WO2010103765A1 - 新規重合性単量体及びその重合体(高分子化合物)を用いた有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents

新規重合性単量体及びその重合体(高分子化合物)を用いた有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子 Download PDF

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ring
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aryl
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栄田暢
藪ノ内伸浩
水木由美子
渡邉正美
蓬田知行
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出光興産株式会社
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    • H10K85/6574Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Definitions

  • the present invention is a novel polymerizable compound having a polymerizable functional group (a functional group that causes a chemical reaction in which two or more molecules of one unit compound are bonded to form a compound having a molecular weight that is an integral multiple of the unit compound).
  • the present invention relates to a monomer and a polymer having the same as a repeating unit, and relates to an organic device material, a hole injection transport material, an organic electroluminescence element (organic EL element) material, and an organic EL element containing the polymer.
  • An organic EL element is a self-luminous element utilizing the principle that a fluorescent substance emits light by recombination energy of holes injected from an anode and electrons injected from a cathode by applying an electric field.
  • Tang et al. Use tris (8-quinolinolato) aluminum for the light emitting layer and a triphenyldiamine derivative for the hole transporting layer.
  • the element structure of the organic EL element includes a hole transport (injection) layer, a two-layer type of an electron transport light-emitting layer, or a hole transport (injection) layer, a light-emitting layer, and an electron transport (injection) layer.
  • a three-layer type is well known. In such a stacked structure element, the element structure and the formation method are devised in order to increase the recombination efficiency of injected holes and electrons.
  • the organic EL material of the coating type organic element includes a low molecular weight type and a high molecular weight type, but a high molecular weight type is preferable from the viewpoint of solubility, coating uniformity, and formation of a laminated element.
  • a polymer-based hole transport (injection) layer material that can be a common layer for displays and lighting devices is desired.
  • a polymer hole transport (injection) layer material a polymer having a repeating unit obtained by substituting a vinyl group for a low molecular hole transport material is known. (References 1 to 11)
  • the organic EL device having the above polymer in the hole transport (injection) layer does not always have sufficient device characteristics such as lifetime (half life) and light emission efficiency, and is particularly practical for display and lighting applications.
  • the lifetime is extremely shortened.
  • An object of the present invention is to provide a novel polymerizable monomer and a polymer having the same as a repeating unit, and is useful as a coating-type organic device material, in particular, a hole injecting and transporting material. It is an object of the present invention to provide an organic EL element that is excellent in element characteristics such as and is suitable for practical use.
  • the present invention provides the following polymerizable monomer, a polymer having the same as a repeating unit, an organic device material containing the polymer, a hole injection transport material, and an organic electroluminescence element (organic EL element).
  • organic EL element organic electroluminescence element
  • At least one of Ar 1 to Ar 3 is a group substituted by the following formula (2), and further a polymerizable group in which a group containing one or more polymerizable functional groups is substituted Monomer.
  • Ar 1 to Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms.
  • Ar 6 represents a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms
  • Ar 4 and Ar 5 each independently represents a substituted or unsubstituted ring carbon atom having 6 to 40 carbon atoms.
  • the substituents are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • At least one of the Ar 1 to Ar 3 is a group substituted by the following formula (3), and further a group containing one or more polymerizable functional groups is substituted Monomer.
  • L 1 represents a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or an aryl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • an alkylarylamino group having 8 to 30 carbon atoms (
  • X is a substituted or unsubstituted heteroatom.
  • the substituent is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or 7 to 7 carbon atoms. 31 or more groups selected from the group consisting of 31 aralkyl groups (wherein the aryl moiety has 6 to 30 ring carbon atoms) and a heterocyclic group having 3 to 30 ring atoms.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, A cycloalkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 31 carbon atoms (the ring portion having 6 to 30 carbon atoms in the aryl moiety), 3 to 3 ring atoms 30 heterocyclic groups, mono- or dialkylamino groups having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, mono- or diarylamino groups having an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or trialkylsilyl groups having 3 to 20 carbon atoms A triarylsilyl group having 18 to 30 ring carbon atoms, a dialkylarylsilyl group having 8 to 30 carbon
  • a is an integer of 0 to 3.
  • b is an integer of 0-4.
  • 3 The polymerizable monomer according to 2, wherein the formula (3) is a group selected from the group consisting of the following formulas (4) to (6). Wherein L 1 , R 1 , R 2 , a and b are as defined in 2.
  • Ar 7 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 31 carbon atoms (the ring of the aryl moiety).
  • At least one of the Ar 1 to Ar 3 is a group substituted by the following formula (7), and a group containing one or more polymerizable functional groups is further substituted Monomer.
  • R 3 and R 4 each independently represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or 1 to 20 carbon atoms.
  • L 2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 50 ring carbon atoms.
  • the substituent is as follows: an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or an aryl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • an alkylarylamino group having 8 to 30 carbon atoms (
  • At least one of the Ar 1 to Ar 3 is a group replaced by the formula (2), and at least one of the remaining Ar 1 to Ar 3 is the formula (3).
  • at least one of the Ar 1 to Ar 3 is a group replaced by the formula (2), and at least one of the remaining Ar 1 to Ar 3 is the formula (7).
  • L 2 is selected from the group consisting of a naphthylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, and a fluorenylene group.
  • L 2 is selected from the group consisting of a naphthylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, and a fluorenylene group.
  • 12 The polymerizable monomer according to any one of 1 to 11, wherein only one group containing the polymerizable functional group is substituted.
  • the group containing the polymerizable functional group is at least one aryl selected from the group consisting of Ar 1 to Ar 3 in the formula (1), Ar 6 in the formula (2), and Ar 7 in the formula (5).
  • the group containing the polymerizable functional group is substituted on a terminal aromatic group, and on the terminal aromatic group, the polymerizable functional group and a portion other than the terminal aromatic group, 14.
  • 15. 15 The polymerizable monomer according to any one of 1 to 14, wherein the group containing the polymerizable functional group is selected from the following groups (i) to (v).
  • R 19 to R 21 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms.
  • a material for an organic device comprising the polymer as described in 19.17 or 18.
  • a material for hole injection transport comprising the polymer according to 20.17 or 18. 21.
  • a material for an organic electroluminescence device comprising the polymer described in 21.17 or 18. 22.
  • the organic electroluminescence device in which an organic thin film layer composed of one or more layers including at least a light emitting layer is sandwiched between a cathode and an anode, at least one layer of the organic thin film layer contains the polymer according to 17 or 18 Organic electroluminescence device.
  • the organic thin film layer has one or both of a hole transport layer and a hole injection layer, and the polymer according to 17 or 18 is in one or both of the hole transport layer and the hole injection layer.
  • the organic electroluminescence device according to 23, wherein the polymer described in 24.17 or 18 is contained as a main component of one or both of a hole transport layer and a hole injection layer. 25. 25. The organic electroluminescence device according to any one of 22 to 24, wherein the light emitting layer contains one or both of a styrylamine compound and an arylamine compound. 26.
  • the organic thin film layer includes one or both of a hole injection layer and a hole transport layer, and either one or both of the hole injection layer and the hole transport layer includes 23 to 25 containing an acceptor material.
  • the organic electroluminescent element in any one. 27. 27.
  • the organic electroluminescence device according to any one of 22 to 26, which emits blue light.
  • a novel polymerizable monomer that gives a polymer that is useful as a hole injecting and transporting material for organic devices, particularly organic EL elements, and that has excellent element characteristics such as lifetime and light emission efficiency, and a repeating unit thereof Can be provided.
  • ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it performs especially practical high temperature drive for a display or illumination use, an organic EL element with little deterioration and suitable for practical use can be provided.
  • the hole injection / transport layer can be formed uniformly by a coating method that was difficult with a low molecular hole injection material, it is suitable for reducing the cost or increasing the screen size for displays and lighting applications.
  • a hole transport unit excellent in hole mobility and heat resistance wherein at least one of the aryl groups of formula (1) described later is a group substituted by formulas (2) to (7)
  • the solubility in a solvent is low, and the viscosity and film formation uniformity (pinholeless) necessary for the coating liquid cannot be secured. Therefore, only a vapor deposition process can be applied, and it has been difficult to increase the screen size and cost of future displays and lighting devices.
  • the structure in which at least one of the aryl groups of the formula (1) is a group substituted by the formulas (2) to (7) is a hole transport unit excellent in hole mobility and heat resistance.
  • the solubility of the monomer in the polymerization solvent is increased, and it becomes possible to synthesize a polymer in a high yield.
  • the resulting polymer is also highly soluble in solvents, ensuring the viscosity required for the coating solution and film formation uniformity (pinholeless). Cost can be reduced.
  • the obtained polymer is useful as a hole injecting and transporting material for organic devices, particularly organic EL elements. By using such a material, the organic EL element is excellent in element characteristics such as lifetime and light emission efficiency, is useful for display and lighting applications, and has little deterioration even when subjected to practical high-temperature driving, and is suitable for practical use. Can now be provided.
  • Embodiment 1 Novel polymerizable monomer (hereinafter referred to as polymerizable monomers (I) to (III))
  • Embodiment 2 Polymer
  • Embodiment 3 Material made of polymer (organic device material, hole injecting and transporting material, organic electroluminescence element material)
  • Embodiment 4 Organic electroluminescence device
  • Embodiment 1 Novel polymerizable monomer Polymerizable monomer (I) A polymerizable monomer represented by the formula (1), wherein at least one of Ar 1 to Ar 3 is a group replaced by the following formula (2), and further comprises one or more polymerizable functional groups Polymerizable monomer substituted with a group containing a group
  • Ar 1 to Ar 3 are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms.
  • Ar 4 is a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms
  • Ar 4 and Ar 5 are each independently substituted or unsubstituted arylene having 6 to 40 ring carbon atoms. It is a group.
  • the substituents are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms.
  • the polymerizable monomer (I) is particularly characterized by -Ar 4 -Ar 5 -Ar 6 represented by the formula (2), and by introducing an arylene group having at least three aromatic rings, The solubility of the resulting polymer in the solvent is improved, the uniformity of the coating film is improved, and the high temperature durability of the organic device, particularly the organic EL element is improved.
  • a p-terphenyl-4-yl group, a p-terphenyl-3-yl group, and a p-terphenyl-2-yl group are preferable, and p-terphenyl- A 4-yl group is more preferred.
  • the reason is that the interaction between the side chains is reduced and the occurrence of excimers and exciplexes is reduced, so that the device performance such as the hole transport ability of the polymer is improved, the polymerization reaction rate is high, and the unreacted monomer This is because the body is reduced and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are improved.
  • Polymerizable functional group It is a functional group that causes a chemical reaction in which two or more molecules of one type of unit compound are combined to form a compound having a molecular weight that is an integral multiple of the unit compound.
  • polymerizable functional groups include groups containing double bonds such as substituted or unsubstituted vinyl groups, groups that cause addition polymerization such as substituted or unsubstituted acetylene groups (ethynyl groups), substituted or unsubstituted norbornene Ring-opening polymerization of a group causing a ring-opening polymerization such as a group having a skeleton (norbornenyl group), a group having a cyclic ether such as a substituted or unsubstituted epoxy group or an oxetane group, a functional group having a lactone structure or a lactam structure And groups that cause cyclopolymerization of 1, ⁇ -diene and the like.
  • Such a group containing a polymerizable functional group may be substituted with at least one aryl group selected from the group consisting of Ar 1 to Ar 3 in formula (1) and Ar 6 in formula (2).
  • Ar 6 is substituted.
  • the polymerizable functional group is substituted with a terminal aromatic ring contained in Ar 6 . The reason is that the solubility of the monomer or the obtained polymer in the solvent is increased, so that the uniformity of the coating film of the polymer is improved, the polymerization reaction rate is high, the unreacted monomer is reduced, and the organic This is because the durability and lifetime of the device, particularly the organic EL element, are improved.
  • the polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (for example, in the case of phenylene, it is preferably bonded to positions 1 and 4.
  • the interaction between the side chains is reduced and the occurrence of excimers and exciplexes is reduced, so that the device performance such as the hole transport ability of the polymer is improved, the polymerization reaction rate is high, and the unreacted monomer This is because the body is reduced and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are improved.
  • the group containing a polymerizable functional group is preferably selected from the following groups (i) to (v). Since such a polymerizable functional group is rich in reactivity, the polymerization reaction rate is high, the number of unreacted monomers is reduced, and the durability and life of an organic device, particularly an organic EL element, are improved.
  • R 17 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms
  • L 7 represents a divalent linking group
  • n is It is an integer of 0 or 1.
  • L 8 represents a divalent linking group
  • n is an integer of 0 or 1.
  • L 9 represents a divalent linking group
  • n is an integer of 0 or 1.
  • R 18 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms
  • L 10 represents a divalent linking group
  • n is It is an integer of 0 or 1.
  • (V) a group containing a functional group capable of cyclopolymerization or ring-opening polymerization, for example, a group having a substituted or unsubstituted norbornene skeleton (norbornenyl group) other than the above (iii), a substituted or unsubstituted epoxy group or an oxetane group
  • groups that cause cyclopolymerization such as 1, ⁇ -diyne.
  • L 7 to L 10 are each independently one linking group selected from the group consisting of the following divalent linking groups, or 2 It is preferable that the above linking groups include a linking group formed by bonding in any order.
  • —L 11 —, —O—, —C ( ⁇ O) —, —C ( ⁇ O) O—, —OC ( ⁇ O) —, —C ( ⁇ O) NR 19 —, —NR 20 C ( O) —, —NR 21 —, —S—, —C ( ⁇ S) —
  • L 11 is a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted divalent heterocyclic group having 3 to 40 ring atoms, a substituted or unsubstituted carbon number. 1 to 50 alkylene groups, substituted or unsubstituted vinylene groups, one group selected from the group consisting of substituted or unsubstituted vinylidene groups and ethynylene groups, or two or more groups bonded in any order It is a group.
  • R 19 to R 21 are each independently selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms.
  • —C ( ⁇ O) — represents a carbonyl bond
  • —C ( ⁇ S) — represents a thiocarbonyl bond.
  • the solubility of the monomer in the polymerization solvent is improved, the polymerization reaction rate is high, the unreacted monomer is reduced, and the durability of the organic device, particularly the organic EL element, The service life is improved.
  • the solubility of the polymer in the coating solvent is improved and a uniform coating film is obtained, which is suitable for film formation on a large screen.
  • aryl groups Specific examples of the aryl group include a phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, 1-phenanthryl group, 2-phenanthryl group, 3- Phenanthryl group, 4-phenanthryl group, 9-phenanthryl group, 1-naphthacenyl group, 2-naphthacenyl group, 9-naphthacenyl group, 1-pyrenyl group, 2-pyrenyl group, 4-pyrenyl group, biphenyl-2-yl group, Biphenyl-3-yl group, biphenyl-4-yl group, p-terphenyl-4-yl group, p-terphenyl-3-y
  • phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, biphenyl-2-yl group, biphenyl-3-yl group, biphenyl-4-yl group P-terphenyl-4-yl group, p-terphenyl-3-yl group, p-terphenyl-2-yl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, fluorene-2- Yl group and fluoren-3-yl group are preferable, and phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, fluoren-2-yl group and fluoren-3-yl group are more preferable. preferable.
  • arylene groups Each of the aryl groups is selected from divalent groups obtained by removing one aromatic hydrogen. Among them, 1,4-phenylene group, 1,3-phenylene group, 1,4-naphthylene group, 1,10-anthrylene group, 4,4′-biphenylylene group, 3,4′-biphenylylene group, 4,3 ′ -Biphenylylene group, 4,4 "-p-terphenylylene group, 3,4" -p-terphenylylene group, 4,3 "-p-terphenylylene group, 1,4-tolylene group, 4,4" -fluorenylene group, 3 , 3 "-fluorenylene group is preferred, 1,4-phenylene group, 1,4-naphthylene group, 1,10-anthrylene group, 4,4'-biphenylylene group, 3,4'-biphenylylene group, 4,4" -P-terphenylylene group, 2,7-fluorenylene group
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n- Heptyl, n-octyl, hydroxymethyl, 1-hydroxyethyl, 2-hydroxyethyl, 2-hydroxyisobutyl, 1,2-dihydroxyethyl, 1,3-dihydroxyisopropyl, 2,3- And dihydroxy-t-butyl group, 1,2,3-trihydroxypropyl group, and the like, preferably methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, A tert-butyl group. Of these, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group
  • cycloalkyl group examples include, for example, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cyclopentylmethyl group, cyclohexylmethyl group, cyclohexylethyl group, 4-fluorocyclohexyl group, 1-adamantyl group, and 2-adamantyl group.
  • Group, 1-norbornyl group, 2-norbornyl group and the like, and a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are preferable.
  • An alkoxy group, a cycloalkoxy group, and an aryloxy group are groups in which an O atom is interposed at the substitution site of the alkyl group, cycloalkyl group, or aryl group.
  • Aralkyl group is a group in which the aryl group is substituted for the alkyl group.
  • trialkylsilyl group examples include, for example, a trimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tripropylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a tributylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a tripentylsilyl group, Examples thereof include a triheptylsilyl group and a trihexylsilyl group, and a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group are preferable.
  • the alkyl group substituted by the silyl group may be the same or different.
  • triarylsilyl group examples include, for example, a triphenylsilyl group and a trinaphthylsilyl group.
  • Triphenylsilyl group Preferably, Triphenylsilyl group.
  • the aryl groups substituted on the silyl group may be the same or different.
  • dialkylarylsilyl group examples include, for example, dimethylphenylsilyl group, diethylphenylsilyl group, dipropylphenylsilyl group, dibutylphenylsilyl group, dipentylphenylsilyl group, diheptylphenylsilyl group, dihexylphenylsilyl group, dimethyl Naphthylsilyl group, dipropylnaphthylsilyl group, dibutylnaphthylsilyl group, dipentylnaphthylsilyl group, diheptylnaphthylsilyl group, dihexylnaphthylsilyl group, dimethylanthrylsilyl group, diethylanthrylsilyl group, dipropylanthrylsilyl group, Examples include dibutylanthrylsilyl group, dipentylanthrylsilyl group, diheptyl
  • alkyldiarylsilyl group examples include, for example, methyldiphenylsilyl group, ethyldiphenylsilyl group, propyldiphenylsilyl group, butyldiphenylsilyl group, pentyldiphenylsilyl group, heptyldiphenylsilyl group, and the like.
  • a methyldiphenylsilyl group and an ethyldiphenylsilyl group examples include, for example, methyldiphenylsilyl group, ethyldiphenylsilyl group, propyldiphenylsilyl group, butyldiphenylsilyl group, pentyldiphenylsilyl group, heptyldiphenylsilyl group, and the like.
  • a methyldiphenylsilyl group and an ethyldiphenylsilyl group examples include, for example, methyldiphenylsilyl
  • heterocyclic group examples include 1-pyrrolyl group, 2-pyrrolyl group, 3-pyrrolyl group, pyrazinyl group, 2-pyridinyl group, 3-pyridinyl group, 4-pyridinyl group, 1-indolyl group, and 2-indolyl group.
  • the mono- or dialkylamino group is a group in which the alkyl group is substituted on the amino group.
  • a mono or diarylamino group is a group obtained by substituting the aryl group for an amino group.
  • An alkylarylamino group is a group obtained by substituting the alkyl group and aryl group for an amino group.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine and bromine. Of these, fluorine is preferred. The reason is that since the surface tension of the obtained polymer is lowered, a more uniform coating film can be formed.
  • a hydrogen atom may be substituted with a halogen atom.
  • halogen atoms a fluorine atom is preferred. The reason is that since the surface tension of the obtained polymer is lowered, a more uniform coating film can be formed.
  • L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • X represents a substituted or unsubstituted heteroatom.
  • the substituent is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or 7 to 31 carbon atoms.
  • an aralkyl group (having 6-30 ring-forming carbon atoms in the aryl moiety) and one or more groups selected from the group consisting of heterocyclic groups having 3-30 ring-forming atoms.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, A cycloalkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 31 carbon atoms (the ring portion having 6 to 30 carbon atoms in the aryl moiety), 3 to 3 ring atoms 30 heterocyclic groups, mono- or dialkylamino groups having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, mono- or diarylamino groups having an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or trialkylsilyl groups having 3 to 20 carbon atoms A triarylsilyl group having 18 to 30 ring carbon atoms, a dialkylarylsilyl group having 8 to 30 carbon
  • X represents a substituted or unsubstituted heteroatom.
  • a heteroatom represents an atom other than hydrogen and carbon, preferably N, O, S, P, As, Sb, Bi, O, S, Se, Te, Po, Si, Ge, Sn, B Yes, more preferably N, O, S.
  • N NAr 7 substituted with Ar 7 shown below is preferable.
  • the group represented by the above formula (3) is preferably selected from the groups represented by the following formulas (4) to (6).
  • Ar 7 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 31 carbon atoms (the ring of the aryl moiety). And a group selected from the group consisting of heterocyclic groups having 6 to 30 carbon atoms and 3 to 30 ring atoms.
  • the performance required for the device such as the hole transport ability of the polymer obtained can be improved. While improving, reduction resistance (electron resistance) improves, durability and lifetime of an organic device, especially an organic EL element improve.
  • the polymerizable functional group and the group containing the polymerizable functional group are as described in the polymerizable monomer (I), the details are omitted.
  • the polymerization reaction can be carried out without causing a crosslinking reaction, and after the formation of the polymer, a purification treatment such as a reprecipitation operation can be performed. This is because no other impurities remain, and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are hardly adversely affected.
  • the group containing a polymerizable functional group is at least one aryl selected from the group consisting of Ar 1 to Ar 3 in the formula (1) and Ar 7 in the formula (5). It is preferable that the group is substituted. However, the group containing a polymerizable functional group may be substituted with the benzene ring represented by the formula (3), but in order to further improve the reduction resistance (electron resistance), it is preferable that the group is not substituted. More preferred.
  • a group containing a polymerizable substituent may be substituted on the benzene ring represented by the formulas (4) to (6), but in order to further improve the reduction resistance (electron resistance), the formula (4) Except for substitution with Ar 7 in 5), it is more preferably not substituted.
  • a group containing a polymerizable functional group and a portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are It is preferably bonded to the para position (for example, positions 1 and 4 in the case of phenylene).
  • the interaction between the side chains is reduced and the occurrence of excimers and exciplexes is reduced, so that the device performance such as the hole transport ability of the polymer is improved, the polymerization reaction rate is high, and the unreacted monomer This is because the body is reduced and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are improved.
  • L 1 is substituted at any position from the 1st position to the 4th position of the dibenzofuran skeleton of the formula (4) and the dibenzothiophene skeleton of the formula (6). preferable. L 1 is substituted at any position from the 1st position to the 4th position of the carbazole skeleton of the formula (5). Among these, the 2nd position and the 3rd position are preferable, and the 3rd position is more preferable. These reasons are that the durability and lifetime of organic devices, particularly organic EL elements, are improved by being easy to synthesize, easily purified, and easily purified.
  • L 1 is preferably selected from the group consisting of a phenylene group, a naphthylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, and a fluorenylene group.
  • a group By selecting such a group, the high temperature durability of the polymer is improved, and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element are further improved.
  • Examples of the aryl group, arylene group, substituent and the like in the formulas (3) to (6) are the same as those for the polymerizable monomer (I).
  • At least one of Ar 1 to Ar 3 is a group substituted by the following formula (7), and further a polymerizable single group in which a group containing one or more polymerizable functional groups is substituted is substituted.
  • R 3 and R 4 are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, A cycloalkoxy group having 3 to 10 carbon atoms, an aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 31 carbon atoms (the ring portion having 6 to 30 carbon atoms in the aryl moiety), 3 to 3 ring atoms 30 heterocyclic groups, mono- or dialkylamino groups having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, mono- or diarylamino groups having an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or trialkylsilyl groups having 3 to 20 carbon atoms A triarylsilyl group having 18 to 30 ring carbon atoms, a dialkylarylsilyl group having 8 to 30 carbon
  • L 2 is a substituted or unsubstituted arylene group having 10 to 50 ring carbon atoms.
  • the substituent is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the polymerizable monomer (III) synthesis of the monomer is facilitated by making at least one of Ar 1 to Ar 3 in the formula (1) a group substituted by the formula (7).
  • device performance such as hole transport ability of the obtained polymer is improved and reduction resistance (electron resistance) is also improved, so that durability and life of an organic device, particularly an organic EL element are improved.
  • the group containing a polymerizable functional group and the polymerizable functional group are the same as those in the polymerizable monomer (I), the details are omitted.
  • the reason is that if there is only one substitution, the polymerization reaction can be carried out without causing a crosslinking reaction, and after the formation of the polymer, a purification treatment such as a reprecipitation operation can be performed. This is because no other impurities remain, and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are hardly adversely affected.
  • the group containing a polymerizable functional group is preferably substituted with at least one aryl group selected from the group consisting of Ar 1 to Ar 3 in the formula (1).
  • the group containing a polymerizable functional group may be substituted with the group represented by the formula (7), in order to further improve the reduction resistance (electron resistance), it is more preferable not to be substituted. preferable.
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the group containing a polymerizable functional group and the portion other than the terminal aromatic group of the aryl group are each in the para position (
  • the L 2 is preferably selected from the group consisting of a naphthylene group, a biphenylene group, a terphenylene group, and a fluorenylene group.
  • the polymerizable monomer of the present invention includes the following embodiments in which the polymerizable monomers (I) to (III) are combined.
  • the formula (1) at least one of Ar 1 ⁇ Ar 3 is a radical is replaced by Equation (2), and the remaining at least one of Ar 1 ⁇ Ar 3 is replaced by equation (3)
  • the monomer is a polymerizable monomer.
  • the group represented by the formula (3) is more preferably a polymerizable monomer selected from the group consisting of groups represented by the formulas (4) to (6).
  • the solubility to the solvent of the polymer obtained improves, and while the uniformity of a coating film improves, the high temperature durability of an organic device, especially an organic EL element improves. Furthermore, since the device performance such as hole transport ability of the obtained polymer is improved and the reduction resistance (electron resistance) is improved, the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element are improved.
  • the monomer is a polymerizable monomer.
  • the solubility to the solvent of the polymer obtained improves, and while the uniformity of a coating film improves, the high temperature durability of an organic device, especially an organic EL element improves.
  • the synthesis of the monomer is facilitated, the device performance such as the hole transport ability of the resulting polymer is improved, and the reduction resistance (electron resistance) is also improved. Improves durability and life.
  • the formula (1), at least one of Ar 1 ⁇ Ar 3 is a radical is replaced by equation (3), and the remaining at least one of the formula of Ar 1 ⁇ Ar 3 (7)
  • the polymerizable monomer is a group replaced by.
  • the group represented by formula (3) is selected from the group consisting of groups represented by formulas (4) to (6), and at least one of Ar 1 to Ar 3 is represented by formula (7) More preferred is a polymerizable monomer which is a group replaced by.
  • Embodiment 2 Polymer having a repeating unit derived from one or more selected from the group consisting of polymer polymerizable monomers (I) to (III)
  • the polymer of the present invention consists of any of the following.
  • (c) one or two selected from the group consisting of polymerizable monomers (I) to (III) Copolymer containing repeating units derived from the above monomers and repeating units derived from other monomers
  • the monomer components of the polymerizable monomers (I) to (III) are preferably contained in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more. preferable. If the amount of the polymerizable monomer component of the present invention is less than 50 mol%, the effects obtained using the polymerizable monomers (I) to (III) of the present invention may not be sufficiently exhibited.
  • copolymers (b) and (c) there is no particular limitation on the bonding mode, and random copolymers, alternating copolymers, block copolymers, graft copolymers, random block copolymers, comb shapes Any of a copolymer, a star copolymer and the like may be used, but the polymer of the present invention is directed to a linear polymer rather than a cross-linked or network polymer.
  • a random copolymer (-ABBABBBAAABA) containing a repeating unit A (for example, polymerizable monomers (I) to (III)) and a repeating unit B (another monomer).
  • the other monomer of the copolymer (c) is preferably a polymerization in which a monoamine aromatic compound, a diamine aromatic compound, and a triamine aromatic compound shown below are substituted with a group containing a polymerizable functional group.
  • Monomer. wherein, Ar a to Ar e are each independently a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 40 ring carbon atoms, L a and L b are each independently a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 40 ring carbon atoms. Examples of Ar a to Ar e and the aryl and arylene groups of L a and L b are the same as those described above.
  • the substitution group of the Ar a ⁇ Ar e and L a and L b are each independently an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, having 3 to 10 carbon atoms a cycloalkyl group, ring-forming carbon number of 6 to 30
  • Rusilyl group (the aryl part has 6 to 20 ring carbon atoms), alkyl arylamino group having 8 to 30 carbon atoms (the aryl part has 6 to 20 ring carbon atoms), halogen atom, nitro group, cyano group and hydroxyl group
  • the group containing a polymerizable functional group is preferably substituted with the terminal aromatic group of Ar a to Ar e of the above-described amine-based aromatic compound.
  • the group containing a polymerizable functional group on the terminal aromatic group is more preferably a para-position relative to the portion other than the terminal aromatic group in the above formula (for example, 1 if the terminal aromatic group is a phenylene group). , 4 position).
  • the reason for this is that the interaction between the side chains is reduced and the generation of excimers and exciplexes can be reduced, so that the device performance such as the hole transport ability of the polymer is improved, the polymerization reaction rate is high, This is because the mass is reduced and the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are improved.
  • the solubility of the resulting polymer in a coating solvent can be improved, and hole injection characteristics and transport characteristics can be improved.
  • the number average molecular weight (Mn) is preferably 10 3 to 10 8 , more preferably 10 3 to 10 6 .
  • the weight average molecular weight (Mw) is preferably 10 3 to 10 8 , more preferably 10 3 to 10 6 .
  • the molecular weight distribution represented by Mw / Mn is not particularly limited, but is preferably 10 or less, and more preferably 3 or less.
  • the molecular weight is too large, it becomes impossible to form a uniform film in device preparation due to gelation, and if the molecular weight is too small, there is a problem that it becomes difficult to control the solubility.
  • Both molecular weights were obtained by calibration with standard polystyrene using size exclusion chromatography (SEC).
  • SEC size exclusion chromatography
  • Mn number average molecular weight
  • Mw weight average molecular weight
  • the polymer of the present invention can be produced by addition, cyclization or ring-opening polymerization of a monomer.
  • radical polymerization method for the radical polymerization method
  • ionic polymerization method living polymerization method
  • radical living polymerization method radical living polymerization method
  • coordination polymerization etc.
  • radical polymerization or cationic polymerization is preferred.
  • the initiator for the radical polymerization method include azo compounds and peroxides, and azobisisobutyronitrile (AIBN), azobisisobutyric acid diester derivatives, and dibenzoyl peroxide (BPO) are preferable.
  • AIBN azobisisobutyronitrile
  • BPO dibenzoyl peroxide
  • the initiator for cationic polymerization various strong acids (p-toluenesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, etc.) and Lewis acids are preferable.
  • the polymerization solvent is not particularly limited.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and chlorobenzene, halogenated hydrocarbon solvents such as methylene chloride and dichloroethane and chloroform, ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane, dimethylformamide and the like.
  • Amide solvents alcohol solvents such as methanol, ester solvents such as ethyl acetate, ketone solvents such as acetone, and the like.
  • solution polymerization for polymerization in a homogeneous system and precipitation polymerization for precipitation of the produced polymer can also be performed.
  • These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the organic solvent used is preferably such that the monomer concentration is 0.1 to 90% by weight, more preferably 1 to 50% by weight.
  • the polymerization temperature is not particularly limited as long as the reaction medium is kept in a liquid state. ⁇ 100 to 200 ° C. is preferable, and 0 to 120 ° C. is more preferable.
  • the reaction time varies depending on the reaction conditions such as reaction temperature, it is preferably 1 hour or longer, more preferably 2 to 500 hours.
  • the polymer product can be obtained by a known method, for example, by adding a reaction solution to a lower alcohol such as methanol and then precipitating the precipitate, followed by filtration and drying.
  • a reaction solution to a lower alcohol such as methanol
  • a lower alcohol such as methanol
  • precipitate followed by filtration and drying.
  • the purity of the polymer compound is low, it may be purified by a usual method such as recrystallization, Soxhlet continuous extraction, force ram chromatography or the like. By purifying in this way, impurities such as unreacted monomers and polymerization catalyst are removed, so that the durability and life of the organic device, particularly the organic EL element, are improved.
  • Embodiment 3 Material consisting of polymer
  • the polymer of the present invention obtained as described above can be suitably used for the following organic device materials, hole injection transport materials, organic electroluminescence element materials,
  • the organic device obtained, especially the organic EL element is excellent in element characteristics such as lifetime and light emission efficiency, and further, even when subjected to practical high-temperature driving for display and lighting applications, the organic EL element is suitable for practical use. Can be provided.
  • the hole injecting and transporting layer can be uniformly formed by a coating method, it is suitable for reducing the cost or increasing the screen size for displays and lighting applications.
  • organic devices include organic TFTs, photoelectric conversion elements such as organic TFTs and organic solar cells, image sensors, and the like.
  • organic EL elements are flat light emitters such as flat panel displays for wall-mounted televisions, general or special lighting, photocopiers, printers, backlights for liquid crystal displays or instruments, etc. it can.
  • the polymer of the present invention can also be used as a material for an electrophotographic photoreceptor.
  • Embodiment 4 Organic Electroluminescent Element
  • an organic thin film layer composed of one or more layers including at least a light emitting layer is sandwiched between a cathode and an anode. And at least one of the organic thin film layers contains the polymer of the present invention.
  • the organic thin film layer includes one or both of a hole transport layer and a hole injection layer, and the polymer of the present invention is either the hole transport layer or the hole injection layer. Or it is preferable to contain in both.
  • the polymer of the present invention is contained as a main component of either or both of the hole transport layer and the hole injection layer.
  • the light emitting layer preferably contains one or both of a styrylamine compound and an arylamine compound.
  • the acceptor material when it has any one or both of a positive hole transport layer and a positive hole injection layer, it is preferable to contain an acceptor material in either one or both of a positive hole injection * layer and a positive hole transport layer. In particular, it is preferably contained in a layer in contact with the anode. Inclusion of the acceptor material increases the hole density in the hole injection / transport layer and increases the hole mobility, thereby lowering the driving voltage of the resulting organic EL device and improving the carrier balance. This makes it possible to extend the service life.
  • the acceptor material is preferably an organic compound having an electron-withdrawing substituent or an electron-deficient ring. Examples of the electron-withdrawing substituent include halogen, CN-, carbonyl group, arylboron group and the like.
  • electron-deficient rings examples include 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-quinolyl, 3-quinolyl, 4-quinolyl, 2-imidazole, 4-imidazole, 3-pyrazole, 4-pyrazole, pyridazine, and pyrimidine , Pyrazine, cinnoline, phthalazine, quinazoline, quinoxaline, 3- (1,2,4-N) -triazolyl, 5- (1,2,4-N) -triazolyl, 5-tetrazolyl, 4- (1-O, 3-N) -oxazole, 5- (1-O, 3-N) -oxazole, 4- (1-S, 3-N) -thiazole, 5- (1-S, 3-N) -thiazole, 2 A compound selected from the group consisting of -benzoxazole, 2-benzothiazole, 4- (1,2,3-N) -benzotriazole, and benzimidazole.
  • the acceptor material is preferably a quinoid derivative.
  • the quinoid derivative include compounds represented by the following formulas (1a) to (1i), more preferably compounds represented by (1a) and (1b).
  • R 1 to R 48 are each hydrogen, halogen, fluoroalkyl group, cyano group, alkoxy group, alkyl group or aryl group, preferably hydrogen or cyano group.
  • X is an electron withdrawing group, and has any of the structures of the following formulas (j) to (p).
  • a structure of (j), (k), (l) is preferable.
  • each of R 49 to R 52 is hydrogen, a fluoroalkyl group, an alkyl group, an aryl group, or a heterocyclic ring, and R 50 and R 51 may form a ring.
  • the fluoroalkyl group of R 1 to R 48 is preferably a trifluoromethyl group or a pentafluoroethyl group.
  • the alkoxyl group of R 1 to R 48 a methoxy group, an ethoxy group, an iso-propoxy group, and a tert-butoxy group are preferable.
  • the alkyl group for R 1 to R 48 is preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an iso-propyl group, a tert-butyl group, or a cyclohexyl group.
  • the aryl group for R 1 to R 48 is preferably a phenyl group or a naphthyl group.
  • the fluoroalkyl group, alkyl group, and aryl group of R 49 to R 52 are the same as R 1 to R 48 .
  • the heterocyclic ring of R 49 to R 52 is preferably a substituent represented by the following formula.
  • X is preferably a substituent represented by the following formula.
  • R 51 ′ and R 52 ′ are a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a tert-butyl group, respectively.
  • quinoid derivative examples include the following compounds.
  • the content of the acceptor material contained in the acceptor-containing layer is preferably 1 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, based on the entire layer. Further, the fullerene may be contained in the hole injection / transport layer.
  • a carbon cluster compound typified by C60 may be mentioned, and C70, C76, C78, C82, C84, C90, C96, etc. other than C60 may be used.
  • the organic EL device of the present invention preferably emits blue light.
  • An organic EL element that emits blue light generally has a short element life. However, when the polymer of the present invention is used for an organic thin film layer, the life is hardly lowered even when it is practically driven with high brightness and high temperature.
  • the organic EL element of the present invention is produced by laminating a plurality of layers having the above various layer structures on a light-transmitting substrate.
  • the translucent substrate referred to here is a substrate that supports the organic EL element, and is preferably a smooth substrate having a light transmittance in the visible region of 400 to 700 nm of 50% or more.
  • a glass plate, a polymer plate, etc. are mentioned.
  • the glass plate include soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, and quartz.
  • the polymer plate include polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfone, and polysulfone.
  • a material having a work function larger than 4 eV is suitable, and carbon, aluminum, vanadium, iron, cobalt, nickel, tungsten, silver, gold, platinum Palladium, etc. and their alloys, metal oxides such as tin oxide and indium oxide used for ITO substrates and NESA substrates, and organic conductive resins such as polythiophene and polypyrrole are used.
  • Suitable conductive materials for the cathode are those having a work function smaller than 4 eV, such as magnesium, calcium, tin, lead, titanium, yttrium, lithium, ruthenium, manganese, aluminum, lithium fluoride, and the like. However, it is not limited to these.
  • Examples of alloys include magnesium / silver, magnesium / indium, lithium / aluminum, and the like, but are not limited thereto. The ratio of the alloy is controlled by the temperature of the vapor deposition source, the atmosphere, the degree of vacuum, etc., and is selected to an appropriate ratio. If necessary, the anode and the cathode may be formed of two or more layers.
  • This cathode can be produced by forming a thin film of the above-described conductive material by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the transmittance with respect to the light emitted from the cathode is larger than 10%.
  • the sheet resistance as the cathode is preferably several hundred ⁇ / ⁇ or less, and the film thickness is usually 10 nm to 1 ⁇ m, preferably 50 to 200 nm.
  • the material used for the insulating layer include aluminum oxide, lithium fluoride, lithium oxide, cesium fluoride, cesium oxide, magnesium oxide, magnesium fluoride, calcium oxide, calcium fluoride, aluminum nitride, titanium oxide, silicon oxide, and oxide. Germanium, silicon nitride, boron nitride, molybdenum oxide, ruthenium oxide, vanadium oxide, and the like may be used, and a mixture or laminate of these may be used.
  • the light emitting layer of the organic EL element has the following functions (1) to (3).
  • Injection function a function capable of injecting holes from the anode or hole injection layer when an electric field is applied, and a function capable of injecting electrons from the cathode or electron injection layer
  • transport function injected charge (electrons)
  • Light-emitting function A function that provides a field for recombination of electrons and holes and connects them to light emission.
  • the ease with which holes are injected and the injection of electrons There may be a difference in ease, and the transport ability represented by the mobility of holes and electrons may be large or small, but it is preferable to move one of the charges.
  • the polymer of the present invention can be used as necessary. Furthermore, known light emitting materials, doping materials, hole injection materials and electron injection materials can be used, and the polymer of the present invention can also be used as a doping material.
  • the organic EL element can prevent the brightness
  • the layer that injects holes from the electrode is a hole injection layer
  • the layer that receives holes from the hole injection layer and transports holes to the light emitting layer is a hole transport layer.
  • a layer that injects electrons from an electrode is referred to as an electron injection layer
  • a layer that receives electrons from the electron injection layer and transports electrons to a light emitting layer is referred to as an electron transport layer.
  • Each of these layers is selected and used depending on factors such as the energy level of the material, heat resistance, and adhesion to the organic layer or metal electrode.
  • Examples of the host material or doping material that can be used in the light emitting layer together with the polymer of the present invention include naphthalene, phenanthrene, rubrene, anthracene, tetracene, pyrene, perylene, chrysene, decacyclene, coronene, tetraphenylcyclopentadiene, pentaphenylcyclopentadiene.
  • Condensed aromatic compounds such as fluorene, spirofluorene, 9,10-diphenylanthracene, 9,10-bis (phenylethynyl) anthracene, 1,4-bis (9′-ethynylanthracenyl) benzene, and their derivatives ,
  • Organometallic complexes such as tris (8-quinolinolato) aluminum, bis- (2-methyl-8-quinolinolato) -4- (phenylphenolinato) aluminum, triarylamine derivatives, styrylamine derivatives , Stilbene derivatives, coumarin derivatives, pyran derivatives, oxazone derivatives, benzothiazole derivatives, benzoxazole derivatives, benzimidazole derivatives, pyrazine derivatives, cinnamic acid ester derivatives, diketopyrrolopyrrole derivatives, acridone derivatives, quinacridone derivatives, fluoranthen
  • the hole injection / transport layer is a layer that assists hole injection into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high hole mobility and a small ionization energy of usually 5.6 eV or less.
  • a hole injecting / transporting layer a material that transports holes to the light emitting layer with lower electric field strength is preferable.
  • the mobility of holes is, for example, when an electric field of 10 4 to 10 6 V / cm is applied.
  • the polymer of the present invention is particularly preferably used as a hole injection / transport layer.
  • the hole transport material of the present invention alone may form a hole injection / transport layer, or may be used in combination with other materials.
  • Other materials for forming the hole injection / transport layer by mixing with the polymer of the present invention are not particularly limited as long as they have the above-mentioned preferable properties. Any material commonly used as a material and known materials used for a hole injection / transport layer of an organic EL element can be selected and used.
  • a material that has a hole transporting ability and can be used in the hole transport zone is referred to as a hole transport material.
  • phthalocyanine derivatives examples include phthalocyanine derivatives, naphthalocyanine derivatives, porphyrin derivatives, oxazoles, oxadiazoles, triazoles, imidazoles, imidazolones, imidazolethiones, pyrazolines.
  • more effective hole injection materials are aromatic tertiary amine derivatives and phthalocyanine derivatives.
  • aromatic tertiary amine derivatives include triphenylamine, tolylamine, tolyldiphenylamine, N, N′-diphenyl-N, N ′-(3-methylphenyl) -1,1′-biphenyl-4,4 '-Diamine, N, N, N', N '-(4-methylphenyl) -1,1'-phenyl-4,4'-diamine, N, N, N', N '-(4-methylphenyl) ) -1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N′-diphenyl-N, N′-dinaphthyl-1,1′-biphenyl-4,4′-diamine, N, N ′-( Methylphen
  • phthalocyanine (Pc) derivative examples include H 2 Pc, CuPc, CoPc, NiPc, ZnPc, PdPc, FePc, MnPc, ClAlPc, ClGaPc, ClInPc, ClSnPc, Cl 2 SiPc, (HO) AlPc, (HO) GaPc, Examples include, but are not limited to, phthalocyanine derivatives and naphthalocyanine derivatives such as VOPc, TiOPc, MoOPc, and GaPc—O—GaPc.
  • the organic EL device of the present invention includes a layer containing these aromatic tertiary amine derivatives and / or phthalocyanine derivatives, for example, the hole transport layer or the hole injection layer, between the light emitting layer and the anode. Preferably formed.
  • the electron injection layer / transport layer is a layer that assists the injection of electrons into the light emitting layer and transports it to the light emitting region, and has a high electron mobility. It is a layer made of a material with good adhesion.
  • an electrode in this case, a cathode
  • the electron transport layer is appropriately selected with a film thickness of several nm to several ⁇ m. However, particularly when the film thickness is thick, in order to avoid a voltage increase, 10 4 to 10 6 V /
  • the electron mobility is preferably at least 10 ⁇ 5 cm 2 / Vs or more when an electric field of cm is applied.
  • materials used for the electron injection layer include fluorenone, anthraquinodimethane, diphenoquinone, thiopyran dioxide, oxazole, oxadiazole, triazole, imidazole, perylenetetracarboxylic acid, fluorenylidenemethane, anthra. Examples thereof include, but are not limited to, quinodimethane, anthrone, and the like. Further, it can be sensitized by adding an electron accepting substance to the hole injecting material and an electron donating substance to the electron injecting material.
  • more effective electron injection materials are metal complex compounds and nitrogen-containing five-membered ring derivatives.
  • the metal complex compound include 8-hydroxyquinolinate lithium, bis (8-hydroxyquinolinato) zinc, bis (8-hydroxyquinolinato) copper, bis (8-hydroxyquinolinato) manganese, and tris.
  • nitrogen-containing five-membered derivative for example, oxazole, thiazole, oxadiazole, thiadiazole, and triazole derivatives are preferable.
  • the organic EL device of the present invention in the light emitting layer, in addition to the polymer of the present invention, at least one of a light emitting material, a doping material, a hole injection material and an electron injection material may be contained in the same layer. .
  • a protective layer is provided on the surface of the device, or the entire device is protected by silicon oil, resin, etc. Is also possible.
  • the organic EL device of the present invention in order to emit light efficiently, it is desirable that at least one surface be sufficiently transparent in the light emission wavelength region of the device.
  • the substrate is also preferably transparent.
  • the transparent electrode is set using the above-described conductive material so as to ensure a predetermined translucency by a method such as vapor deposition or sputtering.
  • the electrode on the light emitting surface preferably has a light transmittance of 10% or more.
  • the substrate is not limited as long as it has mechanical and thermal strength and has transparency, and includes a glass substrate and a transparent resin film.
  • Transparent resin films include polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polypropylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, nylon, polyether ether ketone.
  • each layer of the organic EL device of the present invention a known method such as a dry film forming method such as vacuum deposition, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film forming method such as spin coating, dipping, or flow coating is applied.
  • a known method such as a dry film forming method such as vacuum deposition, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film forming method such as spin coating, dipping, or flow coating is applied.
  • the film thickness is not particularly limited, but must be set to an appropriate film thickness. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied.
  • the normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 ⁇ m, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 ⁇ m.
  • Examples of the method for forming a layer containing the polymer of the present invention include a method of forming a film of a polymer solution.
  • Film formation methods include spin coating, casting, micro gravure coating, gravure coating, bar coating, roll coating, slit coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, and screen printing. , Flexographic printing method, offset printing method, ink jet method, nozzle printing method, and the like. In the case of pattern formation, screen printing method, flexographic printing method, offset printing method, and ink jet printing method are preferable. Film formation by these methods can be performed under conditions well known to those skilled in the art, and details thereof are omitted.
  • the solvent may be removed by vacuum and heating (at most 200 ° C.) to remove the solvent, and the polymerization reaction by heating with light and high temperature (200 ° C. or more) is unnecessary. Therefore, performance degradation due to light and high temperature heating is suppressed.
  • the film-forming solution only needs to contain at least one polymer of the present invention.
  • other hole transport materials, electron transport materials, light-emitting materials, acceptor materials, solvents, stabilizers, and the like may be included.
  • the content of the polymer in the film forming solution is preferably 20 to 100% by weight, more preferably 40 to 100% by weight, based on the total weight of the composition excluding the solvent.
  • the proportion of the solvent is preferably 1 to 99.9% by weight of the film-forming solution, and more preferably 80 to 99% by weight.
  • Film-forming solutions are additives for adjusting viscosity and / or surface tension, such as thickeners (high molecular weight compounds, poor solvents for polymers of the present invention, etc.), viscosity reducing agents (low molecular weight compounds, etc.) Further, it may contain a surfactant or the like. Moreover, in order to improve storage stability, you may contain antioxidants which do not influence the performance of organic EL elements, such as a phenolic antioxidant and phosphorus antioxidant.
  • High molecular weight compounds that can be used include insulating resins such as polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyurethane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, and cellulose, and copolymers thereof, poly-N-vinyl.
  • insulating resins such as polystyrene, polycarbonate, polyarylate, polyester, polyamide, polyurethane, polysulfone, polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, and cellulose, and copolymers thereof, poly-N-vinyl.
  • photoconductive resins such as carbazole and polysilane
  • conductive resins such as polythiophene and polypyrrole.
  • Examples of the solvent for the film-forming solution include chlorinated solvents such as chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene and o-dichlorobenzene, ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane and anisole. Solvents; aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and xylene; cyclohexane, methylcyclohexane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, etc.
  • chlorinated solvents such as chloroform, methylene chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane, chlorobenzene and o-dichlorobenzene
  • ethers such as tetrahydrofur
  • Aliphatic hydrocarbon solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, benzophenone, and acetophenone; Ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, methyl benzoate, and phenyl acetate; ethylene glycol , Ethylene glycol monobuty Polyhydric alcohols such as ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, dimethoxyethane, propylene glycol, diethoxymethane, triethylene glycol monoethyl ether, glycerin, 1,2-hexanediol and derivatives thereof; methanol, Examples include alcohol solvents such as ethanol, propanol, isopropanol, and cyclohexanol; sulfoxide solvents such as dimethyl sulfoxide; amide solvent
  • organic solvents can be used alone or in combination.
  • aromatic hydrocarbon solvents ethylbenzene, diethylbenzene, trimethylbenzene, n-propylbenzene, isopropylbenzene, n-butylbenzene, isobutylbenzene, 5-butylbenzene, n-hexylbenzene, cyclohexylbenzene, 1-methylnaphthalene, tetralin, 1, 3-dioxane, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane, anisole, ethoxybenzene, cyclohexane, bicyclohexyl, cyclohexenylcyclohexanan
  • An organic EL device is formed by forming an anode, a light emitting layer, a hole injecting / transporting layer if necessary, an electron injecting / transporting layer if necessary, and further forming a cathode by various materials and layer forming methods exemplified above. Can be produced. Moreover, an organic EL element can also be produced from the cathode to the anode in the reverse order.
  • ⁇ Third step> In an argon atmosphere, in a 500 mL three-necked flask with a condenser tube, 2.4 g (40 mmol) of acetamide, 11.2 g (48 mmol) of 4-phenyl-1-bromobenzene, 6.2 g (32 mmol) of copper iodide, N, N— After adding 4.3 g (48 mmol) of dimethylethylenediamine and 22.4 g (160 mol) of potassium carbonate and 200 mL of dehydrated xylene, the mixture was heated and stirred at 100 ° C. overnight.
  • Monomers (1) to (6) were synthesized according to the following synthesis scheme.
  • Example 1 In an argon atmosphere, in a 100 mL three-necked flask with a condenser tube, 2.4 g (3 mmol) of intermediate (A), 0.4 g (3 mmol) of 4-vinylphenylboronic acid, 0.7 g of tetrakistriphenylphosphine palladium (0) ( 60 ⁇ mol), 1.0 g (9 mmol) of sodium carbonate, and 50 mL of dry toluene were added, followed by heating and stirring at 80 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration and subjected to column chromatography with a toluene solvent. 1.7 g of pale yellow powder was obtained and confirmed to be the desired product (1) (yield 75%) by NMR, MS, etc.
  • Example 2 In an argon atmosphere, in a 100 mL three-necked flask with a condenser tube, 2.4 g (3 mmol) of intermediate (A), 0.4 g (3 mmol) of 4-hydroxyphenylboronic acid, 0.7 g of tetrakistriphenylphosphine palladium (0) ( 60 ⁇ mol), 1.0 g (9 mmol) of sodium carbonate, and 50 mL of dry toluene were added, followed by heating and stirring at 80 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration and subjected to column chromatography with a toluene solvent to obtain a pale yellow powder (phenol derivative).
  • Example 3 2.4 g (3 mmol) of intermediate (A), 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl in a 100 mL three-necked flask with a condenser tube under an argon atmosphere ) After adding 0.6 g (3 mmol) of aniline, 0.7 g (60 ⁇ mol) of tetrakistriphenylphosphine palladium (0), 1.0 g (9 mmol) of sodium carbonate, and 50 mL of dry toluene, the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 24 hours. .
  • Example 4 2.4 g (3 mmol) of intermediate (A), 4- (4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl in a 100 mL three-necked flask with a condenser tube under an argon atmosphere ) After adding 0.6 g (3 mmol) of aniline, 0.7 g (60 ⁇ mol) of tetrakistriphenylphosphine palladium (0), 1.0 g (9 mmol) of sodium carbonate, and 50 mL of dry toluene, the mixture was heated and stirred at 80 ° C. for 24 hours. .
  • the precipitated crystals were collected by filtration and subjected to column chromatography with a toluene solvent to obtain a pale yellow powder (aniline derivative).
  • 0.3 g (3 mmol) of the aniline derivative and maleic anhydride were dissolved in 50 mL of chloroform in a 100 mL three-necked flask and reacted at room temperature for 4 hours.
  • 1.2 g (15 mmol) of sodium acetate and 50 mL of acetic anhydride were added and reacted at 100 ° C. for 5 hours.
  • the reaction solution was dropped into water and the precipitate was filtered off.
  • column chromatography with a toluene solvent was performed on the precipitate. 2.0 g of pale yellow powder was obtained, and confirmed to be the desired product (4) (yield 80%) by NMR, MS, etc.
  • Example 5 Diels Alder reaction All reactions were performed under an argon atmosphere. In a 200 mL three-necked flask equipped with a cooling tube, 1.1 g (1.44 mmol) of the compound (1) synthesized in the same manner as in Example 1 and 150 mL of solvent toluene were added and stirred with heating to completely convert the compound (1) into toluene. Dissolved. This solution is allowed to stand until it reaches room temperature, and then 10 g (150 mmol) of cyclopentadiene distilled immediately before use and a small amount of p-toluenesulfonic acid are added and reacted at room temperature for 2 hours. Reacted for hours.
  • Example 6 In an argon atmosphere, in a 100 mL three-necked flask with a condenser tube, 2.4 g (3 mmol) of intermediate (A), 0.4 g (3 mmol) of 4-hydroxyphenylboronic acid, 0.7 g of tetrakistriphenylphosphine palladium (0) ( 60 ⁇ mol), 1.0 g (9 mmol) of sodium carbonate, and 50 mL of dry toluene were added, followed by heating and stirring at 80 ° C. for 24 hours. After completion of the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration and subjected to column chromatography with a toluene solvent to obtain a pale yellow powder (phenol derivative).
  • Example 7 The target product (7) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (B) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 9 The target product (9) was obtained in the same manner as in Example 2, except that the intermediate (B) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 10 The target product (10) was obtained in the same manner as in Example 3 except that the intermediate (B) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 11 The target product (11) was obtained in the same manner as in Example 4 except that the intermediate (B) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 12 The target product (12) was obtained in the same manner as in Example 5 except that the intermediate (B) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 13 The target product (13) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 14 The target product (14) was obtained in the same manner as in Example 2, except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 15 The target product (15) was obtained in the same manner as in Example 3, except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 16 The target product (16) was obtained in the same manner as in Example 4 except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 17 The target product (17) was obtained in the same manner as in Example 5 except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 18 The target product (18) was obtained in the same manner as in Example 6 except that the intermediate (C) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 19 Under an argon atmosphere, in a 300 mL three-necked flask, 100 mL of intermediate (D) 4.8 g (5.6 mmol), PdCl 2 (dppp) (dppp is diphenylphosphinopropane ligand), 0.17 g (0.28 mmol) After being dissolved in dehydrated THF and cooled at 0 ° C., 6.7 cc (equivalent to 6.72 mmol) of 1M vinylmagnesium bromide (THF solution) was added dropwise and stirred at room temperature for 22 hours.
  • THF solution 1M vinylmagnesium bromide
  • Example 20 Intermediate (F) was synthesized in the same manner except that dibenzothiophene was used instead of the raw material dibenzofuran in the synthesis route of intermediate (B). Next, the target product (20) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (F) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 21 Intermediate (G) was synthesized in the same manner except that the following compound (k) was used instead of the following dibenzofuran derivative (j) in the synthesis route of intermediate (B).
  • Compound (k) can be synthesized by reacting carbazole with 4-iodo-4′-bromo-biphenyl.
  • the target product (21) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (G) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 22 The target product (22) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (H) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 23 Intermediate I was synthesized in the same manner except that the following compound (m) was used in place of the following carbazole derivative (l) in the synthesis route of intermediate (H). Next, the target product (23) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (I) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 24 Intermediate (J) was synthesized in the same manner except that compound (k) was used instead of dibenzofuran derivative (j) in the synthesis route of intermediate (H). Next, the target product (24) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (J) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 25 Intermediate (K) was synthesized in the same manner except that compound (m) was used in place of dibenzofuran derivative (j) in the synthesis route of intermediate (H). Next, the target product (25) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (K) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 26 Intermediate (L) was synthesized in the same manner except that compound (k) was used instead of carbazole derivative (l) in the synthesis route of intermediate (H). Next, the target product (26) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the intermediate (L) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 27 The same as in the synthesis route of the intermediate (H), except that the compound (k) was used instead of the carbazole derivative (l), and the compound (m) was used instead of the dibenzofuran derivative (j).
  • Intermediate (M) was synthesized.
  • the target product (27) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (M) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 28 Intermediate (N) was obtained from Intermediate (I) obtained in Example 23 using a method similar to the synthesis method up to Intermediate (h) in Example 6. Next, the target product (28) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the intermediate (N) was used instead of the intermediate (A).
  • Example 29 The target product (29) was obtained based on the following scheme.
  • Example 30 The target product (30) was obtained based on the following scheme.
  • Example 31 The target product (31) was obtained based on the following scheme.
  • Example 32 The target product (32) was obtained based on the following scheme.
  • Example 33 (cationic polymerization) (1) Preparation of trifluoromethanesulfonic acid solution Under a nitrogen stream, commercially available trifluoromethanesulfonic acid (25 g, 0.167 mol, molecular weight 150.08, specific gravity 1.70) was added to dehydrated methylene chloride, and 1.0 M ( The total amount of the solution was 167 mL). Since trifluoromethanesulfonic acid was not completely homogeneous with methylene chloride, it was sufficiently stirred and suspended in the solution and used in the following reaction.
  • reaction solution was poured into a large amount of methanol (800 mL) with stirring to precipitate a solid (polymer), which was separated by filtration.
  • this solid was dissolved in toluene (100 mL) at room temperature, poured into a large amount of methanol (800 mL) while stirring using a filter paper, and a solid (polymer) was precipitated. Further, methanol was separated by filtration and sufficiently dried to obtain 0.80 g of a polymer. The number average molecular weight of the obtained polymer was 10,000.
  • Example 34 (Radical polymerization) The three-necked 500 mL to which the reflux tube was attached was fully purged with nitrogen, and the monomer compound (2) (1.2 g, 1.44 mmol) of Example 2 and dehydrated methylene chloride (200 mL) were placed under a nitrogen stream. The mixture was stirred and refluxed for 1 hour until dissolved. This was returned to room temperature, 20 mg of benzoyl peroxide (BPO) as a radical polymerization initiator was dissolved in 15 mL of dehydrated methylene chloride and added at room temperature. Next, a polymerization reaction was performed at 70 ° C. for 48 hours under nitrogen. After completion of the reaction, reprecipitation was performed three times using toluene as a good solvent and methanol as a poor solvent to obtain 0.91 g of a polymer. The number average molecular weight of the obtained polymer was 13,000.
  • Examples 37-39, 43 and 46-59 Polymers were synthesized in the same manner as in Example 33 (cation polymerization) using the monomers of Examples 5, 7, 8, 13, 17, and 19 to 31, respectively.
  • Examples 35, 36, 40-42, 44, 45 and 60 Polymers were synthesized in the same manner as in Example 34 (radical polymerization) using the monomers of Examples 3, 4, 9 to 11, 14, 16, and 32, respectively.
  • Example 61 (Production and evaluation of organic EL device) A glass substrate with an ITO transparent electrode having a thickness of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm (manufactured by Geomatic Co., Ltd.) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, and then UV ozone cleaning was performed for 30 minutes. A mixture of polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS) used for the hole injection layer by spin coating was formed in a film thickness of 10 nm on the glass substrate with a transparent electrode after washing.
  • PEDOT polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid
  • This layer functions as an electron injection layer.
  • Li Li source: manufactured by Saesgetter Co.
  • Alq Alq
  • Alq Alq
  • Alq Alq
  • Alq Alq
  • Metal Al was vapor-deposited on the Alq: Li film to form a metal cathode, which was sealed with glass in nitrogen to produce an organic EL device.
  • Example 61 an organic EL device was prepared in the same manner except that the polymers obtained in Examples 34 to 60 were used as the hole transporting polymers. Current was passed to evaluate performance. The results are shown in Table 2. From Table 2, it was excellent in luminous efficiency and lifetime as compared with the comparative example, and even when driven at a high temperature, the rate of decrease in lifetime was small.
  • Example 89 (device fabrication and evaluation)
  • an organic EL device was produced in the same manner except that the following arylamine compound D2 was used instead of the amine compound D1 having a styryl group as the material of the light emitting layer.
  • Me is a methyl group.
  • the organic EL device was evaluated in the same manner as in Example 61. The results are shown in Table 2. From Table 2, it was excellent in luminous efficiency and lifetime as compared with the comparative example, and even when driven at a high temperature, the rate of decrease in lifetime was small.
  • Example 61 is the same as Example 61 except that a polymer comprising the following structural units synthesized based on the method disclosed in the production example described in JP-A-8-054833 is used as the hole transporting polymer.
  • Comparative Example 3 In Comparative Example 1, an organic EL element was similarly produced and evaluated except that the dopant was changed to D2 as the material of the light emitting layer.
  • the luminance half life LT50 was 150 hr @ 1000 cd / m 2 . Therefore, the 60 ° C. luminance half-life / room temperature luminance half-life ratio was 0.25. Therefore, the light emission efficiency and the lifetime were inferior to those of the examples, and the lifetime was significantly reduced when driven at a high temperature. (See Table 2)
  • Example 90 Based on the following scheme, an isopropenyl monomer (90) was obtained.
  • the target product (90) was obtained based on the following scheme.
  • Example 92 A polymer (92) was obtained based on the following scheme.
  • Trifluoromethanesulfonic acid solution Under a nitrogen stream, commercially available trifluoromethanesulfonic acid (10 g, 0.0665 mol, molecular weight 150.08, specific gravity 1.70) was added to dehydrated toluene, and 0.133 M (solution The total amount was 500 mL). Trifluoromethanesulfonic acid became completely homogeneous with toluene and was used in the following reaction.
  • Example 61 an organic EL device was produced in the same manner except that the polymers obtained in Examples 91 and 92 were used as the hole transporting polymer. Current was passed to evaluate performance. The results are shown in Table 4. From Table 4, it was excellent in luminous efficiency and lifetime compared with the comparative examples and the examples in Table 2, and even when driven at a high temperature, the rate of decrease in lifetime was small. (Note that the number average molecular weight of the polymer of Example 91 is 2000, whereas the number average molecular weight of the polymer of Example 39 is 5700.)
  • a hole injecting and transporting material such as an organic device, particularly an organic EL element
  • a polymer having the same as a repeating unit it is possible to provide an organic EL element that is excellent in element characteristics such as light emission efficiency and that is small in deterioration and suitable for practical use even when it is subjected to practical high-temperature driving for display and lighting applications.
  • the hole injecting and transporting layer can be uniformly formed by a coating method, it is suitable for reducing the cost or increasing the screen size for displays and lighting applications.

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Abstract

 下記式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(2)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。 Ar~Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基、Arは置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基、Ar及びArは置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基である。

Description

新規重合性単量体及びその重合体(高分子化合物)を用いた有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料及び有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明は、重合性官能基(1種類の単位化合物の分子が、2個以上結合して、単位化合物の整数倍の分子量をもつ化合物を生成する化学反応を引き起こす官能基)を有する新規重合性単量体と、それを繰り返し単位に有する重合体に関し、その重合体を含有する有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)用材料及び有機EL素子に関する。
 有機EL素子は、電界を印加することより、陽極より注入された正孔と陰極より注入された電子の再結合エネルギーにより蛍光性物質が発光する原理を利用した自発光素子である。イーストマン・コダック社のC.W.Tangらによる積層型素子による低電圧駆動有機EL素子の報告(非特許文献1)がなされて以来、有機材料を構成材料とする有機EL素子に関する研究が盛んに行われている。Tangらは、トリス(8-キノリノラート)アルミニウムを発光層に、トリフェニルジアミン誘導体を正孔輸送層に用いている。積層構造の利点としては、発光層への正孔の注入効率を高めること、陰極より注入された電子をブロックして再結合により生成する励起子の生成効率を高めること、発光層内で生成した励起子を閉じ込めること等が挙げられる。この例のように有機EL素子の素子構造としては、正孔輸送(注入)層、電子輸送発光層の2層型、又は正孔輸送(注入)層、発光層、電子輸送(注入)層の3層型等がよく知られている。こうした積層型構造素子では注入された正孔と電子の再結合効率を高めるため、素子構造や形成方法の工夫がなされている。
 近年、このような有機EL素子を用いたディスプレイ、照明デバイスの実用化検討が活発化しているが、特に低コスト化、大画面化が大きな課題として挙げられている。そのため、これまでの真空蒸着型の有機EL素子から(溶液)塗布型の有機EL素子への期待が高まっている。塗布型にすると、材料の利用効率が高い、大画面成膜が容易になる、真空系が不要なため、装置コストが安価になることが期待されている。
 ここで、塗布型の有機素子の有機EL材料としては、低分子系と高分子系があるが、溶解性、塗布均一性、積層素子化の観点から、高分子系が好ましい。特に、ディスプレイ、照明デバイスの共通層となりうる高分子系の正孔輸送(注入)層の材料の開発が望まれている。
 高分子系の正孔輸送(注入)層の材料としては、低分子正孔輸送材料にビニル基を置換して、その繰り返し単位を有する重合体が知られている。(文献1~11)
 しかしながら、上記の重合体を正孔輸送(注入)層に有する有機EL素子は、寿命(半減寿命)、発光効率等の素子特性が必ずしも十分でなく、特に、ディスプレイや照明用途で実用的な高輝度、高温駆動を行うと、極めて寿命が短くなるという問題があった。
特開平1-105954号公報 特開平7-90255号公報 特開平8-54833号公報 特開平8-269133号公報 特開2001-098023号公報 特開2002-110359号公報 特開2003-313240号公報 特開2004-059743号公報 特開2006-237592号公報 特開2008-198989号公報 特開2008-218983号公報
C.W. Tang, S.A. Vanslyke, アプライドフィジックスレターズ(Applied Physics Letters),51巻、913頁、1987年
 本発明の目的は、新規重合性単量体と、それを繰り返し単位に有する重合体を提供し、塗布型の有機デバイス用材料、特に、正孔注入輸送材料として有用であり、寿命、発光効率等の素子特性に優れ、実用に適した有機EL素子を提供することにある。
 即ち、本発明は、下記の重合性単量体、それを繰り返し単位に有する重合体、その重合体を含有する有機デバイス用材料、正孔注入輸送材料、有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)用材料及び有機EL素子を提供する。
1.下記式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(2)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
[(式中、Ar~Arは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基である。)
     -Ar-Ar-Ar     (2)
(式中、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、Ar及びArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基である。)
 上記Ar~Arが置換されている場合の置換基は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。]
2.前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(3)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
[式中、Lは、単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。
 上記Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。
 Xは、置換もしくは無置換のヘテロ原子である。
 上記Xが置換されている場合の置換基は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される1以上の基である。
 R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
 aは0~3の整数である。
 bは0~4の整数である。]
3.前記式(3)が、下記式(4)~(6)からなる群から選択される基である2に記載の重合性単量体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式中、L、R、R、a及びbは、2で定義した通りである。
 Arは、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される基である。]
4.前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(7)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
 c及びdは、それぞれ独立に、0~4の整数である。
 Lは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50のアリーレン基である。
 上記Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。]
5.前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(2)で置き換えらえた基であり、かつ、前記Ar~Arの残りの少なくとも一つが前記式(3)で置き換えられた基である1に記載の重合性単量体。
6.前記式(3)で示される基が、前記式(4)~(6)からなる群から選択される基である5に記載の重合性単量体。
7.前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(2)で置き換えられた基であり、かつ、前記Ar~Arの残りの少なくとも一つが前記式(7)で置き換えられた基である1に記載の重合性単量体。
8.前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(3)で置き換えられた基であり、かつ、前記Ar~Arのうちの残りの少なくとも一つが式(7)で置き換えられた基である2に記載の重合性単量体。
9.前記式(3)で示される基が、前記式(4)~(6)からなる群から選択される基である8に記載の重合性単量体。
10.前記Lが、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択される2、3及び5~9のいずれかに記載の重合性単量体。
11.前記Lが、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択される4及び7~9のいずれかに記載の重合性単量体。
12.前記重合性官能基を含む基が、1つのみ置換された1~11のいずれかに記載の重合性単量体。
13.前記重合性官能基を含む基が、前記式(1)におけるAr~Ar、前記式(2)におけるAr及び前記式(5)におけるArからなる群から選択される少なくとも1つのアリール基に置換された1~12のいずれかに記載の重合性単量体。
14.前記重合性官能基を含む基が、末端芳香族基上に置換しており、かつ、前記末端芳香族基上において、前記重合性官能基と、末端芳香族基以外の部分とが、それぞれ、互いにパラ位に結合している13に記載の重合性単量体。
15.前記重合性官能基を含む基が、下記(i)~(v)の基から選択された、1~14のいずれかに記載の重合性単量体。
(i)以下に示すビニル基又はビニリデン基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式中、R17は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
(ii)以下に示すN-マレイミド基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
(iii)以下に示すノルボルネニル基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
(iv)以下に示すアセチレニル基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式中、R18は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、L10は2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
(v)前記(iii)以外の置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基;置換もしくは無置換のエポキシ基又はオキセタン基を有する基;ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する官能基;シクロオクタテトラエン基、1,5-シクロオクタジエン基;並びに1,ω-ジエン基、O-ジビニルベンゼン基、及び1,ω-ジイン基からなる群から選択される環化重合又は開環重合可能な官能基を含む基
16.前記L~L10が、以下の2価の連結基から選択された1の連結基、又は2以上の連結基が任意の順序で結合した連結基を含む15に記載の重合性単量体。
 -L11-、-O-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、
 -C(=O)NR19-、-NR20C(=O)-、-NR21-、-S-、
 -C(=S)-
(L11は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~40の2価の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、及びエチニレン基からなる群から選択される1の基、又は2以上の基が任意の順序で結合してなる基である。
 R19~R21は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基及び置換又は無置換の環形成炭素数6~40のアリール基からなる群から選択される。)
17.1~16のいずれかに記載の重合性単量体からなる群から選択される1種又は2種以上に由来する繰り返し単位を有する重合体。
18.数平均分子量(Mn)又は重量平均分子量(Mw)が1.0×10~5.0~10である17に記載の重合体。
19.17又は18に記載の重合体からなる有機デバイス用材料。
20.17又は18に記載の重合体からなる正孔注入輸送用材料。
21.17又は18に記載の重合体からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
22.陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、17又は18に記載の重合体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
23.前記有機薄膜層が正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方を有し、17又は18に記載の重合体が前記正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方に含有されている22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
24.17又は18に記載の重合体が、正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方の主成分として含有されている23に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
25.前記発光層が、スチリルアミン化合物及びアリールアミン化合物のいずれか一方又は両方を含有する22~24のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
26.前記有機薄膜層が正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一方又は両方を含み、前記正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一方又は両方が、アクセプター材料を含有する23~25のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
27.青色系発光する22~26のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
 本発明によれば、有機デバイス、特に有機EL素子等の正孔注入輸送材料として有用で、寿命、発光効率等の素子特性に優れる重合体を与える新規重合性単量体と、それを繰り返し単位に有する重合体を提供できる。
 本発明によれば、ディスプレイや照明用途で特に実用的な高温駆動を行っても、劣化の小さい、実用に適した有機EL素子を提供できる。
 また、低分子正孔注入材料では困難であった塗布法で、正孔注入輸送層が均一に形成できるため、ディスプレイや照明用途の低コスト化又は大画面化に適している。
 後記する式(1)のアリール基のうちの少なくとも一つが、式(2)~(7)で置き換えられた基である構造の、正孔移動度、耐熱性に優れた正孔輸送ユニットであるが、そのままでは、溶媒への溶解性が低く、塗布液に必要な粘度、成膜均一性(ピンホールレス)を確保できなかった。従って、蒸着プロセスしか適用できず、将来のディスプレイや照明デバイスの大画面化、低コスト化が困難であった。
 本発明では、式(1)のアリール基のうちの少なくとも一つが、式(2)~(7)で置き換えられた基である構造は、正孔移動度、耐熱性に優れた正孔輸送ユニットに、さらに、重合性官能基を付与することによって、単量体の重合溶媒への溶解性が高まり、高収率で重合体を合成することが可能になった。さらに、得られた重合体も、溶媒への溶解性が高く、塗布液に必要な粘度、成膜均一性(ピンホールレス)が確保できるので、将来のディスプレイや照明デバイスの大画面化、低コスト化が可能になる。
 さらに、得られた重合体は、有機デバイス、特に有機EL素子等の正孔注入輸送材料として有用である。このような材料を用いることによって、寿命、発光効率等の素子特性に優れ、ディスプレイや照明用途に有用であり、特に実用的な高温駆動を行っても劣化が小さく、実用に適した有機EL素子を提供できるようになった。
 以下、本発明を下記実施態様ごとに詳細に説明する。
実施態様1:新規重合性単量体(以下、重合性単量体(I)~(III)という)
実施態様2:重合体
実施態様3:重合体からなる材料(有機デバイス用材料、正孔注入輸送用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料)
実施態様4:有機エレクトロルミネッセンス素子
実施態様1:新規重合性単量体
重合性単量体(I)
 式(1)で表される重合性単量体であって、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(2)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基で置換された重合性単量体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(1)中、Ar~Arは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基である。
     -Ar-Ar-Ar     (2)
 式(2)中、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基、Ar及びArは、それぞれ独立に置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基である。
 上記Ar~Arが置換されている場合の置換基は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。
 重合性単量体(I)は、特に、式(2)で示される-Ar-Ar-Arに特徴があり、最低3個の芳香族環を有するアリーレン基を導入することで、得られる重合体の溶媒への溶解性が向上し、塗布膜の均一性が向上するとともに、有機デバイス、特に有機EL素子の高温耐久性が向上する。
 この-Ar-Ar-Arとしては、p-ターフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-3-イル基、p-ターフェニル-2-イル基が好ましく、p-ターフェニル-4-イル基がより好ましい。理由として、側鎖間の相互作用が小さくなり、エキサイマーやエキサイプレックスの発生が低減するため、重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 重合性官能基:
 1種類の単位化合物の分子が、2個以上結合して、単位化合物の整数倍の分子量をもつ化合物を生成する化学反応を引き起こす官能基である。
 重合性官能基の例としては、置換もしくは無置換のビニル基等の二重結合を含む基、置換もしくは無置換のアセチレン基(エチニル基)等の付加重合を起こす基、置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基(ノルボルネニル基)等の開環重合を起こす基、置換もしくは無置換のエポキシ基やオキセタン基等の環状エーテルを有する基、ラクトン構造、ラクタム構造を有する官能基等の開環重合を起こす基、1,ω-ジエン等の環化重合を起こす基等が挙げられる。
 ここで、式(1)又は式(2)に置換する重合性官能基を含む基は、1つ以上置換されていることが必須であり、さらに1つのみ置換されるのが好ましい。理由は、1つのみの置換であれば、架橋反応を起こさずに重合反応を行うことができ、重合体を形成後、再沈殿操作等の精製処理が可能になるため、未反応単量体や他の不純物が残存せず、有機デバイス、特に有機EL素子としての耐久性、寿命に悪影響を及ぼすことが少ないからである。
 このような重合性官能基を含む基は、式(1)におけるAr~Ar、及び式(2)におけるArからなる群から選択される少なくとも1つのアリール基に置換されていることが好ましく、Arに置換されていることがより好ましい。さらには、重合性官能基は、Arに含まれる末端の芳香族環に置換されるものがより好ましい。理由として、単量体又は得られた重合体の溶媒に対する溶解性が高くなるので、重合体の塗布膜の均一性が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 さらに、上記アリール基(Ar~Ar及びAr)に含まれる末端芳香族基上において、重合性官能基と前記アリール基の末端芳香族基以外の部分とが、それぞれ、互いにパラ位(例えばフェニレンであれば1,4の位置)に結合していることが好ましい。理由として、側鎖間の相互作用が小さくなり、エキサイマーやエキサイプレックスの発生が低減するため、重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 重合性官能基を含む基は、下記(i)~(v)の基から選択されることが好ましい。
 このような重合性官能基は、反応性に富むため、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
(i)以下に示すビニル基又はビニリデン基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 式中、R17は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。
(ii)以下に示すN-マレイミド基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。
(iii)以下に示すノルボルネニル基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。
(iv)以下に示すアセチレニル基を含む基
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 式中、R18は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、L10は2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。
(v)環化重合又は開環重合可能な官能基を含む基
 例えば、上記(iii)以外の置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基(ノルボルネニル基)、置換もしくは無置換のエポキシ基やオキセタン基等の環状エーテルを有する基、ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する官能基、シクロオクタテトラエン、1,5-シクロオクタジエン等の開環重合を起こす基、及び1,ω-ジエン、O-ジビニルベンゼン、1,ω-ジイン等の環化重合を起こす基等が挙げられる。
 上記(i)~(iv)の重合性官能基を含む基において、L~L10は、それぞれ独立に、以下の2価の連結基からなる群から選択された1の連結基、又は2以上の連結基が任意の順序で結合してなる連結基を含むことが好ましい。
 -L11-、-O-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-C(=O)NR19-、-NR20C(=O)-、-NR21-、-S-、-C(=S)-
 ここで、L11は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~40の2価の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基及びエチニレン基からなる群から選択される1の基、又は2以上の基が任意の順序で結合してなる基である。
 R19~R21は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基、及び置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基からなる群から選択される。
 -C(=O)-はカルボニル結合、-C(=S)-はチオカルボニル結合を示す。
 このような連結基を選択することにより、単量体の重合溶媒への溶解性が向上し、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。また、重合体の塗布溶媒への溶解性が向上し、均一な塗布膜が得られるので、大画面製膜に適する。
 式(1)、式(2)、及び重合性官能基を含む基(i)~(iv)に関連する基及び各置換基の具体例を下記に示す。
 アリール基の例:
 アリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントリル基、2-アントリル基、9-アントリル基、1-フェナントリル基、2-フェナントリル基、3-フェナントリル基、4-フェナントリル基、9-フェナントリル基、1-ナフタセニル基、2-ナフタセニル基、9-ナフタセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、ビフェニル-2-イル基、ビフェニル-3-イル基、ビフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-3-イル基、p-ターフェニル-2-イル基、m-ターフェニル-4-イル基、m-ターフェニル-3-イル基、m-ターフェニル-2-イル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、p-t-ブチルフェニル基、p-(2-フェニルプロピル)フェニル基、3-メチル-2-ナフチル基、4-メチル-1-ナフチル基、4-メチル-1-アントリル基、4’-メチルビフェニル-4-イル基、4”-t-ブチル-p-ターフェニル-4-イル基、フルオレン-1-イル基、フルオレン-2-イル基、フルオレン-3-イル基、フルオレン-4-イル基等が挙げられる。
 中でも、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントリル基、2-アントリル基、9-アントリル基、ビフェニル-2-イル基、ビフェニル-3-イル基、ビフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-4-イル基、p-ターフェニル-3-イル基、p-ターフェニル-2-イル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、フルオレン-2-イル基、フルオレン-3-イル基が好ましく、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、m-トリル基、p-トリル基、フルオレン-2-イル基、フルオレン-3-イル基がより好ましい。
 アリーレン基の例:
 前記アリール基からそれぞれ芳香族水素を1つ除いて得られる2価の基から選択される。
 中でも、1,4-フェニレン基、1,3-フェニレン基、1,4-ナフチレン基、1,10-アントリレン基、4,4’-ビフェニリレン基、3,4’-ビフェニリレン基、4,3’-ビフェニリレン基、4,4”-p-ターフェニリレン基、3,4”-p-ターフェニリレン基、4,3”-p-ターフェニリレン基、1,4-トリレン基、4,4”-フルオレニレン基、3,3”-フルオレニレン基が好ましく、1,4-フェニレン基、1,4-ナフチレン基、1,10-アントリレン基、4,4’-ビフェニリレン基、3,4’-ビフェニリレン基、4,4”-p-ターフェニリレン基、2,7-フルオレニレン基、3,6-フルオレニレン基がより好ましい。
 上記アリール基及びアリーレン基等が置換されている場合の置換基の例、並びにその他の基の例を下記に示す。尚、上記と重複するものは省略する。
 アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、ヒドロキシメチル基、1-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシイソブチル基、1,2-ジヒドロキシエチル基、1,3-ジヒドロキシイソプロピル基、2,3-ジヒドロキシ-t-ブチル基、1,2,3-トリヒドロキシプロピル基等が挙げられ、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、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基である。
 中でも、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、t-ブチル基が好ましい。
 シクロアルキル基の具体例としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロペンチルメチル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基、4-フルオロシクロヘキシル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基、1-ノルボルニル基、2-ノルボルニル基等が挙げられ、好ましくは、シクロペンチル基、シクロヘキシル基である。
 アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基は、前記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基の置換部位にO原子が介在した基である。
 アラルキル基は、前記アルキル基に前記アリール基が置換した基である
 トリアルキルシリル基の具体例としては、例えば、トリメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリブチルシリル基、t-ブチルジメチルシリル基、トリペンチルシリル基、トリヘプチルシリル基、トリヘキシルシリル基等が挙げられ、好ましくは、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基である。シリル基に置換したアルキル基は同一でも異なっていてもよい。
 トリアリールシリル基の具体例としては、例えば、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられ、好ましくは、
トリフェニルシリル基である。シリル基に置換したアリール基は同一でも異なっていてもよい。
 ジアルキルアリールシリル基の具体例としては、例えば、ジメチルフェニルシリル基、ジエチルフェニルシリル基、ジプロピルフェニルシリル基、ジブチルフェニルシリル基、ジペンチルフェニルシリル基、ジヘプチルフェニルシリル基、ジヘキシルフェニルシリル基、ジメチルナフチルシリル基、ジプロピルナフチルシリル基、ジブチルナフチルシリル基、ジペンチルナフチルシリル基、ジヘプチルナフチルシリル基、ジヘキシルナフチルシリル基、ジメチルアントリルシリル基、ジエチルアントリルシリル基、ジプロピルアントリルシリル基、ジブチルアントリルシリル基、ジペンチルアントリルシリル基、ジヘプチルアントリルシリル基、ジヘキシルアントリルシリル基、ジフェニルメチル基等が挙げられ、好ましくは、ジメチルフェニルシリル基、ジエチルフェニルシリル基である。
 アルキルジアリールシリル基の具体例としては、例えば、メチルジフェニルシリル基、エチルジフェニルシリル基、プロピルジフェニルシリル基、ブチルジフェニルシリル基、ペンチルジフェニルシリル基、ヘプチルジフェニルシリル基、等が挙げられ、好ましくは、メチルジフェニルシリル基、エチルジフェニルシリル基である。
 複素環基の具体例としては、1-ピロリル基、2-ピロリル基、3-ピロリル基、ピラジニル基、2-ピリジニル基、3-ピリジニル基、4-ピリジニル基、1-インドリル基、2-インドリル基、3-インドリル基、4-インドリル基、5-インドリル基、6-インドリル基、7-インドリル基、1-イソインドリル基、2-イソインドリル基、3-イソインドリル基、4-イソインドリル基、5-イソインドリル基、6-イソインドリル基、7-イソインドリル基、2-フリル基、3-フリル基、2-ベンゾフラニル基、3-ベンゾフラニル基、4-ベンゾフラニル基、5-ベンゾフラニル基、6-ベンゾフラニル基、7-ベンゾフラニル基、1-イソベンゾフラニル基、3-イソベンゾフラニル基、4-イソベンゾフラニル基、5-イソベンゾフラニル基、6-イソベンゾフラニル基、7-イソベンゾフラニル基、キノリル基、3-キノリル基、4-キノリル基、5-キノリル基、6-キノリル基、7-キノリル基、8-キノリル基、1-イソキノリル基、3-イソキノリル基、4-イソキノリル基、5-イソキノリル基、6-イソキノリル基、7-イソキノリル基、8-イソキノリル基、2-キノキサリニル基、5-キノキサリニル基、6-キノキサリニル基、1-カルバゾリル基、2-カルバゾリル基、3-カルバゾリル基、4-カルバゾリル基、9-カルバゾリル基、1-フェナントリジニル基、2-フェナントリジニル基、3-フェナントリジニル基、4-フェナントリジニル基、6-フェナントリジニル基、7-フェナントリジニル基、8-フェナントリジニル基、9-フェナントリジニル基、10-フェナントリジニル基、1-アクリジニル基、2-アクリジニル基、3-アクリジニル基、4-アクリジニル基、9-アクリジニル基、1,7-フェナントロリン-2-イル基、1,7-フェナントロリン-3-イル基、1,7-フェナントロリン-4-イル基、1,7-フェナントロリン-5-イル基、1,7-フェナントロリン-6-イル基、1,7-フェナントロリン-8-イル基、1,7-フェナントロリン-9-イル基、1,7-フェナントロリン-10-イル基、1,8-フェナントロリン-2-イル基、1,8-フェナントロリン-3-イル基、1,8-フェナントロリン-4-イル基、1,8-フェナントロリン-5-イル基、1,8-フェナントロリン-6-イル基、1,8-フェナントロリン-7-イル基、1,8-フェナントロリン-9-イル基、1,8-フェナントロリン-10-イル基、1,9-フェナントロリン-2-イル基、1,9-フェナントロリン-3-イル基、1,9-フェナントロリン-4-イル基、1,9-フェナントロリン-5-イル基、1,9-フェナントロリン-6-イル基、1,9-フェナントロリン-7-イル基、1,9-フェナントロリン-8-イル基、1,9-フェナントロリン-10-イル基、1,10-フェナントロリン-2-イル基、1,10-フェナントロリン-3-イル基、1,10-フェナントロリン-4-イル基、1,10-フェナントロリン-5-イル基、2,9-フェナントロリン-1-イル基、2,9-フェナントロリン-3-イル基、2,9-フェナントロリン-4-イル基、2,9-フェナントロリン-5-イル基、2,9-フェナントロリン-6-イル基、2,9-フェナントロリン-7-イル基、2,9-フェナントロリン-8-イル基、2,9-フェナントロリン-10-イル基、2,8-フェナントロリン-1-イル基、2,8-フェナントロリン-3-イル基、2,8-フェナントロリン-4-イル基、2,8-フェナントロリン-5-イル基、2,8-フェナントロリン-6-イル基、2,8-フェナントロリン-7-イル基、2,8-フェナントロリン-9-イル基、2,8-フェナントロリン-10-イル基、2,7-フェナントロリン-1-イル基、2,7-フェナントロリン-3-イル基、2,7-フェナントロリン-4-イル基、2,7-フェナントロリン-5-イル基、2,7-フェナントロリン-6-イル基、2,7-フェナントロリン-8-イル基、2,7-フェナントロリン-9-イル基、2,7-フェナントロリン-10-イル基、1-フェナジニル基、2-フェナジニル基、1-フェノチアジニル基、2-フェノチアジニル基、3-フェノチアジニル基、4-フェノチアジニル基、10-フェノチアジニル基、1-フェノキサジニル基、2-フェノキサジニル基、3-フェノキサジニル基、4-フェノキサジニル基、10-フェノキサジニル基、2-オキサゾリル基、4-オキサゾリル基、5-オキサゾリル基、2-オキサジアゾリル基、5-オキサジアゾリル基、3-フラザニル基、2-チエニル基、3-チエニル基、2-メチルピロール-1-イル基、2-メチルピロール-3-イル基、2-メチルピロール-4-イル基、2-メチルピロール-5-イル基、3-メチルピロール-1-イル基、3-メチルピロール-2-イル基、3-メチルピロール-4-イル基、3-メチルピロール-5-イル基、2-t-ブチルピロール-4-イル基、3-(2-フェニルプロピル)ピロール-1-イル基、2-メチル-1-インドリル基、4-メチル-1-インドリル基、2-メチル-3-インドリル基、4-メチル-3-インドリル基、2-t-ブチル1-インドリル基、4-t-ブチル1-インドリル基、2-t-ブチル3-インドリル基、4-t-ブチル3-インドリル基等が挙げられる。
 好ましくは、1-ピロリル基、2-ピロリル基、3-ピロリル基、1-カルバゾリル基、2-カルバゾリル基、3-カルバゾリル基、4-カルバゾリル基、9-カルバゾリル基である。
 モノもしくはジアルキルアミノ基としては、アミノ基に、前記アルキル基が置換した基である。
 モノもしくはジアリールアミノ基として、アミノ基に、前記アリール基が置換した基である。
 アルキルアリールアミノ基として、アミノ基に、前記アルキル基とアリール基が置換した基である。
 ハロゲン原子の具体例はフッ素、塩素、臭素である。
 中でも、フッ素が好ましい。理由は、得られる重合体の表面張力が低下するので、より均一な塗布膜が形成できるためである。
 また前記アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、6~30のアリールオキシ基、アラルキル基、複素環基、モノもしくはジアルキルアミノ基、モノもしくはジアリールアミノ基、アルキルアリールアミノ基、トリアルキルシリル基、トリアリールシリル基、ジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基において、水素原子をハロゲン原子に置換してもよい。ハロゲン原子の中でもフッ素原子が好ましい。理由は、得られる重合体の表面張力が低下するので、より均一な塗布膜が形成できるためである。
重合性単量体(II):
前記式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(3)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 Lは、単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。
 Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。
 Xは、置換もしくは無置換のヘテロ原子を表す。
 Xが置換されている場合の置換基は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される1以上の基である。
 R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
 aは0~3の整数である。
 bは0~4の整数である。
 ここで、式(1)のAr~Arのうち少なくとも1つを、式(3)で置き換えられた基とすることにより、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイスに必要な性能が向上するとともに、耐還元性(耐電子性)が向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 式(3)において、Xは置換もしくは無置換のヘテロ原子を表す。ヘテロ原子とは、水素、炭素以外の原子を表すが、好ましくは、N、O,S、P,As,Sb,Bi,O,S,Se,Te、Po、Si、Ge、Sn,Bであり、より好ましくは、N、O,Sであり、Nの場合、下記に示すArが置換したNArが好ましい。
 重合性単量体(II)においては、上記式(3)で示される基が、下記式(4)~(6)で示される基から選択されることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 L、R、R、a及びbは、上記式(3)と同様である。
 Arは、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される基である。
 ここで、式(3)で示される基を、式(4)~(6)で示される基から選択することにより、特に、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイスに必要な性能が向上するとともに、耐還元性(耐電子性)が向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 重合性官能基及び重合性官能基を含む基は、重合性単量体(I)で説明した通りであるため、詳細は省略する。
 ここで、式(1)又は式(3)、ひいては式(4)~(6)に置換される重合性官能基を含む基は、1つ以上置換されていることが必須であり、さらに1つのみ置換されていることが好ましい。理由は、1つのみの置換であれば、架橋反応を起こさずに重合反応を行うことができ、重合体を形成後、再沈殿操作等の精製処理が可能になるため、未反応単量体や他の不純物が残存せず、有機デバイス、特に有機EL素子としての耐久性、寿命に悪影響を及ぼすことが少ないからである。
 重合性単量体(II)においては、重合性官能基を含む基は、式(1)におけるAr~Ar、及び式(5)におけるArからなる群から選択される少なくとも1つのアリール基に置換されていることが好ましい。
 ただし、重合性官能基を含む基は、式(3)で示されるベンゼン環に置換されてもよいが、耐還元性(耐電子性)をより向上させるためには、置換されていない方がより好ましい。また、重合性置換基を含む基は、式(4)~(6)で示されるベンゼン環に置換されてもよいが、耐還元性(耐電子性)をより向上させるためには、式(5)におけるArに置換する以外は、置換されていない方がより好ましい。
 さらに、上記アリール基(Ar~Ar及びAr)に含まれる末端芳香族基上において、重合性官能基を含む基と前記アリール基の末端芳香族基以外の部分とが、それぞれ、互いにパラ位(例えばフェニレンであれば1,4の位置)に結合していることが好ましい。理由として、側鎖間の相互作用が小さくなり、エキサイマーやエキサイプレックスの発生が低減するため、重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 Lは、式(4)のジベンゾフラン骨格、式(6)のジベンゾチオフェン骨格の1位から4位の任意の位置で置換されるが、このうち2位、4位が好ましく、4位がより好ましい。
 また、Lは、式(5)のカルバゾール骨格の1位から4位の任意の位置で置換されるが、このうち2位、3位が好ましく、さらに3位が好ましい。これらの理由は、合成が容易であること、また精製が容易で、高純度化しやすいことにより、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上することである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 ジベンゾフラン置換位置
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 カルバゾール置換位置
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 ジベンゾチオフェン置換位置
 Lは、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択されることが好ましい。
 このような基を選択することで、その重合体の、高温耐久性が向上して、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が一層向上する。
 式(3)~(6)中のアリール基、アリーレン基、置換基等の例は、重合性単量体(I)と同様である。
重合性単量体(III)
前記式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(7)で置き換えられた基であり、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
 c及びdは、それぞれ独立に0~4の整数である。
 Lは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50のアリーレン基である。
 Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。
 重合性単量体(III)においては、式(1)のAr~Arのうち少なくとも1つを、式(7)で置き換えられた基とすることにより、単量体の合成が容易になるとともに、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上し、耐還元性(耐電子性)も向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 重合性官能基を含む基及び重合性官能基は、重合性単量体(I)と同様であるため、詳細は省略する。
 ここで、式(1)又は式(7)に置換される重合性官能基を含む基は、1つ以上置換されていることが必須であり、さらに1つのみ置換されていることが好ましい。理由は、1つのみの置換であれば、架橋反応を起こさずに重合反応を行うことができ、重合体を形成後、再沈殿操作等の精製処理が可能になるため、未反応単量体や他の不純物が残存せず、有機デバイス、特に有機EL素子としての耐久性、寿命に悪影響を及ぼすことが少ないからである。
 重合性単量体(III)においては、重合性官能基を含む基は、式(1)におけるAr~Arからなる群から選択される少なくとも1つのアリール基に置換されていることが好ましい。尚、重合性官能基を含む基は、式(7)で示される基に置換されてもよいが、耐還元性(耐電子性)をより向上させるためには、置換されていない方がより好ましい。
 さらに、上記アリール基(Ar~Ar)に含まれる末端芳香族基上において、重合性官能基を含む基と前記アリール基の末端芳香族基以外の部分とが、それぞれ、互いにパラ位(例えばフェニレンであれば1,4の位置)に結合していることが好ましい。理由として、側鎖間の相互作用が小さくなり、エキサイマーやエキサイプレックスの発生が低減するため、重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 重合性単量体(III)におけるアリール基、アリーレン基、置換基等の例は、重合性単量体(I)と同様である。
 ここで、前記Lは、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択されることが好ましい。
 このような基を選択することで、その重合体の高温耐久性が向上して、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が一層向上する。
 さらに、本発明の重合性単量体は、重合性単量体(I)~(III)が組み合わされた下記の実施態様を含む。
 式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが式(2)で置き換えられた基であり、かつ、Ar~Arの残りの少なくとも一つが式(3)で置き換えられた基である重合性単量体であることも好ましい。特に、式(3)で示される基が、式(4)~(6)で示される基からなる群から選択された重合性単量体であることがより好ましい。
 このように構成することで、得られる重合体の溶媒への溶解性が向上し、塗布膜の均一性が向上するとともに、有機デバイス、特に有機EL素子の高温耐久性が向上する。さらに、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、耐還元性(耐電子性)が向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 また、式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが式(2)で置き換えられた基であり、かつ、Ar~Arの残りの少なくとも一つが式(7)で置き換えられた基である重合性単量体であることも好ましい。
 このように構成することで、得られる重合体の溶媒への溶解性が向上し、塗布膜の均一性が向上するとともに、有機デバイス、特に有機EL素子の高温耐久性が向上する。さらに、単量体の合成が容易になるとともに、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上し、耐還元性(耐電子性)も向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 また、式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが式(3)で置き換えられた基であり、かつ、Ar~Arのうちの残りの少なくとも一つが式(7)で置き換えられた基である重合性単量体であることも好ましい。特に、式(3)で示される基が、式(4)~(6)で示される基からなる群から選択され、かつ、Ar~Arのうちの残りの少なくとも一つが式(7)で置き換えられた基である重合性単量体がさらに好ましい。
 このように構成することで、単量体の合成が容易になるとともに、得られる重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上し、耐還元性(耐電子性)も向上するので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
 本発明の重合性単量体(I)~(III)の例を以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
実施態様2:重合体
重合性単量体(I)~(III)からなる群から選択される1種又は2種以上に由来する繰り返し単位を有する重合体
 即ち、本発明の重合体は、以下のいずれかからなる。
(a)重合性単量体(I)~(III)からなる群から選択された1種に由来する繰り返し単位を有する単独重合体
(b)重合性単量体(I)~(III)からなる群から選択された2種以上の単量体に由来する繰り返し単位を有する共重合体
(c)重合性単量体(I)~(III)からなる群から選択された1種又は2種以上の単量体に由来する繰り返し単位と他の単量体に由来する繰り返し単位を含む共重合体
 上記(c)の共重合体では、重合性単量体(I)~(III)の単量体成分を、50モル%以上含有していることが好ましく、70モル%以上含有することがより好ましい。本発明の重合性単量体成分が50モル%より少ないと、前記本発明の重合性単量体(I)~(III)を用いて得られる効果が十分に発揮されないおそれがある。
 上記共重合体(b)及び(c)に関しては、その結合形式に特に制限はなく、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダムブロック共重合体、櫛形共重合体、星型共重合体等、いずれであってもよいが、本発明の重合体は、架橋型、ネットワーク型重合体よりも、線形型重合体を指向するものである。
 上記共重合体(c)の場合は、繰り返し単位A(例えば、重合性単量体(I)~(III))と繰り返し単位B(他の単量体)を含むランダム共重合体(―ABBABBBAAABA―)、交互共重合体(―ABABABABABAB―)、ブロック共重合体(―AAAAAABBBBBB―)、グラフト共重合体(繰り返し単位Aと繰り返し単位Bのどちらが主鎖であってもよいし、どちらが側鎖であってもよい)のいずれであってもよい。
 共重合体(c)の他の単量体としては、好ましくは以下に示すモノアミン系芳香族化合物、ジアミン系芳香族化合物及びトリアミン系芳香族化合物に、重合性官能基を含む基が置換した重合性単量体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式中、Ar~Arは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、
 L及びLは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基である。
 Ar~Ar並びにL及びLのアリール基、アリーレン基の例は、先に記載したものと同じである。
 また、Ar~Ar並びにL及びLが有する置換基は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。)
 重合性官能基を含む基は、好ましくは上述のアミン系芳香族化合物のAr~Arの末端芳香族基に置換する。
 末端芳香族基上の重合性官能基を含む基は、さらに好ましくは上記式における、末端芳香族基以外の部分に対して、互いにパラ位(例えば、末端芳香族基がフェニレン基であれば1,4の位置)に結合している。
 理由としては、側鎖間の相互作用が小さくなり、エキサイマーやエキサイプレックスの発生が低減できるため、重合体の正孔輸送能等のデバイス性能が向上するとともに、重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上するためである。
 このような共重合体(c)を用いることにより、得られる重合体の塗布溶媒への溶解性が向上でき、正孔の注入特性及び輸送特性を改善することができる。
 本発明の重合体の分子量は特に制限はなく、2量体以上のオリゴマーから超高分子体まで含まれる。好ましくは数平均分子量(Mn)で、10~10、より好ましくは10~10である。また、重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10~10、より好ましくは10~10である。また、Mw/Mnで表される分子量分布は、特に制限はないが、10以下が好ましく、3以下がさらに好ましい。分子量があまり大きすぎるとゲル化により素子作成において均質な製膜ができなくなり、また、分子量が小さすぎると溶解性制御が困難になるという問題がある。尚、両分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用い、標準ポリスチレンで検量して求めた。
 青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子においては、理由は定かではないが、本発明の重合体について、数平均分子量(Mn)で10~5×10、又は重量平均分子量(Mw)で10~5×10において、より青色発光の有機エレクトロルミネッセンス素子の高発光効率化、長寿命化、高耐熱化が確認された。
 本発明の重合体は、単量体を付加、環化又は開環重合することにより製造することができる。
 本発明の重合体の重合方法は問わないが、例えば、ラジカル重合法、イオン重合法、リビング重合法、ラジカルリビング重合法、配位重合等が挙げられる。特に、ラジカル重合法又はカチオン重合が好ましい。ラジカル重合法の開始剤としては、例えばアゾ化合物、過酸化物が挙げられ、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソブチル酸ジエステル誘導体、過酸化ジベンゾイル(BPO)が好ましい。
 カチオン重合の開始剤としては、各種強酸(p-トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等)、ルイス酸が好ましい。
 重合溶媒は、特に問わないが、例えば、トルエン・クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、塩化メチレン、ジクロロエタン・クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒、テトラヒドロフラン・ジオキサン等のエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒、メタノール等のアルコール系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、アセトン等のケトン系溶媒等が挙げられる。溶媒の選択により、均一系で重合する溶液重合、生成したポリマーが沈澱する沈澱重合を行うこともできる。
 これらの有機溶媒は単独で用いてもよいし、2種以上用いてもよい。有機溶媒の使用量は、単量体の濃度が0.1~90重量%になるような量が好ましく、1~50重量%になる量がより好ましい。
 重合温度は、反応媒体が液状を保つ範囲であれば、特に限定されない。-100~200℃が好ましく、0~120℃がより好ましい。反応時間は、反応温度等の反応条件で変わるが、1時間以上が好ましく、2~500時間がより好ましい。
 重合生成物は、公知の方法により、例えば、メタノール等の低級アルコールに反応溶液を加えて析出させた沈殿を濾過、乾燥することにより、目的とする高分子化合物を得ることができる。高分子化合物の純度が低い場合は、再結晶、ソックスレー連続抽出、力ラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製すればよい。
 このように精製することにより、未反応単量体及び重合触媒等の不純物が除去されるので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命が向上する。
実施態様3:重合体からなる材料
 上記のようにして得られた本発明の重合体は、以下の有機デバイス用材料、正孔注入輸送用材料、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料に好適に利用でき、得られる有機デバイス、特に有機EL素子において、寿命、発光効率等の素子特性に優れ、さらに、ディスプレイや照明用途で実用的な高温駆動を行っても、劣化が小さく、実用に適した有機EL素子を提供することができる。
 また、塗布法で正孔注入輸送層が均一に形成できるため、ディスプレイや照明用途の低コスト化又は大画面化に適している。
 ここで、有機デバイスの例としては、有機EL素子のほかに、有機TFT、有機太陽電池等の光電変換素子、イメージセンサー等が挙げられる。
 有機EL素子の例としては、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、一般又は特殊照明、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等に利用できる。
 また、本発明の重合体は、電子写真感光体用材料としても使用できる。
実施態様4:有機エレクトロルミネッセンス素子
 本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、有機EL素子ということがある)は、陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されており、上記有機薄膜層の少なくとも1層が、本発明の重合体を含有するものである。
 本発明の有機EL素子においては、有機薄膜層が正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方を含み、本発明の重合体が正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方に含有されていることが好ましい。
 また、本発明の重合体が、正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方の主成分として含有されていることがより好ましい。
 本発明の有機EL素子においては、発光層が、スチリルアミン化合物及びアリールアミン化合物のいずれか一方又は両方を含有することが好ましい。
 また、正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方を有する場合、アクセプター材料を正孔注入・層及び正孔輸送層のいずれか一方又は両方に含有させることが好ましい。特に、陽極に接する層に含有させることが好ましい。
 アクセプター材料を含有させることにより、正孔注入・輸送層中の正孔密度を増加したり、正孔移動度が高まるので、得られる有機EL素子の駆動電圧を低下させたり、キャリアバランスが向上して、長寿命化が可能になる。
 アクセプター材料は、好ましくは電子吸引性の置換基又は電子欠乏環を有する有機化合物である。
 電子吸引性の置換基として、例えば、ハロゲン、CN-、カルボニル基、アリールホウ素基等が挙げられる。
 電子欠乏環として、例えば、2-ピリジル、3-ピリジル、4-ピリジル、2-キノリル、3-キノリル、4-キノリル、2-イミダゾール、4-イミダゾール、3-ピラゾール、4-ピラゾール、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、3-(1,2,4-N)-トリアゾリル、5-(1,2,4-N)-トリアゾリル、5-テトラゾリル、4-(1-O,3-N)-オキサゾール、5-(1-O,3-N)-オキサゾール、4-(1-S,3-N)-チアゾール、5-(1-S,3-N)-チアゾール、2-ベンゾキサゾール、2-ベンゾチアゾール、4-(1,2,3-N)-ベンゾトリアゾール、及びベンズイミダゾールからなる群から選択される化合物等が挙げられるが、必ずしもこれらに限定されるわけではない。
上記アクセプター材料は、キノイド誘導体であると好ましい。
 キノイド誘導体は、下記式(1a)~(1i)に示される化合物が挙げられ、より好ましくは(1a)、(1b)に示される化合物である。
 式(1a)~(1i)において、R~R48は、それぞれ水素、ハロゲン、フルオロ
アルキル基、シアノ基、アルコキシ基、アルキル基又はアリール基であり、好ましくは水
素、シアノ基である。
 式(1a)~(1i)において、Xは電子吸引基であり、下記式(j)~(p)の構造
のいずれかからなる。好ましくは、(j)、(k)、(l)の構造である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 式中、R49~R52は、それぞれ水素、フルオロアルキル基、アルキル基、アリール基又は複素環であり、R50とR51が環を形成してもよい。
 式(1a)~(1i)において、Yは、-N=又は-CH=である。
 R~R48のハロゲンとして、フッ素、塩素が好ましい。
 R~R48のフルオロアルキル基として、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が好ましい。
 R~R48のアルコキシル基として、メトキシ基、エトキシ基、iso―プロポキシ基、tert-ブトキシ基が好ましい。
 R~R48のアルキル基として、メチル基、エチル基、プロピル基、iso-プロピル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基が好ましい。
 R~R48のアリール基として、フェニル基、ナフチル基が好ましい。
 R49~R52のフルオロアルキル基、アルキル基、アリール基は、R~R48と同様である。
 R49~R52の複素環は、好ましくは下記式に示す置換基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 R50とR51が環を形成する場合、Xは、好ましくは下記式に示す置換基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 式中、R51’及びR52’は、それぞれメチル基、エチル基、プロピル基、tert-ブチル基である。
 キノイド誘導体の具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 アクセプター含有層に含まれるアクセプター材料の含有量は、好ましくは層全体に対して1~100モル%であり、より好ましくは50~100モル%である。
 また、正孔注入・輸送層にフラーレンが含まれていてもよい。例えばC60を代表とするカーボンクラスター化合物が挙げられ、C60以外のC70、C76、C78、C82、C84、C90、C96等でもよい。
 本発明の有機EL素子は、青色発光するものであることが好ましい。青色発光する有機EL素子は、一般に素子寿命が短いが、本発明の重合体を有機薄膜層に用いていることにより、実用的な高輝度、高温駆動を行っても、寿命が低下し難い。
 本発明の有機EL素子の代表的な素子構成としては、
 (1)陽極/発光層/陰極
 (2)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
 (3)陽極/発光層/電子注入層/陰極
 (4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
 (5)陽極/有機半導体層/発光層/陰極
 (6)陽極/有機半導体層/電子障壁層/発光層/陰極
 (7)陽極/有機半導体層/発光層/付着改善層/陰極
 (8)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
 (9)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
 (10)陽極/無機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
 (11)陽極/有機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
 (12)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
 (13)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
 等の構造を挙げることができる。
 これらの中で通常(8)の構成が好ましく用いられるが、これらに限定されるものではない。
<透光性基板>
 本発明の有機EL素子は、透光性の基板上に上記各種の層構成を有する複数の層を積層して作製される。ここでいう透光性基板は有機EL素子を支持する基板であり、400~700nmの可視領域の光の透過率が50%以上で平滑な基板が好ましい。
 具体的には、ガラス板、ポリマー板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等が挙げられる。またポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン等を挙げることができる。
<陽極>
 本発明の有機EL素子の陽極に使用される導電性材料としては、4eVより大きな仕事関数を持つものが適しており、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ITO基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が用いられる。
<陰極>
 陰極に使用される導電性物質としては、4eVより小さな仕事関数を持つものが適しており、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、これらに限定されるものではない。合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、これらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
 この陰極は上記の導電性物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。
 ここで発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。
 また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、膜厚は通常10nm~1μm、好ましくは50~200nmである。
<絶縁層>
 有機EL素子は超薄膜に電界を印可するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすい。これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層を挿入することが好ましい。
 絶縁層に用いられる材料としては例えば酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられ、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
<発光層>
 有機EL素子の発光層は以下(1)~(3)の機能を併せ持つものである。
 (1)注入機能:電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
 (2)輸送機能:注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能
 (3)発光機能:電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
 ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動することが好ましい。
 前記複数の層には、必要に応じて、本発明の重合体が使用できる。さらに、公知の発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を使用することもできるし、本発明の重合体をドーピング材料としても使用することができる。有機EL素子は、前記有機薄膜層を複数層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。必要があれば、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料や電子注入材料を組み合わせて使用することができる。また、ドーピング材料により、発光輝度や発光効率の向上、赤色や青色の発光を得ることもできる。また、正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機層又は金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
 本発明の重合体と共に発光層に使用できるホスト材料又はドーピング材料としては、例えば、ナフタレン、フェナントレン、ルブレン、アントラセン、テトラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、デカシクレン、コロネン、テトラフェニルシクロペンタジエン、ペンタフェニルシクロペンタジエン、フルオレン、スピロフルオレン、9,10-ジフェニルアントラセン、9,10-ビス(フェニルエチニル)アントラセン、1,4-ビス(9’-エチニルアントラセニル)ベンゼン等の縮合多量芳香族化合物及びそれらの誘導体、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム、ビス-(2-メチル-8-キノリノラート)-4-(フェニルフェノリナート)アルミニウム等の有機金属錯体、トリアリールアミン誘導体、スチリルアミン誘導体、スチルベン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体、オキサゾン誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ピラジン誘導体、ケイ皮酸エステル誘導体、ジケトピロロピロール誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体、フルオランテン誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 正孔注入・輸送層は発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常5.6eV以下と小さい。このような正孔注入・輸送層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば10~10V/cmの電界印加時に、少なくとも10-4cm/V・秒であれば好ましい。
 前記のように、本発明の重合体は、特に正孔注入・輸送層として好ましく用いられる。
 本発明の重合体を正孔輸送帯域に用いる場合、本発明の正孔輸送材料単独で正孔注入、輸送層を形成してもよく、他の材料と混合して用いてもよい。
 本発明の重合体と混合して正孔注入・輸送層を形成する他の材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導電材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機EL素子の正孔注入・輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。本発明においては、正孔輸送能を有し、正孔輸送帯域に用いることが可能な材料を正孔輸送材料と呼ぶ。
 正孔注入・輸送層用の本発明の重合体以外の他の材料の具体例としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、導電性高分子(ポリアニリン、ポリチオフェン)、上述のモノアミン、ジアミン、トリアミン系芳香族化合物に重合性官能基を含む基が置換した重合性単量体の重合体等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 本発明の有機EL素子において使用できる正孔注入材料の中で、さらに効果的な正孔注入材料は、芳香族三級アミン誘導体及びフタロシアニン誘導体である。
 芳香族三級アミン誘導体としては、例えば、トリフェニルアミン、トリトリルアミン、トリルジフェニルアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-(3-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-フェニル-4,4’-ジアミン、N,N,N’,N’-(4-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジナフチル-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン、N,N’-(メチルフェニル)-N,N’-(4-n-ブチルフェニル)-フェナントレン-9,10-ジアミン、N,N-ビス(4-ジ-4-トリルアミノフェニル)-4-フェニル-シクロヘキサン等、又はこれらの芳香族三級アミン骨格を有したオリゴマーもしくはポリマーであるが、これらに限定されるものではない。
 フタロシアニン(Pc)誘導体としては、例えば、HPc、CuPc、CoPc、NiPc、ZnPc、PdPc、FePc、MnPc、ClAlPc、ClGaPc、ClInPc、ClSnPc、ClSiPc、(HO)AlPc、(HO)GaPc、VOPc、TiOPc、MoOPc、GaPc-O-GaPc等のフタロシアニン誘導体及びナフタロシアニン誘導体があるが、これらに限定されるものではない。また、本発明の有機EL素子は、発光層と陽極との間に、これらの芳香族三級アミン誘導体及び/又はフタロシアニン誘導体を含有する層、例えば、前記正孔輸送層又は正孔注入層を形成してなると好ましい。
 次に、電子注入層・輸送層について述べる。電子注入層・輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きく、また付着改善層は、この電子注入層の中で特に陰極との付着が良い材料からなる層である。
 また、有機EL素子は発光した光が電極(この場合は陰極)により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子輸送層は数nm~数μmの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、10~10V/cmの電界印加時に電子移動度が少なくとも10-5cm/Vs以上であることが好ましい。
 電子注入層に用いられる材料としては、具体的には、フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより増感させることもできる。
 本発明の有機EL素子において、さらに効果的な電子注入材料は、金属錯体化合物及び含窒素五員環誘導体である。
 前記金属錯体化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8-ヒドロキシキノリナート)マンガン、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2-メチル-8-ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(8-ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛、ビス(2-メチル-8-キノリナート)クロロガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(o-クレゾラート)ガリウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(1-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリナート)(2-ナフトラート)ガリウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 前記含窒素五員誘導体としては、例えば、オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体が好ましい。具体的には、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-オキサゾール、ジメチルPOPOP、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-チアゾール、2,5-ビス(1-フェニル)-1,3,4-オキサジアゾール、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)1,3,4-オキサジアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール、1,4-ビス[2-(5-フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4-ビス[2-(5-フェニルオキサジアゾリル)-4-tert-ブチルベンゼン]、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)-1,3,4-チアジアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-チアジアゾール、1,4-ビス[2-(5-フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2-(4’-tert-ブチルフェニル)-5-(4”-ビフェニル)-1,3,4-トリアゾール、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-トリアゾール、1,4-ビス[2-(5-フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
 本発明の有機EL素子においては、発光層中に、本発明の重合体の他に、発光材料、ドーピング材料、正孔注入材料及び電子注入材料の少なくとも1種が同一層に含有されてもよい。また、本発明により得られた有機EL素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
 本発明の有機EL素子では、効率良く発光させるために、少なくとも一方の面は素子の発光波長領域において充分透明にすることが望ましい。また、基板も透明であることが望ましい。透明電極は、上記の導電性材料を使用して、蒸着やスパッタリング等の方法で所定の透光性が確保するように設定する。発光面の電極は、光透過率を10%以上にすることが望ましい。基板は、機械的、熱的強度を有し、透明性を有するものであれば限定されるものではないが、ガラス基板及び透明性樹脂フィルムがある。透明性樹脂フィルムとしては、ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリメチルメタアクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリビニルフルオライド、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリプロピレン等が挙げられる。
 本発明の有機EL素子の各層の形成は、真空蒸着、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法やスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法等の公知の方法を適用することができる。膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定する必要がある。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nm~10μmの範囲が適しているが、10nm~0.2μmの範囲がさらに好ましい。
 本発明の重合体を含有する層(特に正孔注入・輸送層)を形成する方法としては、例えば、重合体の溶液を成膜する方法が挙げられる。成膜方法としては、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、スリットコート法、ワイアーバーコート法、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、インクジェット法、ノズルプリンティング法、等が挙げられ、パターン形成をする場合には、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が好ましい。これらの方法による成膜は当業者に周知の条件により行うことができ、その詳細は省略する。
 成膜後、真空、加熱(高くても200℃)乾燥して、溶媒を除去すればよく、光、高温(200℃以上)加熱による重合反応は不要である。従って、光、高温加熱による性能劣化は抑制される。
 成膜用溶液は、少なくとも1種類の本発明の重合体を含有していればよく、また上記材料以外に他の正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、アクセプター材料、溶媒、安定剤等の添加剤を含んでいてもよい。上記成膜用溶液中の重合体の含有量は、溶媒を除いた組成物の全重量に対して20~100重量%が好ましく、40~100重量%がより好ましい。溶媒の割合は、成膜用溶液の1~99.9重量%が好ましく、80~99重量%がより好ましい。
 成膜用溶液は、粘度及び/又は表面張力を調節するための添加剤、例えば、増粘剤(高分子量化合物、本発明の重合体の貧溶媒等)、粘度降下剤(低分子量化合物等)、界面活性剤等を含有していてもよい。また、保存安定性を改善するために、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等、有機EL素子の性能に影響しない酸化防止剤を含有していてもよい。
 使用可能な高分子量化合物としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ-N-ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
 成膜用溶液の溶媒としては、クロロホルム、塩化メチレン、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、ジオキソラン、アニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロへキサン、メチルシクロへキサン、n-ペンタン、n-へキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン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、シクロへキサノン、べンゾフェノン、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、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-へキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロへ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例示される。また、これらの有機溶媒は、単独で、又は複数組み合わせて用いることができる。これらのうち、溶解性、成膜の均一性、粘度特性等の観点から、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、n-プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、n-ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、5-ブチルベンゼン、n-へキシルベンゼン、シクロへキシルベンゼン、1-メチルナフタレン、テトラリン、1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキソラン、アニソール、エトキシベンゼン、シクロへキサン、ビシクロへキシル、シクロヘキセニルシクロヘキサノン、n-ヘプチルシクロへキサン、n-へキシルシクロヘキサン、デカリン、安息香酸メチル、シクロへキサノン、2-プロピルシクロへキサノン、2-へプタノン、3-へプタノン、4-へプタノン、2-オクタノン、2-ノナノン、2-デカノン、ジシクロへキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンがより好ましい。
<有機EL素子の製造方法>
 以上例示した各種材料及び層形成方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入・輸送層、及び必要に応じて電子注入・輸送層を形成し、さらに陰極を形成することにより有機EL素子を作製することができる。また陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機EL素子を作製することもできる。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
実施例(各種単量体の合成)
 下記スキームに基づいて、中間体(A)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
中間体(A)の合成
<第1工程>
 4-ブロモ-ヨードフェニル17.0g(60mmol)、4-メトキシフェニルボロン酸9.1g(60mmol)、Pd(PPh1.4g、炭酸ナトリウム21.9g、上水及びジメトキシエタンを入れ、還流下にて8時間反応した。
 冷却後、反応溶液を濾過し、ろ液をジクロロメタンで抽出して、ジクロロメタン層を水洗して濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。得られた固体をトルエン、メタノールで再結晶して、減圧乾燥したところ、7.9gの白色固体を得た(収率50%)。FD-MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体(a)と同定した。
<第2工程>
 2-ブロモ-7-ヨード-9、9-ジメチルフルオレン23.9g(60mmol)、2-ナフチルボロン酸10.3g(60mmol)、Pd(PPh1.4g、炭酸ナトリウム21.9g、上水及びジメトキシエタンを入れ、還流下にて8時間反応した。
 冷却後、反応溶液を濾過し、ろ液をジクロロメタンで抽出して、ジクロロメタン層を水洗して濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。得られた固体をトルエン、メタノールで再結晶して、減圧乾燥したところ、10.8g(収率45%)の白色固体を得た。FD-MS(フィールドディソープションマススペクトル)の分析により、中間体(b)と同定した。
<第3工程>
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き500mL三口フラスコ中に、アセトアミド2.4g(40mmol)、4-フェニル-1-ブロモベンゼン11.2g(48mmol)、ヨウ化銅6.2g(32mmol)、N,N-ジメチルエチレンジアミン4.3g(48mmol)、炭酸カリウム22.4g(160mol)脱水キシレン200mLを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、濾過、水洗後、キシレン層を濃縮して、析出した結晶を取り出し、トルエン100mL、メタノール200mLにて洗浄して、淡黄色粉末4.4gをた(中間体(c)、収率52%)。
<第4工程>
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、中間体(c)4.2g(20mmol)、中間体(a)6.3g(24mmol)、ヨウ化銅3.1g(16mmol)、N,N-ジメチルエチレンジアミン2.1g(24mmol)、炭酸カリウム11.2g(80mol)、脱水キシレン100mLを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、濾過、水洗後、キシレン層を濃縮して、析出した結晶を取り出し、トルエンを展開溶媒としてカラムクロマトにて精製して、淡黄色粉末4.7gを得た(中間体(d)、収率60%)。
<第5工程>
 冷却管付き300mL三口フラスコ中に、中間体(d)5.6g(14mmol)、水酸化カリウム5.6g(100mmol)、エタノール100mL、トルエン100mLを加えた後、80℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後水洗したトルエン層を濃縮して、析出した結晶を取り出し、トルエン100mL、メタノール100mLにて洗浄して、淡黄色粉末3.7gを得た(中間体(e)、収率75%)。
<第6工程>
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、中間体(b)4.0g(10mmol)、中間体(e)3.5g(10mmol)、酢酸パラジウム0.02g(0.1mmol)、トリ-t-ブチルホスフィン0.1g(0.5mmol)、t-ブトキナトリウム0.7g(7mmol)、乾燥トルエン100mLを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエンを展開溶媒としてカラムクロマトにて精製して、淡黄色粉末5.4gを得た(中間体(f)、収率80%)。
<第7工程>
 次に、アルゴン雰囲気下、300mL三口フラスコに、中間体(f)5.4g(8mmol)を100mLの脱水塩化メチレン中に溶解させ、10℃で冷却後、三臭化ホウ素2.11g(8.4mmol)の塩化メチレン溶液を滴下し、室温で4時間攪拌し、水で反応液を処理した後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエンを展開溶媒として、カラムクロマトを実施した。淡黄色粉末4.7gを得た(中間体(g)、収率90%)。
<第8工程>
 アルゴン雰囲気下、300mL三口フラスコに、中間体(g)3.3g(5.0mmol)、ジイソプロピルアミン1.0g(10mmol)を100mLの脱水塩化メチレン中に溶解させ、0℃で冷却後、トリフロロメタンスルホン酸無水物3.1g(11mmol)、の脱水塩化メチレン溶液を滴下し、室温で21時間攪拌した。次に、5%炭酸ナトリウム水溶液で中和後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末3.5gを得た(中間体(A)、収率88%)。
 下記合成スキームによって、単量体(1)~(6)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
実施例1
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(A)2.4g(3mmol)、4-ビニルフェニルボロン酸 0.4g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末1.7gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(1)(収率75%)であることを確認した。
実施例2
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(A)2.4g(3mmol)、4-ヒドロキシフェニルボロン酸 0.4g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施して、淡黄色粉末を得た(フェノール誘導体)。
 次に、アルゴン雰囲気下、100mL三口フラスコに、前記フェノール誘導体、トリエチルアミン0.5g(5mmol)を50mLの脱水トルエン中に溶解させ、0℃で冷却後、メタクリル酸クロライド0.3g(3mmol)の脱水トルエン溶液を滴下し、室温で10時間攪拌した。析出した塩を濾過後、ろ液を濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末1.5gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(2)(収率63%)であることを確認した。
実施例3
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(A)2.4g(3mmol)、4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)アニリン0.6g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施して、淡黄色粉末を得た(アニリン誘導体)。
 次に、アルゴン雰囲気下、100mL三口フラスコに、前記アニリン誘導体、トリエチルアミン0.5g(5mmol)を50mLの脱水トルエン中に溶解させ、0℃で冷却後、メタクリル酸クロライド0.3g(3mmol)の脱水トルエン溶液を滴下し、室温で10時間攪拌した。析出した塩を濾過後、ろ液を濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末1.5gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(3)(収率62%)であることを確認した。
実施例4
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(A)2.4g(3mmol)、4-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)アニリン0.6g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施して、淡黄色粉末を得た(アニリン誘導体)。
 次に、100mL三口フラスコに、前記アニリン誘導体と、マレイン酸無水物を0.3g(3mmol)を50mLのクロロホルム中に溶解させ、室温で、4時間反応させた。次に、溶媒を留去した後、酢酸ナトリウム1.2g(15mmol)と無水酢酸50mL加え、100℃で5時間反応させた。反応液を水中に落とし、析出物を濾別した。次に、析出物をトルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末2.0gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(4)(収率80%)であることを確認した。
実施例5(ディールスアルダー反応)
 反応はすべてアルゴン雰囲気下にて行なった。冷却管付き200mL三口フラスコ中にて、実施例1と同様に合成した化合物(1)1.1g(1.44mmol)及び溶媒トルエン150mLを加え加熱攪拌させることで化合物(1)をトルエンに完全に溶解させた。この溶液を室温になるまで放置し、次に使用直前に蒸留したシクロペンタジエン10g(150mmol)、及び少量のp-トルエンスルホン酸を加え、室温にて2時間反応させ、その後さらに75℃にて5時間反応させた。この反応液を大量のヘキサン(約1000mL)に注ぎ、生じた固体成分を濾取し、塩化メチレン/ヘキサン混合溶媒を展開溶媒としてカラムクロマトにて精製して、淡黄色粉末0.7gを得た(化合物(5)、収率63%)。NMR、MS等にて目的生成物であることを確認した。
実施例6
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(A)2.4g(3mmol)、4-ヒドロキシフェニルボロン酸 0.4g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施して、淡黄色粉末を得た(フェノール誘導体)。
 次に、アルゴン雰囲気下、100mL三口フラスコに、フェノール誘導体2と、ジイソプロピルアミン0.6g(6mmol)を50mLの脱水塩化メチレン中に溶解させ、0℃で冷却後、トリフロロメタンスルホン酸無水物1.6g(6mmol)、の脱水塩化メチレン溶液を滴下し、室温で21時間攪拌した。次に、5%炭酸ナトリウム水溶液で中和後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末2.1gを得た(中間体(h)、収率80%)。
 次に、アルゴン雰囲気下、100mL三口フラスコにて、上記中間体(h)2.1g(2.4mmol)をN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)50mLに溶解させ、これにトリメチルシリルアセチレン0.24g(2.4mmol)、塩化パラジウム(II)ビスベンゾニトリル錯体9.2mg(0.024mmol)、ヨウ化銅4.6mg(0.024mmol)、トリエチルアミン0.24g(2.4mmol)、及びトリ-tert-ブチルホスフィン4.9mg(0.024mmol)を加え、80℃にて10時間加熱攪拌させた。反応溶液に多量の酢酸エチルを加え、これをセライト濾過し、酢酸エチル及びDMFを減圧留去することで中間体(i)の粗生成物を得た。
 次に、100mL三口フラスコにて、この中間体(i)の粗生成物を塩化メチレン100mLに溶解させ、これにTBAF(フッ化テトラブチルアンモニウム水和物)0.8gを加え、室温にて5時間反応させた。この反応液から塩化メチレンを減圧留去し、さらに塩化メチレン/ヘキサン混合溶媒を展開溶媒としてカラムクロマトにて精製して、0.53gの目的化合物を得た(化合物(6)、収率30%)。NMR、MS等にて目的生成物であることを確認した。
中間体(B)の合成
 中間体(A)の合成法を参考に、以下のスキームにて、中間体(B)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
中間体(C)の合成
 中間体(A)の合成法を参考に、以下のスキームにて、中間体(C)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
中間体(D)の合成
 中間体(A)の合成法を参考に、以下のスキームにて、中間体(D)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
実施例7
 実施例1において、中間体(A)の代わりに中間体(B)を用いること以外は同様に、目的生成物(7)を得た。
実施例8
中間体(E)の合成
 以下のスキームにて、中間体(E)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き500mL三口フラスコ中に、アセトアミド2.4g(40mmol)、4-(p-ブロモフェニル)ジベンゾフラン 31.0g(96mmol)、ヨウ化銅6.2g(32mmol)、N,N-ジメチルエチレンジアミン4.3g(48mmol)、炭酸カリウム22.4g(160mol)脱水キシレン200mLを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、濾過、水洗後、キシレン層を濃縮して、析出した結晶を取り出し、トルエン100mL、メタノール200mLにて洗浄して、淡黄色粉末12.9gを得た(中間体(1)、収率52%)。
 冷却管付き300mL三口フラスコ中に、中間体(1)11.5g(20mmol)、水酸化カリウム5.6g(100mmol)、エタノール100mL、トルエン100mLを加えた後、80℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後水洗したトルエン層を濃縮して、析出した結晶を取り出し、トルエン100mL、メタノール100mLにて洗浄して、淡黄色粉末8.0gを得た(中間体(2)、収率75%)。
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、中間体(2)4.0g(10mmol)、4-ブロモ-4’-メトキシビフェニル 2.6g(10mmol)、酢酸パラジウム0.02g(0.1mmol)、トリ-t-ブチルホスフィン0.1g(0.5mmol)、t-ブトキナトリウム0.7g(7mmol)、乾燥トルエン100mLを加えた後、100℃にて一晩加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエンを展開溶媒としてカラムクロマトにて精製して、淡黄色粉末5.7gを得た(中間体(3)、収率80%)。
 次に、アルゴン雰囲気下、300mL三口フラスコに、中間体(3)5.1g(7.1mmol)を100mLの脱水塩化メチレン中に溶解させ、10℃で冷却後、三臭化ホウ素2.11g(8.4mmol)の塩化メチレン溶液を滴下し、室温で4時間攪拌し、水で反応液を処理した後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエンを展開溶媒として、カラムクロマトを実施した。淡黄色粉末4.5gを得た(中間体(4)、収率90%)。
 アルゴン雰囲気下、100mL三口フラスコに、中間体(4)4.0g(5.7mmol)と、ジイソプロピルアミン0.9g(9mmol)を50mLの脱水塩化メチレン中に溶解させ、0℃で冷却後、トリフロロメタンスルホン酸無水物2.4g(9mmol)、の脱水塩化メチレン溶液を滴下し、室温で21時間攪拌した。次に、5%炭酸ナトリウム水溶液で中和後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末4.4gを得た(中間体(E)、収率92%)。
目的生成物(8)の合成
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(X)2.5g(3mmol)、4-ビニルフェニルボロン酸 0.4g(3mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.7g(60μmol)、炭酸ナトリウム1.0g(9mmol)、乾燥トルエン50mLを加えた後、80℃にて24時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末1.7gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(8)(単量体(8))(収率75%)であることを確認した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
実施例9
 実施例2において、中間体(A)の代わりに中間体(B)を用いること以外は同様に、目的生成物(9)を得た。
実施例10
 実施例3において、中間体(A)の代わりに中間体(B)を用いること以外は同様に、目的生成物(10)を得た。
実施例11
 実施例4において、中間体(A)の代わりに中間体(B)を用いること以外は同様に、目的生成物(11)を得た。
実施例12
 実施例5において、中間体(A)の代わりに中間体(B)を用いること以外は同様に、目的生成物(12)を得た。
実施例13
 実施例1において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(13)を得た。
実施例14
 実施例2において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(14)を得た。
実施例15
 実施例3において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(15)を得た。
実施例16
 実施例4において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(16)を得た。
実施例17
 実施例5において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(17)を得た。
実施例18
 実施例6において、中間体(A)の代わりに中間体(C)を用いること以外は同様に、目的生成物(18)を得た。
実施例19
 アルゴン雰囲気下、300mL三口フラスコに、中間体(D)4.8g(5.6mmol)、PdCl(dppp)(dpppはジフェニルホスフィノプロパン配位子)、0.17g(0.28mmol)を100mLの脱水THF中に溶解させ、0℃で冷却後、1Mのビニルマグネシウムブロマイド(THF溶液)を6.7cc(6.72mmol相当)を滴下し、室温で22時間攪拌した。次に、トルエン200mLと2N塩酸水溶液を滴下後、濾過し、ろ液を濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。淡黄色粉末2.7gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(19)(収率65%)であることを確認した。
実施例20
 中間体(B)の合成ルートにおいて、原材料のジベンゾフランの代わりに、ジベンゾチオフェンを用いたこと以外は同様に中間体(F)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(F)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(20)を得た。
実施例21
 中間体(B)の合成ルートにおいて、下記ジベンゾフラン誘導体(j)の代わりに、下記化合物(k)を用いたこと以外は同様に中間体(G)を合成した。
 化合物(k)は、カルバゾールと、4-ヨード-4’-ブロモ-ビフェニルと反応することで合成できる。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(G)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(21)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
中間体(H)の合成
 中間体(A)の合成法を参考に、以下のスキームにて、中間体(H)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
実施例22
 実施例1において、中間体(A)の代わりに中間体(H)を用いること以外は同様に、目的生成物(22)を得た。
実施例23
 中間体(H)の合成ルートにおいて、下記カルバゾール誘導体(l)の代わりに、下記化合物(m)を用いたこと以外は同様に中間体Iを合成した。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(I)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(23)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
実施例24
 中間体(H)の合成ルートにおいて、前記ジベンゾフラン誘導体(j)の代わりに、前記化合物(k)を用いたこと以外は同様に中間体(J)を合成した。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(J)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(24)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
実施例25
 中間体(H)の合成ルートにおいて、前記ジベンゾフラン誘導体(j)の代わりに、前記化合物(m)を用いたこと以外は同様に中間体(K)を合成した。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(K)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(25)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
実施例26
 中間体(H)の合成ルートにおいて、前記カルバゾール誘導体(l)の代わりに、前記化合物(k)を用いたこと以外は同様に中間体(L)を合成した。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(L)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(26)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
実施例27
 中間体(H)の合成ルートにおいて、前記カルバゾール誘導体(l)の代わりに、前記化合物(k)を、前記ジベンゾフラン誘導体(j)の代わりに、前記化合物(m)を、用いたこと以外は同様に中間体(M)を合成した。
 次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに、中間体(M)を用いたこと以外は同様に、目的生成物(27)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
実施例28
 実施例23で得られた中間体(I)を、実施例6の中間体(h)までの合成方法と同様な方法を用いて中間体(N)を得た。次に、実施例1において、中間体(A)の代わりに中間体(N)を用いること以外は同様に、目的生成物(28)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
実施例29
 下記スキームに基づいて、目的生成物(29)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
実施例30
 下記スキームに基づいて、目的生成物(30)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
実施例31
 下記スキームに基づいて、目的生成物(31)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
実施例32
 下記スキームに基づいて、目的生成物(32)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
(重合体の合成)
実施例33(カチオン重合)
(1)トリフルオロメタンスルホン酸溶液の調製
 窒素気流下にて、市販のトリフルオロメタンスルホン酸(25g、0.167mol、分子量150.08、比重1.70)を脱水塩化メチレンに加え、1.0M(溶液量合計167mL)に調製した。トリフルオロメタンスルホン酸は塩化メチレンと完全均一にならなかったので、これを充分攪拌させて溶液中に懸濁させ、以下の反応に用いた。
(2)実施例1の化合物(1)の重合(カチオン重合)
 還流管を取り付けた三口の500mLを充分窒素置換し、窒素気流下にて実施例1の単量体化合物(1)(1.2g、1.44mmol)及び脱水塩化メチレン(200mL)を入れ、完全に溶解するまで1時間攪拌還流させた。これを室温に戻し、上記(1)で調製したトリフルオロメタンスルホン酸懸濁液4.32mL(4.32mmol)を加えた。この溶液を室温にて4時間攪拌し、重合反応を行った。
(3)反応の後処理
 反応液を多量のメタノール(800mL)に攪拌しながら注ぎ、固体(重合体)を析出させ、これを濾過により分別した。次にこの固体を室温にてトルエン(100mL)に溶解させ、濾紙を用い濾過させながら多量のメタノール(800mL)に攪拌しながら注ぎ、固体(重合体)を析出させた。さらに濾過によりメタノールを分別し、充分乾燥させることで重合体を0.80g得た。得られた重合体の数平均分子量は10,000であった。
実施例34(ラジカル重合)
 還流管を取り付けた三口の500mLを充分窒素置換し、窒素気流下にて実施例2の単量体化合物(2)(1.2g、1.44mmol)及び脱水塩化メチレン(200mL)を入れ、完全に溶解するまで1時間攪拌還流させた。これを室温に戻し、ラジカル重合開始剤として20mgのベンゾイルパーオキサイド(BPO)を15mLの脱水塩化メチレンに溶解して、室温で加えた。次に、窒素下、70℃で48時間重合反応を行った。
 反応終了後、良溶媒にトルエン、貧溶媒にメタノールを用いて再沈殿を3回行い、0.91gの重合体を得た。得られた重合体の数平均分子量は13,000であった。
実施例37~39、43及び46~59
 それぞれ、実施例5、7、8、13、17及び19~31の単量体を用い、実施例33と同様にして(カチオン重合)、重合体を合成した。
実施例35、36、40~42、44、45及び60
 それぞれ、実施例3、4、9~11、14、16及び32の単量体を用い、実施例34と同様にして(ラジカル重合)、重合体を合成した。
 以上の単量体とその重合体、重合方法、に関し、表1にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
実施例61(有機EL素子作製と評価)
 25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
 洗浄後の透明電極付きガラス基板に、スピンコート法で正孔注入層に用いるポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)の混合物を10nmの膜厚で成膜した。(PSSはアクセプター)
 ついで、正孔輸送性重合体として、実施例33で得られた重合体を用い、その重合体の1,4-ジオキサン溶液(1.0重量%)を調製して、スピンコート法で40nmの膜厚で成膜し、100℃で30分間乾燥した。
 ついで、さらに下記化合物EM1を蒸着し膜厚40nmの発光層を成膜した。同時に発光層の材料として、下記のスチリル基を有するアミン化合物D1を、EM1とD1の重量比が40:2になるように蒸着した。
 この膜上に下記Alqを膜厚10nmに成膜した。この層は、電子注入層として機能する。この後、還元性ドーパントであるLi(Li源:サエスゲッター社製)とAlqを二元蒸着させ、電子注入層(陰極)としてAlq:Li膜(膜厚10nm)を形成した。このAlq:Li膜上に金属Alを蒸着させ金属陰極を形成し、窒素中でガラス封止して、有機EL素子を作製した。
 電流を流して性能を評価したところ、青色に発光し、発光効率6.8cd/A、室温での輝度半減寿命LT50=3,200hr@1,000cd/mであった。
 さらに、本素子を60℃のオーブン内で駆動させたところ、輝度半減寿命LT50=1,400hr@1,000cd/mであった。
 従って、60℃輝度半減寿命/室温輝度半減寿命比は、0.44であった。
 このように、比較例に比べて、発光効率、寿命で優れており、かつ、高温駆動しても、寿命低下の割合は小さかった。素子評価の結果は、表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
実施例62~88
 実施例61において、正孔輸送性重合体として、それぞれ、実施例34~60で得られた重合体を用いたこと以外は、同様に有機EL素子を作製した。電流を流して性能を評価した。結果は、表2に示す。
 表2より、比較例に比べて、発光効率、寿命で優れており、かつ、高温駆動しても、寿命低下の割合は小さかった。
実施例89(素子作製と評価)
 実施例61において、発光層の材料として、スチリル基を有するアミン化合物D1の代わりに下記アリールアミン化合物D2を用いた以外は同様にして有機EL素子を作製した。Meはメチル基である。以下実施例61と同様に有機EL素子を評価した。結果は表2に示す。
 表2より、比較例に比べて、発光効率、寿命で優れており、かつ、高温駆動しても、寿命低下の割合は小さかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
比較例1
 実施例61において、正孔輸送性重合体として、特開平1-105954号公報記載に開示されている方法に基づいて合成した下記構造単位からなる重合体を用いたこと以外は、同様に有機EL素子を作製して、評価した。
 電流を流して性能を評価したところ、青色に発光し、発光効率2.3cd/A、室温での輝度半減寿命LT50=500hr@1,000cd/mであった。
 さらに、本素子を60℃のオーブン内で駆動させたところ、輝度半減寿命LT50=100hr@1,000cd/mであった。
 従って、60℃輝度半減寿命/室温輝度半減寿命比は、0.20であった。
 従って、実施例に比べて、発光効率、寿命で劣り、かつ、高温駆動すると、寿命低下が著しかった。(表2参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
比較例2
 実施例61において、正孔輸送性重合体として、特開平8-054833号公報記載の製造例に開示されている方法に基づいて合成した下記構造単位からなる重合体を用いたこと以外は、同様に有機EL素子を作製して、評価した。
 電流を流して性能を評価したところ、青色に発光し、発光効率3.0cd/A、室温での輝度半減寿命LT50=700hr@1,000cd/mであった。
 さらに、本素子を60℃のオーブン内で駆動させたところ、輝度半減寿命LT50=150hr@1,000cd/mであった。
 従って、60℃輝度半減寿命/室温輝度半減寿命比は、0.21であった。
 従って、実施例に比べて、発光効率、寿命で劣り、かつ、高温駆動すると、寿命低下が著しかった。(表2参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
比較例3
 比較例1において、発光層の材料として、ドーパントをD2に代えたこと以外は、同様に有機EL素子を作製して、評価した。
 電流を流して性能を評価したところ、青色に発光し、発光効率2.5cd/A、室温での輝度半減寿命LT50=600hr@1,000cd/mであった。
 さらに、本素子を60℃のオーブン内で駆動させたところ、輝度半減寿命LT50=150hr@1000cd/mであった。
 従って、60℃輝度半減寿命/室温輝度半減寿命比は、0.25であった。
 従って、実施例に比べて、発光効率、寿命で劣り、かつ、高温駆動すると、寿命低下が著しかった。(表2参照)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
実施例90
 下記スキームに基づいて、イソプロペニルモノマー(90)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 窒素雰囲気下、冷却管付き500mL三口フラスコ中にメチルトリフェニルホスホニウム
ヨージド60.9g(150.8mmol)、脱水THF300mLを加えて撹拌し、メタノール/ドライアイスバスにて-30℃まで冷却した。冷却後、水素化ナトリウム3.6g(150.8mmol)をゆっくり加え、1時間冷却したまま撹拌した。次に室温まで戻し、3時間撹拌した。またメタノール/ドライアイスバスにて-30℃まで冷却し、4-ブロモアセトフェノン15g(75.4mmol)を加え、30分間撹拌し、室温に戻して3時間撹拌した。メタノールを50mL加え、反応を終了した。塩化メチレン、水を加え、目的物を抽出し、有機層を取り出した。この有機層へMgSO4を加えて乾燥し、ろ過によりMgSOを除去した。溶媒を減圧下にて除去し、展開溶媒を塩化メチレン:ヘキサン=1:1としカラムクロマトグラフィにより単離し、透明液体13.4gを得た。NMR、MS等にて4-ブロモイソプロペニルベンゼン(収率90%)であることを確認した。
 下記スキームに基づいて、イソプロぺニルフェニルボロン酸を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 窒素雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、4-ブロモイソプロペニルベンゼン10g(50.8mmol)、ほう酸トリブチル26.9g(116.8mmol)、脱水THF60mLを加えて撹拌し、メタノール/ドライアイスバスにて-78℃まで冷却した。冷却後、n-ブチルリチウム3.9g(60.9mmol)をゆっくり滴下し、滴下後1時間冷却したまま撹拌した。次に室温まで戻し、7時間撹拌した。反応終了後、メタノール10mLを滴下し、さらに1NのHCl水溶液100mLを滴下した。塩化メチレン、水を加え、目的物を抽出し、有機層を取り出した。この有機層へMgSOを加えて乾燥し、ろ過によりMgSO4を除去した。溶媒を減圧下にて除去し、展開溶媒を塩化メチレン:酢酸エチル=50:7としカラムクロマトグラフィにより単離し、白色固体4.91gを得た。NMR、MS等にてイソプロぺニルフェニルボロン酸(収率60%)であることを確認した。
 下記スキームに基づいて、目的生成物(90)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 アルゴン雰囲気下、冷却管付き100mL三口フラスコ中に、中間体(E)4.2g(5.0mmol)、4-イソプロペニルフェニルボロン酸1.21g(7.5mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(0)0.12g(0.1mol)、炭酸ナトリウム2.64g(24.9mmol)、THF45mL、水11mLを加えた後、80℃にて還流し、8時間加熱攪拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施した。白色粉末3.1gを得て、NMR、MS等にて目的生成物(90)(収率82%)であることを確認した。
(重合体:低分子量体の合成)
実施例91
 下記スキームに基づいて、重合体(91)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
(1)トリフルオロメタンスルホン酸溶液の調製
 実施例33と同一の方法で、トリフルオロメタンスルホン酸溶液を調製した。
(2)重合(カチオン重合)
 還流管を取り付けた三口の500mLを充分窒素置換し、窒素気流下にて単量体(8)3.27g(4.33mmol)及び脱水塩化メチレン(1300mL)を入れ、完全に溶解するまで1時間攪拌還流させた。これを室温に戻し、上記(1)で調製したトリフルオロメタンスルホン酸懸濁液13mL(13.0mmol)を加えた。この溶液を室温にて2時間攪拌し、重合反応を行った。
(3)反応の後処理
 反応液を多量のメタノール(2400mL)に攪拌しながら注ぎ、固体(重合体)を析出させ、これを濾過により分別した。ここで得られた個体を塩化メチレンに溶解させ、展開溶媒を塩化メチレンとし、シリカゲルクロマトグラフィにより不純物を除去した。次にこの溶液を減圧下にて溶媒を除去した。この固体を加温したトルエン(900mL)に溶解させ、濾紙を用い濾過させながら多量のヘキサン(2400mL)に攪拌しながら注ぎ、固体(重合体)を析出させた。さらに濾過によりヘキサンを分別し、充分乾燥させることで重合体(91)を2.60g得た。得られた重合体の数平均分子量は2000であった。
実施例92
 下記スキームに基づいて、重合体(92)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
(1)トリフルオロメタンスルホン酸溶液の調製
 窒素気流下にて、市販のトリフルオロメタンスルホン酸(10g、0.0665mol、分子量150.08、比重1.70)を脱水トルエンに加え、0.133M(溶液量合計500mL)に調製した。トリフルオロメタンスルホン酸はトルエンと完全均一となり、以下の反応に用いた。
(2)重合(カチオン重合)
還流管を取り付けた三口の1Lを充分窒素置換し、窒素気流下にてイソプロペニルモノマー(90)3.00g、(3.90mmol)及び脱水トルエン(800mL)を入れ、室温にて完全に溶解させた。これに上記(1)で調製したトリフルオロメタンスルホン酸溶液87.9mL(11.7mmol)を加えた。この溶液を室温にて6時間攪拌し、重合反応を行った。
(3)反応の後処理
 反応液を水洗し、有機層を抽出した。この有機層にMgSO4を加えて乾燥し、ろ過してMgSOを除去した。溶媒を減圧下にて除き、この濃縮液をヘキサン(400mL)に滴下し、再沈殿により固体(重合体)を析出させた。更にろ過により重合体を回収した。次に未反応のモノマーを除去する為に、50mLのトルエンに重合体を溶かし、展開溶媒をトルエン:ヘキサン=1:2とし、カラムクロマトグラフィにより精製した。回収した溶液を減圧下にて溶媒を除去し、加熱乾燥にて十分に乾燥させることで、重合体(92)を2.15g得た。得られた重合体の数平均分子量は1900であった。
 以上の単量体とその重合体、重合方法、に関し、表3にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
実施例93~94
 実施例61において、正孔輸送性重合体として、それぞれ、実施例91及び92で得られた重合体を用いたこと以外は、同様に有機EL素子を作製した。電流を流して性能を評価した。結果は、表4に示す。
 表4より、比較例及び表2の実施例に比べて、発光効率、寿命で優れており、かつ、高温駆動しても、寿命低下の割合は小さかった。
(尚、実施例91の重合体の数平均分子量が2000であるのに対し、実施例39の重合体の数平均分子量は5700である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 本発明によれば、有機デバイス、特に有機EL素子等の正孔注入輸送材料として有用な重合性官能基を有する新規重合性単量体と、それを繰り返し単位に有する重合体を提供でき、寿命、発光効率等の素子特性に優れ、ディスプレイや照明用途で特に実用的な高温駆動を施しても、劣化の小さい、実用に適した有機EL素子を提供することができる。
 また、塗布法で正孔注入輸送層が均一に形成できるため、ディスプレイや照明用途の低コスト化又は大画面化に適している。
 上記に本発明の実施形態及び/又は実施例を幾つか詳細に説明したが、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施形態及び/又は実施例に多くの変更を加えることが容易である。従って、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
 この明細書に記載の文献の内容を全てここに援用する。

Claims (27)

  1.  下記式(1)において、Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(2)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
    [(式中、Ar~Arは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基である。)
         -Ar-Ar-Ar     (2)
    (式中、Arは、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、Ar及びArは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基である。)
     上記Ar~Arが置換されている場合の置換基は、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。]
  2.  前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(3)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
    [式中、Lは、単結合、又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。
     上記Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。
     Xは、置換もしくは無置換のヘテロ原子である。
     上記Xが置換されている場合の置換基は、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される1以上の基である。
     R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
     aは0~3の整数である。
     bは0~4の整数である。]
  3.  前記式(3)が、下記式(4)~(6)からなる群から選択される基である請求項2に記載の重合性単量体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
    [式中、L、R、R、a及びbは、請求項2で定義した通りである。
     Arは、水素原子、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、及び環形成原子数3~30の複素環基からなる群から選択される基である。]
  4.  前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが下記式(7)で置き換えられた基であって、さらに、1以上の重合性官能基を含む基が置換された重合性単量体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
    [式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
     c及びdは、それぞれ独立に、0~4の整数である。
     Lは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10~50のアリーレン基である。
     上記Lが置換されている場合の置換基は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、環形成炭素数6~30のアリール基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数3~10のシクロアルコキシ基、環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、炭素数7~31のアラルキル基(アリール部分の環形成炭素数が6~30)、環形成原子数3~30の複素環基、炭素数1~20のアルキル基を有するモノもしくはジアルキルアミノ基、環形成炭素数6~30のアリール基を有するモノもしくはジアリールアミノ基、炭素数3~20のトリアルキルシリル基、環形成炭素数18~30のトリアリールシリル基、炭素数8~30のジアルキルアリールシリル基もしくはアルキルジアリールシリル基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、炭素数8~30のアルキルアリールアミノ基(アリール部分の環形成炭素数は6~20)、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される1以上の基である。]
  5.  前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(2)で置き換えらえた基であり、かつ、前記Ar~Arの残りの少なくとも一つが前記式(3)で置き換えられた基である請求項1に記載の重合性単量体。
  6.  前記式(3)で示される基が、前記式(4)~(6)からなる群から選択される基である請求項5に記載の重合性単量体。
  7.  前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(2)で置き換えられた基であり、かつ、前記Ar~Arの残りの少なくとも一つが前記式(7)で置き換えられた基である請求項1に記載の重合性単量体。
  8.  前記式(1)において、前記Ar~Arのうちの少なくとも一つが前記式(3)で置き換えられた基であり、かつ、前記Ar~Arのうちの残りの少なくとも一つが式(7)で置き換えられた基である請求項2に記載の重合性単量体。
  9.  前記式(3)で示される基が、前記式(4)~(6)からなる群から選択される基である請求項8に記載の重合性単量体。
  10.  前記Lが、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択される請求項2、3及び5~9のいずれか1項に記載の重合性単量体。
  11.  前記Lが、ナフチレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基及びフルオレニレン基からなる群から選択される請求項4及び7~9のいずれか1項に記載の重合性単量体。
  12.  前記重合性官能基を含む基が、1つのみ置換された請求項1~11のいずれか1項に記載の重合性単量体。
  13.  前記重合性官能基を含む基が、前記式(1)におけるAr~Ar、前記式(2)におけるAr及び前記式(5)におけるArからなる群から選択される少なくとも1つのアリール基に置換された請求項1~12のいずれか1項に記載の重合性単量体。
  14.  前記重合性官能基を含む基が、末端芳香族基上に置換しており、かつ、前記末端芳香族基上において、前記重合性官能基と、末端芳香族基以外の部分とが、それぞれ、互いにパラ位に結合している請求項13に記載の重合性単量体。
  15.  前記重合性官能基を含む基が、下記(i)~(v)の基から選択された、請求項1~14のいずれか1項に記載の重合性単量体。
    (i)以下に示すビニル基又はビニリデン基を含む基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
    (式中、R17は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
    (ii)以下に示すN-マレイミド基を含む基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
    (式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
    (iii)以下に示すノルボルネニル基を含む基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
    (式中、Lは2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
    (iv)以下に示すアセチレニル基を含む基
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
    (式中、R18は、水素原子、炭素数1~50のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリール基であり、L10は2価の連結基を示し、nは0又は1の整数である。)
    (v)前記(iii)以外の置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基;置換もしくは無置換のエポキシ基又はオキセタン基を有する基;ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する官能基;シクロオクタテトラエン基、1,5-シクロオクタジエン基;並びに1,ω-ジエン基、O-ジビニルベンゼン基、及び1,ω-ジイン基からなる群から選択される環化重合又は開環重合可能な官能基を含む基
  16.  前記L~L10が、以下の2価の連結基から選択された1の連結基、又は2以上の連結基が任意の順序で結合した連結基を含む請求項15に記載の重合性単量体。
     -L11-、-O-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、
     -C(=O)NR19-、-NR20C(=O)-、-NR21-、-S-、
     -C(=S)-
    (L11は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~40のアリーレン基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~40の2価の複素環基、置換もしくは無置換の炭素数1~50のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、及びエチニレン基からなる群から選択される1の基、又は2以上の基が任意の順序で結合してなる基である。
     R19~R21は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~50のアルキル基及び置換又は無置換の環形成炭素数6~40のアリール基からなる群から選択される。)
  17.  請求項1~16のいずれか1項に記載の重合性単量体からなる群から選択される1種又は2種以上に由来する繰り返し単位を有する重合体。
  18.  数平均分子量(Mn)又は重量平均分子量(Mw)が1.0×10~5.0~10である請求項17に記載の重合体。
  19.  請求項17又は18に記載の重合体からなる有機デバイス用材料。
  20.  請求項17又は18に記載の重合体からなる正孔注入輸送用材料。
  21.  請求項17又は18に記載の重合体からなる有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
  22.  陰極と陽極間に少なくとも発光層を含む一層又は複数層からなる有機薄膜層が挟持されている有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機薄膜層の少なくとも1層が、請求項17又は18に記載の重合体を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
  23.  前記有機薄膜層が正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方を有し、請求項17又は18に記載の重合体が前記正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方に含有されている請求項22に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  24.  請求項17又は18に記載の重合体が、正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一方又は両方の主成分として含有されている請求項23に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  25.  前記発光層が、スチリルアミン化合物及びアリールアミン化合物のいずれか一方又は両方を含有する請求項22~24のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  26.  前記有機薄膜層が正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一方又は両方を含み、前記正孔注入層及び正孔輸送層のいずれか一方又は両方が、アクセプター材料を含有する請求項23~25のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
  27.  青色系発光する請求項22~26のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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