppm): 0.71 (4H, m), 1.14 (4H, quin), 1.62-1.92 (4H, m), 1.97 (12H, s), 2.30 (6H, s), 2.38-2.51 (4H, m, 水とピークが重複), 4.74-4.96 (4H, m), 5.54-5.72 (2H, m), 6.68-6.87 (6H, m), 6.90-7.04 (4H, m), 7.06-7.16 (2H, m), 7.20-7.33 (4H, m), 7.36-7.46 (2H, m).
化合物MM10は、特開2010−189630号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM11は、国際公開第2013/146806号記載の合成法に従い合成した。
化合物MM12は、特開2010−215886号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM13は、特開2008−106241号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM5は、国際公開第2013/146806号記載の合成法に従い合成した。
化合物MM6は、特表2007−511636号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM14は、特開2002−539292号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM15は、特開2011−174062号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM16は特開2011−174062号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM17は国際公開第2002/045184号記載の合成法に従い合成した。
化合物MM18は特開2004−143419号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM19は特開2012−144722号公報記載の合成法に従い合成した。
化合物MM20は特開2010−031259号公報記載の合成法に従い合成した。
反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM16(2.2749g)、化合物MM17(0.3290g)、化合物MM19(1.2375g)、化合物MM18(0.1330g)、化合物MM20(0.3295g)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.1mg)及びトルエン(76mL)を加え、105℃に加熱した。得られた混合物へ、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、2時間還流させた。得られた反応混合物へ、フェニルボロン酸(37mg)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(2.1mg)、トルエン(6mL)及び20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10ml)を加え、14.5時間還流させた。得られた反応混合物へ、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。得られた混合物を冷却した後、得られた有機層を、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ところ、沈殿が生じた。沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを順番に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E1(2.42g)を得た。高分子化合物E1のMnは1.0×105であり、Mwは2.9×105であった。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM10(0.99g)、化合物MM11(1.8g)、化合物MM12(92mg)、化合物MM13(0.11g)、トルエン(55mL)及び20重量%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液(12mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、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(1.8mg)を加え、7時間還流させた。反応後、そこに、フェニルボロン酸(24mg)、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(1.8mg)及び20重量%水酸化テトラブチルアンモニウム水溶液(12mL)を加え、一晩還流させた。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。反応液を冷却後、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ところ、沈澱が生じた。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1cを1.4g得た。高分子化合物1cのMnは3.9×104であり、Mwは3.3×105であった。
高分子化合物1cをキシレンに溶解させ、0.7重量%のキシレン溶液を調製した。ガラス基板に、このキシレン溶液を用いてスピンコートにより20nmの厚さで成膜した後、窒素ガス雰囲気中において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱した。その後、室温まで冷却することで測定試料1c−1を作製した。測定試料1c−1の光透過率を測定し、測定試料1c−1の最小透過率(T1:0.701)を得た。なお、測定には光透過率測定装置(バリアン(Varian, Inc.)製、商品名:Cary 5E 紫外・可視分光光度計)を用い、光透過率測定時の波長掃引は300〜600nmとした。
残膜率(%)=(logeT2/logeT1)×100
正孔のみを流すことができるHOD(Hole only device)素子を作製した。
陽極としてITOが成膜されたガラスにUVオゾン洗浄を施した後、該基板上に、正孔注入材料(日産化学工業株式会社製、ND3202)をスピンコートにより35nmの厚さで成膜した。これを大気雰囲気中において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱して溶媒を揮発させ、続けてホットプレート上で230℃、15分間加熱した後、室温まで自然冷却させた。
比較例1の高分子化合物1cの合成の(工程1)において、「化合物MM10(0.99g)、化合物MM11(1.8g)、化合物MM12(92mg)、化合物MM13(0.11g)」に代えて、「化合物MM10(0.99g)、化合物MM11(1.8g)、化合物MM13(0.21g)」を用いた以外は、比較例1と同様にして、高分子化合物2cを1.6g得た。高分子化合物2cのMnは4.0×104であり、Mwは2.5×105であった。
比較例1cの(残膜率)において、高分子化合物1cに代えて高分子化合物2cを用いた以外は、比較例1と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料2c−1を作製し、測定試料2c−1の最小透過率(T1:0.707)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料2c−2を作製し、測定試料2c−2の最小透過率(T2:0.760)を得た。上記式を用いて、高分子化合物2cを用いた膜の残膜率を計算したところ、79.2%であった。
比較例1の(Hole only device)において、高分子化合物1cに代えて高分子化合物2cを用いた以外は、比較例1と同様にして、HOD素子C2を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は22mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
比較例1の高分子化合物1cの合成の(工程1)において、「化合物MM10(0.99g)、化合物MM11(1.8g)、化合物MM12(92mg)、化合物MM13(0.11g)」に代えて、「化合物MM10(0.62g)、化合物MM11(0.83g)、化合物MM1(0.34g)、化合物MM2(0.27g)」を用いた以外は、比較例1に準じて、高分子化合物1を1.2g得た。高分子化合物1のMnは3.8×104であり、Mwは3.8×105であった。
比較例1の(残膜率)において、高分子化合物1cに代えて高分子化合物1を用いた以外は、比較例1と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料1−1を作製し、測定試料1−1の最小透過率(T1:0.669)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料1−2を作製し、測定試料1−2の最小透過率(T2:0.679)を得た。上記式を用いて、高分子化合物1を用いた膜の残膜率を計算したところ、96.6%であった。
比較例1の(Hole only device)において、高分子化合物1cに代えて高分子化合物1を用いた以外は、比較例1と同様にして、HOD素子1を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は102mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM15(1.8g)、化合物MM11(1.8g)、化合物MM12(93mg)、化合物MM13(110mg)、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(3.5mg)及びトルエン(76mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(7.6mL)を滴下し、6時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(26mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(7.5mL)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.8mg)を加え、15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、8
0℃で2時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、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ところ、沈澱が生じた。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3cを2.3g得た。高分子化合物3cのMnは5.4×104であり、Mwは2.6×105であった。
高分子化合物3cをキシレンに溶解させ、0.7重量%のキシレン溶液を調製した。ガラス基板に、このキシレン溶液を用いてスピンコートにより20nmの厚さで成膜した後、窒素ガス雰囲気中において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱した。その後、室温まで冷却することで測定試料3c−1を作製した。測定試料3c−1の光透過率を測定し、測定試料3c−1の最小透過率(T1:0.697)を得た。なお、測定には光透過率測定装置(バリアン(Varian, Inc.)製、商品名:Cary 5E 紫外・可視分光光度計)を用い、光透過率測定時の波長掃引は300〜600nmとした。
残膜率(%)=(logeT2/logeT1)×100
正孔のみを流すことができるHOD素子を作製した。
陽極としてITOが成膜されたガラスにUVオゾン洗浄を施した後、該基板上に、正孔注入材料(日産化学工業株式会社製、ND3202)をスピンコートにより35nmの厚さで成膜した。これを大気雰囲気中において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱して溶媒を揮発させ、続けてホットプレート上で230℃、15分間加熱した後、室温まで自然冷却させた。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM10(1.0g)、化合物MM14(740mg)、化合物MM12(92mg)、化合物MM13(110mg)、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(1.8mg)及びトルエン(50mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6mL)を滴下し、5.5時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(24mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.6mL)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.8mg)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、8
0℃で2時間撹拌した。得られた反応液を冷却後、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ところ、沈澱が生じた。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4cを910mg得た。高分子化合物4cのMnは5.2×104であり、Mwは2.5×105であった。
比較例3の(残膜率)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物4cを用いた以外は、比較例3と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料4c−1を作製し、測定試料4c−1の最小透過率(T1:0.702)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料4c−2を作製し、測定試料4c−2の最小透過率(T2:0.710)を得た。上記式を用いて、高分子化合物4cを用いた膜の残膜率を計算したところ、96.8%であった。
比較例3の(Hole only device)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物4cを用いた以外は、比較例3と同様にして、HOD素子C4を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は0.001mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM10(0.87g)、化合物MM11(1.4g)、化合物MM5(190mg)、化合物MM2(380mg)、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(3.1mg)及びトルエン(35mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(18mL)を滴下し、7.5時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(85mg)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.5mg)を加え、15時間還流させた。
(工程4)反応液を冷却後、水で1回、10重量%希塩酸水で2回、3重量%アンモニア水溶液で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ところ、沈澱が生じた。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2を1.5g得た。高分子化合物2のMnは4.2×104であり、Mwは2.3×105であった。
比較例3の(残膜率)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物2を用いた以外は、比較例3と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料2−1を作製し、測定試料2−1の最小透過率(T1:0.671)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料2−2を作製し、測定試料2−2の最小透過率(T2:0.675)を得た。上記式を用いて、高分子化合物2を用いた膜の残膜率を計算したところ、98.5%であった。
比較例3の(Hole only device)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物2を用いた以外は、比較例3と同様にして、HOD素子2を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は122mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM10(1.1g)、化合物MM14(620mg)、化合物MM6(190mg)、化合物MM2(480mg)、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(3.9mg)及びトルエン(37mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(22mL)を滴下し、7時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(110mg)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.0mg)を加え、16時間還流させた。
(工程4)反応液を冷却後、水で1回、10重量%希塩酸水で2回、3重量%アンモニア水溶液で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ところ、沈澱が生じた。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3を1.1g得た。高分子化合物3のMnは5.0×104であり、Mwは2.5×105であった。
比較例3の(残膜率)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物3を用いた以外は、比較例3と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料3−1を作製し、測定試料3−1の最小透過率(T1:0.847)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料2−2を作製し、測定試料3−2の最小透過率(T2:0.847)を得た。上記式を用いて、高分子化合物3を用いた膜の残膜率を計算したところ、100%であった。
比較例3の(Hole only device)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物3を用いた以外は、比較例3と同様にして、HOD素子3を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は0.395mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM15(1.1g)、化合物MM11(830mg)、化合物MM1(340mg)、化合物MM2(270mg)、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(2.3mg)及びトルエン(42mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(12mL)を滴下し、8時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(60mg)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.1mg)を加え、15時間還流させた。
(工程4)反応液を冷却後、水で1回、10重量%希塩酸水で2回、3重量%アンモニア水溶液で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ところ、沈澱が生じた。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4を520mg得た。高分子化合物4のMnは2.0×105であり、Mwは2.7×105であった。
比較例3の(残膜率)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物4を用いた以外は、比較例3と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料4−1を作製し、測定試料4−1の最小透過率(T1:0.707)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料4−2を作製し、測定試料4−2の最小透過率(T2:0.707)を得た。上記式を用いて、高分子化合物4を用いた膜の残膜率を計算したところ、100%であった。
比較例3の(Hole only device)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物4を用いた以外は、比較例3と同様にして、HOD素子4を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は154mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物MM10(750mg)、化合物MM11(1.3g)、化合物MM3(160mg)、化合物MM4(140mg)、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(5.4mg)及びトルエン(42mL)を加え、105℃に加熱した。
(工程2)反応液に、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(14mL)を滴下し、8時間還流させた。
(工程3)反応後、そこに、フェニルボロン酸(73mg)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(1.4mg)を加え、15時間還流させた。
(工程4)反応液を冷却後、水で1回、10重量%希塩酸水で2回、3重量%アンモニア水溶液で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ところ、沈澱が生じた。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5を101mg得た。高分子化合物5のMnは3.5×105であり、Mwは4.3×105であった。
比較例3の(残膜率)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物5を用いた以外は、比較例3と同様にして、キシレン浸漬前の測定試料5−1を作製し、測定試料5−1の最小透過率(T1:0.659)を得た。次に、キシレン浸漬後の測定試料5−2を作製し、測定試料5−2の最小透過率(T2:0.659)を得た。上記式を用いて、高分子化合物5を用いた膜の残膜率を計算したところ、100%であった。
比較例3の(Hole only device)において、高分子化合物3cに代えて高分子化合物5を用いた以外は、比較例3と同様にして、HOD素子5を作製して評価した。その結果、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度は116mA/cm2であった。なお、本評価において、0.4MV/cmの電界強度が素子に印加された際に、電流励起による発光は観測されず、素子中を流れる電子電流は、正孔電流に対して極微量であることが確認された。
表5〜表7から、本発明の高分子化合物である高分子化合物1〜5の架橋体を含む膜の残膜率は、既存の高分子化合物1c〜4cの架橋体を含む膜の残膜率よりも優れることが分かる。また、表5〜表7の結果から、本発明の高分子化合物である高分子化合物1〜5の架橋体を含むHOD素子の電流密度の値は、従来の高分子化合物1c〜4cの架橋体を含むHOD素子の電流密度の値よりも高いので、本発明の高分子化合物の架橋体は正孔輸送性にも優れることが分かる。
(陽極および正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚みでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、正孔注入材料(日産化学工業株式会社製、ND3202)をスピンコートにより35nmの厚さで成膜した。これを大気雰囲気中において、ホットプレート上で50℃、3分間加熱して溶媒を揮発させ、続けてホットプレート上で230℃、15分間加熱した後、室温まで自然冷却させた。
キシレンに、高分子化合物1を0.6重量%の濃度で溶解させた。得られた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E1を1.2重量%の濃度で溶解させた。得られた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、ホットプレート上で150℃、10分間加熱す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おいて、1×10−4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、発光層の上にフッ化ナトリウムを約7nm、次いで、アルミニウムを約120nm蒸着した。蒸着後、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に電圧を印加したところ、460nmにピークを有するEL発光が観測された。発光素子D1の1000cd/m2での外部量子効率は8.5%であった。初期輝度が8000cd/m2となるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、輝度が初期輝度の50%となるまでの時間は、15.0時間であった。
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1cを用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子Dc1を作製した。
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2cを用いた以外は実施例D1と同様にして、発光素子Dc2を作製した。
Claims (11)
- 式(1A)又は式(1B)で表される構成単位と、式(2A)又は式(2B)で表される構成単位とを含む、高分子化合物。
[式中、
RAm及びRBm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、アリール基又は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。RBm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。
Ar1m、Ar2m、Ar3m、Ar4m及びAr5mは、それぞれ独立に、アリーレン基又は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。Ar1mとRAmは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar2mとRBmは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3mとAr5mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4mとAr5mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3mとAr4mは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4m及びAr5m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。
ArMは、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArM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。
m1、m3及びm6は、それぞれ独立に、1〜4の整数を表す。
m2及びm5は、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
m4は、0〜4の整数を表す。
m2、m3、m4及びm5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。
LMは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。LM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。
XMは、式(XL−9)、式(XL−10)、式(XL−11)、式(XL−12)、式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XM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。]
[式中、*は結合位置を表す。]
[式中、
RAn及びRBn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、アリール基又は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。RBn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。
Ar1n、Ar2n、Ar3n、Ar4n、Ar5n及びArLnは、それぞれ独立に、アリーレン基又は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。Ar1nとRAnは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar2nとRBnは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3nとAr5nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4nとAr5nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar3nとAr4nは互いに結合して、それぞれが結合する窒素原子とともに環を形成していてもよい。Ar4n、Ar5n及びArLn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。
ArNは、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArN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。
n1、n3及びn6は、それぞれ独立に、1〜4の整数を表す。
n2及びn5は、それぞれ独立に、1又は2を表す。
n4及びLnは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
LNは、アルキレン基、シクロアルキレン基、2価の複素環基、−N(R’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’は前記と同じ意味を表す。LN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。
XNは、式(XL−1)、式(XL−2)、式(XL−3)、式(XL−4)、式(XL−5)、式(XL−6)、式(XL−7)、式(XL−8)、式(XL−14)又は式(XL−15)で表される架橋基を含む1価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。XN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。]
[式中、
nXLは、0〜5の整数を表す。nXL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。
RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。RXL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。
*は、前記と同じ意味を表す。] - 式(1A)で表される構成単位と、式(2A)で表される構成単位とを含む、請求項1記載の高分子化合物。
- XMが、置換基を有していてもよい式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基である、請求項1又は2記載の高分子化合物。
- −(LM)m2−XMが、式(A)で表される基である、請求項1〜3のいずれか一項記載の高分子化合物。
[式中、
環R1A及び環R2Aは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環又は複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。
nAは、0〜3の整数を表す。
LAは、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、2価の複素環基、−N(R’’)−で表される基、酸素原子又は硫黄原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。R’’は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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。LA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。
Q1は、置換基を有していてもよい式(XL−16)で表される架橋基を表す。] - XNが、置換基を有していてもよい式(XL−1)で表される架橋基を含む1価の基である、請求項1〜4のいずれか一項記載の高分子化合物。
- 更に、式(X)で表される構成単位を含む、請求項1〜5のいずれか一項記載の高分子化合物。
[式中、
a1及びa2は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は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及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、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。ArX2及びArX4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。
RX1、RX2及び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、アリール基又は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。RX2及びRX3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。] - 式(Y)で表される構成単位が、式(Y−1)で表される構成単位、又は、式(Y−2)で表される構成単位である、請求項7記載の高分子化合物。
[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、アリール基又は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。
XY1は、−C(RY2)2−、−C(RY2)=C(RY2)−又は−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、アリール基又は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。] - 高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、XMとXNの合計量が10モル%以上である、請求項1〜8のいずれか一項記載の高分子化合物。
- 請求項1〜9のいずれか一項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、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物。 - 請求項1〜9のいずれか一項記載の高分子化合物の架橋体を含む発光素子。
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