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

本発明は、高分子化合物及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等の発光素子は、例えば、塗布法により有機層を積層することにより製造することができる。有機層である正孔輸送層の形成に用いられる材料としては、例えば、アリールアミンから誘導された非架橋性の構成単位、ベンゾシクロブテン構造を有するフルオレンから誘導された架橋性の構成単位、及び、オレフィン構造を有するフルオレンから誘導された架橋性の構成単位を含む高分子化合物(特許文献1)、並びに、アリールアミンから誘導された非架橋性の構成単位、及び、ベンゾシクロブテン構造を有するアリールアミンから誘導された架橋性の構成単位を含む高分子化合物(特許文献2)が知られている。
特開2010-215886号公報 特開2011-52229号公報
しかし、前記高分子化合物は、架橋性及び正孔輸送性が十分ではない。そこで、本発明は、架橋性及び正孔輸送性に優れる高分子化合物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]〜[11]を提供する。
[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。
Figure 0006724924
[式中、
Am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。
M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。
M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。]
Figure 0006724924
[式中、*は結合位置を表す。]
Figure 0006724924
[式中、
An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。
N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。
N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。]
Figure 0006724924
[式中、
XL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。
XL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]
M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]
−(LMm2−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。
Figure 0006724924
[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。
A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。
1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]
N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。
Figure 0006724924
[式中、
1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。
X1、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。
Figure 0006724924
[式中、ArY1は、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。]
[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。
Figure 0006724924
[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。
Y1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。
本発明によれば、架橋性及び正孔輸送性に優れる高分子化合物を提供することができる。本発明は更に、該高分子化合物を含有する組成物及び該高分子化合物の架橋体を含む発光素子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、共有結合又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、直鎖及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、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、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、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、直鎖及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、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」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6〜48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、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。
「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又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又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、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、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。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又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、アリール基又は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。
「アルケニル基」は、直鎖及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。
「アルキニル基」は、直鎖及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、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、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。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、R及び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、アリール基又は1価の複素環基を表す。複数存在するR及び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。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、R及びRaは、前記と同じ意味を表す。]
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、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、前記式(XL-1)〜(XL-16)で表される架橋基である。
「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、アルキニル基又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(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。
[式(1A)で表される構成単位]
Figure 0006724924
Am及びRBmは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、更に好ましくはアリール基である。
Am及びRBmで表されるアルキル基は、好ましくはメチル基、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、オクチル基又は2-エチルヘキシル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基又は2-エチルヘキシル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Am及びRBmで表されるアリール基は、好ましくはフェニル基、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、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又は4-フェニルフェニル基であり、より好ましくはフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基又は4-フルオレニル基であり、更に好ましくはフェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Bmが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
Ar1m及びAr2mは、好ましくは置換基を有していてもよいアリール基である。
Ar1m及びAr2mで表されるアリーレン基は、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)〜式(A-11)、式(A-13)又は式(A-19)で表される基であり、より好ましくは式(A-1)、式(A-7)、式(A-9)又は式(A-19)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。
Ar1m及びAr2mで表される2価の複素環基は、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-13)、式(AA-15)、式(AA-18)又は式(AA-26)で表される基であり、より好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-18)又は式(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。
ArMは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
ArMで表される芳香族炭化水素基の炭素原子数は、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。
ArMで表される置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基は、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、置換基を有していてもよいベンゼン環、置換基を有していてもよいフルオレン環、置換基を有していてもよいナフタレン環、置換基を有していてもよいフェナントレン環、又は、置換基を有していてもよいジヒドロフェナントレン環から、環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子(m3+2)個を除いた基である。
ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基は、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、アリールオキシ基、ハロゲン原子、1価の複素環基又はシアノ基である。
ArMが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
m1及びm3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。
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。
Mは、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくはアルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基であり、より好ましくはアルキレン基又はアリーレン基であり、更に好ましくはアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Mで表されるアルキレン基は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1〜10であり、好ましくは1〜8であり、より好ましくは1〜6である。アルキレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基が挙げられ、好ましくはヘキシレン基又はオクチレン基である。
Mで表されるシクロアルキレン基は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3〜10である。シクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシレン基、シクロペンチレン基が挙げられる。
Mで表される基が有し得る置換基は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基である。
Mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
Mが複数存在する場合、−N(R’)−で表される基同士、酸素原子同士、硫黄原子同士、酸素原子と硫黄原子は、隣り合わないことが好ましい。
Mは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、式(XL−9)、式(XL−10)、式(XL−11)、式(XL−12)、式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基であることが好ましい。
M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、式(XL−11)〜式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基であり、より好ましくは、式(XL−13)又は式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基であり、更に好ましくは式(XL−16)で表される架橋基を含む1価の基である。
Mで表される架橋基が有し得る置換基は、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくはアルキル基である。
Mが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
−(LMm2−XMは、式(A)で表される1価の基であることが好ましい。
Figure 0006724924
環R1A及び環R2A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優れるので、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環である。
環R1A及び環R2Aで表される芳香族炭化水素環としては、例えば、6員環を含む芳香族炭化水素環が挙げられ、好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、ジヒドロフェナントレン環又はフルオレン環であり、より好ましくはベンゼン環、ナフタレン環又はフルオレン環であり、更に好ましくはベンゼン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環R1A及び環R2Aで表される複素環としては、例えば、5員環又は6員環の芳香族複素環であり、好ましくはチオフェン環、フラン環、ピロール環、ジベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、カルバゾール環、ピリジン環、トリアジン環又はピリミジン環であり、より好ましくはチオフェン環、カルバゾール環、ピリジン環又はトリアジン環であり、これらの環は置換基を有していてもよい。
環R1A及び環R2Aで表される環が有していてもよい置換基は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基である。
環R1A及び環R2Aは、本発明の高分子化合物の製造が容易になるので、同一であることが好ましい。
nA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優れるので、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
A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優れるので、好ましくはアルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基であり、より好ましくはアルキレン基又はアリーレン基であり、更に好ましくはアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Aで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基は、LMで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基と同じ意味を表す。
Aで表される基が有し得る置換基は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基である。
Aが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の製造が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
Aが複数存在する場合、−N(R’’)−で表される基同士、酸素原子同士、硫黄原子同士、酸素原子と硫黄原子は、隣り合わないことが好ましい。
式(A)で表される基としては、例えば、式(A−1)〜式(A−18)で表される基が挙げられ、好ましくは、式(A−1)〜式(A−5)、式(A−13)、式(A−14)又は式(A−16)で表される基であり、より好ましくは、式(A−1)〜式(A−3)、式(A−13)又は式(A−16)で表される基であり、更に好ましくは式(A−1)〜式(A−3)で表される基である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924

[式中、*は結合位置を表す。]
式(1A)で表される構成単位の含有量は、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量に対して、好ましくは1〜50モル%であり、より好ましくは2〜25モル%であり、更に好ましくは3〜15モル%である。
式(1A)で表される構成単位としては、例えば、式(1A−1)〜式(1A−33)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(1A−1)〜式(1A−15)又は式(1A−22)〜式(1A−24)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(1A−1)〜式(1A−15)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(1A−1)〜式(1A−6)で表される構成単位であり、特に好ましくは、式(1A−2)、式(1A−3)、式(1A−5)又は式(1A−6)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
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[式中、LM及びXMは、前記と同じ意味を表す。LM及びXM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(1A)で表される構成単位としては、具体的には、例えば、式(1A−101)〜式(1A−151)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(1A−101)〜式(1A−124)、式(1A−131)〜式(1A−133)、式(1A−137)又は式(1A−138)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(1A−101)〜式(1A−109)、式(1A−111)、式(1A−112)、式(1A−115)、式(1A−117)又は式(1A−119)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(1A−105)、式(1A−106)、式(1A−108)、式(1A−109)、式(1A−111)、式(1A−112)又は式(1A−117)で表される構成単位であり、特に好ましくは、式(1A−108)、式(1A−109)又は式(1A−117)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
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本発明の高分子化合物において、式(1A)で表される構成単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
[式(1B)で表される構成単位]
Figure 0006724924
Ar3m、Ar4m及びAr5m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。
Ar3m、Ar4m及びAr5mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
Ar4m及びAr5mが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
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が、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、Ar3mとAr4mは互いに結合しないことが好ましい。
m4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。
MおよびXMの定義及び好ましい範囲は、上述したとおりである。
式(1B)で表される構成単位の含有量は、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量に対して、好ましくは1〜50モル%であり、より好ましくは2〜25モル%であり、更に好ましくは3〜15モル%である。
式(1B)で表される構成単位としては、例えば、式(1B−1)〜式(1B−20)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(1B−1)、式(1B−2)又は式(1B−6)〜式(1B−20)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(1B−2)、式(1B−6)〜式(1B−12)、式(1B−15)、式(1B−19)又は式(1B−20)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(1B−2)又は式(1B−6)〜式(1B−12)で表される構成単位であり、特に好ましくは、式(1B−2)、式(1B−6)又は式(1B−7)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、LM及びXMは、前記と同じ意味を表す。LM及びXM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(1B)で表される構成単位としては、具体的には、例えば、式(1B−101)〜式(1B−128)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(1B−101)、式(1B−102)、式(1B−104)、式(1B−105)、式(1B−107)、式(1B−109)〜式(1B−112)又は式(1B−120)で表される構成単位であり、より好ましくは式(1B−101)、式(1B−102)、式(1B−105)、式(1B−107)、式(1B−109)、式(1B−111)又は式(1B−120)で表される構成単位であり、更に好ましくは式(1B−101)、式(1B−102)又は式(1B−111)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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Figure 0006724924
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本発明の高分子化合物において、式(1B)で表される構成単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
[式(2A)で表される構成単位]
Figure 0006724924
An及びRBnの好ましい範囲は、RAmの好ましい範囲と同じである。
An及びRBnで表されるアルキル基及びアリール基の好ましい範囲は、RAmで表されるアルキル基及びアリール基の好ましい範囲と同じである。
Bnが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
Ar1n及びAr2nは、置換基を有していてもよいアリーレン基であることが好ましい。
Ar1n及びAr2nで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
ArNは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
ArNで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲と同じである。ArNで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
ArNが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が簡便になるので、それらは同一であることが好ましい。
ArLnは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArLnで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
ArLnが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
n1及びn3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。
Nは、本発明の高分子化合物の架橋性がより優れるので、好ましくはアルキレン基又はシクロアルキレン基であり、より好ましくはアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Nで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲は、LMで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲と同じである。
Nで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲は、LMで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
Nが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
Nが複数存在する場合、−N(R’)−で表される基同士、酸素原子同士、硫黄原子同士、酸素原子と硫黄原子は、隣り合わないことが好ましい。
Nは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、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)で表される架橋基であることが好ましい。
N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、式(XL−1)〜式(XL−8)、式(XL−14)又は式(XL−15)で表される架橋基を含む1価の基であり、より好ましくは、式(XL−1)〜式(XL−4)又は式(XL−7)で表される架橋基を含む1価の基であり、更に好ましくは、式(XL−1)又は式(XL−7)で表される架橋基を含む1価の基であり、特に好ましくは、式(XL−1)で表される基を含む1価の基である。
Nで表される架橋基が有し得る置換基の好ましい範囲は、XMで表される架橋基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
式(2A)で表される構成単位の含有量は、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量に対して、好ましくは1〜50モル%であり、より好ましくは2〜25モル%であり、更に好ましくは3〜15モル%である。
式(2A)で表される構成単位としては、例えば、式(2A−1)〜式(2A−21)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(2A−1)〜式(2A−3)、式(2A−5)〜式(2A−8)、式(2A−10)〜式(2A−13)又は式(2A−17)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(2A−1)、式(2A−2)、式(2A−3)、式(2A−5)、式(2A−6)、式(2A−11)又は式(2A−12)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(2A−2)、式(2A−3)、式(2A−5)又は式(2A−6)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。LN及び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(2A)で表される構成単位としては、具体的には、例えば、式(2A−101)〜式(2A−142)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(2A−101)〜式(2A−103)、式(2A−117)、式(2A−122)〜式(2A−125)、式(2A−128)、式(2A−129)、式(2A−131)又は式(2A−132)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(2A−101)〜式(2A−103)、式(2A−117)又は式(2A−122)〜式(2A−124)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(2A−102)、式(2A−103)、式(2A−117)、式(2A−123)又は式(2A−124)で表される構成単位であり、特に好ましくは、式(2A−102)、式(2A−103)又は式(2A−117)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
本発明の高分子化合物において、式(2A)で表される構成単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
[式(2B)で表される構成単位]
Figure 0006724924
Ar3n、Ar4n及びAr5nは、好ましくはアリーレン基である。
Ar3n、Ar4n及びAr5nで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar3m、Ar4m及びAr5mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
Ar4n及びAr5nが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
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が、本発明の高分子化合物の安定性が優れるので、Ar3nとAr4nは互いに結合しないことが好ましい。
n4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。
NおよびXNの定義及び好ましい範囲は、上述したとおりである。
式(2B)で表される構成単位の含有量は、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量に対して、好ましくは1〜50モル%であり、より好ましくは2〜25モル%であり、更に好ましくは3〜15モル%である。
式(2B)で表される構成単位としては、例えば、式(2B−1)〜式(2B−20)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(2B−1)〜式(2B−3)、式(2B−6)〜式(2B−8)又は式(2B−12)〜式(2B−20)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(2B−1)〜式(2B−3)又は式(2B−6)〜式(2B−8)で表される構成単位であり、更に好ましくは、式(2B−1)〜式(2B−3)、式(2B−6)又は式(2B−7)で表される構成単位であり、特に好ましくは、式(2B−1)、式(2B−2)又は式(2B−6)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。LN及び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(2B)で表される構成単位としては、具体的には、例えば、式(2B−101)〜式(2B−120)で表される構成単位が挙げられ、これらの構成単位は、置換基を有していてもよい。これらの中でも、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、式(2B−101)、式(2B−102)、式(2B−106)、式(2B−108)、式(2B−109)、式(2B−110)、式(2B−111)、式(2B−112)、式(2B−114)又は式(2B−120)で表される構成単位であり、より好ましくは式(2B−101)、式(2B−102)、式(2B−111)又は式(2B−114)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
本発明の高分子化合物において、式(2B)で表される構成単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
本発明の高分子化合物は、式(1A)で表される構成単位と式(1B)で表される構成単位のうち、正孔輸送性がより優れるので、式(1A)で表される構成単位を含むことが好ましい。
本発明の高分子化合物は、式(2A)で表される構成単位と式(2B)で表される構成単位のうち、正孔輸送性がより優れるので、式(2A)で表される構成単位を含むことが
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、式(1A)で表される構成単位と式(2A)で表される構成単位を併せて含むことが好ましい。
本発明の高分子化合物中のXMとXNの合計量は、正孔輸送性がより優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、通常、2モル%〜50モル%であり、好ましくは5モル%〜40モル%であり、より好ましくは10モル%〜30モル%である。
[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。
1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以下の整数であり、より好ましくは1である。
2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以下の整数であり、より好ましくは0である。
X1、RX2及びRX3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は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及びArX3で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)又は式(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及び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)又は式(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及び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及び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)又は式(A-19)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)又は式(A-9)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。
ArX2及びArX4で表される2価の複素環基のより好ましい範囲は、ArX1及び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及び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、アリーレン基及び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及びArX3で表されるアリーレン基及び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及び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、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[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。]
XXは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又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。
ArX2及び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及び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、シクロアルキル基又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り、特に好ましくは式(X-4)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、RX4及び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価の複素環基又はシアノ基を表し、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の含有量は、正孔輸送性がより優れるので、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1〜45モル%であり、更に好ましくは5〜40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 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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、更に、式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
Figure 0006724924
本発明の高分子化合物は、本発明の高分子化合物を用いた発光素子の発光効率が優れるので、更に、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
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)又は式(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)又は式(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。
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)又は式(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)又は式(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、アリーレン基及び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、前述のArY1で表されるアリーレン基及び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、式(X)のArX2及び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価の基と同様のものが挙げられる。
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、シクロアルキル基又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、好ましくは式(Y-1)又は(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)又は(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。
Figure 0006724924
[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。]
Y1は、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくは水素原子又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。
式(Y-1)で表される構成単位は、好ましくは、式(Y-1')で表される構成単位である。
Figure 0006724924
[式中、RY11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RY11は、同一でも異なっていてもよい。]
Y11は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくは、アルキル基又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。
Figure 0006724924
[式中、
Y1は、前記と同じ意味を表す。
Y1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。]
Y2は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又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若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、又は、一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基若しくは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若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 0006724924
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若しくはシクロアルキル基、又は、一方がアルキル基若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又は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 0006724924
[式中、RY2は、前記と同じ意味を表す。]
式(Y-2)で表される構成単位は、式(Y-2')で表される構成単位であることが好ましい。
Figure 0006724924
[式中、RY1及びXY1は、前記と同じ意味を表す。]
Figure 0006724924
[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。]
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、アリール基又は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 0006724924
[式中、
Y1は、前記を同じ意味を表す。
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。]
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、アリール基又は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-56)で表される構成単位が挙げられ、好ましくは、式(Y-11)〜(Y-55)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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の含有量は、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、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0.5〜80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、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価の基である構成単位の含有量は、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量に対して、好ましくは0.5〜40モル%であり、より好ましくは3〜30モル%である。
本発明の高分子化合物において、式(Y)で表される構成単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
本発明の高分子化合物は、下記式で表される構成単位を更に含んでいてもよい。
Figure 0006724924
[式(3A)で表される構成単位および式(3B)で表される構成単位]
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。
Figure 0006724924
[式中、
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。
3A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。
3B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。]
[式(3A)で表される構成単位]
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。
Ar3A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、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
Ar3Aで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲と同じである。Ar3Aで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
3Aで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲は、LMで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲と同じである。
3Aで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
3Aは、本発明の高分子化合物の製造が容易になるため、好ましくはフェニレン基又はアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
3Aで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲は、LMで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
3Aが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
XLAで表される基の好ましい範囲は、XMで表される基の好ましい範囲と同じである。
XLAが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
式(3A)で表される構成単位の含有量は、本発明の高分子化合物の安定性及び架橋性が優れるので、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3〜20モル%である。
式(3A)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(3B)で表される構成単位]
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。
Ar3B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、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
Ar3Bで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基の定義及び好ましい範囲と同じである。Ar3Bで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲は、ArMで表される芳香族炭化水素基及び複素環基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
ArLBは、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、好ましくは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素基である。
ArLBで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲は、Ar1mで表されるアリーレン基及び2価の複素環基の好ましい範囲と同じである。
ArLBが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
3Bで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲は、LMで表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基の定義及び好ましい範囲と同じである。
3Bは、本発明の高分子化合物の製造が容易になるため、好ましくはアルキレン基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
3Bで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲は、LMで表される基が有し得る置換基の好ましい範囲と同じである。
3Bが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
XLBで表される基の好ましい範囲は、XNで表される基の好ましい範囲と同じである。
XLBが複数存在する場合、本発明の高分子化合物の合成が容易になるので、それらは同一であることが好ましい。
式(3B)で表される構成単位の含有量は、本発明の高分子化合物の安定性及び架橋性が優れるので、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3〜20モル%である。
式(3B)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(3A)又は式(3B)で表される構成単位としては、例えば、式(3−1)〜式(3−30)で表される構成単位が挙げられ、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、式(3−1)〜式(3−15)、式(3−19)、式(3−20)、式(3−23)、式(3−25)又は式(3−30)で表される構成単位であり、より好ましくは、式(3−1)〜式(3−9)又は式(3−30)で表される構成単位である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
本発明の高分子化合物としては、例えば、高分子化合物P−1〜P−5が挙げられる。ここで、「その他」とは、式(1A)、式(1B)、式(2A)、式(2B)、式(X)、式(Y)、式(3A)及び式(3B)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
Figure 0006724924

[表中、q、r、s、t、u、vは、各構成単位のモル比率を表す。q+r+s+t+u+v=100であり、かつ、70≦q+r+s+t+u≦100である。]
これらの中でも、正孔輸送性がより優れるので、高分子化合物P−6〜P−10が好ましい。
Figure 0006724924

[表中、q、r、s、t、uは、v、各構成単位のモル比率を表す。q+r+s+t+u+v=100であり、かつ、70≦q+r+s+t+u≦100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又は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、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。
Figure 0006724924
[式中、
Am、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。
1〜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。]
<置換基A群>
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。
<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。
Figure 0006724924
[式中、
An、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。
5〜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。]
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、
1、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。
9〜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。]
例えば、Z9〜Z16が置換基A群から選ばれる基である場合、Z1〜Z8は、置換基B群から選ばれる基を選択し、Z9〜Z16が置換基B群から選ばれる基である場合、Z1〜Z8は、置換基A群から選ばれる基を選択する。
−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 0006724924
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群から選ばれる基及び置換基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、塩基及び溶媒の存在下で行われるが、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、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、ビス(トリス−o−メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、酢酸パラジウム等のパラジウム錯体、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、[1,3−ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン)ニッケル(II)ジクロリド、ビス(1,4−シクロオクタジエン)ニッケル(0)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、1,3−ビス(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。
塩基及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、水酸化テトラエチルアンモニウム、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。塩基及び相間移動触媒は、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。
塩基及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、又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、晶析、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。
[式(1AM)で表される化合物の製造方法]
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。
Figure 0006724924
スキーム1A中、RAm、RBm、Ar1m、Ar2m、ArM、m1、m2、m3、LM及びXMは、前記と同じ意味を表す。Z1a、Z2a及びZD1は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。
スキーム1Aにおいて、まず、式(1AM−1−1)で表される化合物を、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ1a及びZ2aを導入した式(1AM−1−2)で表される化合物に変換する。次に、塩基の存在下において、式(1AM−1−2)で表される化合物と、式(1AM−1−3)とを求核置換反応させることにより、式(1AM−1−4)で表される化合物を合成することができる。
Figure 0006724924
スキーム2A中、RAm、RBm、Ar1m、Ar2m、ArM、m1、m2、m3、LM及びXMは、前記と同じ意味を表す。Z1b、Z2b及びZD2は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。
スキーム2Aにおいて、まず、塩基の存在下において、式(1AM−2−1)で表される化合物と、式(1AM−2−2)とを求核置換反応させることにより、式(1AM−2−3)で表される化合物を合成する。次に、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ1b及びZ2bを導入した式(1AM−2−4)で表される化合物に変換する。
[式(1BM)で表される化合物の製造方法]
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。
Figure 0006724924
スキーム1B中、Ar3m、Ar4m、Ar5m、m4、m5、m6、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z3a、Z4a及びZD3は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。ZD4は、アルカリ金属原子、又は、−M101Hで表される基を表す。M10は、マグネシウム原子又は亜鉛原子を表し、Z1Hは、ハロゲン原子を表す。
スキーム1Bにおいて、まず、式(1BM−1−1)で表される化合物を、公知のカップリング反応により、式(1BM−1−2)で表される化合物と反応させることにより、式(1BM−1−3)で表される化合物に変換する。次に、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ3a及びZ4aを導入した式(1BM−1−4)で表される化合物を合成することができる。
Figure 0006724924
スキーム2B中、Ar3m、Ar4m、Ar5m、m4、m5、m6、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z3b、Z4b及びZD5は、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。ZD6は、アルカリ金属原子、又は、−M101Hで表される基を表す。M10及びZ1Hは、前記と同じ意味を表す。
スキーム2Bにおいて、まず、式(1BM−2−1)で表される化合物を、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ3b及びZ4bを導入した式(1BM−2−2)で表される化合物に変換する。次に、公知のカップリング反応を用いることで、式(1BM−2−2)で表される化合物を、式(1BM−2−3)で表される化合物と反応させることにより、式(1BM−2−4)で表される化合物を合成する。
[式(2AM)で表される化合物の製造方法]
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。
Figure 0006724924
スキーム1C中、RAn、RBn、Ar1n、Ar2n、ArN、ArLn、n1、n2、n3、Ln、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z5a、Z6a及びZDaは、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。
スキーム1Cにおいて、まず、式(2AM−1−1)で表される化合物を、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ5a及びZ6aを導入した式(2AM−1−2)で表される化合物に変換する。次に、塩基の存在下において、式(2AM−1−2)で表される化合物と、式(2AM−1−3)で表される化合物とを求核置換反応させることにより、式(2AM−1−4)で表される化合物を合成することができる。
Figure 0006724924
スキーム2C中、RAn、RBn、Ar1n、Ar2n、ArN、ArLn、n1、n2、n3、Ln、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z5b、Z6b及びZDbは、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。
スキーム2Cにおいて、まず、塩基の存在下において、式(2AM−2−1)で表される化合物と、式(2AM−2−2)で表される化合物とを求核置換反応させることにより、式(2AM−2−3)で表される化合物を合成する。次に、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ5b及びZ6bを導入した式(2AM−2−4)で表される化合物に変換する。
[式(2BM)で表される化合物の製造方法]
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。
Figure 0006724924
スキーム1D中、Ar3n、Ar4n、Ar5n、n4、n5、n6、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z7a、Z8a及びZDcは、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。ZDdは、アルカリ金属原子、又は、−M101Hで表される基を表す。M10及びZ1Hは、前記と同じ意味を表す。
スキーム1Dにおいて、まず、式(2BM−1−1)で表される化合物を、公知のカップリング反応により、式(2BM−1−2)で表される化合物と反応させることにより、式(2BM−1−3)で表される化合物に変換する。次に、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ7a及びZ8aを導入した式(2BM−1−4)で表される化合物を合成することができる。
Figure 0006724924
スキーム2D中、Ar3n、Ar4n、Ar5n、n4、n5、n6、LN及びXNは、前記と同じ意味を表す。Z7b、Z8b及びZDeは、それぞれ独立に、置換基A群から選ばれる基を表す。ZDfは、アルカリ金属原子、又は、−M101Hで表される基を表す。MM10及びZ1Hは、前記と同じ意味を表す。
スキーム2Dにおいて、まず、式(2BM−2−1)で表される化合物を、ブロモ化反応等のハロゲン化反応により、水素原子を置換基A群から選ばれる基に変換することでZ7b及びZ8bを導入した式(2BM−2−2)で表される化合物に変換する。次に、公知のカップリング反応を用いることで、式(2BM−2−2)で表される化合物を、式(2BM−2−3)で表される化合物と反応させることにより、式(2BM−2−4)で表される化合物を合成する。
[その他の化合物の製造方法]
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。
<組成物>
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。
本発明の高分子化合物及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、インクジェットプリント法、ノズルプリント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、インクジェットプリント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又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及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及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、及び、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、及び、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。
[正孔注入材料及び電子注入材料]
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。
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、及び、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又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、正孔注入材料及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。
正孔注入材料及び電子注入材料は、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。
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、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又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、低分子化合物及び高分子化合物を含んでいてもよく、好ましくは、三重項発光錯体及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-5で表される金属錯体等のイリジウム錯体が好ましい。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、
D1〜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。
D1は、1、2又は3を表し、nD2は、1又は2を表す。]
式Ir-1で表される金属錯体において、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。
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。
Figure 0006724924
[式中、
DA1、mDA2及び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。
DA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。]
DA1、mDA2及び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又は1である。mDA1、mDA2及び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 0006724924
[式中、
*、**及び***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。]
DAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基又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及びArDA3は、好ましくは式(ArDA-1)〜(ArDA-3)で表される基である。
Figure 0006724924
[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。]
DAは、好ましくは式(TDA-1)〜(TDA-3)で表される基である。
Figure 0006724924
[式中、RDA及びRDBは前記と同じ意味を表す。]
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 0006724924
[式中、
p1、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。]
np1は、好ましくは0〜3の整数であり、より好ましくは1〜3の整数であり、更に好ましくは1である。np2は、好ましくは0又は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及びRp3は、好ましくはアルキル基又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 0006724924
[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。式Ir-4で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-41〜Ir-43で表される金属錯体である。式Ir-5で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-51〜Ir-53で表される金属錯体である。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
[式中、
D2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。
DC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。
DD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。]
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 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
Figure 0006724924
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。
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。
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、発光素子における正孔輸送層又は正孔注入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。
[層構成]
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。
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、正孔注入性及び正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層及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、電子注入性及び電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層及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、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。
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料、及び、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、及び、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、溶液又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、溶液又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、及び、厚さは、発光効率及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又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、グラファイト及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。
陽極及び陰極は、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。
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)及びポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、移動層にテトラヒドロフランを用い、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)により求めた。なお、SECの測定条件は、次のとおりである。
測定する高分子化合物を約0.05重量%の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、SECに10μL注入した。移動相は、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。
LC−MSは、下記の方法で測定した。
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。
NMRは、下記の方法で測定した。
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。
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UV=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テトラヒドロフラン又はクロロホルムに溶解させ、濃度に応じてHPLCに1〜10μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリル/テトラヒドロフランの比率を100/0〜0/100(容積比)まで変化させながら用い、1.0mL/分の流量で流した。カラムは、Kaseisorb LC ODS 2000(東京化成工業製)又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MM1-st2の合成
Figure 0006724924
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、2,4,6−トリメチル−N−フェニルベンゼンアミン(67.6g)、ナトリウムtert−ブトキシド(49.2g)、tert−ブタノール(51mL)、トルエン(1.16L)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(7.13g)及びジ−tert−ブチルフェニルホスフィン(5.69g)を加えた。得られた混合物を80℃まで昇温した後、そこへ、トルエン(364mL)及び特開2013−209630号公報記載の方法で合成した化合物MM1-st1(72.8g)を滴下し、80℃で3時間撹拌した。得られた反応液を室温まで冷却した後、水及びトルエンを加え、ろ過し、得られたろ液の水層を分離し、有機層を水で洗浄した。得られた有機層に硫酸マグネシウムを加えた後、分離し、濃縮した。得られた残渣を、トルエンとヘキサンの混合液に溶解させ、活性炭(53.1g)を加えて攪拌した。得られた混合物を、セライトとシリカゲルをプレコートしたろ過器によりろ過し、得られたろ液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、オクタデシルシリル基で修飾したシリカゲルカラム(展開溶媒 酢酸エチル及びアセトニトリルの混合溶媒)を用いて精製した。得られた残渣を、イソプロピルアルコール中で破砕しながら洗浄することで固体を得た。得られた固体を、更にメタノールで洗浄することで、化合物MM1-st2を51.0g得た。
1H-NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm): 0.88 (6H, m), 1.20-1.62 (16H, m), 1.95 (12H, s), 2.31 (6H, s), 2.43 (4H, t), 4.85 (1H, brs), 6.64-7.60 (23H, m).
<合成例2> 化合物MM1-st3の合成
Figure 0006724924
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、反応容器全体を遮光し、化合物MM1-st2(51.0g)及びN,N-ジメチルホルムアミド(765mL)を加えた。得られた混合物を−20℃まで冷却した後、そこへ、N-ブロモスクシンイミド(22.4g)を加え、室温で8時間撹拌した。得られた反応液へ、水を加え、次いで、10重量%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後、室温で攪拌した。析出した固体を、水、メタノールの順で洗浄した。得られた残渣をヘキサンに溶解させた後、活性炭(30.4g)を加えて攪拌した。得られた混合物を、セライトをプレコートしたろ過器によりろ過し、得られたろ液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、オクタデシルシリル基で修飾したシリカゲルカラム(展開溶媒 酢酸エチル及びアセトニトリルの混合溶媒)を用いて精製することで、化合物MM1-st3を34.9g得た。
LC−MS(APCI,positive):[M+H]+985
<合成例3> 化合物Ma3の合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物Ma2(64.6g)及びテトラヒドロフラン(615ml)を加え、−70℃に冷却した。そこへ、n−ブチルリチウムヘキサン溶液(1.6M、218ml)を1時間かけて滴下した後、−70℃で2時間撹拌した。そこへ、化合物Ma1(42.1g)を数回に分けて加えた後、−70℃で2時間撹拌した。そこへ、メタノール(40ml)を1時間かけて滴下した後、室温まで昇温した。得られた混合物を減圧濃縮して溶媒を留去した後、トルエン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離し、有機層を水で洗浄した。得られた有機層を減圧濃縮した後、得られた残渣をシリカゲルカラム(展開溶媒 ヘキサン及び酢酸エチルの混合溶媒)を用いて精製することで、無色油状物として化合物Ma3を71g得た。この操作を繰り返し行うことで、化合物Ma3の必要量を得た。
1H-NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm):2.43 (1H, s), 3.07-3.13 (4H, m), 6.95 (1H, d),7.07 (1H. s), 7.18-7.28 (3H, m), 7.28-7.40 (4H, m), 7.66 (2H, s).
<合成例4> 化合物Ma4の合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物Ma3(72.3g)、トルエン(723ml)及びトリエチルシラン(118.0g)を加え、70℃に昇温した。そこへ、メタンスルホン酸(97.7g)を1.5時間かけて滴下した後、70℃で0.5時間撹拌した。得られた混合物を室温まで冷却した後、トルエン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離し、有機層を、水、5重量%炭酸水素ナトリウム水、水の順番で洗浄した。得られた有機層を減圧濃縮した後、得られた粗生成物をトルエン及びエタノールの混合溶液で晶析することで、白色固体として化合物Ma4を51.8g得た。この操作を繰り返し行うことで、化合物Ma4の必要量を得た。
1H-NMR(CDCl3, 300MHz) δ(ppm):3.03-3.14 (4H, m), 4.99 (1H, s), 6.68 (1H, s), 6.92-7.01 (2H, m), 7.20-7.28 (2H, m), 7.29-7.38 (4H, m), 7.78 (2H, d).
<合成例5> 化合物Ma4−Clの合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、流動パラフィンに分散させた60重量%水素化ナトリウム(10.9g)、テトラヒドロフラン(268ml)及び1−ブロモ−6−クロロ−ヘキサン(198g)を加え、フラスコ全体を遮光した後、0〜5℃に冷却した。そこへ、化合物Ma4(67.0g)及びテトラヒドロフラン(268ml)の混合物を滴下し、50℃に昇温した後、50℃で6時間撹拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、ヘプタン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離した後、有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて脱水した後、硫酸マグネシウムを分離し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣をイソプロピルアルコールで晶析した後、得られた固体をトルエン及びヘプタンの混合液に溶解させ、活性炭(9.6g)を加えた。得られた混合液をろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた残渣をトルエン及びヘプタンの混合液で晶析し、得られた固体をメタノールで洗浄することで、化合物Ma4−Clを白色固体として81.0g得た。この操作を繰り返し行うことで、化合物Ma4−Clの必要量を得た。
1H-NMR(CD2Cl2, 300MHz)δ(ppm):0.71-0.83 (2H, m), 1.27 (4H, t), 1.58-1.68(2H, m), 2.49-2.54 (2H, m), 3.08-3.19 (4H, m), 3.49 (2H, t), 6.89 (1H, s), 6.94(1H, d), 7.07 (1H, d), 7.25-7.44 (6H, m), 7.83 (2H, d)
<合成例6> 化合物Ma4−Iの合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、化合物Ma4−Cl(124g)、ヨウ化ナトリウム(386g)及びアセトン(786ml)を加え、還流温度に昇温した後、還流温度で34時間撹拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、ヘプタン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離した後、有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて脱水した後、硫酸マグネシウムを分離し、得られたろ液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ピルアルコール及びヘプタンの混合液で晶析し、得られた固体をメタノールで洗浄することで、白色固体として化合物Ma4−Iを143g得た。
1H-NMR(CD2Cl2, 300MHz)δ(ppm):0.71-0.83 (2H, m), 1.20-1.36 (4H, m), 1.60-1.70(2H, m), 2.48-2.54 (2H, m), 3.13-3.18 (6H, m), 6.89 (1H, s), 6.94(1H, d), 7.07 (1H, d), 7.25-7.44 (6H, m), 7.83 (2H, d)
<合成例7> 化合物MM1の合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、反応容器全体を遮光し、流動パラフィンに分散させた60重量%水素化ナトリウム(1.05g)、N,N-ジメチルホルムアミド(86ml)及びテトラヒドロフラン(86ml)を加え、0℃に冷却した。そこへ、化合物MM1−st3(13.0g)を加え、次いで、化合物Ma4−I(21.5g)及びテトラヒドロフラン(86ml)の混合物を滴下し、室温に昇温した後、室温で5時間撹拌した。得られた反応混合物へ水を加えた後、トルエン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離した後、有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて脱水した後、硫酸マグネシウムを分離し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣を、シリカゲルカラム(展開溶媒 トルエン及びヘキサンの混合溶媒)を用いて精製した。得られた残渣をヘキサンに溶解させた後、活性炭(11.8g)を加えて攪拌した。得られた混合物をセライトをプレコートしたろ過器によりろ過し、得られたろ液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、イソプロピルアルコール中で破砕しながら洗浄することで、白色固体として化合物MM1を20.4g得た。化合物MM1のHPLC面積百分率値は99.4%であった。
LC−MS(APCI,positive):[M+H]+1336
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).
<合成例8> 化合物MM2の合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、流動パラフィンに分散させた60重量%水素化ナトリウム(1.07g)、N,N-ジメチルホルムアミド(88ml)及びテトラヒドロフラン(88ml)を加え、0℃に冷却した。そこへ、1−ブロモヘキセン(5.45g)を加え、次いで、化合物MM1−st3(22.0g)及びテトラヒドロフラン(88ml)の混合物を滴下し、室温に昇温した後、室温で5時間撹拌した。得られた反応混合物へ、ヘプタン及び水を加えた。得られた混合物の水層を分離した後、有機層を水で洗浄し、硫酸マグネシウムを加えて脱水した後、硫酸マグネシウムを分離し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣を、シリカゲルカラム(展開溶媒 ヘキサン及び酢酸エチルの混合溶媒)を用いて精製することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、イソプロピルアルコール及びメタノールの混合溶液で晶析し、得られた固体をメタノールで洗浄することで、白色固体として化合物MM2を9.36g得た。化合物MM2のHPLC面積百分率値は98.5%であった。
LC−MS(APCI,positive):[M+H]+1067
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).
<合成例9> 化合物MM3の合成
Figure 0006724924
反応容器内を窒素ガス雰囲気とした後、特表2013−536570号公報記載の方法に準じて合成した化合物MM3-st1(19.0g)及びN,N-ジメチルホルムアミド(170mL)を加えた。得られた混合物を−45℃まで冷却した後、そこへ、N-ブロモスクシンイミド(7.10g)及びN,N-ジメチルホルムアミド(34mL)を加え、−45℃で4時間撹拌し、次いで、室温で一晩攪拌した。得られた反応混合物へ、水及びクロロホルムを加えた後、水層を分離した。得られた有機層を水で洗浄した後、硫酸マグネシウムを加えて脱水し、硫酸マグネシウムを分離し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣を、ヘキサン及びジクロロメタンの混合溶媒に溶解させた後、セライトをプレコートしたろ過器によりろ過し、得られたろ液を濃縮した。得られた残渣を、ヘキサン及びジクロロメタンの混合溶媒に溶解させた後、活性炭(10g)を加えて攪拌した。得られた混合物をろ過し、濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、ジクロロメタン及びエタノールの混合溶液で晶析し、得られた灰色固体を繰り返し晶析することで、白色化合物として化合物MM3を5.30g得た。化合物MM3のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC−MS(APCI,positive):[M+H]+1085
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).
<合成例10> 化合物MM4の合成
Figure 0006724924
撹拌器を備えたフラスコ内の気体を窒素ガスで置換した後、特表2011−105852号公報記載及び国際公開第2013−146806号公報記載の方法に準じて合成した化合物MM4-st1(20.0g)及びテトラヒドロフラン(200ml)を加え、0℃に冷却した。そこへ、カリウムtert−ブトキシド(9.10g)を加えた後、1−ブロモヘキセン(9.60g)を滴下した。得られた混合物を室温に昇温した後、室温で一晩攪拌した。得られた反応混合物を、アルミナカラムをプレコートしたろ過器によりろ過し、得られたろ液を濃縮することで粗生成物を得た。得られた粗生成物を、トルエン及びアセトニトリルの混合溶液で晶析した後、オクタデシルシリル基で修飾したシリカゲルカラム(展開溶媒 テトラヒドロフラン及びアセトニトリルの混合溶媒)を用いて精製した。得られた固体を繰り返し晶析することで、白色化合物として化合物MM4を9.39g得た。化合物MM4のHPLC面積百分率値は99.4%であった。
LC−MS(APCI,positive):[M+H]+905
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).
<合成例11> 化合物MM10〜MM13の合成
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。
Figure 0006724924
<合成例12> 化合物MM5、MM6、MM14及びMM15の合成
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。
Figure 0006724924
<合成例13> 化合物MM16〜MM20の合成
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。
Figure 0006724924
Figure 0006724924
<合成例14> 高分子化合物E1の合成
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1.0×10であり、Mwは2.9×10であった。
高分子化合物E1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM16から誘導される構成単位と、化合物MM17から誘導される構成単位と、化合物MM18から誘導される構成単位と、化合物MM19から誘導される構成単位と、化合物MM20から誘導される構成単位とが、50:10:3:32:5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1cの合成、評価
(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は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM10から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM12から誘導される構成単位と、化合物MM13から誘導される構成単位とが、50:40:5:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
測定試料1c−1をキシレンに浸漬させ、60分間攪拌した後、キシレンから取り出した。その後、スピンコーターに設置し、1000rpmで10秒間回転させて乾燥させることにより、測定試料1c−2を作製した。測定試料1c−1と同様に、測定試料1c−2の光透過率を測定し、測定試料1c−2の最小透過率(T2:0.721)を得た。
下記式を用いて、高分子化合物1cを用いた膜の残膜率を計算したところ、91.8%であった。
残膜率(%)=(loge2/loge1)×100
(Hole only device)
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。
次に、高分子化合物1cをキシレンに溶解させ2.1重量%のキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いてスピンコートにより100nmの厚さで成膜し、これを窒素ガス雰囲気中において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱した後、室温まで自然冷却させた。
その後、陰極としてアルミニウムを約120nm蒸着して、HOD素子C1を作製した。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
HOD素子C1に、直流電圧電流発生器を用いて、−5Vから+12Vまで電圧を印加し、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度を測定した。その結果、電流密度は73mA/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2> 高分子化合物2cの合成、評価
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。
高分子化合物2cは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM10から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM13から誘導される構成単位とが、50:40:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<実施例1> 高分子化合物1の合成、評価
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。
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MM10から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM1から誘導される構成単位と、化合物MM2から誘導される構成単位とが、50:30:10:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<比較例3> 高分子化合物3cの合成、評価
(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5.4×10であり、Mwは2.6×10であった。
高分子化合物3cは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM15から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM12から誘導される構成単位と、化合物MM13から誘導される構成単位とが、50:40:5:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
測定試料3c−1をキシレンに浸漬させ、60分間攪拌した後、キシレンから取り出した。その後、スピンコーターに設置し、1000rpmで10秒間回転させて乾燥させることにより、測定試料3c−2を作製した。測定試料3c−1と同様に、測定試料3c−2の光透過率を測定し、測定試料3c−2の最小透過率(T2:0.732)を得た。
下記式を用いて、高分子化合物3cを用いた膜の残膜率を計算したところ、86.4%であった。
残膜率(%)=(loge2/loge1)×100
(Hole only device)
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。
次に、高分子化合物3cをキシレンに溶解させ2.1重量%のキシレン溶液を調製した。このキシレン溶液を用いてスピンコートにより100nmの厚さで成膜し、これを窒素ガス雰囲気中において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱した後、室温まで自然冷却させた。
その後、陰極としてアルミニウムを約120nm蒸着して、HOD素子C3を作製した。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
HOD素子3cに、直流電圧電流発生器を用いて、−5Vから+12Vまで電圧を印加し、電界強度が0.4MV/cmの時に素子に流れる電流密度を測定した。その結果、電流密度は145mA/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4> 高分子化合物4cの合成、評価
(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5.2×10であり、Mwは2.5×10であった。
高分子化合物4cは、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM10から誘導される構成単位と、化合物MM14から誘導される構成単位と、化合物MM12から誘導される構成単位と、化合物MM13から誘導される構成単位とが、50:40:5:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<実施例2> 高分子化合物2の合成、評価
(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4.2×10であり、Mwは2.3×10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MM10から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM5から誘導される構成単位と、化合物MM2から誘導される構成単位とが、50:35:5:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<実施例3> 高分子化合物3の合成、評価
(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5.0×10であり、Mwは2.5×10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MM10から誘導される構成単位と、化合物MM14から誘導される構成単位と、化合物MM6から誘導される構成単位と、化合物MM2から誘導される構成単位とが、50:30:10:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<実施例4> 高分子化合物4の合成、評価
(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2.0×10であり、Mwは2.7×10であった。
高分子化合物4は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM15から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM1から誘導される構成単位と、化合物MM2から誘導される構成単位とが、50:30:10:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
<実施例5> 高分子化合物5の合成、評価
(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3.5×10であり、Mwは4.3×10であった。
高分子化合物5は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物MM10から誘導される構成単位と、化合物MM11から誘導される構成単位と、化合物MM3から誘導される構成単位と、化合物MM4から誘導される構成単位とが、50:40:5:5のモル比で構成されてなる共重合体である。
(残膜率)
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。
(Hole only device)
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。
化合物MM10から誘導される構成単位と化合物MM11から誘導される構成単位とを含む高分子化合物について、残膜率とHOD素子での電流密度とを表5に示す。
Figure 0006724924
化合物MM10から誘導される構成単位と化合物MM14から誘導される構成単位とを含む高分子化合物について、残膜率とHOD素子での電流密度とを表6に示す。
Figure 0006724924
化合物MM15から誘導される構成単位と化合物MM11から誘導される構成単位とを含む高分子化合物について、残膜率とHOD素子での電流密度とを表7に示す。
Figure 0006724924
<評価>
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。
<実施例D1> 発光素子D1の作製および評価
(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。
(正孔輸送層の形成)
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。
(発光層の形成)
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。
(陰極の形成)
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。
(発光素子の評価)
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/mでの外部量子効率は8.5%であった。初期輝度が8000cd/m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。
<比較例Dc1:発光素子Dc1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。
発光素子Dc1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Dc1の1000cd/mでの外部量子効率は8.1%であった。初期輝度が8000cd/m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、10.2時間であった。
<比較例Dc2:発光素子Dc2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。
発光素子Dc2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Dc2の1000cd/mでの外部量子効率は6.7%であった。初期輝度が8000cd/m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、5.0時間であった。
これらの結果から、高分子化合物1を用いた発光素子の外部量子効率および輝度寿命は、高分子化合物1c又は高分子化合物2cを用いた発光素子の外部量子効率および輝度寿命よりも優れていることがわかる。
本発明によれば、架橋性及び正孔輸送性に優れる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、該高分子化合物を含有する組成物及び該高分子化合物の架橋体を含む発光素子を提供することができる。

Claims (11)

  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。
    Figure 0006724924
    [式中、
    Am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。
    M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。
    M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。]
    Figure 0006724924
    [式中、*は結合位置を表す。]
    Figure 0006724924
    [式中、
    An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。
    N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。
    N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。]
    Figure 0006724924
    [式中、
    XL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。
    XL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、請求項1記載の高分子化合物。
  3. M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。
  4. −(LMm2−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。
    Figure 0006724924
    [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。
    A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。
    1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. N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。
  6. 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。
    Figure 0006724924
    [式中、
    1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。
    X1、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、請求項1〜6のいずれか一項記載の高分子化合物。
    Figure 0006724924
    [式中、ArY1は、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。]
  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、請求項7記載の高分子化合物。
    Figure 0006724924
    [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。
    Y1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、請求項1〜8のいずれか一項記載の高分子化合物。
  10. 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。
  11. 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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