TW202346396A - 聚合物及其利用 - Google Patents

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日商日產化學股份有限公司
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Abstract

作為有機EL元件等所使用之電荷輸送性薄膜之形成上能適宜使用之聚合物,提供一種包含例如下述式所示之重複單位之聚合物。

Description

聚合物及其利用
本發明係關於聚合物及其利用。
有機電致發光(以下稱為有機EL)元件中使用由有機化合物所構成之有機機能膜作為發光層或電荷注入層。尤其,電洞注入層負責傳送陽極與電洞輸送層或發光層之電荷,在為了達成有機EL元件之低電壓驅動及高亮度上發揮重要機能。
電洞注入層之形成方法大致區分為由蒸鍍法所代表之乾式製程,與由旋轉塗佈法或噴墨法所代表之濕式製程,在比較該等各製程時,濕式製程可更有效率地製造大面積高平坦性之薄膜。因此,在邁向有機EL顯示器大面積化的現在,期望能以濕式製程來形成電洞注入層,且已報告有關於能以濕式製程來成膜電洞注入材料的技術(專利文獻1)。
又,近年來伴隨顯示器技術之發展,將量子點材料作為發光層之量子點電致發光(以下稱為量子點EL)元件已登上檯面,且預見會展現廣泛應用。該量子點EL元件能以濕式製程且低成本地製造,並且由於發光波長之控制、高色純度、高發光效率、可使用於可撓性用途等之特性,從而在顯示器技術、照明等之領域受到廣大矚目。
有鑑於此種情況,本案申請人已開發有能適用於各種濕式製程,並且會賦予在適用於有機EL元件之電洞注入層時可實現優異EL元件特性之薄膜的電荷輸送性材料,或對於其所使用之有機溶劑展現溶解性之電荷輸送性物質或適合作為摻質之化合物(參照專利文獻2~8、非專利文獻1)。
又,在經形成之薄膜上更加層合其他機能膜之際,從保持該薄膜之機能的觀點,由於要求於其上所塗佈之機能膜形成用組成物不會損害薄膜,故要求高耐溶劑性。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2008/032616號 [專利文獻2]國際公開第2008/129947號 [專利文獻3]國際公開第2006/025342號 [專利文獻4]國際公開第2010/058777號 [專利文獻5]國際公開第2005/000832號 [專利文獻6]國際公開第2009/096352號 [專利文獻7]國際公開第2020/218316號 [專利文獻8]國際公開第2017/217455號 [非專利文獻]
[非專利文獻1] Chem.Commun., 2768-2769(2003).
[發明所欲解決之課題]
本發明係與至今所開發之上述專利文獻之技術同樣地,其目的在於提供一種聚合物,其能適宜使用於有機EL元件等所使用之電荷輸送性薄膜之形成。 [用以解決課題之手段]
本發明者等為了解決上述課題,經過重複精心研討之結果,發現包含:在側鏈具有三芳基胺構造、二芳基醚構造或二芳基硫醚構造,與二烷基茀構造之重複單位,及,在側鏈具有氟化伸芳基,與包含至少1個磺酸酯基之芳基之重複單位之聚合物,其對有機溶劑之溶解性高,且具有作為電荷輸送性物質之優異機能,可實現電荷輸送性與耐溶劑性優異之薄膜,進而完成本發明。
即,本發明提供下述聚合物及其利用。 1. 一種聚合物,其特徵為包含下述式(A1)所示之重複單位及下述式(B1)所示之重複單位。 【化1】 [{式(A1)中,R M為氫原子或甲基。R 1a及R 2a係各自獨立為單鍵或伸苯基,該伸苯基之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。 X 1a為-N(Ar 3a)-、-S-或-O-。 Ar 1a為碳數6~20之伸芳基、碳數3~20之雜伸芳基或去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之2個氫原子而得之2價基,該等基之芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。 Ar 2a及Ar 3a係各自獨立為碳數6~20之芳基或去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之1個氫原子而得之1價基,該等基之芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。 X 1a為-N(Ar 3a)-時,Ar 2a與Ar 3a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子一同形成環。 R 2a為伸苯基時,R 2a與Ar 2a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子、硫原子或氧原子一同形成環。 但,Ar 1a~Ar 3a之至少1個為去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之氫原子而得之基。 【化2】 (式中,R 3a及R 4a係各自獨立為碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基、或包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基。)} (式(B1)中,Ar F表示氟化伸芳基,X 1b表示O、S、NH、CONH或NHCO,Ar S表示在環上具有至少1個SO 3D 1D 2D 3基之芳基,D 1表示取代或非取代之二價烴基,D 2表示單鍵、O、S、或非取代之2價胺基,D 3表示取代或非取代之一價烴基,但D 2為單鍵時則亦可為氫原子。)] 2. 如1之聚合物,其中上述式(A1)所示之重複單位為下述式(A1-1)所示者。 【化3】 (式中,R M、R 1a、R 2a及Ar 1a~Ar 3a係表示與上述相同意義。) 3. 如1或2之聚合物,其中上述R 1a為單鍵。 4. 如1~3中任一項之聚合物,其中上述R 2a為伸苯基。 5. 如1~4中任一項之聚合物,其中上述Ar 1a為9,9-二甲基-9H-茀-2,7-二基。 6. 如1~5中任一項之聚合物,其中上述Ar F為全氟伸芳基。 7. 如6之聚合物,其中上述Ar F為四氟伸苯基。 8. 如1~7中任一項之聚合物,其中上述Ar S為在環上具有2個以上之上述SO 3D 1D 2D 3基之芳基。 9. 如8之聚合物,其中上述芳基為萘基。 10. 如1~9中任一項之聚合物,其中上述X 1b為O。 11. 一種電荷輸送性物質,其係由如1~10中任一項之聚合物所構成。 12. 一種電荷輸送性清漆,其包含如1~11中任一項之聚合物與溶劑。 13. 如12之電荷輸送性清漆,其中更包含如1~11中任一項之聚合物以外之其他電荷輸送性物質。 14. 如13之電荷輸送性清漆,其中上述其他電荷輸送性物質為芳基胺衍生物(但,去除上述聚合物)或噻吩衍生物。 15. 一種電荷輸送性薄膜,其係由如12~14中任一項之電荷輸送性清漆所得者。 16. 一種電子元件,其具備如15之電荷輸送性薄膜。 17. 一種有機電致發光元件,其具備如15之電荷輸送性薄膜。 18. 如17之有機電致發光元件,其中上述電荷輸送性薄膜為電洞注入層或電洞輸送層。 19. 一種量子點電致發光元件,其中如15之電荷輸送性薄膜。 20. 如19之量子點電致發光元件,其中上述電荷輸送性薄膜為電洞注入層或電洞輸送層。 [發明效果]
本發明之聚合物由於對有機溶劑之溶解性高,且具有作為電荷輸送性物質之優異機能,故會賦予電特性優異之電荷輸送性薄膜,且具備該薄膜之有機EL元件成為會發揮良好特性,尤其係壽命性能優異者。又,取得之薄膜由於耐溶劑性高,故會減少於其上形成其他機能膜時之膜減少或膨潤。 具有此種特性之本發明之聚合物可適宜使用在以有機EL元件或量子點EL元件為首之電子元件用薄膜,尤其係有機EL顯示器及量子點EL顯示器用薄膜形成用之組成物中。
以下,更加詳細說明關於本發明。 [1]聚合物 本發明之聚合物,其特徵為包含:下述式(A1)所示之重複單位及下述式(B1)所示之重複單位。
【化4】
式(A1)中,R M為氫原子或甲基。R 1a及R 2a係各自獨立為單鍵或伸苯基,該伸苯基之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。
作為伸苯基,可舉出如,1,2-伸苯基、1,3-伸苯基及1,4-伸苯基,以1,4-伸苯基為佳。
上述碳數1~20之烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀之任意者,作為其具體例,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基等之碳數1~20之直鏈狀或分支狀烷基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、雙環丁基、雙環戊基、雙環己基、雙環庚基、雙環辛基、雙環壬基、雙環癸基等之碳數3~20之環狀烷基。
上述碳數1~20之鹵化烷基只要係上述碳數1~20之烷基之氫原子之一部分或全部被鹵素原子所取代之基,即無特別限定。作為其具體例,可舉出如,三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2,2-五氟乙基、3,3,3-三氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、1,1,2,2,3,3,3-七氟丙基、4,4,4-三氟丁基、3,3,4,4,4-五氟丁基、2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4,4-九氟丁基等。
R 1a係以單鍵為佳,R 2a係以伸苯基為佳。
式(A1)中,X 1a為-N(Ar 3a)-、-S-或-O-。
式(A1)中,Ar 1a為碳數6~20之伸芳基、碳數3~20之雜伸芳基或去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之2個氫原子而得之2價基,該等基之芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。作為上述碳數1~20之烷基及碳數1~20之鹵化烷基之具體例,可舉出如與前述相同者。
【化5】 (式中,R 3a及R 4a係各自獨立為碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基、或包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基。)
作為上述碳數6~20之伸芳基,可舉出如,1,2-伸苯基、1,3-伸苯基、1,4-伸苯基、1,2-萘-二基、2,3-萘二基、1,4-萘二基、1,5-萘二基、2,6-萘二基、2,7-萘二基、1,8-萘二基、1,2-蒽二基、1,3-蒽二基、1,4-蒽二基、1,5-蒽二基、1,6-蒽二基、1,7-蒽二基、1,8-蒽二基、2,3-蒽二基、2,6-蒽二基、2,7-蒽二基、2,9-蒽二基、2,10-蒽二基、9,10-蒽二基等。
作為上述碳數3~20之雜伸芳基,可舉出如,9-苯基咔唑-3,6-二基、9-苯基咔唑-2,7-二基、9-苯基咔唑-3,6-二甲基-2,7-二基、下述式(H1)~(H33)所示之基等。
【化6】
【化7】
【化8】
式(A2)中,R 3a及R 4a係各自獨立為碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基,或包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基。
上述碳數1~20之烷基可為直鏈狀、分支狀、環狀之任意者,作為其具體例,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基等之碳數1~20之直鏈狀或分支狀烷基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、雙環丁基、雙環戊基、雙環己基、雙環庚基、雙環辛基、雙環壬基、雙環癸基等之碳數3~20之環狀烷基。該等之中,以甲基、乙基為佳,以甲基為較佳。
上述碳數1~20之烷氧基可為直鏈狀、分支狀、環狀之任意者,作為具體例,可舉出如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、異丙氧基、n-丁氧基、異丁氧基、sec-丁氧基、tert-丁氧基、n-戊基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基等之碳數1~20之直鏈狀或分支狀烷氧基;環丙氧基、環丁氧基、環戊氧基、環己氧基、環庚氧基、環辛氧基、環壬氧基、環癸氧基、雙環丁氧基、雙環戊氧基、雙環己氧基、雙環庚氧基、雙環辛氧基、雙環壬氧基、雙環癸氧基等之碳數3~20之環狀烷氧基。
作為上述包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基,可舉出如至少1個亞甲基被氧原子取代之直鏈狀或分支狀之烷基。但,並非為與茀骨架鍵結之亞甲基被氧原子取代者,且,也並非為鄰接之亞甲基同時被氧原子所取代者。作為此種基,在考慮到原料化合物之取得容易性時,以式(A2-1)所示之基為佳,其中以式(A2-2)所示之基為較佳。 -(R 5aO) p-R 6a(A2-1) -(CH 2CH 2O) p-CH 3(A2-2) (式中,R 5a表示碳數1~4之直鏈狀或分支狀之伸烷基,R 6a表示碳數1~[20-(R之碳數)×p]之直鏈狀或分支狀之烷基,p為1~9之整數。p在與摻質之相溶性之觀點,以2以上為佳,較佳為3以上,從原料化合物之取得容易性之觀點,以5以下為佳,較佳為4以下。)
作為包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基,可舉出如,-CH 2OCH 3
作為去除式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之2個氫原子而得之2價基,可舉出如,9,9-二甲基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二乙基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二丙基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二丁基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二己基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二辛基-9H-茀-2,7-二基、9,9-雙(2-乙基己基)-9H-茀-2,7-二基、9,9-二甲氧基-9H-茀-2,7-二基、9,9-二乙氧基-9H-茀-2,7-二基、9,9-雙[2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙基]-9H-茀-2,7-二基等,但並不受限於該等。
該等之中,作為Ar 1a,以去除式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之2個氫原子而得之基為佳,尤其係以9,9-二甲基-9H-茀-2,7-二基為佳。
式(A1)中,Ar 2a及Ar 3a係各自獨立為碳數6~20之芳基或去浮式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之1個氫原子而得之1價基,該等基之芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代。作為上述碳數1~20之烷基及碳數1~20之鹵化烷基之具體例,可舉出如與前述相同者。
作為上述碳數6~20之芳基,可舉出如,苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基、聯苯-2-基、聯苯-3-基、聯苯-4-基等。
作為去除式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之1個氫原子而得之1價基,可舉出如,9,9-二甲基-9H-茀-2-基、9,9-二甲基-9H-茀-3-基、9,9-二乙基-9H-茀-2-基、9,9-二乙基-9H-茀-3-基、9,9-二丙基-9H-茀-2-基、9,9-二丙基-9H-茀-3-基、9,9-二丁基-9H-茀-2-基、9,9-二丁基-9H-茀-3-基、9,9-二己基-9H-茀-2-基、9,9-二己基-9H-茀-3-基、9,9-二辛基-9H-茀-2-基、9,9-二辛基-9H-茀-3-基、9,9-雙(2-乙基己基)-9H-茀-2-基、9,9-雙(2-乙基己基)-9H-茀-3-基、9,9-二甲氧基-9H-茀-2-基、9,9-二甲氧基-9H-茀-3-基、9,9-二乙氧基-9H-茀-2-基、9,9-二乙氧基-9H-茀-3-基、9,9-雙[2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙基]-9H-茀-2-基、9,9-雙[2-(2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基)乙基]-9H-茀-3-基等,但並不受限於該等。
X 1a為-N(Ar 3a)-時,Ar 2a及Ar 3a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子一同形成環。此時,作為上述環之構造,以咔唑環為佳。
R 2a為伸苯基時,R 2a及Ar 2a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子、硫原子或氧原子一同形成環。此時,作為上述環之構造,以咔唑環、二苯並噻吩環或二苯並呋喃環為佳。
但,Ar 1a~Ar 3a之至少1個為去除式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之氫原子而得之基。
作為式(A1)所示之重複單位,以X 1a為 -N(Ar 3a)-者為佳,以下述式(A1-1)所示者為較佳。
【化9】 (式中,R M、R 1a、R 2a及Ar 1a~Ar 3a表示與上述相同意義。)
並且,作為式(A1-1)所示之重複單位,以下述式(A1-2)所示者為較更佳。
【化10】 (式中,R M、R 1a、R 2a及Ar 1a~Ar 3a表示與上述相同意義。)
式(B1)中,Ar F表示氟化伸芳基。 Ar F之氟化伸芳基只要係伸芳基上之至少1個氫原子被氟原子取代者,即無特別限定,以剩餘之氫原子之至少1個被磺酸基以外之吸電子基所取代為佳。 作為吸電子基,可舉出如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等之鹵素原子;硝基;氰基;醯基;羧基;羧酸酯基;甲醯基、乙醯基等之醯基等。 尤其,Ar F之氟化伸芳基係以被2個以上之氟原子所取代之伸芳基為佳,以全氟伸芳基為較佳。
構成Ar F之伸芳基之碳數並無特別限制,以碳數6~20為佳,以碳數6~16為較佳。作為其具體例,可舉出如,1,4-伸苯基、1,3-伸苯基、1,2-伸苯基、1,5-伸萘基、1,7-伸萘基、1,8-伸萘基、2,6-伸萘基、2,7-伸萘基、4,4’-伸聯苯基(biphenylylene)、蒽基等,以伸苯基為佳,以1,4-伸苯基為較佳。 因此,作為Ar F,以四氟伸苯基為佳,以2,3,5,6-四氟-1,4-伸苯基為較佳。
X表示O、S、NH、CONH或NHCO,以O、S為佳,以O為較佳。
作為上述式(B1)所示之重複單位之更加適宜態樣,可舉出如下述式(B1-1)所示者。
【化11】 (式中,n1表示1~4之整數。)
作為上述式(B1)所示之重複單位之更加適宜態樣,可舉出如下述式(B1-2)所示者。
【化12】 (式中,n1表示1~4之整數。)
作為較更佳適宜之上述式(B1)所示之重複單位之態樣,可舉出如下述式(B1-3)所示者。
【化13】
Ar S表示在環上具有至少1個SO 3D 1D 2D 3基之芳基,D 1表示取代或非取代之二價烴基,D 2表示單鍵、O、S、或取代或非取代之2價胺基,D 3表示取代或非取代之一價烴基,但D 2為單鍵時則亦可為氫原子。
構成Ar S之芳基之碳數並無特別限制,以碳數6~30為佳,以碳數6~20為較佳,以碳數6~12為較更佳。作為其具體例,可舉出如,苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等,以萘基為佳,以1-萘基為較佳。 又,Ar S所具有之SO 3D 1D 2D 3基之數量只要係1個以上即可,以2~4個為佳,以2個為較佳。
作為D 1之取代或非取代之二價烴基,可舉出例如,取代或非取代之碳數1~5之伸烷基、碳數1~2伸烷基氧基(alkyleneoxy)碳數1~2伸烷基、碳數1~2伸烷基硫基(alkylenethio)碳數1~2伸烷基、碳數1~2伸烷基羰基碳數1~2伸烷基,或該等基之氫原子之一部分或全部更被羥基、胺基、矽醇基、巰基、羧基、磺酸酯基、磷酸基、磷酸酯基、酯基、硫酯基、醯胺基、硝基、一價烴基、有機氧基、有機胺基、有機矽基、有機硫基、醯基、碸基、鹵素原子等所取代者。本發明中以碳數1~5之伸烷基為佳。作為碳數1~5之伸烷基,可舉出例如,亞甲基、伸乙基、伸丙基、三亞甲基、四亞甲基及五亞甲基,以亞甲基、伸乙基、伸丙基及三亞甲基為佳。
D 2為單鍵、O、S、或取代或非取代之2價胺基,本發明中以O為佳。在此,作為2價之取代胺基,可舉出如,-N(CH 3)-、-N(C 2H 5)-、-N(C 3H 7)-等。
D 3表示取代或非取代之一價烴基,D 2為單鍵時則亦可為氫原子。作為取代或非取代之一價烴基,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、t-丁基、n-己基、n-辛基、2-乙基己基、癸基等之烷基;環戊基、環己基等之環烷基;雙環己基等之雙環烷基;乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、己烯基等之烯基;苯基、二甲苯基、甲苯基、聯苯基、萘基等之芳香環基(芳基);苄基、苯基乙基、苯基環己基等之芳烷基,或該等基之氫原子之一部分或全部更被上述取代基所取代者。本發明中以甲基、乙基、n-丙基、n-丁基及苯基為佳。
上述D 1~D 3係以該等一同成為下述式(D)所示之構造為較佳。
【化14】
式(D)中,R 1d及R 2d係各自獨立表示氫原子、直鏈狀或分支狀之一價脂肪族烴基,R 3d表示直鏈狀或分支狀之一價脂肪族烴基或烷氧基。但,R 1d、R 2d及R 3d之碳數之合計為2以上。R 1d、R 2d及R 3d之碳數之合計並無特別限定,以20以下為佳,以10以下為較佳。
作為上述直鏈狀或分支狀之一價脂肪族烴基,並無特別限定,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、i-丙基、n-丁基、i-丁基、t-丁基、n-己基、n-辛基、2-乙基己基、癸基等之碳數1~18之烷基;乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、異丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、己烯基等之碳數2~18之烯基等。
作為烷氧基,以碳數1~10之烷氧基為佳,具體地可舉出如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、i-丙氧基、n-丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、n-戊氧基及苯氧基等。
R 1d係以甲基為較佳。R 2d係以氫原子為佳。R 3d係以烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、n-丁氧基及苯氧基為較佳,以乙氧基、n-丁氧基及苯氧基為更較佳。
尚且,上述式(D)所示之構造係可參考國際公開第2020/218316號(專利文獻7)記載之方法,藉由使用指定之芳基磺酸鹵化物與指定之醇化合物、例如,下述式(D’)所示之醇化合物進行酯化來導入。本發明中,式(B1)所示之重複單位藉由具有此種磺酸酯基,而對有機溶劑之溶解性提升。並且,在使電荷輸送性薄膜成膜後,藉由加熱步驟而磺酸酯基進行分解,且產生磺酸基,藉此薄膜之親水性提升,對於甲苯等之低極性溶劑之耐溶劑性提升。藉此,會減少取得之電荷輸送性薄膜之膜減少或膨潤。
【化15】 (式中,R 1d~R 3d表示與上述相同意義。)
作為適宜之Ar S,可舉出如下述式(Ar S-1)~(Ar S-6)所示者。
【化16】 (式中,D 1~D 3表示與上述相同意義。n表示2~4之整數。)
【化17】 (式中,D 1~D 3表示與上述相同意義。)
【化18】 (式中,D 1~D 3表示與上述相同意義。)
【化19】 (式中,D 1~D 3表示與上述相同意義。)
作為上述Ar S之更加適宜態樣,可舉出如下述式(Ar S-7)~(Ar S-12)所示者。
【化20】 (式中,R 1d~R 3d表示與上述相同意義。n表示2~4之整數。)
【化21】 (式中,R 1d~R 3d表示與上述相同意義。)
【化22】 (式中,R 1d~R 3d表示與上述相同意義。)
【化23】 (式中,R 1d~R 3d表示與上述相同意義。)
本發明之聚合物可為僅包含上述式(A1)所示之重複單位及上述式(B1)所示之重複單位的聚合物。又,本發明之聚合物可為無規共聚物、交互共聚物、嵌段共聚物之任意者。
式(A1)之單位與式(B1)之單位之含有比率並非係受到特別限定者,在考慮到使取得之薄膜之電荷輸送性與耐溶劑性提升時,以莫耳比計,以式(A1):式(B1)=20:1~1:20為佳,以10:1~1:10為較佳,以5:1~1:5為較更佳。
又,在不損及本發明之效果範圍,亦可包含式(A1)所示之重複單位及式(B1)所示之重複單位以外之重複單位。作為其他重複單位,可舉出如,包含丙烯醯基、丙烯醯胺基、甲基丙烯醯基、甲基丙烯醯胺基、乙烯基醚基、無水馬來酸等之聚合性官能基者。又,在提高對有機溶劑之溶解性之面上,可舉出下述式(B2)所示之重複單位作為適宜者。
【化24】
式(B2)中,R’表示1價有機基。 作為該1價有機基,可舉出如,1價烴基、雜芳基、 -COOR”基(R”表示氫原子或碳數1~10之烷基)等。 1價烴基之碳數並無特別限制,以碳數1~20為佳,以碳數6~20為較佳,以碳數6~10為較更佳。作為其具體例,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、sec-丁基、tert-丁基、n-戊基、環戊基、n-己基、環己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基等之烷基;苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等之芳基等。
作為雜芳基之具體例,可舉出如,2-噻吩基、3-噻吩基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-異噻唑基、4-異噻唑基、5-異噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基等之碳數2~20之雜芳基等。
作為R”之碳數1~10之烷基,可舉出如與上述所例示之基為相同者,其中亦以碳數1~5之烷基為佳。
尚且,上述1價烴基、雜芳基、R”之碳數1~10之烷基之氫原子之一部分或全部亦可被取代基所取代。作為此種取代基,可舉出如,鹵素原子、氰基、硝基、羧基、磺酸基、羥基等。作為鹵素原子,可舉出如,與上述例示之原子為相同者。
該等之中,在考慮到使取得之有機EL元件或量子點EL元件之元件特性或壽命特性提升時,R’係以被鹵素原子取代之芳基為佳,以氟化芳基為較佳,以全氟芳基為較更佳。 尤其,以被鹵素原子取代之苯基為佳,以氟化苯基為較佳,以全氟苯基為較更佳。
本發明之聚合物在包含式(B2)所示之重複單位的情況,其含有比率並非系受到特別限定者,在考慮到使提升元件特性與耐溶劑性時,以莫耳比計,以[式(A1)及式(B1)之合計]:式(B2)=10:1~1:10為佳,以5:1~1:5為較佳,以3:1~1:3為較更佳,以1:1為更佳。
本發明之聚合物之分子量並無特別限定者,從耐熱性提升效果與確保對溶劑之溶解性的觀點,以重量平均分子量Mw1,000~50,000為佳,以1,500~10,000為較佳,以2,000~10,000為較更佳。又,分子量分布(Mw/Mn)並非係受到特別限定者,以1.0~5.0為佳,以1.0~3.0為較佳。尚且,該重量平均分子量係由將聚苯乙烯作為標準試料之凝膠滲透層析(GPC)所得之測量值。
[3]聚合物之製造方法 本發明之聚合物係可使下述式(a1)所示之單體及下述式(b1)所示之單體在溶劑及自由基聚合起始劑之存在下,藉由公知之自由基聚合法使其聚合而得。尚且,此使可組合使用2種以上式(a1)所式之單體,亦可組合使用2種以上式(b1)所示之單體。
【化25】 (式中,R M、R 1a、R 2a、Ar 1a、Ar 2a、Ar F、Ar S、X 1a及X 1b表示與上述相同意義。)
又,因應必要,除了上述單體之外,亦可更添加下述式(a2)所示之單體。
【化26】 (式中,R’表示與上述相同意義。)
作為自由基聚合起始劑,可使用自由基熱聚合起始劑、自由基光聚合起始劑等之公知之化合物。 自由基熱聚合起始劑係藉由加熱至分解溫度以上而使產生自由基的化合物。作為此種自由基熱聚合起始劑,可舉出例如,過氧化酮類(過氧化甲基乙基酮、過氧化環己酮等)、二醯基過氧化物類(乙醯基過氧化物、過氧化苯甲醯等)、氫過氧化物類(過氧化氫、氫過氧化tert-丁基、氫過氧化異丙苯等)、過氧化二烷基類(過氧化二-tert-丁基、過氧化二異丙苯基、過氧化二月桂醯基等)、過氧基縮酮(peroxyketal)類(二丁基過氧基環己烷等)、烷基過氧酸酯(alkyl perester)類(過氧基新癸酸-tert-丁基酯、過氧基叔戊酸-tert-丁基酯、過氧基2-乙基環己烷酸-tert-戊酯等)、過硫酸鹽類(過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨等)、偶氮系化合物(偶氮二異丁腈(AIBN)、2,2’-二(2-羥基乙基)偶氮二異丁腈等)等。自由基熱聚合起始劑係可單獨使用1種,亦可組合使用2種以上。
自由基光聚合起始劑只要係藉由光照射而起始自由基聚合之化合物,即無特別限定。作為此種自由基光聚合起始劑,可舉出如,二苯甲酮、米氏酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、氧雜蒽酮、噻噸酮、異丙基氧雜蒽酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-乙基蒽醌、苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、2-羥基-2-甲基-4’-異丙基苯丙酮、1-羥基環己基苯基酮、異丙基安息香醚、異丁基安息香醚、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、樟腦醌、苯並蒽酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1、4-二甲基胺基安息香酸乙酯、4-二甲基胺基安息香酸異戊酯、4,4’-二(tert-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4,4’-三(tert-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基苄醯基二苯基膦氧化物、2-(4’-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’,4’-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(2’-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4’-戊氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、4-[p-N,N-二(乙氧基羰基甲基)]-2,6-二(三氯甲基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(2’-氯苯基)-s-三嗪、1,3-雙(三氯甲基)-5-(4’-甲氧基苯基)-s-三嗪、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯並噁唑、2-(p-二甲基胺基苯乙烯基)苯並噻唑、2-巰基苯並噻唑、3,3’-羰基雙(7-二乙基胺基香豆素)、2-(o-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧基羰基苯基)-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’雙(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、3-(2-甲基-2-二甲基胺基丙醯基)咔唑、3,6-雙(2-甲基-2-嗎啉基丙醯基)-9-n-十二基咔唑、1-羥基環己基苯基酮、雙(5-2,4-環戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟-3-(1H-吡咯-1-基)-苯基)鈦、3,3’,4,4’-四(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’,4,4’-四(t-己基過氧基羰基)二苯甲酮、3,3’-二(甲氧基羰基)-4,4’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、3,4’-二(甲氧基羰基)-4,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、4,4’-二(甲氧基羰基)-3,3’-二(t-丁基過氧基羰基)二苯甲酮、2-(3-甲基-3H-苯並噻唑-2-亞基)-1-萘-2-基-乙酮、2-(3-甲基-1,3-苯並噻唑-2(3H)-亞基)-1-(2-苄醯基)乙酮等。自由基光聚合起始劑係可單獨使用1種,亦可混合使用2種以上。
作為聚合反應所使用之溶劑,只要係會溶解生成之聚合物者,即無特別限定。作為其具體例,可舉出如,水;N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、N-甲基-ε-己內醯胺、二甲亞碸、四甲基脲、吡啶、二甲基碸、六甲基亞碸、γ-丁內酯、2-丙醇、甲氧基甲基戊醇、二戊烯(dipentene)、乙基戊基酮、甲基壬基酮、甲基乙基酮、甲基異戊基酮、甲基異丙基酮、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、丁基卡必醇、乙基卡必醇、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇單異丙基醚、乙二醇單丁基醚、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇-tert-丁基醚、二丙二醇單甲基醚、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二丙二醇單乙酸酯單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單乙酸酯單乙基醚、二丙二醇單丙基醚、二丙二醇單乙酸酯單丙基醚、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、三丙二醇甲基醚、3-甲基-3-甲氧基丁醇、二異丙基醚、乙基異丁基醚、二異丁烯、乙酸戊酯、丁酸丁酯、二丁基醚、二異丁基酮、甲基環己烯、丙基醚、二己基醚、1,4-二噁烷、n-己烷、n-戊烷、n-辛烷、甲苯、二乙基醚、環己酮、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸n-丁酯、乙酸丙二醇單乙基醚、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸、3-甲氧基丙酸、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、二乙二醇二甲醚(diglyme)、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、3-甲氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-乙氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺、3-丁氧基-N,N-二甲基丙烷醯胺等之有機溶劑。
自由基聚合時之聚合溫度係可選擇30~150℃之任意溫度,以50~100℃之範圍為佳。
上述式(a1)所示之單體係可藉由組合各種耦合反應來進行合成。作為該合成方法之一例,可舉出例如,下述流程a所示般,使式(a1-1)所示之苯乙烯化合物與下述式(a1-2)所示之胺化合物進行耦合反應的方法。
【化27】流程a (式中,R M、R 1a、R 2a、X 1a、Ar 1a及Ar 2a表示與上述相同意義。)
流程a中,X A為耦合反應所使用之任意之基。作為此種基之具體例,例如,在利用鈴木・宮浦耦合反應的情況,可舉出如-B(OH) 2等之硼酸基或硼酸酯基。
流程a中,X B係各自獨立為鹵素原子或擬鹵素基。作為X B所示之鹵素原子,可舉出如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以溴原子或碘原子為佳。作為X B所示之擬鹵素基,可舉出如,甲烷磺醯氧基、三氟甲烷磺醯氧基、九氟丁烷磺醯氧基等之氟烷基磺醯氧基;苯磺醯氧基、甲苯磺醯氧基等之芳香族磺醯氧基等。
作為上述耦合反應中使用之溶劑,只要係不會對反應造成不良影響者,即無特別限定,可舉出例如,脂肪族烴(戊烷、n-己烷、n-辛烷、n-癸烷、十氫萘等)、鹵化脂肪族烴(氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化炭素等)、芳香族烴(苯、硝基苯、甲苯、o-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯、均三甲苯等)、醚(二乙基醚、二異丙基醚、tert-丁基甲基醚、THF、二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等)、醯胺(N,N-二甲基甲醯胺(DMF)、N,N-二甲基乙醯胺等)、內醯胺及內酯(N-甲基吡咯啶酮、γ-丁內酯等)、脲衍生物(N,N-二甲基咪唑啉酮、四甲基脲等)、亞碸(二甲亞碸、環丁碸等)、腈(乙腈、丙腈、丁腈等)等。該等之中,從效率良好地取得目的物的觀點,較佳之溶劑為脂肪族烴(戊烷、n-己烷、n-辛烷、n-癸烷、十氫萘等)、芳香族烴(苯、硝基苯、甲苯、o-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯、均三甲苯等)、醚(二乙基醚、二異丙基醚、tert-丁基甲基醚、THF、二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等),更佳為芳香族烴(苯、硝基苯、甲苯、o-二甲苯、m-二甲苯、p-二甲苯、均三甲苯等)、醚(二乙基醚、二異丙基醚、tert-丁基甲基醚、THF、二噁烷、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等)。
作為上述耦合反應中使用之觸媒,可舉出如,二氯化[1,1’-雙(二苯基膦基)二茂鐵]鈀(II) (PdCl 2(dppf))、肆(三苯基膦)鈀(Pd(PPh 3) 4)、雙(三苯基膦)二氯鈀(Pd(PPh 3) 2Cl 2)、雙(苯亞基丙酮)鈀(Pd(dba) 2)、參(苯亞基丙酮)二鈀(Pd 2(dba) 3)、雙(三-tert-丁基膦)鈀(Pd(P-t-Bu 3) 2)、乙酸鈀(II)(Pd(OAc) 2)等之鈀觸媒等。該等觸媒係也可與公知之適當配位子一同使用。
相對於式(a1-2)所示之胺化合物,觸媒之使用量以莫耳比計,以成為0.01~0.2之量為佳,以成為0.03~0.1之量為較佳。又,在使用配位子之情況,其使用量相對於所使用之金屬錯合物,可作成0.1~3.0當量,以0.8~1.5當量為適宜。
又,上述耦合反應中亦可使用鹼。作為前述鹼,可舉出如,氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等之氫氧化鹼金屬;tert-丁氧基鋰、tert-丁氧基鈉、tert-丁氧基鉀等之烷氧基鹼金屬;碳酸鈉、碳酸鉀等之碳酸鹼金屬;碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等之碳酸氫鹼金屬;碳酸鈣等之碳酸鹼土類金屬;n-丁基鋰、sec-丁基鋰、tert-丁基鋰等之有機鋰;三乙基胺、二異丙基乙基胺、四甲基乙二胺、三乙二胺、吡啶等之胺類等,只要可使用於該種反應者,即無特別限定。尤其,由於容易操作,故以碳酸鈉、碳酸鉀為適宜。相對於式(a1-2)所示之胺化合物,前述鹼之使用量以莫耳比計,通常為1~20程度,以4~8為佳。
上述耦合反應中,式(a1-1)所示之苯乙烯化合物與下述式(a1-2)所示之胺化合物之投入比在相對於式(a1-1)所示之苯乙烯化合物而言,式(a1-2)所示之胺化合物以莫耳比計,以成為0.2~2.0之量為佳,以成為0.5~1.0之量為較佳。
上述耦合反應中,反應溫度係考慮到所使用之原料化合物或觸媒之種類或量而在從溶劑融點至沸點為止之範圍內適宜設定,通常為20~120℃程度,以60~100℃為佳。又,反應時間由於係因應所使用之原料化合物或反應溫度等而不同,故無法一概地規定,通常為0.5~12時間程度。
反應結束後可依循常法進行後處理而取得目的之單體。
上述式(b1)之單體係可藉由使能藉由專利文獻6等揭示之公知手法所製造之芳基磺酸化合物以公知手法進行酯化而得。上述芳基磺酸化合物之酯化係可藉由使用指定之醇化合物使指定之芳基磺酸鹵化物進行酯化來實施,可採用例如,國際公開第2020/218316號(專利文獻7)揭示之方法。
[3]電荷輸送性清漆 本發明之電荷輸送性清漆為包含由上述聚合物所構成之電荷輸送性物質與溶劑者。 尚且,本發明中,電荷輸送性係與導電性同義,與電洞輸送性同義。電荷輸送性清漆係指其本身可為具有電荷輸送性者,亦可為藉此而得之固體膜具有電荷輸送性者。
本發明之電荷輸送性清漆中之上述聚合物之含量在從取得之薄膜之電特性與耐溶劑性之觀點,以固體成分中0.1~100質量%為佳,較佳為10~100質量%,較更佳為20~100質量%。尚且,上述聚合物之含量上限通常為100質量%以下,在包含後述之噻吩衍生物或芳基胺衍生物等之任意成分的情況,以99.95質量%以下為佳,較佳為99.90質量%以下。
本發明亦可更包含上述聚合物以外之其他電荷輸送性物質。作為上述其他電荷輸送性物質,並非係受到特別限定者,可從有機EL或量子點EL之領域等所使用之電荷輸送性化合物、電荷輸送性寡聚物、電荷輸送性聚合物等來適宜選擇使用。 作為其具體例,可舉出如,寡苯胺衍生物、N,N’-二芳基聯苯胺衍生物、N,N,N’,N’-四芳基聯苯胺衍生物等之芳基胺衍生物(但,去除上述聚合物);寡聚噻吩衍生物、噻吩並噻吩衍生物、噻吩苯並噻吩衍生物等之噻吩衍生物;寡聚吡咯等之吡咯衍生物等之各種電荷輸送性化合物,或電荷輸送性寡聚物、聚噻吩衍生物、聚苯胺衍生物、聚吡咯衍生物等之電荷輸送性聚合物等,該等之中亦以聚噻吩衍生物、芳基胺衍生物為佳。
又,例如,後述之如式(T2)或(T3)所示之芳基胺化合物般之電荷輸送性化合物(低分子化合物)或電荷輸送性寡聚物在從製作高平坦性薄膜的觀點,以單一分散(即,分子量分布為1)為佳。此時,電荷輸送性物質之分子量在從調製會賦予高平坦性薄膜之均勻清漆的觀點,通常為200~9,000程度,從取得更優異電荷輸送性之薄膜的觀點,以300以上為佳,以400以上為較佳,從調製會更加再現性良好地賦予高平坦性薄膜之均勻清漆的觀點,以8,000以下為佳,以7,000以下為較佳,以6,000以下為較更佳,以5,000以下為更佳。
作為其他電荷輸送性物質,可舉出例如,日本特開2002-151272號公報、國際公開第2004/105446號、國際公開第2005/043962號、國際公開第2008/032617號、國際公開第2008/032616號、國際公開第2013/042623號、國際公開第2014/141998號、國際公開第2014/185208號、國際公開第2015/050253號、國際公開第2015/137391號、國際公開第2015/137395號、國際公開第2015/146912號、國際公開第2015/146965號、國際公開第2016/190326號、國際公開第2016/136544號、國際公開第2016/204079號等所揭示者。
在較佳一態樣中,上述其他電荷輸送性物質為包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或胺加成物。
【化28】
式中,R 1t及R 2t係各自獨立為氫原子、碳數1~40之烷基、碳數1~40之氟烷基、碳數1~40之烷氧基、碳數1~40之氟烷氧基、碳數6~20之芳氧基、-O-[Z-O] h-R e、或磺酸基,或R 1t及R 2t鍵結而形成之-O-Y-O-,Y為可包含醚鍵,且可被磺酸基取代之碳數1~40之伸烷基,Z為可被鹵素原子取代之碳數1~40之伸烷基,h為1以上之整數,R e為氫原子、碳數1~40之烷基、碳數1~40之氟烷基、或碳數6~20之芳基。
作為碳數1~40之烷基,可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任意者,作為其具體例,可舉出如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一基、n-十二基、n-十三基、n-十四基、n-十五基、n-十六基、n-十七基、n-十八基、n-十九基、n-二十烷基、二十二烷基、三十烷基、四十烷基等。本發明中,以碳數1~18之烷基為佳,以碳數1~8之烷基為較佳。
作為碳數1~40之氟烷基,只要係碳原子上之至少1個氫原子被氟原子取代之碳數1~40之烷基,則並非係受到特別限定者,作為其具體例,可舉出如,氟甲基、二氟甲基、全氟甲基、1-氟乙基、2-氟乙基、1,2-二氟乙基、1,1-二氟乙基、2,2-二氟乙基、1,1,2-三氟乙基、1,2,2-三氟乙基、2,2,2-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、1,2,2,2-四氟乙基、全氟乙基、1-氟丙基、2-氟丙基、3-氟丙基、1,1-二氟丙基、1,2-二氟丙基、1,3-二氟丙基、2,2-二氟丙基、2,3-二氟丙基、3,3-二氟丙基、1,1,2-三氟丙基、1,1,3-三氟丙基、1,2,3-三氟丙基、1,3,3-三氟丙基、2,2,3-三氟丙基、2,3,3-三氟丙基、3,3,3-三氟丙基、1,1,2,2-四氟丙基、1,1,2,3-四氟丙基、1,2,2,3-四氟丙基、1,3,3,3-四氟丙基、2,2,3,3-四氟丙基、2,3,3,3-四氟丙基、1,1,2,2,3-五氟丙基、1,2,2,3,3-五氟丙基、1,1,3,3,3-五氟丙基、1,2,3,3,3-五氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、全氟丙基、全氟丁基、全氟戊基、全氟己基、全氟庚基、全氟辛基等。
作為碳數1~40之烷氧基,其中之烷基可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任意者,作為其具體例,可舉出如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、i-丙氧基、c-丙氧基、n-丁氧基、i-丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基、n-十一烷氧基、n-十二烷氧基、n-十三烷氧基、n-十四烷氧基、n-十五烷氧基、n-十六烷氧基、n-十七烷氧基、n-十八烷氧基、n-十九烷氧基、n-二十烷氧基。
作為碳數1~40之氟烷氧基,只要係碳原子上之至少1個氫原子被氟原子取代之碳數1~40之烷氧基,則並非係受到特別限定者,作為其具體例,可舉出如,氟甲氧基、二氟甲氧基、全氟甲氧基、1-氟乙氧基、2-氟乙氧基、1,2-二氟乙氧基、1,1-二氟乙氧基、2,2-二氟乙氧基、1,1,2-三氟乙氧基、1,2,2-三氟乙氧基、2,2,2-三氟乙氧基、1,1,2,2-四氟乙氧基、1,2,2,2-四氟乙氧基、全氟乙氧基、1-氟丙氧基、2-氟丙氧基、3-氟丙氧基、1,1-二氟丙氧基、1,2-二氟丙氧基、1,3-二氟丙氧基、2,2-二氟丙氧基、2,3-二氟丙氧基、3,3-二氟丙氧基、1,1,2-三氟丙氧基、1,1,3-三氟丙氧基、1,2,3-三氟丙氧基、1,3,3-三氟丙氧基、2,2,3-三氟丙氧基、2,3,3-三氟丙氧基、3,3,3-三氟丙氧基、1,1,2,2-四氟丙氧基、1,1,2,3-四氟丙氧基、1,2,2,3-四氟丙氧基、1,3,3,3-四氟丙氧基、2,2,3,3-四氟丙氧基、2,3,3,3-四氟丙氧基、1,1,2,2,3-五氟丙氧基、1,2,2,3,3-五氟丙氧基、1,1,3,3,3-五氟丙氧基、1,2,3,3,3-五氟丙氧基、2,2,3,3,3-五氟丙氧基、全氟丙氧基等。
作為碳數1~40之伸烷基,可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任意者,作為其具體例,可舉出如,亞甲基、伸乙基、伸丙基(propylene)、伸丙基(trimethylene)、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一基、伸十二基、伸十三基、伸十四基、伸十五基、伸十六基、伸十七基、伸十八基、伸十九基、伸二十烷基等。
作為碳數6~20之芳基之具體例,可舉出如,苯基、甲苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等,以苯基、甲苯基、萘基為佳。 作為碳數6~20之芳氧基之具體例,可舉出如,苯氧基、蒽氧基、萘氧基、菲氧基、茀氧基等。 作為鹵素原子,可舉出如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
上述式(T1)中,R 1t及R 2t係以各自獨立為氫原子、碳數1~40之氟烷基、碳數1~40之烷氧基、 -O[C(R aR b)-C(R cR d)-O] h-R e、-OR f、或磺酸基,或R 1t及R 2t鍵結而形成之-O-Y-O-為佳。 R a~R d係各自獨立表示氫原子、碳數1~40之烷基、碳數1~40之氟烷基、或碳數6~20之芳基,作為該等基之具體例,可舉出如與上述列舉之基為相同者。 其中,R a~R d係以各自獨立為氫原子、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、或苯基為佳。 R e為氫原子、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、或苯基,以氫原子、甲基、丙基、或丁基為佳。 h係以1~5為佳,以1、2或3為較佳。
R f為氫原子、碳數1~40之烷基、碳數1~40之氟烷基或碳數6~20之芳基,以氫原子、碳數1~8之烷基、碳數1~8之氟烷基、或苯基為佳,以-CH 2CF 3為較佳。
上述R 1t係以氫原子或磺酸基為佳,較佳為磺酸基,且,R 2t係以碳數1~40之烷氧基或-O-[Z-O] h-R e為佳,較佳為-O[C(R aR b)-C(R cR d)-O] h-R e或-OR f,較更佳為 -O[C(R aR b)-C(R cR d)-O] h-R e、-O-CH 2CH 2-O-CH 2CH 2-O-CH 3、-O-CH 2CH 2-O-CH 2CH 2-OH或-O-CH 2CH 2-OH,或,R 1t及R 2t互相鍵結而形成之-O-Y-O-。
例如,本發明之較佳態樣之上述聚噻吩衍生物包含R 1t為磺酸基,R 2t為磺酸基以外之重複單位,或包含R 1t及R 2t鍵結而形成之-O-Y-O-之重複單位。 較佳係上述聚噻吩衍生物包含R 1t為磺酸基,R 2t為碳數1~40之烷氧基或-O-[Z-O] h-R e之重複單位,或包含R 1t及R 2t鍵結而形成之-O-Y-O-之重複單位。 更佳係上述聚噻吩衍生物包含R 1t為磺酸基,R 2t為 -O[C(R aR b)-C(R cR d)-O] h-R e或-OR f之重複單位。 較更佳係上述聚噻吩衍生物包含R 1t為磺酸基,R 2t為 -O[C(R aR b)-C(R cR d)-O] h-R e之重複單位,或包含R 1t及R 2t鍵結而形成之-O-Y-O-之重複單位。 再更較佳係上述聚噻吩衍生物包含R 1t為磺酸基,R 2t為-O-CH 2CH 2-O-CH 2CH 2-O-CH 3、-O-CH 2CH 2-O-CH 2CH 2-OH、或-O-CH 2CH 2-OH之重複單位,或包含R 1t及R 2t互相鍵結合為下述式(Y1)及(Y2)所示之基之重複單位。
【化29】
作為上述聚噻吩衍生物之較佳具體例,可舉出例如,包含至少一種下述式(T1-1)~(T1-5)所示之重複單位之聚噻吩。
【化30】
又,作為上述聚噻吩衍生物之適宜構造,可舉出例如,具有下述式(T1a)所示構造之聚噻吩衍生物。尚且,下述式中,各單位係可無規地鍵結,亦可鍵結作為嵌段聚合物。
【化31】
式中,a~d表示各單位之莫耳比,且滿足0≦a≦1、0≦b≦1、0<a+b≦1、0≦c<1、0≦d<1、a+b+c+d=1。
並且,上述聚噻吩衍生物也可為均聚物或共聚物(包括統計、無規、梯度、及嵌段共聚物)。作為包含單體A及單體B之聚合物,嵌段共聚物包括例如,A-B二嵌段共聚物、A-B-A三嵌段共聚物、及(AB) k-多嵌段共聚物。聚噻吩亦可包含由其他類型之單體(例如,噻吩並噻吩、硒吩、吡咯、呋喃、碲吩、苯胺、芳基胺、及伸芳基(例如,伸苯基、伸苯基伸乙烯基、及茀等)等)所衍生之重複單位。
上述聚噻吩衍生物中之式(T1)所示之重複單位之含量在聚噻吩衍生物所包含之全重複單位中,以超過50莫耳%為佳,以80莫耳%以上為較佳,以90莫耳%以上為更佳,以95莫耳%以上為較更佳,以100莫耳%為最佳。
上述聚噻吩衍生物因應聚合所使用之起始單體之純度,亦可含有由雜質所衍生之重複單位。上述「均聚物」之用語係意指包含由1種類型之單體所衍生之重複單位之聚合物者,但亦可包含由雜質所衍生之重複單位。上述聚噻吩衍生物係以基本上全部重複單位為上述式(T1)所示之重複單位之聚合物為佳,以包含上述式(T1-1)~(T1-5)所示之重複單位之至少1種之聚合物為較佳。
上述聚噻吩衍生物在包含具有磺酸基之重複單位的情況,在從更加提升對有機溶劑之溶解性或分散性的觀點,該聚噻吩衍生物係以其所包含之磺酸基之至少一部分加成有胺化合物之胺加成物為佳。
作為可使用於形成胺加成物之胺化合物,可舉出如,甲基胺、乙基胺、n-丙基胺、異丙基胺、n-丁基胺、異丁基胺、s-丁基胺、t-丁基胺、n-戊基胺、n-己基胺、n-庚基胺、n-辛基胺、2-乙基己基胺、n-壬基胺、n-癸基胺、n-十一基胺、n-十二基胺、n-十三基胺、n-十四基胺、n-十五基胺、n-十六基胺、n-十七基胺、n-十八基胺、n-十九基胺、n-二十基胺等之單烷基胺化合物;苯胺、甲苯基胺、1-萘基胺、2-萘基胺、1-蒽基胺、2-蒽基胺、9-蒽基胺、1-菲基胺、2-菲基胺、3-菲基胺、4-菲基胺、9-菲基胺等之單芳基胺化合物等之一級胺化合物;N-乙基甲基胺、N-甲基-n-丙基胺、N-甲基異丙基胺、N-甲基-n-丁基胺、N-甲基-s-丁基胺、N-甲基-t-丁基胺、N-甲基異丁基胺、二乙基胺、N-乙基-n-丙基胺、N-乙基異丙基胺、N-乙基-n-丁基胺、N-乙基-s-丁基胺、N-乙基-t-丁基胺、二丙基胺、N-n-丙基異丙基胺、N-n-丙基-n-丁基胺、N-n-丙基-s-丁基胺、二異丙基胺、N-n-丁基異丙基胺、N-t-丁基異丙基胺、二(n-丁基)胺、二(s-丁基)胺、二異丁基胺、氮丙啶(伸乙基亞胺)、2-甲基氮丙啶(伸丙基亞胺)、2,2-二甲基氮丙啶、吖丁啶(三亞甲基亞胺)、2-甲基吖丁啶、吡咯啶、2-甲基吡咯啶、3-甲基吡咯啶、2,5-二甲基吡咯啶、哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶,2,2,6,6-四甲基哌啶、六亞甲基亞胺、七亞甲基亞胺、八亞甲基亞胺等之二烷基胺化合物;二苯基胺、N-苯基-1-萘基胺、N-苯基-2-萘基胺、1,1’-二萘基胺、2,2’-二萘基胺、1,2’-二萘基胺、咔唑、7H-苯並[c]咔唑、11H-苯並[a]咔唑、7H-二苯並[c,g]咔唑、13H-二苯並[a,i]咔唑等之二芳基胺化合物;N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-n-丙基苯胺、N-異丙基苯胺、N-n-丁基苯胺、N-s-丁基苯胺、N-異丁基苯胺、N-甲基-1-萘基胺、N-乙基-1-萘基胺、N-n-丙基-1-萘基胺、吲哚啉、異吲哚啉、1,2,3,4-四氫喹啉、1,2,3,4-四氫異喹啉等之烷基芳基胺化合物等之二級胺化合物;N,N-二甲基乙基胺、N,N-二甲基-n-丙基胺、N,N-二甲基異丙基胺、N,N-二甲基-n-丁基胺、N,N-二甲基-s-丁基胺、N,N-二甲基-t-丁基胺、N,N-二甲基異丁基胺、N,N-二乙基甲基胺、N-甲基二(n-丙基)胺、N-甲基二異丙基胺、N-甲基二(n-丁基)胺、N-甲基二異丁基胺、三乙基胺、N,N-二乙基-n-丁基胺、N,N-二異丙基乙基胺、N,N-二(n-丁基)乙基胺、三(n-丙基)胺、三(i-丙基)胺、三(n-丁基)胺、三(i-丁基)胺、1-甲基吖丁啶、1-甲基吡咯啶、1-甲基哌啶等之三烷基胺化合物;三苯基胺等之三芳基胺化合物;N-甲基二苯基胺、N-乙基二苯基胺、9-甲基咔唑、9-乙基咔唑等之烷基二芳基胺化合物;N,N-二乙基苯胺、N,N-二(n-丙基)苯胺、N,N-二(i-丙基)苯胺、N,N-二(n-丁基)苯胺等之二烷基芳基胺化合物等之三級胺化合物,在考慮到胺加成物之溶解性、取得之有機機能膜之電荷輸送性等之平衡時,以三級胺化合物為佳,以三烷基胺化合物為較佳,以三乙基胺為更佳。 胺加成物係可藉由投入胺本身或對該溶液投入聚噻吩衍生物並進行良好攪拌而得。
又,上述之聚噻吩衍生物或其胺加成物亦可使用經還原劑處理者。 聚噻吩衍生物或其胺加成物中,在構成該等之重複單位之一部中,其化學構造會有成為被稱為「醌型(quinoid)構造」之氧化型之構造的情況。用語「醌型構造」由於係相對於用語「苯型(benzenoid)構造」來使用者,故相對於包含芳香環構造之後者,前者係意指其芳香環內之雙鍵會往環外移動(其結果係芳香環會消失),而與殘留於環內之其他雙鍵形成共軛之2個環外雙鍵的構造。對於業界人士而言,該等兩構造之關係係能從苯醌與氫醌之構造的關係而容易理解者。關於各種共軛聚合物之重複單位之醌型構造對於業界人士而言為周知者。作為一例,包含上述式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物之重複單位所對應之醌型構造展示於下述式(T1’)。
【化32】 (式中,R 1t及R 2t係如同上述式(T1)中所定義者。)
該醌型構造係藉由包含上述式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物因摻質而受到氧化反應的過程,即所謂之摻雜反應而生成,且成為對聚噻吩衍生物賦予電荷輸送性之被稱為「極子構造」及「雙極子構造」之構造之一部分者。該等構造為公知者。在有機EL元件或量子點EL元件之製作中必須導入「極子構造」及/或「雙極子構造」,實際上在有機EL元件或量子點EL元件之製作時,在燒成處理由電荷輸送性清漆所形成之薄膜時,蓄意引起上述之摻雜反應來達成此者。在引起該摻雜反應之前之聚噻吩衍生物中所包含之醌型構造被認為係聚噻吩衍生物在其製造過程(尤其係其中之碸化步驟)中,經引起與摻雜反應同等之非蓄意之氧化反應所致者。
上述聚噻吩衍生物所含之醌型構造之量在與聚噻吩衍生物對有機溶劑之溶解性或分散性之間聚有關聯性,醌型構造之量變多時,有其溶解性或分散性降低的傾向。因此,在由電荷輸送性清漆形成薄膜後導入醌型構造雖不會產生問題,但由於上述非蓄意之氧化反應,而對聚噻吩衍生物過剩地導入有醌型構造時,則會有對製造電荷輸送性清漆造成障礙的情況。已知聚噻吩衍生物中,會有對有機溶劑之溶解性或分散性具有不均的情況,其原因之一認為係因上述非蓄意之氧化反應而被導入於聚噻吩之醌型構造之量會因應各種聚噻吩衍生物之製造條件之差異而變動所致。 因此,若將上述聚噻吩衍生物提送至使用還原劑之還原處理,即使聚噻吩衍生物中過剩地導入有醌型構造,藉由還原會減少醌型構造,而提升聚噻吩衍生物對有機溶劑之溶解性或分散性,從而變得安定地製造會賦予均質性優異之薄膜的良好電荷輸送性清漆。
還原處理之條件只要係能還原上述醌型構造而適當轉換成非氧化型之構造,即上述苯型構造(例如,在包含上述式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物中,將上述式(T1’)所示之醌型構造轉換成上述式(T1)所示之構造)者,即無特別限制,例如,在適當溶劑之存在下或非存在下,藉由單純使聚噻吩衍生物或胺加成物與還原劑進行接觸就可進行該處理。 此種還原劑只要也係會適當還原,就無特別限制,例如,容易以市售品取得之氨水、胼等為適當者。 又,還原劑之量由於會因應所使用之還原劑之量而不同,故無法一概規地定,通常在會適當地進行還原的觀點,相對於應處理之聚噻吩衍生物或胺加成物100質量份為0.1質量份以上,從作成不使還原劑過剩殘留的觀點,則為10質量份以下。
作為還原處理之具體性方法之一例,在28%氨水中,在室溫下攪拌聚噻吩衍生物或胺加成物一晚。藉由在此種相對性溫和之條件下之還原處理,聚噻吩衍生物或胺加成物對有機溶劑之溶解性或分散性會充分提升。
本發明之電荷輸送性清漆中,在使用聚噻吩衍生物之胺加成物之情況,上述還原處理係可在形成胺加成物之前進行,亦可在形成胺加成物後才進行。
尚且,藉由該還原處理而聚噻吩衍生物或其胺加成物對溶劑之溶解性或分散性產生變化的結果,處理開始時並未溶解於反應系統中之聚噻吩衍生物或其胺加成物會有在處理結束時為成為已溶解的情況。於此種情況,可藉由將聚噻吩衍生物或其胺加成物與非相溶性之有機溶劑(碸化聚噻吩之情況,如丙酮、2-丙醇等)添加至反應系統中,使聚噻吩衍生物或其胺加成物之沉澱產生,並進行過濾等之方法來回收聚噻吩衍生物或其胺加成物。
包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物之重量平均分子量係以約1,000~1,000,000為佳,以約5,000~100,000為較佳,以約10,000~約50,000為更佳。藉由將重量平均分子量作成下限以上,可再現性良好地取得良好導電性,藉由作成上限以下,對於溶劑之溶解性會提升。尚且,該重量平均分子量為由GPC所得之聚苯乙烯換算值。
本發明所使用之電荷輸送性清漆所包含之聚噻吩衍生物或其胺加成物可僅為包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物1種,也可為2種以上。 又,包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物係可使用市售品,也可使用藉由將噻吩衍生物等作為起始原料之公知方法進行聚合而成者,但在任一之情況皆係以使用藉由再沉澱或離子交換等之方法而經純化者為佳。藉由使用經純化者,可更加提升具備由本發明之電荷輸送性清漆所得之薄膜之有機EL元件或量子點EL元件的特性。
尚且,共軛聚合物之碸化及碸化共軛聚合物(包括碸化聚噻吩)係記載於Seshadri等之美國專利第8,017,241號中。又,關於碸化聚噻吩,則係記載於國際公開第2008/073149號及國際公開第2016/171935號中。
尚且,上述包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物之至少一部份會溶解於後述之溶劑。
本發明中,在使用包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物的情況,作為電荷輸送性物質,可併用由該聚噻吩衍生物或其胺加成物,與其以外之之電荷輸送性化合物所構成之電荷輸送性物質,但以僅含有包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物為佳。
在使用上述包含式(T1)所示之重複單位之聚噻吩衍生物或其胺加成物的情況,其含量通常在考慮到所欲之膜厚或清漆之黏度等,固體成分中以0.05~40質量%為佳,較佳在0.1~35質量%之範圍來適宜決定。
作為上述其他電荷輸送性物質之較佳其他一態樣,可舉出如下述式(T2)及(T3)所示者。
【化33】
尚且,式(T2)所示之苯胺衍生物也可為於其分子內具有下述式所示之醌二亞胺構造之氧化型苯胺衍生物(醌二亞胺衍生物)。作為將苯胺衍生物氧化而作成醌二亞胺衍生物的方法,可舉出如國際公開第2008/010474號、國際公開第2014/119782號記載之方法等。
【化34】
式(T2)中,R 1~R 6係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、硝基、氰基、胺基、可被Z 1所取代之碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基或碳數2~20之炔基、可被Z 2所取代之碳數6~20之芳基或碳數2~20之雜芳基、-NHY 1、 -NY 2Y 3、-OY 4、或-SY 5基,Y 1~Y 5係各自獨立表示可被Z 1所取代之碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基或碳數2~20之炔基,或可被Z 2所取代之碳數6~20之芳基或碳數2~20之雜芳基,Z 1表示鹵素原子、硝基、氰基、胺基,或可被Z 3所取代之碳數6~20之芳基或碳數2~20之雜芳基,Z 2表示鹵素原子、硝基、氰基、胺基,或可被Z 3所取代之碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基或碳數2~20之炔基,Z 3表示鹵素原子、硝基、氰基、或胺基,k及l係各自獨立為1~5之整數。
式(T3)中,R 7~R 10係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、硝基、氰基、羥基、巰基、磷酸基、磺酸基、羧基、可被Z 1所取代之碳數1~20之烷氧基、碳數1~20之硫代烷氧基(thioalkoxy)、碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基或碳數2~20之炔基,可被Z 2所取代之碳數6~20之芳基或碳數7~20之芳烷基、或碳數1~20之醯基,R 11~R 14係各自獨立表示氫原子、苯基、萘基、吡啶基、嘧啶基、嗒嗪基、吡嗪基、呋喃基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻吩基(該等基亦可被鹵素原子、硝基、氰基、羥基、巰基、磷酸基、磺酸基、羧基、碳數1~20之烷氧基、碳數1~20之硫代烷氧基、碳數1~20之烷基、碳數1~20之鹵烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數6~20之芳基、碳數7~20之芳烷基或碳數1~20之醯基所取代),或式(T3a)所示之基(但,R 11~R 14之至少1個為氫原子)、m表示2~5之整數。Z 1及Z 2表示與上述相同意義。
【化35】
式(T3a)中,R 15~R 18係各自獨立表示氫原子、鹵素原子、硝基、氰基、羥基、巰基、磷酸基、磺酸基、羧基、可被Z 1所取代之碳數1~20之烷氧基、碳數1~20之硫代烷氧基、碳數1~20之烷基、碳數2~20之烯基或碳數2~20之炔基,可被Z 2所取代之碳數6~20之芳基或碳數7~20之芳烷基、或碳數1~20之醯基,R 19及R 20係各自獨立表示苯基、萘基、蒽基、吡啶基、嘧啶基、嗒嗪基、吡嗪基、呋喃基、吡咯基、吡唑基、咪唑基、噻吩基(該等基亦可互相鍵結而形成環,又,亦可被鹵素原子、硝基、氰基、羥基、巰基、磷酸基、磺酸基、羧基、碳數1~20之烷氧基、碳數1~20之硫代烷氧基、碳數1~20之烷基、碳數1~20之鹵烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數6~20之芳基、碳數7~20之芳烷基、或碳數1~20之醯基所取代)。Z 1及Z 2表示與上述相同意義。
上述各式中,作為鹵素原子,可舉出如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。 作為碳數1~20之烷基,可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任意者,可舉出例如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基等之碳數1~20之直鏈或支鏈狀烷基;環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、雙環丁基、雙環戊基、雙環己基、雙環庚基、雙環辛基、雙環壬基、雙環癸基等之碳數3~20之環狀烷基等。
作為碳數2~20之烯基之具體例,可舉出如,乙烯基、n-1-丙烯基、n-2-丙烯基、1-甲基乙烯基、n-1-丁烯基、n-2-丁烯基、n-3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、n-1-戊烯基、n-1-癸烯基、n-1-二十烯基等。
作為碳數2~20之炔基之具體例,可舉出如,乙炔基、n-1-丙炔基、n-2-丙炔基、n-1-丁炔基、n-2-丁炔基、n-3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、n-1-戊炔基、n-2-戊炔基、n-3-戊炔基、n-4-戊炔基、1-甲基-n-丁炔基、2-甲基-n-丁炔基、3-甲基-n-丁炔基、1,1-二甲基-n-丙炔基、n-1-己炔基、n-1-癸炔基、n-1-十五炔基、n-1-二十炔基等。
作為碳數6~20之芳基之具體例,可舉出如,苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基、2-蒽基、9-蒽基、1-菲基、2-菲基、3-菲基、4-菲基、9-菲基等。
作為碳數7~20之芳烷基之具體例,可舉出如,苄基、苯基乙基、苯基丙基、萘基甲基、萘基乙基、萘基丙基等。
作為碳數2~20之雜芳基之具體例,可舉出如,2-噻吩基、3-噻吩基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噁唑基、4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、3-異噻唑基、4-異噻唑基、5-異噻唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基等。
作為碳數1~20之鹵烷基,可舉出如,上述碳數1~20之烷基之氫原子之至少1個被鹵素原子取代者,其中以氟烷基為佳,以全氟烷基為較佳。 作為其具體例,可舉出如,氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、五氟乙基、2,2,2-三氟乙基、七氟丙基、2,2,3,3,3-五氟丙基、2,2,3,3-四氟丙基、2,2,2-三氟-1-(三氟甲基)乙基、九氟丁基、4,4,4-三氟丁基、十一氟戊基、2,2,3,3,4, 4,5,5,5-九氟戊基、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基、十三氟己基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6-十一氟己基、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-十氟己基、3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基等。
作為碳數1~20之烷氧基之具體例,可舉出如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、i-丙氧基、c-丙氧基、n-丁氧基、i-丁氧基、s-丁氧基、t-丁氧基、n-戊氧基、n-己氧基、n-庚氧基、n-辛氧基、n-壬氧基、n-癸氧基、n-十一烷氧基、n-十二烷氧基、n-十三烷氧基、n-十四烷氧基、n-十五烷氧基、n-十六烷氧基、n-十七烷氧基、n-十八烷氧基、n-十九烷氧基、n-二十烷氧基等。
作為碳數1~20之硫代烷氧基(烷硫基)基之具體例,可舉出如,甲硫基、乙硫基、n-丙硫基、異丙硫基、n-丁硫基、異丁硫基、s-丁硫基、t-丁硫基、n-戊硫基、n-己硫基、n-庚硫基、n-辛硫基、n-壬硫基、n-癸硫基、n-十一烷硫基、n-十二烷硫基、n-十三烷硫基、n-十四烷硫基、n-十五烷硫基、n-十六烷硫基、n-十七烷硫基、n-十八烷硫基、n-十九烷硫基、n-二十烷硫基基等。
作為碳數1~20之醯基之具體例,可舉出如,甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、異戊醯基、苄醯基等。
式(T2)中,R 1~R 6係以氫原子、鹵素原子、可被Z 1所取代之碳數1~20之烷基、可被Z 2所取代之碳數6~20之芳基、-NHY 1、-NY 2Y 3、-OY 4、或-SY 5為佳,於此情況下,Y 1~Y 5係以可被Z 1所取代之碳數1~10之烷基或可被Z 2所取代之碳數6~10之芳基為佳,以可被Z 1所取代之碳數1~6之烷基或可被Z 2所取代之苯基為較佳,以碳數1~6之烷基或苯基為更佳。 尤其,R 1~R 6係以氫原子、氟原子、甲基、苯基或二苯基胺基(Y 2及Y 3為苯基之-NY 2Y 3)為較佳,以R 1~R 4為氫原子,且,R 5及R 6同時為氫原子或二苯基胺基為較佳。
尤其,R 1~R 6及Y 1~Y 5中,Z 1係以鹵素原子或可被Z 3所取代之碳數6~10之芳基為佳,以氟原子或苯基為較佳,以不存在(即,非取代之基)為更佳,又,Z 2係以鹵素原子或可被Z 3所取代之碳數1~10之烷基為佳,以氟原子或碳數1~6之烷基為較佳,以不存在(即,非取代之基)為更佳。 又,Z 3係以鹵素原子為佳,以氟原子為較佳,以不存在(即,非取代之基)為更佳。 作為k及l,從提高式(H2)所示之苯胺衍生物之溶解性的觀點,以k+l≦8為佳,較佳為k+l≦5。
式(T3)中,R 7~R 10係以氫原子、鹵素原子、碳數1~4之烷基、碳數1~4之全氟烷基、碳數1~4之烷氧基為佳,以氫原子為較佳。 又,在考慮到提高式(T3)所示之苯胺衍生物對溶劑之溶解性,且提高取得之薄膜之均勻性時,以R 11及R 13皆係氫原子為佳。 尤其,以R 11及R 13皆係氫原子,R 12及R 14係各自獨立為苯基(該苯基可被鹵素原子、硝基、氰基、羥基、巰基、磷酸基、磺酸基、羧基、碳數1~20之烷氧基、碳數1~20之硫代烷氧基、碳數1~20之烷基、碳數1~20之鹵烷基、碳數2~20之烯基、碳數2~20之炔基、碳數6~20之芳基、碳數7~20之芳烷基、或碳數1~20之醯基所取代),或上述式(T3a)所示之基為佳,以R 11及R 13皆係氫原子,R 12及R 14係各自獨立為苯基、或R 19’及R 20’皆係苯基之下述式(T3a’)所示之基為較佳,以R 11及R 13皆為氫原子,R 12及R 14皆係苯基為更佳。 又,在考慮到化合物之取得容易性、製造容易性、成本面等時,m係以2~4為佳,在考慮到提高對溶劑之溶解性時,以2或3為較佳,在考慮到化合物之取得容易性、製造容易性、製造成本、對溶劑之溶解性、取得之薄膜透明性等之平衡時,以2為最適宜。
【化36】
式(T2)及(T3)所示之苯胺衍生物係可使用市售品,亦可使用藉由上述各公報記載之方法等之公知方法來製造者,但在任一之情況皆係以使用在調製電荷輸送性清漆之前,藉由再結晶或蒸鍍法等進行純化者為佳。藉由使用經純化者,可更提高具備由該清漆所得之薄膜之電子元件的特性。使用再結晶進行純化時,作為溶劑,可使用例如,1,4-二噁烷、四氫呋喃等。
本發明中,作為式(T2)及(T3)所示之電荷輸送性物質,可單獨使用選自式(T2)及(T3)所示之化合物之1種化合物(即,分子量分布之分散度為1),亦可組合使用2種以上之化合物。
作為本發明能適宜使用之式(T2)及(T3)所示之電荷輸送性物質之具體例,可舉出如下述者,但並非係受限於該等者。
【化37】
【化38】 (式中,DPA表示二苯基胺基。)
在使用上述式(T2)所示之苯胺衍生物及式(T3)所示之苯胺衍生物之情況,其含量通常考慮到所欲之膜厚或清漆之黏度等,在固體成分中以0.05~90質量%為佳,較佳在0.1~75質量%之範圍來適宜決定。
尚且,本發明之電荷輸送性清漆中亦可包含公知之有機系摻質物質或無機系摻質物質。
作為調製本發明之電荷輸送性清漆時所使用之溶劑,可使用能良好地溶解所使用之電荷輸送性物質或摻質物質等的高極性溶劑。又,因應必要也可使用比起高極性溶劑而在製程適合性更為優異之低極性溶劑。本發明中,將低極性溶劑定義成在頻率100kHz處之相對電容率未滿7者,將高極性溶劑定義成在頻率100kHz處之相對電容率為7以上者。
作為低極性溶劑,可舉出例如, 氯仿、氯苯等之塩素系溶劑; 甲苯、二甲苯、四氫萘、環己基苯、癸基苯等之芳香族烴系溶劑; 1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇等之脂肪族醇系溶劑; 四氫呋喃、二噁烷、苯甲醚、4-甲氧基甲苯、3-苯氧基甲苯、二苄基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇丁基甲基醚、三乙二醇二甲基醚、三乙二醇丁基甲基醚等之醚系溶劑; 安息香酸甲酯、安息香酸乙酯、安息香酸丁酯、安息香酸異戊基酯、鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸雙(2-乙基己酯)、馬來酸二丁酯、草酸二丁酯、乙酸己酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯等之酯系溶劑等。
又,作為高極性溶劑,可舉出例如, N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基異丁基醯胺、N-甲基吡咯啶酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮等之醯胺系溶劑; 甲基乙基酮、異佛爾酮、環己酮等之酮系溶劑; 乙腈、3-甲氧基丙腈等之氰基系溶劑; 乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇等之多價醇系溶劑; 二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單苯基醚、三乙二醇單甲基醚、二丙二醇單甲基醚、苄基醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、3-苯氧基苄基醇、四氫糠基醇等之脂肪族醇以外之1價醇系溶劑; 二甲亞碸等之亞碸系溶劑等。
並且,本發明之電荷輸送性清漆亦可包含1種以上之金屬氧化物奈米粒子。奈米粒子係意指關於一次粒子之平均粒子徑為奈米級(典型為500nm以下)之微粒子。金屬氧化物奈米粒子係意指成形為奈米粒子之金屬氧化物。 金屬氧化物奈米粒子之一次粒子徑只要為奈米尺寸,即並未受到特別限定者,以2~150nm為佳,以3~100nm為較佳,以5~50nm為更佳。尚且,粒子徑係使用由BET法所得之氮吸附等溫線之測量值。
構成上述金屬氧化物奈米粒子之金屬除了一般意義上之金屬,也包括半金屬。 作為一般意義上之金屬,並非係受到特別限定者,以使用選自由錫(Sn)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、鉭(Ta)及W(鎢)所成群之1種或2種以上為佳。 另一方面,半金屬係意指化學及/或物理性質在金屬與非金屬中間的元素。雖並並未成立半金屬之普遍性定義,但本發明中將硼(B)、矽(Si)、鍺(Ge)、砷(As)、銻(Sb)及碲(Te)之共計6元素當作半金屬。該等半金屬係可單獨使用,亦可組合使用2種以上,且亦可與一般意義上之金屬組合使用。
尤其,金屬氧化物奈米粒子係以包含選自硼(B)、矽(Si)、鍺(Ge)、砷(As)、銻(Sb)、碲(Te)、錫(Sn)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鋯(Zr)、鋅(Zn)、鈮(Nb)、鉭(Ta)及W(鎢)之1種或2種以上之金屬之氧化物為佳。尚且,在金屬為2種以上之組合時,金屬氧化物可為個別單獨金屬之氧化物之混合物,亦可為包含複數金屬之複合氧化物。
作為金屬氧化物之具體例,可舉出如,B 2O 3、B 2O、SiO 2、SiO、GeO 2、GeO、As 2O 4、As 2O 3、As 2O 5、Sb 2O 3、Sb 2O 5、TeO 2、SnO 2、SnO、ZrO 2、Al 2O 3、ZnO等,以B 2O 3、B 2O、SiO 2、SiO、GeO 2、GeO、As 2O 4、As 2O 3、As 2O 5、SnO 2、SnO、Sb 2O 3、TeO 2、及該等之混合物為佳,以SiO 2為較佳。
金屬氧化物奈米粒子之量並非係受到特別限定者,從使取得之薄膜之透明性提升的觀點,提高膜均勻性的觀點等,固體成分中,其下限值通常為50質量%,以60質量%為佳,較佳為65質量%,其上限值通常為95質量%,以90質量%為佳。
尤其,本發明中,作為金屬氧化物奈米粒子,以使用SiO 2奈米粒子分散於分散介質中之氧化矽溶膠為適宜。 作為氧化矽溶膠,並非係受到特別限定者,可適宜選擇使用公知之氧化矽溶膠。 市售之氧化矽溶膠通常為分散液之形態。作為市售之氧化矽溶膠,可舉出如SiO 2奈米粒子分散於各種溶劑,例如,水、甲醇、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、N,N-二甲基乙醯胺、乙二醇、異丙醇、甲醇、乙二醇單丙基醚、環己酮、乙酸乙酯、甲苯、丙二醇單甲基醚乙酸酯等者。
作為市售之氧化矽溶膠之具體例,可舉出如日產化學(股)製之Snowtex(註冊商標)ST-O、ST-OS、ST-O-40、ST-OL,日本化學工業(股)製之Silicadol 20、30、40等之水分散氧化矽溶膠;日產化學(股)製之甲醇氧化矽溶膠、MA-ST-M、MA-ST-L、IPA-ST、IPA-ST-L、IPA-ST-ZL、EG-ST等之有機氧化矽溶膠等,但並非受限於該等者。 又,氧化矽溶膠之固體成分濃度也並非係受到特別限定者,以5~60質量%為佳,以10~50質量%為較佳,以15~30質量%為更佳。
所使用之氧化矽溶膠之量係使最終電荷輸送性清漆所含之氧化矽之量會成為上述金屬氧化物奈米粒子之摻合量之方式,考慮其濃度來適宜決定。
又,本發明之電荷輸送性清漆在將取得之薄膜使用作為有機EL元件或量子點EL元件之電洞注入層時,以提升對電洞輸送層之注入性,改善元件壽命特性等為目的,亦可包含有機矽烷化合物。相對於電荷輸送性物質及摻質物質之合計質量,其含量通常為1~30質量%程度。 作為有機矽烷化合物,可舉出如,二烷氧基矽烷化合物、三烷氧基矽烷化合物或四烷氧基矽烷化合物。
電荷輸送性清漆之黏度係因應所製作之薄膜之厚度等或固體成分濃度來適宜決定者,通常在25℃下為1~50mPa・s。尚且,本發明中固體成分係意指電荷輸送性清漆所包含之溶劑以外之成分。 又,電荷輸送性清漆之固體成分濃度係在考量到清漆之黏度及表面張力等,或所製作之薄膜之厚度等來適宜決定者,通常為0.1~20.0質量%程度,在考慮到提升清漆之塗佈性時,以0.2~10.0質量%程度為佳,較佳為0.5~8.0質量%程度。
作為電荷輸送性清漆之調製法,並非係受到特別限定者,可舉出例如,使電荷輸送性物質及摻質物質溶解於高極性溶劑,對此添加低極性溶劑及表面處理金屬氧化物奈米粒子等之手法,或,混合高極性溶劑與低極性溶劑,使電荷輸送性物質及摻質物質溶解於此,再添加表面處理金屬氧化物奈米粒子的手法等。
尤其,在調製電荷輸送性清漆時,從再現性良好地取得高平坦性薄膜之觀點,以使電荷輸送性物質、摻質物質等溶解於有機溶劑後,使用次微米級之過濾器等進行過濾後才使用為理想。
以上所說明之電荷輸送性清漆由於藉由使此而可容易製造電荷輸送性薄膜,故在製造電子元件,尤其有機EL元件或量子點EL元件時可適宜使用。 於此情況,電荷輸送性薄膜係可將上述電荷輸送性清漆塗佈於基材上並進行燒成來形成。 作為清漆之塗佈方法,並非係受到特別限定者,可舉出如浸漬法、旋轉塗佈法、轉印印刷法、輥塗法、毛刷塗佈、噴墨法、噴霧法、狹縫塗佈法等,以因應塗佈方法來調節清漆之黏度及表面張力為佳。
又,塗佈後之電荷輸送性清漆之燒成環境也並非係受到特別限定者,不僅在大氣環境下,在氮等之惰性氣體或真空中也可取得具有均勻成膜面及高電荷輸送性之薄膜,但會有根據所使用之摻質物質之種類,藉由在大氣環境下將清漆燒成,而再現性良好地取得具有電荷輸送性之薄膜的情況。
燒成溫度係考量到取得之薄膜之用途,對取得之薄膜賦予之電荷輸送性之程度、溶劑之種類或沸點等,而在100~260℃程度之範圍內適宜決定,例如在將取得之薄膜使用作為有機EL元件或量子點EL元件之電洞注入層時,以140~250℃程度為佳,以145~240℃程度為較佳,在將上述芳基胺化合物使用作為電荷輸送性物質時,即使係200℃以下之低溫下燒成,仍可取得具有良好電荷輸送性之薄膜。 尚且,燒成之際,以展現較高均勻成膜性,或在基材上使反應進行為目的,亦可賦予2段階以上之溫度變化,加熱係使用例如,加熱板或烤箱等適當機器來進行即可。
電荷輸送性薄膜之膜厚並無特別限定,在使用作為有機EL元件或量子點EL元件之電洞注入層、電洞輸送層、電洞注入輸送層等之設置於陽極與發光層之間之機能層時,以5~300nm為佳。作為使膜厚改變的方法,如有改變清漆中之固體成分濃度,或改變塗佈時之基板上之溶液量等之方法。
[3]有機EL元件及量子點EL元件 將上述電荷輸送性薄膜適用於有機EL元件或量子點EL元件時,可作成在構成有機EL元件或量子點EL元件之一對電極之間具備上述電荷輸送性薄膜的構成。 作為有機EL元件或量子點EL元件之代表性構成,可舉出如以下(a)~(f),但並不受限於該等。尚且,下述構成中,因應必要也可在發光層與陽極之間設置電子阻擋層等,在發光層與陰極之間設置電洞(hole)阻擋層等。又,電洞注入層、電洞輸送層或電洞注入輸送層亦可兼具作為電子阻擋層等之機能,電子注入層、電子輸送層或電子注入輸送層亦可兼具電洞(hole)阻擋層等之機能。並且,因應必要也能在各層之間設置任意之機能層。 (a)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極 (b)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/電子注入輸送層/陰極 (c)陽極/電洞注入輸送層/發光層/電子輸送層/電子注入層/陰極 (d)陽極/電洞注入輸送層/發光層/電子注入輸送層/陰極 (e)陽極/電洞注入層/電洞輸送層/發光層/陰極 (f)陽極/電洞注入輸送層/發光層/陰極
「電洞注入層」、「電洞輸送層」及「電洞注入輸送層」係指在發光層與陽極之間所形成之層,且具有將電洞從陽極輸送至發光層的機能者,在發光層與陽極之間設置僅1層電洞輸送性材料之層的情況,則其為「電洞注入輸送層」,在發光層與陽極之間設置2層以上電洞輸送性材料之層的情況,則靠近陽極之層為「電洞注入層」,其以外之層為「電洞輸送層」。尤其,電洞注入(輸送)層係使用不僅來自陽極之電洞接收性,並且往電洞輸送(發光)層之電洞注入性亦優之薄膜。 「電子注入層」、「電子輸送層」及「電子注入輸送層」係指在發光層與陰極之間所形成之層,且具有將電子從陰極輸送至發光層的機能者,在發光層與陰極之間設置僅1層電子輸送性材料之層的情況,則其為「電子注入輸送層」,在發光層與陰極之間設置2層以上電子輸送性材料之層的情況,則靠近陰極之層為「電子注入層」,其以外之層為「電子輸送層」。 「發光層」係指具有發光機能之有機層,且可為有機發光層或量子點發光層。於此對應,前述發光層為有機發光層之EL元件時,則為有機EL元件,前述發光層為量子點發光層之EL元件時,則為量子點EL元件。在採用摻雜系統的情況,則包含主體材料與摻質材料。此時,主體材料主要具有促進電子與電洞之再結合,且將激子封閉在發光層內的機能,摻質材料具有使再結合而得之激子有效率地進行發光的機能。在磷光元件之情況,主體材料主要具有將以摻質所生成之激子封閉在發光層內的機能。
本發明之電荷輸送性薄膜在有機EL元件或量子點EL元件中能使用作為設置於陽極與發光層之間之機能層,且適宜作為電洞注入層、電洞輸送層、電洞注入輸送層,較適宜作為電洞注入層或電洞輸送層,更適宜作為電洞注入層。
作為使用本發明之電荷輸送性清漆來製作EL元件時之使用材料或製作方法,可舉出如下述者,但並非係受限於該等者。 具有由從本發明之電荷輸送性清漆而得之薄膜所構成之電洞注入層之有機EL元件或量子點EL元件之製作方法之一例則如以下所述。尚且,電極在不會對電極產生不良影響之範圍,以預先進行利用醇、純水等之洗淨,或利用UV臭氧處理、氧-電漿處理等之表面處理為佳。 藉由上述方法,在陽極基板上形成由本發明之電荷輸送性薄膜所構成之電洞注入層。將此導入於真空蒸鍍裝置內,依序蒸鍍電洞輸送層、發光層、電子輸送層/電洞阻擋層、電子注入層、陰極金屬。亦或,在該方法中,取代以蒸鍍來形成電洞輸送層與發光層,而改用使用包含電洞輸送性高分子之電洞輸送層形成用組成物與包含發光性高分子之發光層形成用組成物並藉由濕式製程來形成該等之層。尚且,因應必要亦可在發光層與電洞輸送層之間設置電子阻擋層。以上說明了依陽極、電洞注入層、電洞輸送層、發光層、電子輸送層/電洞阻擋層、電子注入層、陰極之順序進行層合之例(正序構造),但不受限於此,也可依陰極、電子注入層、電子輸送層/電洞阻擋層、發光層、電洞輸送層、電洞注入層、陽極之順序進行層合(反序構造)。
作為陽極材料,可舉出如,由銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)所代表之透明電極,或由鋁所代表之金屬或由該等合金等所構成之金屬陽極,以經過平坦化處理者為佳。也可使用具有高電荷輸送性之聚噻吩衍生物或聚苯胺衍生物。 尚且,作為構成金屬陽極之其他金屬,可舉出如,金、銀、銅、銦或該等之合金等,但並不受限於該等。
作為形成電洞輸送層之材料,可舉出如,(三苯基胺)二聚物衍生物、[(三苯基胺)二聚物]螺二聚物、N,N’-雙(萘-1-基)-N,N’-雙(苯基)-聯苯胺(α-NPD)、4,4’,4”-參[3-甲基苯基(苯基)胺基]三苯基胺(m-MTDATA)、4,4’,4”-參[1-萘基(苯基)胺基]三苯基胺(1-TNATA)等之三芳基胺類、5,5”-雙-{4-[雙(4-甲基苯基)胺基]苯基}-2,2’:5’,2”-三聯噻吩(BMA-3T)等之寡聚噻吩類等,但不受限於該等。
作為形成發光層之材料,可舉出如,8-羥基喹啉之鋁錯合物等之金屬錯合物、10-羥基苯並[h]喹啉之金屬錯合物、雙苯乙烯基苯衍生物、雙苯乙烯基伸芳基衍生物、(2-羥基苯基)苯並噻唑之金屬錯合物、矽雜環戊二烯(silole)衍生物等之低分子發光材料;對聚(p-伸苯基乙烯)、聚[2-甲氧基-5-(2-乙基己氧基)-1,4-伸苯基乙烯]、聚(3-烷基噻吩)、聚乙烯咔唑等之高分子化合物混合發光材料與電子移動材料而成之系統等,但並不受限於該等。 又,以蒸鍍來形成發光層之情況,可與發光性摻質進行共蒸鍍,作為發光性摻質,可舉出如,參(2-苯基吡啶)銥(III)(Ir(ppy) 3)等之金屬錯合物,或紅螢烯等之稠四苯衍生物、喹吖啶酮衍生物、苝等之縮合多環芳香族環等,但並不受限於該等。
作為形成電子輸送層/電洞阻擋層之材料,可舉出如,氧二唑(oxydiazole)衍生物、三唑衍生物、啡啉衍生物、苯基喹喔啉衍生物、苯並咪唑衍生物、嘧啶衍生物等,但並不受限於該等。
作為形成電子注入層之材料,可舉出如,氧化鋰(Li 2O)、氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al 2O 3)等之金屬氧化物、氟化鋰(LiF)、氟化鈉(NaF)之金屬氟化物,但並不受限於該等。 作為陰極材料,可舉出如,鋁、鎂-銀合金、鋁-鋰合金等,但並不受於該等。 作為形成電子阻擋層之材料,可舉出如,參(苯基吡唑)銥等,但並不受限於該等。
作為電洞輸送性高分子,可舉出如,聚(3,4-乙烯二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)、聚[(9,9-二己基茀基-2,7-二基)-co-(N,N’-雙{p-丁基苯基}-1,4-二胺基伸苯基)]、聚[(9,9-二辛基茀基-2,7-二基)-co-(N,N’-雙{p-丁基苯基}-1,1’-伸聯苯基-4,4-二胺)]、聚[(9,9-雙{1’-戊烯-5’-基}茀基-2,7-二基)-co-(N,N’-雙{p-丁基苯基}-1,4-二胺基伸苯基)]、經聚倍半矽氧烷封端之聚[N,N’-雙(4-丁基苯基)-N,N’-雙(苯基)-聯苯胺]、聚[(9,9-雙二辛基茀基-2,7-二基)-co-(4,4’-(N-(p-丁基苯基))二苯基胺)]等,但並不受限於該等。
作為發光性高分子,可舉出如,聚(9,9-二烷基茀)(PDAF)等之聚茀衍生物、聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)-1,4-伸苯基伸乙烯基)(MEH-PPV)等之聚伸苯基伸乙烯基衍生物、聚(3-烷基噻吩)(PAT)等之聚噻吩衍生物、聚乙烯咔唑(PVCz)等,但並不受限於該等。
在發光層包含量子點之形態(量子點EL元件)中,作為量子點材料,且作為半導體材料,可包含選自由II-VI族半導體、III-V族半導體、I-III-VI族半導體、IV族半導體及I-II-IV-VI族半導體所成群之至少1種半導體材料。作為上述半導體材料之具體例,可舉出例如,CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdHgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe;GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb;SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe;Si、Ge、SiC、SiGe、AgInSe 2、CuGaSe 2、CuInS 2、CuGaS 2、CuInSe 2、AgInS 2、AgGaSe 2、AgGaS 2、C、Si及Ge等,但並不受限於該等。
本發明之電荷輸送性清漆係如上述般可適宜使用於有機EL元件或量子點EL元件(量子點發光二極體)之電洞注入層、電洞輸送層、電洞注入輸送層等之設置在陽極與發光層之間之機能層之形成,其他也可利用在有機光電轉換元件、有機薄膜太陽電池、有機鈣鈦礦光電轉換元件、有機積體電路、有機場效電晶體、有機薄膜電晶體、有機發光電晶體、有機光學檢查器、有機光感容器、有機電場消光元件(O-FQD)、發光電子化學電池、量子雷射、有機雷射二極體及有機電漿子發光元件等之電子元件中之電荷輸送性薄膜之形成。 [實施例]
以下,例舉實施例及比較例來更加具體說明,但本發明並非係受到下述實施例所限定者。尚且,所使用之裝置係如以下所示。 (1) 1H-NMR:Bruker公司製核磁共振分光計AVANCE III HD500MHz (2)重量平均分子量(Mw)及數平均分子量(Mn)測量:(股)島津製作所製(管柱:SHODEX GPC KF-803L+GPC KF-804L,管柱溫度:40℃,檢測器:UV檢測器(254nm)及RI檢測器、溶析液:THF、管柱流速:1.0mL/min.)、標準試料:聚苯乙烯 (3)基板之洗淨:長州產業(股)製基板洗淨裝置(減壓電漿方式) (4)電荷輸送性清漆之塗佈:Mikasa(股)製旋轉塗佈器MS-A100 (5)膜厚測量:(股)小坂研究所製微細形狀測量機Surfcoder ET-4000 (6)有機EL元件之製作:長州產業(股)製多機能蒸鍍裝置系統C-E2L1G1-N (7)有機EL元件之亮度等之測量:(股)EHC製多頻道IVL測量裝置
[1]原料化合物之合成 [合成例1] 【化39】
在三頸燒瓶內添加1-萘酚-3,6-二磺酸鈉(山田化學工業(股)製)10.0g與2,3,4,5,6-五氟苯乙烯(東京化成工業(股)製)18.4g、碳酸鈉(關東化學(股)製)5.02g、二甲亞碸(純正化學(股)製,以下相同)100g,在氮環境80℃下攪拌30小時。使反應液冷卻至室溫後,添加二甲亞碸200g,藉由在室溫下攪拌3小時,而使析出之生成物溶解。過濾取得之溶液後,使濾液減壓來去除溶劑,而取得粗生成物。將取得之粗生成物添加至2-丙醇(純正化學(股)製)與乙酸乙酯(純正化學(股)製,以下相同)之混合溶劑(1/1(w/w))900g,在室溫下攪拌1小時。以過濾來回收析出之固體,藉由在減壓下乾燥取得之固體而取得化合物1(收量11.3g,收率76%)。以下展示化合物1之 1H-NMR光譜。 1H-NMR(500MHz、DMSO):δ 5.87(d, J=11.5Hz, 1H), 6.12(d, J=18.0Hz, 1H), 6.72(dd, J=18.0, 11.5Hz, 1H), 6.99(s, 1H), 7.88(dd, J=8.5, 1.5Hz, 1H), 7.97(s, 1H), 8.21(s, 1H), 8.25(d, J=8.5Hz, 1H)
[合成例2] 【化40】
使化合物1(11.3g)溶解於56.5g之水,藉由使用陽離子交換樹脂Dowex Monosphere 650C(150mL,萃取溶劑:水)之管柱層析法來進行離子交換。回收pH1附近之分餾物,藉由在減壓下進行乾燥而取得化合物2 (10.24g,收率98.8%)。 依序依照專利文獻(國際公開第2020/218316號)記載之方法來合成化合物3及後述之化合物4。在氮環境下,對四頸燒瓶添加二甲基甲醯胺(關東化學(股)製)122mg、氯化亞碸(關東化學(股)製)12g,在70℃下攪拌1小時。其後,徐緩滴下化合物2(4.0g)、1,2-二甲氧基乙烷(東京化成工業(股))12g之混合溶液,在70℃下攪拌4小時。其後,添加己烷(關東化學(股),以下相同)200g,在室溫下攪拌2小時。過濾分離析出之固體,使用50g之己烷進行洗淨後,在減壓下以50℃乾燥3小時而取得淡黃色之化合物3(2.4g)(收率56%)。
以下展示化合物3之 1H-NMR光譜。 1H-NMR(500MHz、CDCl 3):δ 5.84(d, J=11.9Hz, 1H), 6.22(d, J=18.0Hz, 1H), 6.75(dd, J=11.9Hz, 18.0Hz, 1H), 7.35(s, 1H), 8.37(dd, J=9.0Hz, 1.9Hz, 1H), 8.57(s, 1H), 8.78(d, J=9.0Hz, 1H), 8.84(d, J=1.8Hz, 1H)
[合成例3] 【化41】
在氮環境下,對20mL雙頸燒瓶添加化合物3 (2.4g)與1-乙氧基-2-丙醇(純正化學(股)製,以下相同) 7.68g,在0~5℃下進行攪拌。其後,滴下N,N-二甲基胺基吡啶(東京化成工業(股)製)1.3g、脫水N-甲基-2-吡咯啶酮(關東化學(股)製)7.2g、1-乙氧基-2-丙醇(2.4g)之混合溶液,在0~5℃下攪拌1小時。其後,添加乙酸乙酯28g,使用15%氯化銨水溶液進行分液並洗淨有機層,對分液後之有機層添加二異丙基醚14g。其後,將在乙酸乙酯:二異丙基醚=2:1(質量比)溶液中懸浮之氧化矽凝膠9.6g填充至漏斗來過濾分液後之溶液。其後,使用乙酸乙酯:二異丙基醚=2:1(質量比)溶液來洗淨氧化矽凝膠。濃縮取得之溶液,在冰冷下滴下2-丙醇。過濾分離析出物,在減壓下以室溫乾燥4小時而取得白色粉末之化合物4 1.5g(收率49.5%)。
以下展示化合物4之 1H-NMR光譜。 1H-NMR(500MHz、CDCl 3):δ 0.96-0.94(m, 6H), 1.31 (dd, J=6.5Hz, 0.8Hz, 3H), 1.38(d, 6.5Hz, 3H), 3.50-3.27(m, 8H), 4.78-4.73(m, 1H), 4.88-4.82(m, 1H), 5.81(d, J=12.0Hz, 1H), 6.19(d, 18.0Hz, 1H), 6.73(dd, J=18.0Hz, 12.0Hz, 1H), 7.20(s, 1H), 8.19(dd, J=8.9Hz, 1.7Hz, 1H), 8.39(s, 1H), 8.61(d, J=8.9Hz, 1H), 8.66(d, J=1.4Hz, 1H)
[合成例4] 【化42】
對300mL四頸燒瓶添加4-乙烯基苯基硼酸(東京化成工業(股)製,以下相同)4.44g、2-溴-7-碘-9,9-二甲基-9H-茀(AGLAIA TECH公司製)11.97g、肆三苯基膦鈀(東京化成工業(股)製,以下相同)0.90g、碳酸鈉(純正化學(股)製,以下相同)9.54g、甲苯(純正化學(股),以下相同)、乙醇(純正化學(股)製,以下相同)、水,在80℃下反應4小時。通過分液以水來洗淨有機層,並濃縮有機層。對取得之固體添加甲醇,攪拌30分,過濾固體濾後,進行乾燥而取得化合物5 10.27g。對300mL四頸燒瓶添加化合物5(9.06g)、2-(4-聯苯基)胺基-9,9-二甲基茀(東京化成工業(股)製)8.31g、雙(二苯亞基丙酮)鈀(東京化成工業(股)製)0.397g、三-t-丁基鏻四氟硼酸鹽(富士和光化學(股)製) 0.400g、tert-丁氧化鈉2.43g(東京化成工業(股)製)、四氫呋喃,在70℃下反應3小時。通過分液以水來洗淨有機層,並濃縮有機層。以矽膠層析來進行純化取得之固體,而取得化合物6 11.00g(收率68%)。
以下展示化合物6之 1H-NMR光譜。 1H-NMR(500MHz、THF-d8):δ 7.78-7.76(m, 2H), 7.71-7.63(m, 8H), 7.61(d, J=9.0Hz, 2H), 7.54(d, J=8.0Hz, 2H), 7.45-7.41(m, 3H), 7.38(t, J=2.0Hz, 2H), 7.32-7.27(m, 5H), 7.14(d, J=8.0Hz, 2H), 6.80(dd, J=17.6, 10.9Hz, 1H), 5.84(d, J=17.7Hz, 1H), 5.25(d, J=11.1Hz, 1H), 1.51(s, 6H), 1.45(s, 6H)
[合成例5] 【化43】
對300mL四頸燒瓶添加4-乙烯基苯基硼酸4.44g、3-溴-9-苯基咔唑(AGLAIA TECH公司製)8.68g、肆三苯基膦鈀0.104g、碳酸鈉11.97g、甲苯、乙醇、水,在80℃下反應4小時。通過分液以水來洗淨有機層,並濃縮有機層。對取得之固體添加甲醇,攪拌30分,過濾固體後並進行乾燥,而取得化合物7 7.04g(收率76%)。
以下展示化合物7之 1H-NMR光譜。 1H-NMR(500MHz、DMSO-d6):δ 8.62(d, J=1.5Hz, 1H), 8.37(d, J=7.5Hz, 1H), 7.80-7.76(m, 3H), 7.72-7.69(m, 2H), 7.66-7.65(m, 2H), 7.60-7.54(m, 3H), 7.47-7.43(m, 2H), 7.40(d, J=8.0Hz, 1H), 7.32(t, J=8.0Hz, 1H), 6.80(dd, J=17.5, 10.5Hz, 1H), 5.89(d, J=18.0Hz, 1H), 5.25(d, J=11.0Hz, 1H)
[2]聚合物之合成 [實施例1-1] 【化44】
在氮環境下,將化合物6 200mg (0.31mmоl)、化合物4 50mg(0.08mmоl)、AIBN(關東化學(股)製,以下相同)6.3mg、已脫氣之甲苯2.5g添加至10mL雙頸燒瓶,在80℃下攪拌24小時。使反應後之溶液滴下至2-丙醇:乙酸乙酯=1:3(質量比)之混合溶劑30g,並在室溫下進行攪拌。過濾分離析出之固體,使用2-丙醇:乙酸乙酯=1:3 (質量比)之混合溶劑進行洗淨。使洗淨後之固體在減壓下以40℃乾燥5小時而取得黃色粉末之聚合物P1 60mg。 GPC:Mw=12,000,Mn=9,100,Mw/Mn=1.32
[實施例1-2] 在氮環境下將化合物6 200mg(0.31mmоl)、化合物4 100mg(0.15mmоl)、AIBN 7.6mg、已脫氣之甲苯3.0g添加至10mL雙頸燒瓶,在80℃下攪拌25小時。使反應後之溶液滴下至2-丙醇:乙酸乙酯=1:1(質量比)之混合溶劑30g,並在室溫下進行攪拌。過濾分離析出之固體,使用2-丙醇:乙酸乙酯=1:1(質量比)之混合溶劑進行洗淨。使洗淨後之固體在減壓下以40℃乾燥5小時而取得黃色粉末之聚合物P2 180mg。 GPC:Mw=8,500,Mn=6,000,Mw/Mn=1.42
[比較例1-1] 【化45】
在氮環境下,將化合物7 1.5g、AIBN 71.3mg、已脫氣之甲苯12g添加至30mL雙頸燒瓶,在80℃下乾燥10小時。將反應後之溶液滴下至乙酸乙酯120g,並在室溫下進行攪拌。過濾分離析出之固體,使用乙酸乙酯進行洗淨。使洗淨後之固體在減壓下以40℃乾燥5小時而取得淡黃色粉末之聚合物P3 720mg。 GPC:Mw=8,300,Mn=5,900,Mw/Mn=1.41
[比較例1-2] 在氮環境下,將化合物6 200mg(0.31mmоl)、化合物2 73mg(0.15mmоl)、AIBN 6.3mg、已脫氣之甲苯2.5g添加至10mL雙頸燒瓶後,析出化合物2而無法進行聚合反應。
[比較例1-3] 【化46】
在氮環境下,將化合物6 1,014mg (1.55mmоl)、化合物2 370mg(0.77mmоl)、AIBN 38mg、已脫氣之N,N-二甲基乙醯胺(關東化學(股)製)13.8g添加至30mLl雙頸燒瓶,在80℃下攪拌20小時。使反應後之溶液滴下至乙酸乙酯:甲醇=3:1(質量比)之混合溶劑70g,並在室溫下進行攪拌。過濾分離析出之固體,使用乙酸乙酯:甲醇=3:1(質量比)之混合溶劑進行洗淨。使洗淨後之固體在減壓下以40℃乾燥5小時,而取得黃褐色粉末之聚合物P4 340mg。 GPC:Mw=65,500,Mn=12,400,Mw/Mn=5.28
[比較例1-4] 【化47】
在氮環境下,將化合物4 600mg、AIBN 15mg、已脫氣之甲苯5.4g添加至燒瓶,在80℃下攪拌10小時。其後,將使AIBN 15mg溶解於甲苯1.0g之溶液添加至燒瓶,更在80℃下攪拌10小時。由於取得之聚合物之溶解性為高,難以進行利用再沉澱之純化,故藉由蒸發器來從反應後之溶液去除溶劑,在50℃下乾燥5小時而取得黃白色之聚合物P5作為粗產物。 GPC:Mw=6,320,Mn=5,090,Mw/Mn=1.24
[3]電荷輸送性清漆調製用之組成物之調製 [調製例1-1] 將甲基乙基酮(MEK)分散氧化矽溶膠(日產化學(股)製MEK-EC-2130Y,固體成分濃度35.7質量%)100g,與三乙二醇丁基甲基醚(東邦化學工業(股)製,以下相同)175g放入茄型燒瓶,使用蒸發器將MEK分散氧化矽溶膠中所含之MEK溶劑取代成三乙二醇丁基甲基醚,而取得三乙二醇丁基甲基醚分散之氧化矽溶膠(氧化矽濃度20.5質量%)。
[4]電荷輸送性清漆之調製 [實施例2-1] 對試樣管添加實施例1-1取得之P1 51mg、三乙二醇丁基甲基醚1.07g、安息香酸丁酯(東京化成工業(股)製,以下相同)0.64g、鄰苯二甲酸二甲酯(東京化成工業(股)製,以下相同)0.43g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度2.3質量%)。
[實施例2-2] 對試樣管添加實施例1-2取得之P2 60mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。
[實施例2-3] 對試樣管添加實施例1-2取得之P2 30mg、下述式之芳基磺酸酯化合物A 30mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。尚且,下述之芳基磺酸酯化合物係依據國際公開第2017/217457號記載之方法來合成者。
【化48】
[實施例2-4] 對試樣管添加實施例1-2取得之P2 36mg、調製例1-1取得之三乙二醇丁基甲基醚分散之氧化矽溶膠0.12g、三乙二醇丁基甲基醚0.88g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。
[實施例2-5] 對試樣管添加實施例1-2取得之P2 18mg、上述芳基磺酸酯化合物A 18mg、調製例1-1取得之三乙二醇丁基甲基醚分散之氧化矽溶膠0.12g、三乙二醇丁基甲基醚0.88g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。
[比較例2-1] 對試樣管添加比較例1-1取得之P3 48mg、化合物4 12mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。
[比較例2-2] 對試樣管添加比較例1-1取得之P3 48mg、比較例1-4取得之P5 12mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘。其後,使用孔徑0.2μm之PP注射式過濾器進行過濾,而取得電荷輸送性清漆(固體成分濃度3.0質量%)。
[比較例2-3] 對試樣管添加比較例1-1取得之P3 48mg、下述式之芳基磺酸化合物B 12mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘時,芳基磺酸化合物B並未溶解,而無法取得均勻之電荷輸送性清漆。尚且,下述之芳基磺酸酯化合物係依據國際公開第2006/025342號記載之方法來合成者。
【化49】
[比較例2-4] 對試樣管添加比較例1-3取得之P4 60mg、三乙二醇丁基甲基醚0.97g、安息香酸丁酯0.58g、鄰苯二甲酸二甲酯0.39g,使用攪拌器在室溫下攪拌30分鐘時,產生P4之殘留溶解,而無法取得均勻之電荷輸送性清漆。
[6]耐溶劑性試驗 使用旋轉塗佈器將實施例2-1~2-5及比較例2-1~2-2取得之電荷輸送性清漆塗佈於ITO基板後,在大氣下以120℃燒成1分鐘。接著,在大氣下以180℃燒成15分鐘,而在ITO基板上形成厚度30~40nm程度之均勻電荷輸送性薄膜。尚且,使用銦錫氧化物(ITO)在玻璃基板上以膜厚50nm經圖型化之25mm×25mm×0.7t之玻璃基板作為ITO基板,且在使用前藉由O 2電漿洗淨裝置(150W,30秒鐘)來去除表面上之雜質。
藉由觸針式薄膜高低差計來測量上述製作之附電荷輸送性薄膜之ITO基板之電荷輸送性薄膜之膜厚。其後,使膜厚測量後之附電荷輸送性薄膜之ITO基板完全浸漬於裝滿甲苯溶劑之培養皿中,並靜置15分鐘。其後,拉起基板,藉由送風來去除溶劑後,以100℃加熱乾燥5分鐘來完全去除溶劑。其後,再次藉由觸針計來測量各基板之電荷輸送性薄膜之膜厚,並評價甲苯溶劑浸漬前後之膜厚變化。將溶劑浸漬前後之膜厚變化率(殘膜率)之結果展示於表1。
【表1】
由表1之結果,確認到實施例2-1~2-5所製作之電荷輸送性薄膜之甲苯浸漬前後之膜厚變化率為小,而具有對於甲苯之耐溶劑性。另一方面,比較例2-1所製作之電荷輸送性薄膜之浸漬後之膜厚在與浸漬前相比,17%程度變厚,顯示出對於甲苯之耐溶劑性不足。認為係由於浸漬於甲苯中而膜已出現膨潤所致。又,比較例2-2所製作之電荷輸送性薄膜在甲苯浸漬後發現膜減少。推測係電荷輸送性聚合物與摻質聚合物之相互作用為弱,而無法取得耐溶劑性。推測係實施例2-1~2-5之電荷輸送性清漆中所使用之P1及P2由於在聚合物之內部具有芳基磺酸酯部位,故在燒成電荷輸送性薄膜時,磺酸酯部位會拖保護而變成磺酸基,故對甲苯會展現耐溶劑性。另一方面,推測比較例2-1中由於高分子內部不具有芳基磺酸酯部位,故燒成後之電荷輸送性薄膜對於甲苯之耐溶劑性為不足者。
[7]有機EL元件之製作及特性評價 [實施例3-1] 使用旋轉塗佈器將實施例2-1取得之電荷輸送性清漆塗佈於ITO基板後,在大氣下以120℃乾燥1分鐘。其次,使已乾燥之ITO基板在大氣環境下以180℃燒成15分鐘,而在ITO基板上形成50nm之均勻薄膜。使用在表面形成有經圖型化之厚度150nm之ITO膜之25mm×25mm×0.7t之玻璃基板作為ITO基板,且在使用前藉由O 2電漿洗淨裝置(150W,30秒鐘)來去除表面上之雜質。接著,對於形成有薄膜之ITO基板,使用蒸鍍裝置(真空度1.0×10 -5Pa),使α-NPD(N,N’-二(1-萘基)-N,N’-二苯基聯苯胺)以0.2nm/秒進行30nm成膜。其次,使關東化學(股)製之電子阻擋材料HTEB-01成膜10nm。接著,使新日鐵住金化學(股)製之發光層主體材料NS60與發光層摻質材料Ir(ppy) 3進行共蒸鍍。共蒸鍍係以Ir(ppy) 3之濃度會成為6%之方式來控制蒸鍍速率而層合40nm。接著,依序層合Alq 3、氟化鋰及鋁之薄膜而取得有機EL元件。此時,蒸鍍速率係分別在Alq 3及鋁為0.2nm/秒,氟化鋰為0.02nm/秒之條件下進行,膜厚係分別作成20nm、0.5nm及80nm。
尚且,為了防止空氣中之氧、水等之影響所造成之特性劣化,故有機EL元件在藉由密封基板來密封後,才評價其特性。密封係依照以下之程序來進行。在氧濃度2ppm以下、露點-76℃以下之氮環境中,將有機EL元件收納於密封基板之間,藉由接著劑((股)MORESCO製Moresco Moisture Cut WB90US(P))來貼合密封基板。此時,將捕水劑(Dynic(股)製,HD-071010W-40)與有機EL元件一同地收納至密封基板內。對於已貼合之密封基板照射UV光線(波長:365nm,照射量:6,000mJ/cm 2)後,在80℃下退火處理1小時而使接著劑硬化。
【化50】
[實施例3-2] 除了取代實施例2-1取得之電荷輸送性清漆,而改用實施例2-2取得之電荷輸送性清漆之以外,其他係重複實施例3-1之程序而取得有機EL元件。
[實施例3-3] 除了取代實施例2-1取得之電荷輸送性清漆,而改用實施例2-3取得之電荷輸送性清漆以外,其他係重複實施例3-1之程序而取得有機EL元件。
[實施例3-4] 除了取代實施例2-1取得之電荷輸送性清漆,而改用實施例2-4取得之電荷輸送性清漆以外,其他係重複實施例3-1之程序而取得有機EL元件。
[實施例3-5] 除了取代實施例2-1取得之電荷輸送性清漆,而改用實施例2-5取得之電荷輸送性清漆以外,其他係重複實施例3-1之程序而取得有機EL元件。
分別對於實施例3-1~3-5所製作之有機EL元件,測量在亮度10,000cd/m 2下驅動時之驅動電壓、電流密度及發光效率、以及亮度之半衰期(初期亮度10,000cd/m 2到達一半所需之時間)。將結果展示於表2。
【表2】
實施例3-1~3-5所製作之有機EL元件皆顯示出良好之有機EL元件特性。實施例3-1及3-2之結果係顯示聚合物P1及P2即使單獨使用仍具有良好之電荷輸送性,即顯示出聚合物P1及P2在高分子內部所具有之芳基磺酸酯部位會機能作為摻質。推測係藉由在高分子內部含有摻質機能,在由芳基胺所構成之電荷輸送部位會圓滑地引起摻雜作用,而展現出良好之電荷輸送性。

Claims (20)

  1. 一種聚合物,其特徵為包含:下述式(A1)所示之重複單位及下述式(B1)所示之重複單位; [{式(A1)中,R M為氫原子或甲基;R 1a及R 2a係各自獨立為單鍵或伸苯基,該伸苯基之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代; X 1a為-N(Ar 3a)-、-S-或-O-; Ar 1a為碳數6~20之伸芳基、碳數3~20之雜伸芳基或去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之2個氫原子而得之2價基,該等基支芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代; Ar 2a及Ar 3a係各自獨立為碳數6~20之芳基或去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之1個氫原子而得之1價基,該等基之芳香環上之氫原子之一部分或全部可被氰基、硝基、鹵素原子、乙烯基、三氟乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧丙烷基、環氧基、碳數1~20之烷基或碳數1~20之鹵化烷基所取代; X 1a為-N(Ar 3a)-時,Ar 2a與Ar 3a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子一同形成環; R 2a為伸苯基時,R 2a與Ar 2a亦可互相鍵結而與該等所鍵結之氮原子、硫原子或氧原子一同形成環; 但,Ar 1a~Ar 3a之至少1個為去除下述式(A2)所示之二烷基茀之芳香環上之氫原子而得之基; (式中,R 3a及R 4a係各自獨立為碳數1~20之烷基、碳數1~20之烷氧基、或包含至少1個醚構造之碳數2~20之烷基)} (式(B1)中,Ar F表示氟化伸芳基,X 1b表示O、S、NH、CONH或NHCO,Ar S表示在環上具有至少1個SO 3D 1D 2D 3基之芳基,D 1表示取代或非取代之二價烴基,D 2表示單鍵、O、S、或取代或非取代之2價胺基,D 3表示取代或非取代之一價烴基,但D 2為單鍵時,亦可為氫原子)]。
  2. 如請求項1之聚合物,其中上述式(A1)所示之重複單位為下述式(A1-1)所示者; 式中,R M、R 1a、R 2a及Ar 1a~Ar 3a表示與上述相同意義。
  3. 如請求項1之聚合物,其中上述R 1a為單鍵。
  4. 如請求項1之聚合物,其中上述R 2a為伸苯基。
  5. 如請求項1之聚合物,其中上述Ar 1a為9,9-二甲基-9H-茀-2,7-二基。
  6. 如請求項1之聚合物,其中上述Ar F為全氟伸芳基。
  7. 如請求項6之聚合物,其中上述Ar F為四氟伸苯基。
  8. 如請求項1之聚合物,其中上述Ar S為在環上具有2個以上之上述SO 3D 1D 2D 3基之芳基。
  9. 如請求項8之聚合物,其中上述芳基為萘基。
  10. 如請求項1之聚合物,其中上述X 1b為O。
  11. 一種電荷輸送性物質,其係由如請求項1~10中任一項之聚合物所構成。
  12. 一種電荷輸送性清漆,其包含如請求項1之聚合物與溶劑。
  13. 如請求項12之電荷輸送性清漆,其中更包含如請求項1之聚合物以外之其他電荷輸送性物質。
  14. 如請求項13之電荷輸送性清漆,其中上述其他電荷輸送性物質為芳基胺衍生物(但,去除上述聚合物)或噻吩衍生物。
  15. 一種電荷輸送性薄膜,其係由如請求項12~14中任一項之電荷輸送性清漆所得者。
  16. 一種電子元件,其具備如請求項15之電荷輸送性薄膜。
  17. 一種有機電致發光元件,其具備如請求項15之電荷輸送性薄膜。
  18. 如請求項17之有機電致發光元件,其中上述電荷輸送性薄膜為電洞注入層或電洞輸送層。
  19. 一種量子點電致發光元件,其具備如請求項15之電荷輸送性薄膜。
  20. 如請求項19之量子點電致發光元件,其中上述電荷輸送性薄膜為電洞注入層或電洞輸送層。
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