TWI229096B - Conjugated polymers containing 2,7-fluorenyl units and having improved properties - Google Patents
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Description
1229096 A7
在許多用途上對於大面積固態光源有很大的工業需求 ,主要是在顯示元件、顯示螢幕技術及發光技術之領域, 目前任何現有的技術都無法滿足利用這些光源的要求。 作爲傳統顯示及發光元件之代替品,例如白熱燈、氣 體放電燈及非自動發光液晶顯示元件、電致發光(E L ) 材料及元件例如發光二極體(L E D s ),已經使用一段 時間。 除了無機電致發光材料及元件以外>,低分子量的有機 電致發光材料及元件也已知約3 0年(見例如U S -A-3 ’ 172,862),但是直到最近,此種元件才大幅 限定在其實際的應用。 W 0 90/13148 及 EP — A — 〇 443 8 6 1揭示電致發光裝置,其中含共軛聚合物的膜作爲發 光層(半導體層),此種裝置提供許多優點,例如簡單及 便宜地製造大面積彎曲性顯示器之可行性,相對於液晶顯 示器,電致發光顯示器爲自身發光且因此背後不需要額外 的發光源。 根據WO 9 0/1 3 1 4 8的典型裝置包括含至少一 種共軛聚合物之一個薄的緊密聚合物膜形式之發光層(半 導體層),第一個接觸層與第一個表面接觸,且第二個接 觸層與半導體層之另一個表面接觸,半導體層之聚合物膜 帶有足夠低濃度之外來電荷載體,所以在兩個接觸層之間 施加電場時,電荷載體加入半導體層內,第一個接觸層與 另一層比較而變成正極,且半導體層發出放射,在此裝置 (請先閲讀背面之注意事 •裝-- 寫本頁) -絲· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -4 · 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(2 ) 中使用的聚合物爲共軛性,所稱的〜共軛聚合物〃係指在 主鏈上含非定域化電子系統之聚合物,非定域化電子系統 提供聚合物半導體性質並使其可在高移動性下輸送正極/ 或負電荷載體。 曾經提議非常多不同的聚合物在例如W 0 9 0 / 13 148揭示的EL元件中使用,聚(對苯乙烯)( P P V )之衍生物顯示特別合適,此種聚合物揭示在例如 W〇9 8 / 2 7 1 3 6,這些聚合物特別合適供電致發光 綠到紅色光譜範圍,在藍到藍-綠光譜範圍,迄今提議的 聚合物原則上主要是聚對苯撐(PPP)或聚莽(PF) ,相對應的聚合物揭示在例如E P - A — 〇 707 0 2 0. WO 97/05184 及 W〇97/33323 ,這些聚合物已經顯示良好的E L性質,雖然至今的發展 還未完全,因此,在藍到藍-綠光譜範圍之聚合物通常也 顯示形態不安定性之現象,例如許多聚莽類顯示液晶或相 關的性質,其可導致主要形成薄膜,隨後不合適供製造均 勻發光部份,這些聚合物也容易形成聚集物,其在不欲的 方式下將電致發光轉移成長波範圍,且負面影響EL元件 之壽命。 因此本發明之目的是提供合適放射藍到藍-綠光譜範 圍且同時具有改良形態性之聚合物。 訝異地,現在發現在主要含2,7 -苐基單元的典型 直鏈共軛聚合物中摻混特定的共單體,可明顯地改良形態 性質且不會損失非常良好的應用性質(放射顏色、放射之 (請先閱讀背面之注意事 項ΡΛ :寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公董) -5- 1229096 A7 _________B7__^___ 五、發明説明(3 ) 量子產量、合適供EL應用),類似的提議揭示在Μ. Kreyenschmidt et al·,Macromolecules 1 9 9 8,3 1 , 1 〇 9 9 ,在此其嘗試經由摻混共單體而增加聚藉類之形 態安定性,但是好的結果(關於形態學)只發現在導致破 壞共軛之共單體,但是當此聚合物用在電子用途例如EL 裝置時,這些破壞導致普遍的問題(例如降低電荷-載體 移動性)。 根據本發明之聚合物含隨意或規則>的共聚合化共單體 單元,其第一使整個聚合物電子共軛且第二造成聚合物紐 結在其主鏈中,對於本應用之目的,所稱的''沿著主聚合 物鏈紐結〃係指如果將主要含2,7 -莽基單元之聚合物 視爲一個直鏈桿,紐結造成明.顯偏離直鏈,也就是說如果 將2,7 -苐基單元之縱軸視爲直線,相鄰在紐結之這兩 個單元在交叉點具有明顯異於1 8 0° (或0°)之夾角, 但是聚合物之正常共軛在此沒有被破壞。 本發明係關於共軛聚合物,其除了式(I )之結構單 元外 (請先閲讀背面之注意事 -裝-- :寫本頁) 訂 線
1229096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明(4 ) —C2Q —雜芳基、c5— c2。—芳基、F、C1或 CN,其中上述烷基可爲支鏈或沒有支鏈或可爲環烷 基,且院基之各非相鄰的CH2基可被〇、S、 C=〇 、C〇〇、N — R5或簡單的芳基取代,其中上述芳基 可被一或多個R3取代基取代,較宜爲化合物其中R1 及R2都相同且不是氫或氯,更宜爲化合物其中R1及 R2彼此不同且也不是氫, R 3及R4爲相同或不同且爲C l — C 22 —院基、C 2 — C 2 〇 —雜芳基、Cs—C2Q —芳基、F、C1或CN、 S〇3R5或NR5R6,其中烷基可爲支鏈或沒有支鏈 或可爲環烷基,且烷基之各非相鄰的CH2基可被〇、 S、 C=〇、 C〇〇、N—R5或簡單的芳基取代,其 中上述芳基可被一或多個非芳族的R 3取代基取代, R5及R6爲相同或不同且爲Η、Ci — C" —烷基、C2 一 C2。一雜芳基或Cs - C2〇 —芳基,其中烷基可爲 支鏈或沒有支鏈或可爲環烷基,且烷基之各非相鄰的 CH2基可被〇、S、 C = 〇、 C〇〇、N — R5或簡 單的芳基取代,其中上述芳基可被一或多個非芳族的 R 3取代基取代,且 m及η各爲〇、1、2或3之整數,更宜爲〇或1, 也含式(I I )之結構單元 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Μ規格(210X297公釐)
1229096 A7 B7 五、發明説明(5 )
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中 A r爲含5致2 0個碳原子之單-或多環芳族共軛系統, 其 中一或多個碳原子可被氮、氧或硫>取代且選擇其連接 點 使主聚合物鏈形成的角度不等於1 8 0陛Μ較宜小於 12 0° ,特別較宜小於9 0 ° 。 特別合適的A r基(芳族)爲其中除了上述的紐結以 外,也使主聚合物鏈產生部份扭曲,此可經由如果兩個相 鄰的紐結連接之三個獨立的聚合物無法形成一個平面而達 成(也就是說導致二面角明顯地大於〇。)。 根據本發明之聚合物含至少1莫耳%且較宜從2莫耳 %至50莫耳%的(一或多種不同的)式(I I )結構單 元,隨意或週期性或嵌段摻混。 較佳的式(I I )結構單元是選自芳族或雜芳族結構 ,其中偶數(或0 )個原子連接點之間的最短鍵彼此鍵結 〇 式(I I )結構單元特別較宜衍生自下列單體: 一苯衍生物摻混至聚合物之1,2 _位置; —萘衍生物摻混至聚合物之1,2 —、2,3 —或1 ,7 (請先閲讀背面之注意事項一^寫本頁) •裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -8 · 1229096 Α7 Β7 五、發明説明(6 ) 一位置; (請先閲讀背面之注意事項 寫本頁) 一蒽衍生物摻混至聚合物之1,2 —、2,3 —、1,7 一或2,9 —位置; 一菲衍生物摻混至聚合物之1,2 —、1,8 -、1,9 一、2,3-、2,5 -、2,10 -、3,4 一、3, 6—、3,9—、4,5—或9,10-位置; 一聯苯衍生物摻混至聚合物之2,2 ’ 一或2,4 ’ —位置; -鄰聯三苯衍生物摻混至聚合物之4,>4”一位置。 根據本發明之聚合物較宜爲含式(I )及(I I )結 構單元之共聚物,在本發明之另一個具體實施例中,根據 本發明之聚合物也含式(I )及/或(I I )之不同結構 單元,更宜爲含不是式(I)及(I I)結構單元之其他 結構的共聚物,此種其他單體之實例爲1,4 -苯撐及4 ,4’-聯苯,其如果必要時,也可帶有取代基,較宜爲支 鏈或沒有支鏈的C i - C 22 —烷基或一烷氧基。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之聚合物通常含從10至10000,較 宜從10至5000,特別較宜從50至5000,非常 特別較宜從5 0至1 0 0 0個重複單元。 特別較宜的聚合物是其中m及η爲〇, R1及R2都爲 上述定義之烷基取代基或都爲上述定義之芳基取代基,或 R 1相對應於烷基取代基且R 2相對應於芳基取代基。 式(I I )之結構單元較宜衍生自1,2 -苯撐及2 ,2 ’ —聯苯撐或4,4 ” 一對聯三苯撐。 根據本發明之聚合物也可經由多種反應建立,但是較 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -9 · 1229096 A7 B7 五、發明説明(7 ) 宜爲均一的C — C—偶合反應,例如Suzuki縮合及Stille縮 合反應,在本文中,所稱的 ''均一的C 一 C 一偶合反應〃 係指聚合物之連接是由相對應單體中反應性基的位置決定 ,此特別適用在上述反應,其由於純的來源而非常合適, 也合適爲鹵化芳族化合物之鎳-或鈀-催化偶合反應( Y a m a m 〇 t 〇偶合),相反地,較不合適爲氧化法(例如使用 Fe (I I I)鹽之氧化偶合),因爲這導致較差定義之 連接。 ' 上述評論也導致較佳選擇之單體:這些代表式(I ) 及式(I I )化合物之相對應的雙鹵素、雙假鹵素(也就 是說在本文中例如雙三氟甲基磺酸鹽、雙九氟甲基磺酸鹽 或甲苯磺酸鹽)、雙硼酸、雙錫酸鹽、單鹵基單硼酸及單 鹵基單錫酸鹽衍生物。 根據本發明聚合物之合成經由下列圖式1說明: (請先閲讀背面之注意事項 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Pd催化 溶化
圖式1陳述經由Suzuki偶合之聚合反應,其明白地指出 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -10 - 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(8 ) 此僅是其中一個可能的具體實施例,硼酸衍生物與鹵素/ 假鹵素之其他組合當然也可行,也可使用相對應的錫化合 物,類似進行Stille聚合反應。 Suzuki聚合反應必須進行如下: 主要爲式(I.)及(I I )結構單元之單體(且如果 必要時還含相對應的活性釋離基之單體)在惰性溶劑中, 在溫度範圍從0°C至2 0 0°C下,在含鈀的觸媒中反應。 在此必須確實將使用的全部單體之>總數中,硼酸官能 基對鹵素或假鹵素官能基具有高度的平衡比例,此外也證 實有利於在反應終止後,使用單官能基試劑經由封端反應 移除任何過量的反應性基。 爲了進行硼酸(酯類)、芳族硼化合物、芳族鹵素化 合物之上述反應,將鹼及催化量的鈀觸媒加入水或一或多 種惰性有機溶劑或較宜爲水及一或多種惰性有機溶劑之混 合物中,並在從0至200 °C,較宜從30至170 °C, 特別較宜從50至150 t:,尤其較宜從60 °C至120 °C下攪拌從1小時至2 0 0小時,較宜從5小時至1 5 0 小時,特別較宜從2 4小時至1 2 0小時,在此也證明有 利於連續或批次緩慢計量加入一種單體(例如雙硼酸衍生 物)歷時長時間,如此以便控制分子量,粗產物可經由熟 諳此藝者已知且適用於各聚合物的方法純化,例如重複再 沈澱法或甚至經由滲析法。 合適供本發明揭示方法之有機溶劑爲例如醚類,例如 乙醚、二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、四氫呋喃、二噚烷 (請先閲讀背面之注意事項 1 .裝—— π寫本頁) 訂 -線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 11 - 1229096 A7 B7 五、發明説明(9 ) (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 、異丙醚及第三丁基甲基醚;烴類例如己院、異己烷、庚 烷、環己烷、甲苯及二甲苯;醇類例如甲醇、乙醇、1 一 丙醇、2—丙醇、乙二醇、1—丁醇、2—丁醇及弟二丁 醇;酮類例如丙酮、甲乙酮及異丁基甲基酮;醯胺類例如 二甲基甲醯胺、二甲基乙醯胺及N—甲基吡咯酮;腈類例 如乙腈、丙腈及丁腈;及其混合物。 特別較佳的溶劑爲醚類例如二甲氧基乙院及四氫咲喃 :烴類例如環己烷、甲苯及二甲苯;醇顧例如乙醇、1 一 丙醇、2-丙醇、1一丁醇及第三丁醇;及其混合物。 在一個特別較佳的變化中,在本發明揭示方法中使用 水及一或多種溶劑,實例爲水及甲苯;水、甲苯及四氫呋 喃;及水、甲苯及乙醇之混合物。 較宜在本發明揭示方法中使用之鹼爲鹼金屬及鹼土金 屬氫氧化物、鹼金屬及鹼土金屬碳酸鹽、鹼金屬碳酸氫鹽 、鹼金屬及鹼土金屬醋酸鹽、鹼金屬及鹼土金屬醇鹽及一 級、二級及三級胺。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 特別較宜的是驗金屬及驗土金屬氯氧化物、驗金屬及 驗土金屬碳酸鹽及驗金屬碳酸氫鹽。 尤其較宜的是鹼金屬氫氧化物例如氫氧化鈉及氫氧化 鉀,及鹼金屬碳酸鹽與鹼金屬碳酸氫鹽,例如碳酸鋰、碳 酸鈉及碳酸鉀。 在本發明揭示方法中,鹼之使用量較宜爲從1 0 〇至 1000莫耳%,特別較宜從100至500莫耳%,非 常特別較宜從150至400莫耳%,尤其是從180至 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -12 - 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(10 ) 250莫耳%,以硼基爲基準。 鈀觸媒含鈀金屬或鈀(0)或(I I )化合物及複合 配位體,較宜爲膦配位體,兩種成份可形成一種化合物, 例如特別較宜爲P d ( P P h 3 ) 4 ,或分別使用。 合適的鈀成份實例爲鈀化合物,例如酮鈀、乙醯基丙 酮鈀、氮基鹵化鈀、烴基鹵化鈀、鹵化鈀、烯丙基鹵化鈀 及雙羧酸鈀,較宜爲酮鈀、乙醯基丙酮鈀、雙-7? 2 -烴基 二鹵化鈀、鹵化鈀(I I )、1 3 -烯丙基鹵化鈀二聚物及 雙羧酸鈀,非常特別較宜爲雙(二亞苄基丙酮)鈀(0 ) 〔Pd(dba)2〕、Pd(dba)2CHCl3、雙 乙醯基丙酮鈀、雙(苄腈)二氯化鈀、PdCl2、 N a 2 P d C 1 4 .二氯雙(二甲亞硕)鈀(I I)、雙( 乙腈)二氯化鈀、醋酸鈀(I I )、丙酸鈀(I Γ )、丁 酸鈀(I I)及(lc,5c -環辛二烯基)二氯化鈀。 使用的觸媒可同樣爲金屬型式之鈀,以下簡稱爲鈀, 較宜爲膠質或粉狀形式或在支撐材料上的鈀,例如在活性 碳上的鈀、在氧化鋁上的鈀、在碳酸鋇上的鈀、在硫酸鋇 上的鈀、在矽酸鋁上的鈀例如蒙脫石、在S i 〇2上的鈀極 在碳酸鈣上的鈀,在各情形中,鈀的含量從0·5至1〇 重量%,特別較宜爲粉末形式的鈀、在活性碳上的鈀、在 碳酸鋇及/或碳酸鈣上的鈀及在硫酸鋇上的鈀,在各情形 中,鈀的含量從0 · 5至1 0重量%,尤其較宜爲在活性 碳上的鈀,鈀的含量爲5或10重量% 。 鈀觸媒在根據本發明方法中的使用比例爲從0 · 0 1 (請先閲讀背面之注意事項me寫本頁) .裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13 - 1229096 Α7 Β7 五、發明説明(彳1 ) 至10莫耳%,較宜從0 · 05至5莫耳%,特別較宜從 〇·1至3莫耳%,尤其較宜從0·1至1.5莫耳%, 以鹵基爲基準。 合適供本發明方法配位體之實例爲膦,例如三垸基膦 、三環烷基膦及三芳基膦,其中在磷上的三個取代基可相 同或不同及對掌或非對掌且其中一或多個配位體可連接多 個膦之磷基,且其中部份此連接也可爲一或多個金屬原子 ° > 可在本發明揭示的方法中使用的膦實例爲三甲基膦、 三丁基膦、三環己基膦、三苯基膦、三甲苯基膦、參-( 4 一二甲胺基苯基)膦、雙(二苯膦基)甲烷、1 , 2 一 雙(二苯膦基)乙烷、1,3 —雙(二苯膦基)丙烷及:l ,1’一雙(二苯膦基)苐。 其他合適的配位體爲例如二酮類例如乙醯基丙酮及八 氟乙醯基丙酮,及三級胺類例如三甲胺、三乙胺、三正丙 胺及三異丙胺。 較佳的配位體爲膦及二酮類,特別較宜爲膦類。 非常特別較宜的配位體爲三苯基膦、1 ,2 -雙(二 苯膦基)乙烷、1,3 —雙(二苯膦基)丙烷及1,1 ’ 一 雙(二苯膦基)莽,特別是三苯基膦。 也合適在方法中使用的是水溶性配位體其中含例如有 合適鏈長度之磺酸鹽及/或磺酸基及/或羧酸鹽及/或羧 酸基及/或磷酸鹽及/或磷酸基及/或鱗基及/或全烷銨 基及/或羥基及/或聚醚基。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐^ -14: ^ (請先閲讀背面之注意事項β寫本頁) »ί; 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229096 A7 B7___ 五、發明説明(12 ) (請先閲讀背面之注意事項β寫本頁) 較佳種類之水溶性配位體爲經上述基取代之膦類,例 如三烷基膦、三環烷基膦、三芳基膦、二烷基芳基膦、烷 基二芳基膦及雜芳基膦,例如三吡啶基膦及三呋喃基膦, 其中在磷上的三個取代基可相同或不同且對掌或不對掌且 其中一或多個配位體可連接多個膦之磷基,且其中部份此 連接也可爲一或多個金屬原子,亞磷酸鹽、卑磷酸酯類及 亞磷酸酯類、磷脂(phosphols)、二苯並磷脂( dibenzophosphols )、及含磷原子之環狀.與寡—及多環化合 物。 配位體在根據本發明方法中的使用比例爲從〇 . 1至 2 0莫耳%,較宜從0 · 2至1 5莫耳%,特別較宜從 〇· 5至10莫耳%,尤其較宜從1至6莫耳% ,以芳族 鹵基爲基準,如果需要時也可能使用兩種或多種不同配位 體之混合物。 低分子量偶合之本方法的Suzuki變化之有利具體實施例 揭示在例如W〇94/10105、EP — A— 679 619、W〇一A — 694 53 0 及 PCT/EP 96 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 /03154,其倂於本文供參考。
StUle聚合反應必須進行如下: 主要爲式(I )及(I I )結構單元之單體(且如果 必要時還含相對應的活性釋離基之單體)在惰性溶劑中, 在溫度範圍從0 °C至2 0 0 °C下,在含鈀的觸媒中反應, 在此必須確實將使用的全部單體之總數中,有機錫官能基 對鹵素或假鹵素官能基具有高度的平衡比例,以便達到高 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八規^ ( 210X297公釐)-15- 1229096 A7 B7 五、發明説明(13 ) 度的聚合反應,此外也證實有利於在反應終止後,使用單 官能基試劑經由封端反應移除任何過量的反應性基。 此反應之回顧揭示在例如j.K. Stille,Angew,Chemie
Int· Ed. Engl. 1986, 25, 508。 爲了進行本方法,芳族錫化合物及芳族鹵素化合物較 宜加入一或多種惰性有機溶劑中,並在從〇至2 0 0 °C之 溫度下進行攪拌,較宜從3 0至1 7 0 °C ,特別較宜從 5 0至1 5 0 °C ,尤其較宜從6 0 t至,1 2 0 t:,歷時從 1至2 0 0小時,較宜從5小時至1 5 0小時,特別較宜 從2 4小時至1 2 0小時,在此也證明有利於連續或批次 緩慢計量加入一種單體(例如雙錫衍生物)歷時長時間, 如此以便控制分子量,粗產物可經由熟諳此藝者已知且適 用於各聚合物的方法純化,例如重複再沈澱法或甚至經由 滲析法。 合適供本發明揭示方法之有機溶劑爲例如醚類,例如 乙醚、二甲氧基乙烷、乙二醇二甲醚、四氫呋喃、二D琴烷 、異丙醚及第三丁基甲基醚;烴類例如己烷、異己烷、庚 烷、環己烷、苯、甲苯及二甲苯;醇類例如甲醇、乙醇、 1 一丙醇、2 -丙醇、乙二醇、1 一 丁醇、2 -丁醇及第 三丁醇;酮類例如丙酮、甲乙酮及異丁基甲基酮;醯胺類 例如二甲基甲醯胺(DMF)、二甲基乙醯胺及N —甲基 吡咯酮;腈類例如乙腈、丙腈及丁腈;及其混合物。 較佳的有機溶劑爲醚類例如二甲氧基乙烷、乙二醇二 甲醚、四氫呋喃、二鸣烷及異丙醚;烴類例如己烷、庚烷 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -16 - (請先閲?5Ϊ事項m· :寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229096 A7 ____ B7 ___ 五、發明説明(Μ ) 、環己烷、苯、甲苯及二甲苯;醇類例如甲醇、乙醇、1 一丙醇、2-丙醇、1一丁醇、2—丁醇、第三丁醇及乙 二醇;酮類例如甲乙酮及醯胺類例如D M F。 特別較佳的有機溶劑爲醯胺類,非常特別較宜爲 D M F 〇 鈀及膦成份必須類似於Suzuki變化之敘述選擇。 單體實例敘述在下列圖式2中:
(R〇)2B
b(〇r)2 (請先閲讀背面之注意事項$填寫本頁) 寫本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Hal 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -17 1229096 A7 ___B7_*_ 五、發明説明(15 ) 合適的單體可例如根據下列圖式3之敘述合成: A) 9,9 一二烷基苐單體 此類型的單體可例如根據下列圖式3之敘述合成:
(請先閲讀背面之注意事項寫本頁) -裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 據此,將簡單的莽衍生物鹵化,對於m及η = 〇 ,此 相對應於蒴之鹵化,2,7 -二溴蕗可得自商業化供應( 例如Aldnch),其隨後可先去除質子後,用適當的烷基鹵 化物進行親核性取代,在9 -位置加入兩個相同或甚至兩 個不同的烷基鏈,此反應可根據WO 97/05184及 W 0 97/33323之敘述進行。 所得的化合物(雙鹵基苐化合物)本身可作爲單體使 用,進一步的反應(隨後與硼酸鹽或三烷基鹵化錫之金屬 化反應),可得到其他的單體:莽雙硼酸衍生物、蕗雙錫 酸鹽、或在相對應的化學計量下,也可得到單鹵基莽單硼 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) -18- 1229096 A7 B7 五、發明説明(16 ) 酸衍生物或單鹵基莠單錫酸鹽,這些最後提到的反應可根 據標準的方法進行,例如揭示在w〇98/27136。 B) 9 —烷基—9 一芳基苐單體: 此類型的單體可例如根據下列圖式4之敘述合成: Ο 〇
(請先閲讀背面之注意事項5^寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 據此,將簡單的莽衍生物鹵化,對於m及η二〇,此 相對應於莽之鹵化,例如2,7 -二溴莽可得自商業化供 應(例如Aldnch),其隨後可經由標準的Gngnard反應加入 一個院基鏈,此反應可根據例如Organikum ( 1 5 th Edition,1 9 7 7,6 2 3頁)之敘述進行。 酚衍生物可隨後藉由酸催化而加入,此可類似於在 W 0 9 2 / 0 7 8 1 2之敘述進行,所得的化合物隨後如 果必要時可醚化,此可根據例如Williamson法(見 Organikum, 1 5 th Edition, 1 9 7 7,2 5 3 頁)之敘述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -19 - 1229096 A7 B7 五、發明説明(17 ) 進行。 根據在9,9 -二烷基苐單體之敘述,在此也可進行 後續反應而得到相對應的莽雙硼酸衍生物、莽雙錫酸鹽或 單鹵基莽單硼酸衍生物或單鹵基莽單錫酸鹽。 C) 9,9 一二芳基莽單體: 此類型的單體可例如根據下列圖式5敘述的兩種途徑 合成: >
從雙鹵基化的莽衍生物開始(見關於圖式4之敘述) ,經由鹼性開環及隨後的酯化反應,先得到4,4 ’ 一二鹵 基聯苯基- 2 -羧酸酯衍生物之中間物,經由與芳基一 Gngnard試劑反應及隨後的酸性環化反應,隨後可將這些化 合物轉化成所要的莽單體,或者是,根據W0 92/ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20 - (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) •裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(18 ) 0 7 8 1 2將雙鹵基化的莽衍生物直接用酚衍生物處理, 隨後經由酯化反應轉化成所要的莽單體,根據在9,9 -二烷基苐單體之敘述,在此也可進行後續反應而得到相對 應的莽雙硼酸衍生物、苐雙錫酸鹽或單鹵基苐單硼酸衍生 物或單鹵基莽單錫酸鹽。 D)主要爲式(I I)結構單元之單體: 根據先前之敘述,多樣性的結構單>元滿足針對相對應 的單體之需求,在此將舉例討論部份這種化合物之合成, 但是對於熟諳此藝者,此類型的其他化合物之合成不代表 一個不尋常的工作,因爲許多這些化合物(或其簡單的衍 生物)已經在有機合成文獻中詳細敘述。 (a )單體合成得到1,2 -苯撐結構單元: 在此必須先指出即使可得自商業化供應之鄰-二溴苯 可作爲共單體使用只要比例沒有設定太高,因爲否則可預 期到在聚合物中的溶解度問題,其簡單的衍生物同樣也可 得自商業化供應(至少是精細化學品)或容易製備。 對良好的溶解度合適的是含相對長烷基或烷氧基鏈之 衍生物,在下列圖式6中,舉例說明此類型化合物之合成 R0 R0 (請先閲讀背面之注意事項 寫本頁) NBS,乙腈
R0\^^BrXX R〇
Br 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -21 - 1229096 A7 B7
五、發明説明(19 ) 鄰苯二酚二醚類可經由與任何所要的取代反應之簡單 酯化製備,在乙腈中用N-溴代琥珀醯亞胺將其溴化(使 用相對應的化學計量),非常容易地得到相對應的4 , 5 一二溴鄰苯二酚二醚類。 根據在9,9 -二烷基莽單體之敘述,在此也可進行 後續反應而得到相對應的鄰苯二酚雙硼酸衍生物、鄰苯二 酚雙錫酸鹽或單鹵基鄰苯二酚單硼酸衍生物或單鹵基鄰苯 二酚單錫酸鹽。 V (b )單體合成得到4,4 ” 一鄰一三苯撐結構單元: 簡單切入1,2 -非對稱性的六苯基苯衍生物爲容易 得到這些化合物之明顯方法,此合成途徑陳述在下列圖式 7中: IBH (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) 裝· -訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
IBH
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -22 - 1229096 A7 B7 五、發明説明(2〇 ) (請先閲讀背面之注意事項^^寫本頁) 起始自商業化供應的四環酮與相對應的4 , 4’-二鹵 基二苯乙炔經由環加成(同時消除C0)或相反途徑,其 中首先從商業化供應的前驅物(4,4’一二鹵基二苄基或 二苯基丙酮)製備相對應的二鹵基四環酮,然後用商業化 供應的二苯乙炔將其環化。 根據在9,9 -二烷基莽單體之敘述,在此也可進行 後續反應而得到相對應的雙硼酸衍生物、雙錫酸鹽或單鹵 基單硼酸衍生物或單鹵基單錫酸鹽。> 此顯示較宜經由上述聚合反應方法轉化成根據本發明 聚合物之單體可以很容易得到。 在此方式下得到的聚合物非常特別較宜合適作爲有機 半導體且尤其是作爲電致發光材料。 對於本發明之目的,所稱的 ''電致發光材料〃係指可 在電致發光裝置中作爲活化層使用之材料, > 活化層〃係 指該層在施加電場時可發光(發光層)及/或其改進發射 及/或輸送正及/或負電荷(電荷發射或電荷輸送層)。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明因此也關於根據本發明之聚合物作爲電致發光 材料及作爲有機半導體之用途。 爲了要作爲電致發光材料使用,根據本發明之聚合物 通常經由熟諳此藝者已知的方法,例如浸漬法或旋轉塗覆 法,以薄模形式施加在基板上。 本發明因此也關於含一或多種活化層之電致發光裝置 ,其中至少一種這些活化層含一或多種根據本發明之聚合 物,此活化層可例如爲發光層及/或輸送層及/或電荷發 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23 · 1229096 A7 B7 五、發明説明(21 ) 射層。 此種電致發光裝置之一般建造揭示在例如U S - A - 4,539,507 及 US — A— 5,1 5 1,629, 含聚合物之電致發光裝置揭示在例如WO 90/ 13148 及 EP — A - 0 4 4 3 861。 其在陰極與陽極之間通常含一個電致發光層,至少其 中一個電極爲透明,此外,一或多個電子發射及/或電子 輸送層可設立在電致發光層與陰極之斷.及/或一或多個孔 洞發射及/或孔洞輸送層可設立在電致發光層與陽極之間 ,陰極較宜爲金屬或金屬合金,例如Ca、 Sr、 Ba、 Mg、Al、 In或Mg/Ag,陽極可爲金屬例如Au 或以金屬方式導電之另一種基板例如氧化物例如I T〇( 氧化銦/氧化錫),在透明基板例如玻璃或透明聚合物上 〇 操作時,陰極設定在相對於陽極之負電壓下,電子經 由陰極發射至電子發射層/電子輸送層或直接進入發光層 ,在此時,孔洞經由陽極發射至孔洞發射層/孔洞輸送層 或直接進入發光層。 發射的電荷載體在施加電壓之影響下彼此接近,此導 致電荷輸送層與發光層之間的界面或發光層內之電子/孔 洞對,這些電子/孔洞對與發射的光再結合,發射光之顏 色可經由發光層使用的材料而變化。 電致發光裝置是作爲例如自發性發光顯示元件使用, 例如控制燈、數字顯示器、單色或多色基質顯示器、訊號 (請先閲讀背5¾事項 :寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 24 - 1229096 A7 B7 五、發明説明(22 ) 、電子光學儲存媒體及光電偶合器。 在本申請案中提到多種文獻,以便例如說明本發明之 技術背景,全部這些文獻倂於本文供參考。 經由實例更詳細說明本發明,但是不能作爲其限制。 單體之合成: 製備(I )型之單體: 實例Μ 1 :製備2,7 —二溴—9>,9 一雙(2 -乙 基己基)莽 類似於W〇 9 7 / 0 5 1 8 4之實例1進行製備,經 由短徑蒸發器之雙重蒸餾〔1 0~3毫巴;第1次蒸餾(去 除過量的乙基己基溴及殘留的DMSO) 10 0°C;第2 次蒸餾:1 5 5 t:〕,產物(8 4 %產量)分離爲高黏性 、淡黃色油。 'H-NMR (CDC la) : [ppm] 5 = 7-54-7·43(m,6H,H-芳基),1.93(d with Fs.,4H,J=4.0Hz) ,1·0 — 0·65(πί’ 22H,H-烷基) ,〇.58-〇.45(m,8H’ H -烷基)。 實例M2 :製備9,9 一雙(2 —乙基己基)荞一 2 ’ 7 一二硼酸 先加入鎂(7 · 58克,3 1 2毫莫耳)及少量碘, 將2,7 —二溴—9,9 一雙(2 —乙基己基)莽( (請先閲讀背面之·事項m· 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -25 - 1229096 A7 B7 五、發明説明(23 ) (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) 68.56克,125毫莫耳)溶解在添加漏斗中的 3 0 0毫升無水THF中,然後將3〇毫升此溶液加入鎂 中,從大量放熱可看出開始反應,隨後逐滴加入在THF 中的剩餘雙溴化物(9 0分鐘,約6 〇 ;C ),當完成添加 後,使混合物迴流約5小時。 同時,先加入在THF ( 2 0 0毫升)中的硼酸三甲 酯(28 · 6克,0 · 27莫耳)並冷卻至一 75 °C,在 此溫度下,緩慢逐滴加入冷卻至室溫之>Gngnard溶液,添力口 速率是使溫度不高於- 7 0 °C ,隨後使混合物緩慢溫熱至 室溫並攪拌過夜。 將反應溶液添加至3 0 0毫升冰水及1 〇毫升濃硫酸 中,將有機層分離,用水淸洗有機層一次,用1 50毫升 醋酸乙酯萃取合倂的有機層,合倂的有機層經由 N a 2 S 0 4乾燥後,在旋轉蒸發器內蒸發混合物,粗產物 與己烷/醋酸乙酯/HC1(水溶液)(200毫升/ 30毫升/5毫升)一起攪拌,乾燥後得到45 · 8克( 7 7 % )之雙硼酸。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 此得到粗的雙硼酸(含不同量之不同的酐類),經由 每次與3 0 0毫升的甲苯攪拌並進行三次而進一步純化。 iH — NMR (DMSO — d6):(由於非對掌異構物而 使NMR訊號大幅變寬或重複)67 · 87 (m,2H,
Η - 1 ) ,7_75 — 7.68(m,4H,H-3,H —4 ) ,1.92(hi,4H,C — CH2 — ) ,0·85 -0 . 4 2 ( m ( b r ) ,22H,H-烷基)’ 本纸張尺度適用中國國家標準(cns ) a4規格(297公釐) -26- 1229096 A7 B7 五、發明説明(24 ) 0.40-0.25 (m(br) ,8H,H —烷基)。 實例Μ 3 : 製備9,9 一雙(2 —乙基己基)莽一 2,7 —雙硼 酸雙甘醇酯 在10毫升THF中先加入鎂(6 · 3 2克, 0 · 26莫耳),加入少量碘,並加入數滴的2,7 -二 溴一 9,9 —雙(2 —乙基己基)蕗,>從大量放熱可看出 開始反應,隨後逐滴加入剩餘的雙溴化物(總共 68 · 56克,0 · 125莫耳)及300毫升的丁 HF ,當完成添加後,使混合物迴流約5小時,仍然可看到少 里的錶條,问時,先加入在THF ( 2 0 0毫升)中的棚 酸三甲酯(28.6克,0.27莫耳)並冷卻至一70 °C,在此溫度下,緩慢逐滴加入Gdgnard溶液,隨後使混合 物緩慢溫熱至室溫並攪拌過夜。 將反應溶液添加至3 0 0毫升冰水及1 0毫升濃硫酸 中,將有機層分離,用水淸洗有機層(中性),經由 N a 2 S〇4乾燥後,在旋轉蒸發器內蒸發混合物,粗產物 與己烷(5 0 0毫升)一起攪拌,此得到粗的雙硼酸(含 不同量之不同的酐類)。 經由在甲苯中與乙二醇及硫酸在水分離器中迴流( 1 2小時)而將此直接酯化。 兩個步驟之產量:70 — 85%,純度(NMR) > 9 8.5% 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) · 27 - ----J--.--^裝丨丨 (請先閲讀背面之注意事項^;寫本頁)
*1T 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229096 A7 B7 五、發明説明(25 ) ^-NMR (CDC 13):(由於非對掌異構物而使 NMR訊號大幅變寬或重複)57 · 86 (m,2H,Η 一 1) ,7.79(m,2H,H - 3) ,7.73(d ,2H,H — 4,J=8Hz) ,4.38(s(br) ,8H,〇-CH2) ,2.〇2(m,4H,C — CH2 —),0.75(m(br) ,22^^^1-院基), 0.47 ( m ( b r ) ,8H,H -烷基)。 v 製備(I I )型之單體: 實例M4 :製備4,5 -二溴鄰苯二酚雙異丁基醚 類似於WO 98/27136之實例B5(b)進行 製備,只使用兩倍過量的溴,使用Vigr eux管柱經由真空蒸 餾得到固體之產物(7 6 % )。 !H-NMR (CDC 13) :7.05(ps - s,2H ,H —芳基),3.70(d,4H,〇一CH2,j = 7·5Ηζ) ,2·13(假九裂峰,2H,— CH—, J=7.5Hz),l.〇3(t,12H,CH3,J== 7 · 5 H z )。 實例M5 :製備1,2 -雙(4 一溴苯基)_3,4,5 ,6 —四苯基苯 (1) 3,4 一雙(4 一溴苯基)—2,5_二苯基環戊 二烯酮: 將4 6克(1 1 2¾吴耳)的4,4’一二溴苯偶醯及 (請先閲讀背面之注意事項\^寫本頁) -裝 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
1229096 A7 B7 五、發明説明(26 ) 23 · 7克(112毫莫耳)的1,3 —二苯基丙酮在 3 0 0毫升甲苯中加熱至沸點,加入2 5 0毫升三甘醇, 最後在1 2 0 °C得到澄淸的溶液,加入1 1 . 3毫升在乙 醇中的苄基三甲基氫氧化銨溶液(4 0%),並將加熱去 除,高放熱性反應·進行非常快速,反應批料變成黑色,經 1 0分鐘後,將反應終止,在旋轉蒸發器中將甲苯去除, 在室溫下吸氣過濾殘留的固體並用MeOH淸洗數次,在 減壓下乾燥後得到5 7克的棕紫色晶體>(9 4 % ),熔點 ·· 2 4 5 〇C 。 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) I· 裝· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2) 1,2 —雙(4 —溴苯基)一3,4,5,6 —四 苯基苯: 將81克的3,4 一雙(4 —溴苯基)—2,5 -二 苯基環戊二烯酮(1 5 0毫莫耳)及3 2克的二苯乙炔( 1 8 0毫莫耳)溶解在3 0 0克熔化的二苯甲酮中並小心 加熱至3 2 0 °C (在此加熱期間,從2 6 0 °C發生激烈釋 出 C〇),將批料溫和迴流約2小時後冷卻,且最後在8 0 °C下加入1 0 0克的二苯醚,冷卻後,吸氣過濾所得的晶 體(產物含二苯甲酮極少量的二苯乙炔),用少量的甲苯 淸洗且最後再度從甲苯再結晶,在6 0 °C的減壓下乾燥後 得到8 3克(8 0 % )的無色產物。 'H-NMR (CDC 13) :7.02,6·68( ΑΑ,ΒΒ,’ 4 + 4Η,Br - 苯基—Η) ,6 · 83 ( -訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公董) -29-~一 1229096 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(27 ) m(br) ,20H,苯基—Η)。 合成聚合物: 實例Ρ 1 : 經由Suzuk i反應之2,7 —二溴一 9,9 一雙 (2 —乙基己基)苐、9,9 一雙(2 —乙基己基)莽一 2,7 -雙硼酸及10莫耳% 1,2 -雙(4 一溴苯基) 一 3,4,5,6 -四苯基苯之共聚合>反應(聚合物P 1 ) 將8 · 78克(16毫莫耳)的2,7 -二溴一 9, 9 一雙(2 —乙基己基)苐、2 · 77克的1 ,2 —雙( 4’ —溴苯基)一 3,4,5,6 -四苯基苯(4毫莫耳) 及 11 · 61克的K2C〇3(84毫莫耳)溶解在25毫升 甲苯及2 5毫升水中並通AN2,在保護氣體下加入7克( 14 · 6毫莫耳)的9,9 一雙(2 —乙基己基)莠—2 ,7 —雙硼酸及200毫克的Pd (PPh3) 4 ( 0 · 1 7毫莫耳),在內部溫度爲8 7 t之N2氣壓下激烈 攪拌黃棕色的渾濁懸浮液,在各隨後3天,加入1克( 2 · 1毫莫耳)的二硼酸,三天後,再將2 5毫升甲苯加 入非常黏稠的混合物中,總共經4天後,處理混合物。 用1 5 0毫升甲苯稀釋反應溶液,將溶液與2 0 0毫 升2 % N a C N水溶液一起攪拌3小時,在此操作期間, 混合物變成幾乎完全無色,在保護氣壓下將批料移至分離 (請先閲讀背面之注意事項!^寫本頁) »* -裝. 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 30 1229096 A7 B7 五、發明説明(28 ) 漏斗,將有機層用H2〇淸洗並經由加入5 0 0毫升乙醇沈 澱。 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁} 將聚合物溶解在6 3 5毫升4 0°C之THF歷時1小 時並使用640毫升MeOH使其沈澱,淸洗並在減壓下 車乞燥(8 · 13克),使產物從405毫升丁 HF/ 4 〇 〇毫升甲醇中再沈澱,吸氣過濾並乾燥至恆重,得到 6·94克(43% )聚合物P1之淡黃色固體。 1 Η - N M R ( C D C 1 3 ) :〔 p p m〕δ= 7 · 9 -7.3(m,6H,H-莽),7·2- 7.8(m, 28H:1〇,h -苯基),2·2 — 1·9(πί,4Η ’ C(9) - CH2 -蒹),1·1- 0·4(πι,3〇Η ’Η-烷基—莽),經由積分在7·9—7·3ppm( 莽)及7 · 2 — 6 · 8ppm (六苯基苯)之訊號,測定 A苯基苯單元之比例爲1 〇莫耳%,且因此相對應於使用 的二溴化物之比例。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 GPC : THF + 0 · 25% 草酸;管柱組 SDV500 ,SDVl〇〇〇,SDVl〇〇〇〇(PPS) ,35 °C,UV偵測254毫微米18000克/莫耳 ,Μη=61000克/吴耳。 UV — VIS (膜):ληΐ3Χ=376 毫微米 PL (膜):Amax=420毫微米,445毫微米 實例P 2 : 經由Suzuki反應之2,7 —二溴一9,9 —雙(2〜乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 31 1229096 A7 B7 五、發明説明(29 ) 基己基)莽、9,9 一雙(2 —乙基己基)弗〜2 , 7 雙硼酸及5莫耳% 1,2 -雙(4 一溴苯基) ,4 6 -四苯基苯之共聚合反應(聚合物P 2 ) 類似於實例P1,將8 · 78克(16毫莫耳)的^ 7 — 一漠一9,9 一雙(2 -乙基己基)蔣、1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f請先閲讀背面之注意事項寫本頁} ^ 8 四苯 克的1,2 —雙(4,一溴苯基)一 3,4, 基苯(2毫莫耳)、11.61克的仄2〇:〇 耳)及 、 200 毫克的 Pd (PPh3) 4 (0 · 17 毫莫;a、 灵耳)與總 共10 · 05克(21毫莫耳)的9,9 一雙(2〜 乙基 己基)莽—2,7 -雙硼酸反應,得到12 · 2克( 28 · 3毫莫耳,78% )聚合物P2之黃色固體。lH_ N M R相對應於實例P 1之產物,經由積分在7 . 9 _ 7 · 3ppm (莽)及 7 · 2 — 6 · 8ppm (六苯基苯 )之訊號,測定六苯基苯單元之比例爲5莫耳%,且医!止匕 相對應於使用的二溴化物之比例。 GPC : THF + 0 · 25% 草酸;管柱組 SDV50G ,SDV1000,SDV10000(PPS) ,35 °C,UV偵測2 54毫微米:Mw=l 2 5000克/莫耳 ,Μη=71000克/莫耳。 實例Ρ 3 : 經由Su z uk i反應之2,7 —二溴-9,9 —雙 (2 —乙基己基)莽、9,9 一雙(2 —乙基己基)莽一 ,6 .裴· -訂· 泰紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 32- 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(3〇 ) 2,7 -雙硼酸及20莫耳% 1,2 —雙(4 一溴苯基) 一 3,4,5,6 —四苯基苯之共聚合反應(聚合物P3) 類似於實例P1,將6 . 58克(12毫莫耳)的2 ,7 —二溴一9,9 一雙(2 —乙基己基)莽、5 · 54 克的1 ,2 -雙(4’一溴苯基)一3,4,5,6 —四苯 基苯(8毫莫耳)、11.61克的尺2〇〇3(84毫莫 耳)及 > 200毫克的Pd (PPh3) 4 (〇 · 17毫莫耳)與總 共10 · 05克(21毫莫耳)的9,9 —雙(2 —乙基 己基)莽一 2,7 —雙硼酸反應,得到1 1 · 3克( 27 · 1毫莫耳,67% )聚合物P3之黃色固體。1 Η — N M R相對應於實例Ρ 1之產物,經由積分在7 .· 9 — 7 · 3ppm (莽)及 7 · 2 — 6 · 8ppm (六苯基苯 )之訊號,測定六苯基苯單元之比例爲2 0莫耳%,且因 此相對應於使用的二溴化物之比例。 GPC : THF + 0 · 25% 草酸;管柱組 SDV500 ,SDVl〇〇〇,SDVl〇〇〇〇(PPS) ,35 t:,u V偵測2 5 4毫微米:M w = 1 1 1 〇 0 0克/莫耳 ,Μη=6 5 0 0 0 克/莫耳。 實例Ρ 4 : 經由Suzuki反應之2,7 —二溴一9,9 —雙 (2 —乙基己基)莽、9,9 —雙(2 —乙基己基)弗〜 (請先閲讀背面之注意事項Θ寫本頁) -裝·
、1T 線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 「33- 1229096 A7 _____B7__ 五、發明説明(31 ) 2,7 —雙硼酸及1 0莫耳%二溴鄰苯二酚雙異丁基醚之 共聚合反應(聚合物P 4 ) 將8 · 78克(16毫莫耳)的2,7 -二溴_9, 9 —雙(2 —乙基己基)莽、1.52克(4毫莫耳)的 二溴鄰苯二酚雙異丁基醚及1 1 · 6 1克的K2C〇3 ( 84毫莫耳)溶解在40毫升甲苯、25毫升水及0.5 毫升乙醇中並通入N2,在保護氣體下加入9 · 0 9克( Γ 9毫莫耳)的9,9 -雙(2 —乙基、己基)莽一 2,7 一雙硼酸及350毫克的Pd (PPh3) 4 (〇 · 30毫 莫耳),在內部溫度爲8 7 °C之N2氣壓下激烈攪拌黃棕色 的渾濁懸浮液,在各隨後2天,加入2 4 0毫克(0 · 5 毫莫耳)的二硼酸,再經2天後,再將0 · 8 5克二硼酸 加入非常黏稠的混合物中,再加熱1天後,如實例P 1處 理混合物。 產量:4·50克(12·1毫末耳,30% ) ^-NMR (CDC I3) :〔ρρπι〕δ=7·9 — 7.3(m,6H,H -莽),7.1 — 6.8(m, 2H/1〇,h—鄰苯二酚),3.9-3.8 (m, 4H/l〇,〇CH2 —鄰苯二酚),2·2 — 1.9(m ,4H,C(9) 一 CH2 —莽),l.l-0.4(m, 3 OH ’ H -院基一莽/H —院基異丁基),經由積分在 7 · 9 - 7 · 3ppm (莽)及 3 · 9 — 3 · 8ppm( 二異丁氧基一 1,2 —苯撐單元)之訊號,測定4,5 -二異丁氧基一 1,2 -苯撐單元之比例爲1 〇莫耳%,且 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -34 · (請先閱讀背面之注 裝-- :寫本頁) ,-ιτ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1229096 Α7 Β7 五、發明説明(32 因此相對應於使用的起始物質之比例。 GPC:THF+0·25%草酸;管柱組SDV5〇〇 ,SDVl〇〇〇,SDVl〇〇〇〇(PPS) > 3 5 t: ’ UV偵測2 54毫微米:Mw=9 6 000克/莫耳 Μ n = 63 0 00 克/莫耳。 UV — VIS (膜):Amax=374 毫微米 PL (膜):Amax=418毫微米,444毫微米 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實例P 5 : 經由Suzuki反應之2,7 -二溴一 9,9 —雙(2 -乙 基己基)莽、9,9 —雙(2 —乙基己基)莽一2,7 — 雙硼酸及3 5莫耳%二溴鄰苯二酚雙異丁基醚之共聚合反 應(聚合物P 5 ) 類似於實例P 1 ,將3 · 2 9 0 7克(6毫莫耳)的 2,7 —二溴一 9,9 —雙(2 —乙基己基)莽、 9 · 695 克的 1,2 - 雙(4,—溴苯基)—3,4,5 ’6 —四苯基苯(14毫莫耳)、11 .61克的 K2C〇3 (84毫莫耳)及200毫克的 P d ( P P h 3 ) 4 ( 〇 · 1 7毫莫耳)與總共 10 · 607克(20毫莫耳)的9,9 一雙(2 —乙基 己基)莽一 2,7 —雙硼酸雙甘醇酯反應,得到1 0 . 3 克(23 _ 5毫莫耳,59% )聚合物P5之淡黃色固體 0 1 Η - N M R相對應於實例P 1之產物,經由積分在7 · 9 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210 X 297公釐) -35 - (請先閲讀背面之注意事項3、寫本頁) I·. 裝- 訂 線· 1229096 Α7 Β7 五、發明説明(33 ) —7 · 3ppm (莽)及 7 · 2 — 6 · 8ppm (六苯基 苯)之訊號,測定六苯基苯單元之比例爲3 5莫耳%,且 因此相對應於使用的二溴化物之比例。 GPC:THF+0·25%草酸;管柱組SDV5〇q ,SDV1000,SDV10000 (PPS),35 °C,UV偵測2 5 4毫微米:= 5 6 0 0 0克/莫耳 Mn 二 32000 克 / 莫耳。 > 實例P 6 : 經由Suzuk i反應之2,7 —二溴一9,9〜雙 (2 —乙基己基)莽、9,9 一雙(2 —乙基己基)藉〜 2,7 —雙硼酸及5莫耳% 1.,2 - 2雙(4 一溴苯基) 一 3,4,5,6 -四苯基苯之共聚合反應(聚合物?6 ) 類似於實例P1,將9 · 872克(18毫莫耳)的 2,7 —二溴一9,9 —雙(2 —乙基己基)苐、 1 · 3 8 5 克的 1 ,2 - 雙(4’一 溴苯基)—3,4,5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,6 —四苯基苯(2毫莫耳)、11.61克的尺2(:〇3 (84毫莫耳)及200毫克的Pd (PPh3) 4 ( 0 · 17毫莫耳)與總共10 · 607克(20毫莫耳) 的9,9 一雙(2 —乙基己基)莽—2,7 -雙硼酸雙甘 醇酯反應,得到12 · 1克(30 · 6毫莫耳,76% ) 聚合物P6之淡黃色固體。 1 Η — N M R相對應於實例P 1之產物,經由積分在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -36 ' 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(34 ) 7.9 — 7.3ppm (藉)及 7·2 — 6.8ppm( 六苯基苯)之訊號,測定六苯基苯單元之比例爲5莫耳% ,且因此相對應於使用的二溴化物之比例。 GPC:THF+0·25%草酸;管柱組SDV5〇〇 ,SDV1000,SDV10000 (PPS) ,3 5 °C,UV偵測254毫微米:Mw=65000克/莫耳, Mn=41000克/莫耳。 v 實例比較: 實例C 1 : 2 ’ 7 —二溴—9,9-雙(2 —乙基己基)苐、9 ,9 —雙(2 —乙基己基)莽—2,7 —雙硼酸之Suzuki聚 合反應(聚合物C1),製備聚_2,7 —〔9,9 一雙 (2 _乙基己基)苐〕 • 類似於實例P 1,將1 〇 · 9 7克(2 0毫莫耳)的 2,7 —二溴一 9,9 一雙(2 —乙基己基)莽、 11 .61克的K2C〇3(84毫莫耳)及350毫克的 Pd (PPh3) 4 (0 · 30毫莫耳)與總共10 · 4克 (21毫莫耳)的9,9 一雙(2 —乙基己基)莽一 2, 7 -雙硼酸反應,經4天的反應時間後,得到4 . 7 2克 (12 · 1毫莫耳,30% )聚合物C1之淡米黃色固體 〇 'H-NMR (CDC Is) : 〔ppm〕(5 = 7.9 — 7·3(ιη,6Η,Η -芳族),2.15(br.s, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) :37 -
In HI *1— ϋ>1 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) •裝· 訂 1229096 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明(35 ) 4H,C(9)-CH2),1·1 - 〇·4(πί,3〇Η ,Η —烷基)。 GPC : THF + 0 · 25% 草酸;管柱組 SDV500 ,SDV1000,SDV10000 (pps) ’35 t:,U V偵測2 5 4毫微米:M w = 8 Ο Ο 〇 〇克/莫耳, Μη=48000克/莫耳。 UV — VIS (膜):Amax=376 毫微米 p L (膜):λ m a x = 4 4 7 毫微米、 實例C 2 : 2,7 —二溴—9,9 一雙(2 —乙基己基)莽及9 ,9 一雙(2 —乙基己基)莽一 2,7 —雙硼酸雙甘醇酯 之Suzuki聚合反應(聚合物C 2 ),製備聚—2,7 —〔 9 ,9 一雙(2 —乙基己基)莽〕 將8 · 227克(15 · 〇〇毫莫耳)的2 ’ 7 一二 溴一 9,9 一雙(2 —乙基己基)葬、7 · 956克( 1 5 · 00毫莫耳)的9,9 一雙(2 —乙基己基)莽— 2,7 —雙硼酸二乙二醇酯、8 · 71克(63毫莫耳) 的K2CO3、2 5毫升甲苯及1 5毫升水經由使N2通過 混合物而脫氣3 0分鐘,隨後在保護氣體下加入2 3 0毫 克的Pd (PPh3) 4 (0 · 2毫莫耳),在內部溫度爲 8 7 °C (溫和迴流)之N 2氣壓下激烈攪拌懸浮液,經2天 後,再加入2 0毫升甲苯,且再經2天後,再加入 0 · 2〇克的9 ,9 —雙(2 —乙基己基)蔣一 2 ,7 — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4%格(210 X 297公釐) -38 - (請先閲讀背面之注意事項\^寫本頁) I· 裝- 訂 -線· 1229096 A7 B7 五、發明説明(36 ) 雙硼酸二乙二醇酯,再經6小時後,再加入0 · 5毫升4 -溴氟苯(封端),將混合物再迴流3小時。 相同於實例1之敘述進行處理,得到3 · 8 5克( 9·9毫莫耳,33% )聚合物C2之淡米黃色固體。 'H-NMR (CDC la) : 〔ppm〕5 = 7 · 9 〜 7·3(πί,6Η,Η —芳族),2.15(br.s, 4H,C(9)—CH2) ,1·1 — 0·4(ιπ,3〇η ,Η —烷基)。 > GPC ·· THF + O · 25% 草酸;管柱組 SDV5〇〇 ,SDVl〇〇〇,SDVl〇〇〇〇(PPS) » 3 5 °c,liv偵測2 5 4毫微米:Mw=70000克/莫耳, Μη 二 34000 克/莫耳。 UV — VIS (膜):Amax=376 毫微米 PL(膜):Amax=444毫微米 聚合物作爲發光應用之用途: 聚合物P 1至P 6及C 1與C 2全都容易溶解在有機 溶劑中,例如甲苯及T H F ,從這些溶液可製備薄膜,例 如經由旋轉塗覆法,然後這些膜在U V激發下(3 6 6毫 微米)可顯現藍光放射。 如果在此方法下生產的膜在高於1 5 之減壓下長 時間(例如2小時)加熱,在聚合物C 1與C 2的情形下 觀察到P L頻帶之明顯偏移,聚合物於是在U V激發下放 射綠光,此外,放射變成不均勻,也就是說發生大理石紋 (請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -39 · 1229096 A7 B7 五、發明説明(37 ) 路圖案。 相反地,聚合物P 1至P 4的放射顏色保持目視不變 (偏移低於20毫微米)。 類似的行爲也在E L裝置中觀察到:C 1與C 2在開 始時顯現綠光放射(λ m a X約5 2 0毫微米),而聚合物 P1至P4具有藍EL (Amax約460毫微米)。 (請先閲讀背面之注意事項\^寫本頁) -裝· 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40 -
Claims (1)
- A8B8C8D8 1229096 ^ 六、申請專利範圍 1 · 一種共軛聚合物,其除了式(I)之結構單元外其中 R1及R2爲相同或不同且爲氫、Ci — Cu —烷基、C2 ——C2。—雜芳基、C5 - C2。一芳基、F、C1或 CN,其中上述烷基可爲支鏈或沒有支鏈或可爲環烷 .基,且烷基之各非相鄰的CH2基可被〇、S、C =〇 、(:〇〇、N — R5或簡單的芳基取代,其中上述芳基 可被一或多個R3取代基取代, R3及R4爲相同或不同且爲Ci — C22 —烷基、C2 — C2Q —雜芳基、C5— C2Q —芳基、F、Cl 或 CN 、S〇3R5或NR5R6,其中烷基可爲支鏈或沒有支 鏈或可爲環烷基,且烷基之各非相鄰的CH2基可被 〇、S、 C=〇、 C〇〇、N—R5或簡單的芳基取代 ,其中上述芳基可被一或多個非芳族的R3取代基取代 R5及R6爲相问或不问且爲Η、Ci 一 C22 —院基、C2 一 C2Q —雜芳基或C5 - C20 —芳基,其中烷基可爲 支鏈或沒有支鏈或可爲環烷基,且烷基之各非相鄰的 CH2基可被〇、S、 C = 〇、 C〇〇、N — R5或簡 單的芳基取代,其中上述芳基可被一或多個非芳族的 (請先閱讀背面之注意事項3寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r· I I I I I I I ·11111111 — I— I I H 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 41 1229096六、申請專利範圍 R 3取代基取代,且 ^及!!各爲〇、i、2或3之整數,更宜爲〇或工 也含式(II)之結構單元f锖先閲讀背面之注意事項I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中 V A ι*爲含5致2 0個碳原子之單一或多環芳族共軛系統, .其中一或多個碳原子可被氮、氧或硫取代且選擇其連 接點使主聚合物鏈形成的角度不等於1 8 0。。 2 ·如申請專利範圍第1.項之聚合物,其中尺1及尺2 爲相同且不是氫或氯。 3 ·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中R 1及R 2 不同且不是氫。 4·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中m及η爲 〇或1之整數。 5 ·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中主聚合物 鏈之角度小於1 2 0 ° 。 6 ·如申請專利範圍第5項之聚合物,其中主聚合物 鏈之角度小於9 0 ° 、 7 ·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中根據本發 明之聚合物含至少1莫耳%式(I I )之結構單兀且隨意 、週期或交替或嵌段摻混。 _1) 線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -42- 1229096 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 8 ·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中根據本發 明之聚合物含從1〇至1〇〇〇個式(I)及(I〗)的 重複單元。 9 ·如申請專利範圔第1項之聚合物作爲有機半導體 及/或電致發光材料之用途。 1 〇 .-種電致發光裝置,#中含如申請專_圍第 1項之聚合物。 ϋ·—· -I l· I I n ϋ ϋ ϋ ϋ n I <請先閱讀背面之注意事項 寫本頁) •線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張 紙 本 準 標 釐 公 :97 43 y ---公告衣 申請曰期 88 年10月 7曰 案 號 88117329 類 別 % (以上各攔由本局填註)1229096 民國9Q年月修正 須請委員明示,本案修正後是否變更原實質内容 經濟部智怨財是岣肖工消骨合作社印製 發明 新型 名稱 發明 創作 人 三、申請人 l| 1專利説明書 中 文 英 文 姓 名 國 住、居所 姓 名 (名稱) 含2, 7-箱基單元且具有改良性質之共軛聚合物 Conjugated polymers containing 2, 7-fluorenyl units and having improved properties ⑴哈伯特♦史畢特勒Spreitzer, Hubert 2)英瑞奇♦貝克 Becker, Heinrich (3)威利♦克魯德 Kreuder, Willi (1)德國 (25德國 (3) 德國(1) 德國法蘭克福持英賽爾斯博格史翠堡十號 Inselsbergstrabe 10, 65929 Frankfurt, Germany(2) 德國葛雷沙頓雷姆托伯利克三十號 Zura Talblick 30, 61479 Glashutten, Germany (3) 德國曼恩Η ·瑟托林俄斯瑞十三號 Sertoriusring 13, D-55126 Mainz, Germany (1)賽倫斯范特斯股份有限公司 Celanese Ventures GmbH I , 裝 訂 線 國 籍 住、居所 (事務所) 代表人 姓 名 (1)德國(1)德國法蘭克福 D-65926 Frankfurt, Germany (1)克勞斯♦多爾Dorr, Klaus 沃夫根•處波Luppe, Wolfgang 本紙張尺度適用中國國家榡準(CNS ) A4说格(210X297公釐)
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