WO2011105204A1 - 有機電界発光素子用重合体及びそれを用いた有機電界発光素子 - Google Patents

有機電界発光素子用重合体及びそれを用いた有機電界発光素子 Download PDF

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organic electroluminescent
organic
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田中 博茂
徹 浅利
白石 和人
広幸 林田
靖 小石川
和明 吉村
貴也 石山
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新日鐵化学株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a polymer for an organic electroluminescent device having a structure in which an indolocarbazole unit is contained in a side chain, and an organic electroluminescent device using the same.
  • electroluminescent elements include inorganic electroluminescent elements using inorganic compounds and organic electroluminescent elements using organic compounds.
  • organic light emitting devices with low voltage and high luminance can be obtained. Research on practical application of electroluminescent devices is actively conducted.
  • the structure of the organic electroluminescence device is that a hole injection layer is formed on a glass plate on which a thin film of an anode material such as indium-tin oxide (ITO) is deposited, and an organic thin film layer such as a light emitting layer is further formed thereon.
  • a device is formed by forming a thin film of a cathode material, and there is an element in which a hole transport layer and an electron transport layer are appropriately provided in this basic structure.
  • the layer structure of the organic electroluminescent device is, for example, anode / hole injection layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode, anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer / cathode, etc. is there.
  • Hole transport materials used for the hole transport layer of the organic electroluminescence device are roughly classified into low molecular weight hole transport materials and high molecular weight hole transport materials.
  • a vacuum deposition method is mainly used.
  • various materials having different functions can be easily multilayered.
  • high-performance organic electroluminescent elements can be formed, it is difficult to uniformly control the film thickness and paint separately due to the large screen and high definition of the panel. There is a problem of becoming higher.
  • a solution coating method such as a spin coating method, a printing method, an ink jet method or the like is used.
  • This method is easy to enlarge the screen and is excellent in mass production, but has a problem that it is difficult to laminate the coating film and impurities are easily mixed therein. Therefore, an element using a high molecular weight hole transport material is inferior in element performance such as element efficiency and lifetime as compared with a low molecular weight hole transport material. Accordingly, there has been a demand for a polymer-based hole transport material having both excellent hole transport performance and good film forming properties.
  • Non-Patent Document 1 is linked with polyvinylcarbazole and polysilane
  • Patent Document 2 and Non-Patent Document 2 are linked with vinyltriphenylamine and triphenylamine with methylene. Structured polymers have been reported. However, organic electroluminescence devices using these have poor luminous efficiency and device stability, and have not been sufficiently improved.
  • Patent Document 3 discloses a conjugated polymer bonded at the peripheral position of indolocarbazole
  • Patent Document 4 discloses a conjugated polymer in which an indolocarbazole unit is introduced into a polyarylene main chain.
  • these polymers have improved charge mobility, ⁇ -conjugated polymers containing an indolocarbazole skeleton in the main chain have extremely low solubility in organic solvents and are not suitable for film formation by the solution coating method. is there.
  • Patent Document 5 discloses a polymer material in which a specific indole trimer site is incorporated into a polymer side chain, but the stability of the device is poor, and sufficient improvement has not been achieved.
  • soot polymer In order to apply the soot polymer to an organic electroluminescence device, it is necessary to improve the charge transport ability, and to improve the stability of the film, the solubility in a solvent and the film forming property.
  • This invention is made
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element using the polymer used for a lighting device, an image display device, a backlight for a display device, and the like.
  • the present invention relates to a polymer for an organic electroluminescent device comprising an indolocarbazole skeleton, or an indolocarbazole skeleton and a charge transporting skeleton in a polymer side chain, and an anode layer laminated on a substrate,
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device having an organic layer between cathode layers, wherein at least one of the organic layers is a layer containing the polymer.
  • the present invention relates to a polymer for an organic electroluminescence device characterized by having a repeating unit represented by the following general formula (1) in a repeating unit constituting a main chain.
  • R is a hydrogen atom, C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 20 alkoxy group, C 6 -C 30 aryl group, C 6 -C 30 aryloxy group, C 7 -C 36
  • Y is a single bond, a C 1 -C 20 alkylene group, a C 6 -C 30 arylene group, a C 3 -C 30 heteroarylene group, CO, COO, or O.
  • Z is an N-substituted indolocarbazolyl group and W is a charge transporting group, but is not the same as Z.
  • m and n represent the molar ratio, and m is 0 to 95 mol% and n is 5 to 100 mol%, assuming that all repeating units are 100 mol%.
  • l represents the average number of repetitions and is 2 to 10,000.
  • m is preferably 0 mol%, or in general formula (1), m is preferably 5 to 95 mol%, and n is preferably 5 to 95 mol%.
  • the weight average molecular weight of the polymer for organic electroluminescent elements is preferably 1,000 to 1,000,000.
  • Z in the general formula (1) includes one or more selected from indolocarbazolyl groups represented by the following formulas (2) to (7).
  • each X is independently C—H, N or CL
  • L is independently a C 6 -C 30 aryl group, C 3 -C 30 hetero Represents an aryl group or a C 12 -C 60 diarylamino group
  • R 1 is independently a C 1 -C 20 alkyl group, a C 1 -C 20 alkoxy group, a C 6 -C 30 aryl group, a C 6 -C 30 aryloxy group, or a C 7 -C 36 aryl group.
  • Examples of W in the general formula (1) include a charge transporting group represented by the following formula (8) or (9).
  • X 2 is each independently any one of C—H, N, O, S or C—L
  • L is independently a C 6 -C 30 aryl group, C 3 heteroaryl group ⁇ C 30, or a diarylamino group having C 12 ⁇ C 60, may form a fused ring bound to the ring comprising X 2.
  • Examples of W in the general formula (1) include charge transporting groups represented by the following formula (10) or (11).
  • R 2 is a hydrogen atom, a C 1 to C 20 alkyl group, a C 1 to C 20 alkoxy group, a C 6 to C 30 aryl group, or a C 6 to C 30 aryl group.
  • the present invention is an organic electroluminescent device having an organic layer between an anode layer and a cathode layer laminated on a substrate, wherein the organic layer contains the polymer for an organic electroluminescent device in at least one layer of the organic layer.
  • the present invention relates to an organic electroluminescent device characterized by the following.
  • a hole transport layer is mentioned as an organic layer containing the said polymer for organic electroluminescent elements.
  • the present invention relates to a polymer for an organic electroluminescence device, which is represented by the following general formula (12), and has an indolocarbazole skeleton as a pendant in a repeating unit constituting a main chain.
  • R, Y and Z are the same as those in the general formula (1).
  • p is the same as 1 in the general formula (1).
  • the present invention is an organic compound represented by the general formula (1), wherein the repeating unit constituting the main chain has an indolocarbazole skeleton as a pendant, and has a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000.
  • the present invention relates to a polymer for an electroluminescent element.
  • m and n represent the molar ratio, and m is 5 to 95 mol% and n is 5 to 95 mol%, assuming that all repeating units are 100 mol%.
  • l represents the number of repetitions.
  • the polymer for organic electroluminescent elements of the present invention is an oligomer or a polymer represented by the general formula (1).
  • the polymer for organic electroluminescent elements of the present invention can be a homopolymer or a copolymer.
  • General formula (12) corresponds to the case where m is 0 in General formula (1), and R, Y, and Z in General formula (12) are the same as General formula (1), Since p corresponds to l, the meaning of these symbols can be understood from the description of the general formula (1). Since the description related to the general formula (1) is common to the general formula (12), it is represented by the description related to the general formula (1).
  • Z and W are pendants (side chains), Z is a group having an indolocarbazole skeleton bonded at the N position, and W is a charge transporting group. If the unit containing Z is Uz and the unit containing W is Uw, the general formula (1) can be expressed as the following formula (1A). [(Uw) m- (Uz) n ] l (1A)
  • the polymer for an organic electroluminescence device of the present invention has an indolocarbazole skeleton capable of imparting excellent charge transporting ability, particularly hole transporting ability, as a pendant (side chain) in a unit constituting the main chain.
  • the unit which comprises a principal chain means a repeating unit, this repeating unit may be not only 1 type but 2 or more types.
  • l and p are the number of repetitions and are determined by the weight average molecular weight, but the average (number average) number of repetitions is 2 to 10,000, preferably 5 to 1,000. .
  • the polymer for an organic electroluminescent element of the present invention may contain a unit other than the repeating unit represented by the general formula (1) or a terminal, but the repeating unit represented by the general formula (1) is all repeating units. It is 50 mol% or more, preferably 80 mol% or more.
  • R is a hydrogen atom, a C 1 to C 20 alkyl group, a C 1 to C 20 alkoxy group, a C 6 to C 30 aryl group, a C 6 to C 30 aryloxy group, C arylalkyl group 7 ⁇ C 36, arylalkyloxy group of C 7 ⁇ C 36, C 3 heteroaryl group ⁇ C 30, C 3 heteroaryloxy group ⁇ C 30, or C 3 to ⁇ C 30 cycloalkyl Groups, which may be the same or different.
  • these groups contain a hydrocarbon chain, it may be a straight chain or a branched chain, and may be substituted with a halogen such as Cl or F.
  • a hydrogen atom a C 1 -C 12 alkyl group, a C 1 -C 12 alkoxy group, a C 6 -C 24 aryl group, a C 6 -C 24 aryloxy group, a C 7 -C 28 aryl group
  • each of the unit Uz containing Z and the unit Uw containing W three Rs are present, and it is preferable that two or three of them are hydrogen atoms, and that three of them are hydrogen atoms. More preferred.
  • these groups may have a substituent, and in the case of having a substituent, the carbon number is calculated including the substituent.
  • the substituent is not particularly limited as long as it does not inhibit the performance, but is preferably a C 1 to C 4 alkyl group, a phenyl group, a pyridyl group, or a carbazolyl group.
  • Y is a single bond, a C 1 -C 20 alkylene group, a C 6 -C 30 arylene group, a C 3 -C 30 heteroarylene group, CO, COO or O, preferably a single bond, C 6 A C 30 -arylene group and a C 3 -C 30 heteroarylene group.
  • these groups may contain a hydrocarbon chain, it may be a straight chain or a branched chain, and may be substituted with a halogen such as Cl or F.
  • these groups may have a substituent and are the same as the substituent demonstrated by said R.
  • Y is more preferably a single bond because the longer the linking group, the lower the charge transport capability in the repeating unit and the thermal instability.
  • Z is an indolocarbazolyl group bonded at the N position.
  • This indolocarbazolyl group is a group formed by taking one H from a compound having a substituent at one N-position of a five-ring condensed ring compound in which an indole ring and a carbazole ring are condensed.
  • This indolocarbazolyl group has two Ns, but one N is bonded to a substituent and the other N is bonded to the main chain via Y. It is good that it is.
  • the indolocarbazolyl group bonded at the N-position is also referred to as an N-indolocarbazolyl group, and can have a substituent on the carbon constituting the indolocarbazole ring.
  • this indolocarbazolyl group has a plurality of condensable positions of the indole ring and the carbazole ring, it can take groups of six structural isomers of the following formulas (A) to (F).
  • Structural isomers of The indolocarbazolyl group preferably has a 6-membered aromatic group at the other N-position not bonded to the main chain.
  • the indolocarbazole group (including the 6-membered aromatic group substituted at the other N-position) can have a substituent as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • the N-indolocarbazolyl group represented by Z in the general formula (1) is any one or two selected from the group consisting of the structures shown in the above formulas (2) to (7) The above indolocarbazolyl group.
  • Z in the general formula (1) is composed of two or more kinds of indolocarbazolyl groups.
  • R 1 is independently a C 1 to C 20 alkyl group, a C 1 to C 20 alkoxy group, a C 6 to C 30 aryl group, a C 6 to C 30 An aryloxy group, a C 7 -C 36 arylalkyl group, a C 7 -C 36 arylalkyloxy group, a C 3 -C 30 heteroaryl group, a C 3 -C 30 heteroaryloxy group, or a C 3- C 30 cycloalkyl group, preferably C 1 -C 20 alkyl group, C 6 -C 30 aryl group, C 7 -C 36 arylalkyl group, C 3 -C 30 heteroaryl group .
  • these groups may contain a hydrocarbon chain, it may be a straight chain or a branched chain, and may be substituted with a halogen such as Cl or F.
  • These groups may further have a substituent, and are the same as the substituents described for R in the general formula (1).
  • each X is independently CH, N, or CL.
  • L is an aryl group of C 6 ⁇ C 30 is independently diarylamino groups C 3 heteroaryl group ⁇ C 30, or C 12 ⁇ C 60, aryl group of C 6 ⁇ C 24, C 3 It is preferably a -C 24 heteroaryl group or a C 12 -C 36 diarylamino group.
  • preferred aryl group, heteroaryl group, or aryl group of diarylamino group include benzene, pentalene, indene, naphthalene, azulene, heptalene, octalene, indacene, acenaphthylene, phenalene, phenanthrene, anthracene, tridene, fluoranthene, aceto Phenanthrylene, aseantrilene, triphenylene, pyrene, chrysene, tetraphen, tetracene, pleiaden, picene, perylene, pentaphen, pentacene, tetraphenylene, cholanthrylene, helicene, hexaphene, rubicene, coronene, trinaphthylene, heptaphene, pyranthrene, overene , Coranulene, fluorene, an
  • benzene More preferred are benzene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, indole, carbazole, or a group formed by removing hydrogen from an aromatic compound in which a plurality of these aromatic rings are connected, and a diphenylamino group.
  • the aromatic ring is a group derived from a linked aromatic compound, the number to be linked is preferably 2 to 10, more preferably 2 to 5, and the linked aromatic rings may be the same. It may be different.
  • the aryl group of the aryl group, heteroaryl group, or diarylamino group may have a substituent, and when it has a substituent, the total number of substituents is 1 to 10, preferably 1 to 6. Yes, more preferably 1 to 4.
  • the group which arises from the aromatic compound with which multiple aromatic rings were connected can also have a substituent.
  • the substituent is not limited, but preferred substituents include alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, alkylthio groups having 1 to 20 carbon atoms, and alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • Examples include a substituted amino group, an acyl group having 2 to 20 carbon atoms, and a diarylamino group having 12 to 24 carbon atoms. More preferably, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, t-butyl group, methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, i-propoxy group, phenyl group, pyridyl group , Diphenylamino group and carbazolyl group. When it has two or more substituents, they may be the same or different.
  • m and n represent a molar ratio, and when the total repeating unit is 100 mol%, m is 5 to 95 mol% and n is 5 to 95 mol%.
  • m is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 50 to 80 mol%.
  • n is preferably 10 to 90 mol%, more preferably 20 to 50 mol%.
  • l represents the number of repetitions and is determined by the weight average molecular weight, and the average (number average) number of repetitions is 2 to 10,000, preferably 5 to 1,000.
  • the W W in the general formula (1) is a charge transporting group.
  • the charge transporting group includes a hole transporting group and an electron transporting group.
  • the hole transporting group is mainly responsible for the transport of holes, so stability to holes, that is, oxidation stability is required.
  • the electron transporting group is responsible for transport of electrons, so that stability to electrons, that is, reduction stability. Sex is required.
  • the mobility for each charge that is, the hole mobility in the case of a hole transporting group, and the electron mobility in the case of an electron transporting group is higher from an adjacent layer such as a hole injection layer. It is more preferable because the generated charge can be efficiently taken into the light emitting layer and the driving voltage of the element can be lowered.
  • a group containing a unit such as carbazole or phenylamine can be used, and as the electron transporting group, a group containing an oxadiazole unit, a triazine unit, a triazole unit or the like can be used.
  • W is not the same as Z, so W is not an N-substituted indolocarbazolyl group.
  • any one of the charge transporting groups represented by the above formulas (8) to (9) and formulas (10) to (11) is preferably mentioned.
  • X 2 is each independently any of C—H, N, O, S, or C—L
  • L is independently a C 6 to C 30 aryl group, C 3 heteroaryl group ⁇ C 30, or a diarylamino group having C 12 ⁇ C 60, may form a fused ring bound to the ring comprising X 2.
  • These groups may further have a substituent, and are the same as the substituents described for X in the general formulas (2) to (7).
  • R 2 is a hydrogen atom, a C 1 to C 20 alkyl group, a C 1 to C 20 alkoxy group, a C 6 to C 30 aryl group, or a C 6 to C 30 aryl.
  • these groups contain a hydrocarbon chain, it may be linear or branched. Further, these groups may further have a substituent, and are the same as the substituents described for R in the general formula (1).
  • the repeating unit forming the main chain is not particularly limited, but indolocarbazolyl group or charge transport property from the viewpoint of ease of polymerization and improvement of device performance.
  • a polymer having a repeating unit of an ethylene chain or a styrene chain obtained by polymerizing or copolymerizing a vinyl compound substituted with a group is preferable.
  • vinyl compound that gives a unit having an N-indolocarbazolyl group or Uz
  • vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more as required. Moreover, it is not limited to the illustrated compound.
  • a vinyl compound that gives a unit having a charge transporting group or Uw is exemplified below.
  • the vinyl compound substituted with a charge transporting group includes a vinyl compound substituted with a hole transporting group, a vinyl compound substituted with an electron transporting group, or a vinyl compound substituted with both transporting groups. These vinyl compounds may be used alone or in combination of two or more as required. Also, it is not limited to the exemplified compounds
  • the polymer for indolocarbazole-based organic electroluminescence device of the present invention can be easily produced by polymerizing monomers by a known method. For example, it can be produced by the following reaction formula.
  • the polymerization method may be any of radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization, and addition polymerization, but radical polymerization is desirable from a general viewpoint.
  • the above is a production example of a polymer obtained by polymerizing a single monomer, but a production example of a polymer obtained by copolymerizing a plurality of monomers is a monomer having a charge transporting group in the same manner as described above. Is shown, and this is copolymerized with the above monomers.
  • the weight average molecular weight Mw of the indolocarbazole-based polymer of the present invention is 1,000 to 1,000,000, preferably 5,000 to 300,000. If Mw is less than 1,000, it is difficult to form a uniform film, and if it exceeds 1,000,000, the solubility in organic solvents becomes extremely poor, and solution coating becomes difficult.
  • polymers having an indolocarbazole skeleton of the present invention are shown below, but are not limited thereto.
  • the polymer for organic electroluminescent elements of the present invention may contain a small amount of other repeating units as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a small amount of units derived from methacrylic acid ester or styrene may be present.
  • the polymerization type may be random or block.
  • the copolymers of the formulas p-11 to p-12 are alternately polymerized, but may be random or block.
  • the polymer for organic electroluminescent elements of the present invention gives an excellent organic electroluminescent element by being contained in the organic layer of the organic EL element.
  • at least one organic layer selected from a light emitting layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and a hole blocking element layer may be contained. More preferably, it may be contained as a material for the hole transport layer.
  • the polymer for organic electroluminescent elements of the present invention is also referred to as the polymer of the present invention.
  • the organic electroluminescent device using the polymer of the present invention has a plurality of organic layers between a pair of anode and cathode, and in particular, a hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer, a hole transport layer / light emitting layer / It is preferably composed of an electron transport layer or a hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer. Particularly preferred is a layer structure of hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer.
  • the organic electroluminescent element of this invention can also provide a protective layer in each after forming each organic layer. Furthermore, a protective film may be provided to protect the entire element from moisture and oxygen.
  • the light emitting layer is a layer containing a light emitting material and may be fluorescent or phosphorescent. Alternatively, a light emitting material may be used as a dopant and a host material may be used in combination. As the light emitting material in the light emitting layer, the following compounds can be used as the fluorescent light emitting material.
  • the phosphorescent material preferably contains an organometallic complex containing at least one metal selected from ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum and gold.
  • organometallic complexes are known in the above-mentioned patent documents and the like, and these can be selected and used.
  • Phosphorescent materials for obtaining high luminous efficiency include complexes such as Ir (ppy) 3 having a noble metal element such as Ir as a central metal, complexes such as Ir (bt) 2 ⁇ acac 3 , and PtOEt 3 Complexes are mentioned. Specific examples of phosphorescent light emitting materials are shown below, but are not limited thereto.
  • an organic electroluminescent device having various emission wavelengths can be obtained.
  • the amount contained in the light emitting layer is preferably in the range of 1 to 50% by weight. More preferably, it is 5 to 30% by weight.
  • the host material in the light emitting layer a known host material can be used, and the polymer of the present invention can also be used as the host material. Moreover, you may use the polymer of this invention, and another host material together.
  • a known host compound that can be used is preferably a compound that has a hole transporting ability and an electron transporting ability, prevents a long wavelength of light emission, and has a high glass transition temperature.
  • host materials are known from a large number of patent documents and can be selected from them.
  • Specific examples of the host material are not particularly limited, but include indole derivatives, carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine.
  • arylamine derivatives amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives, fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, anthraquino Heterocyclic tetracarboxylic acid anhydrides such as dimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide derivatives, naphthalene perylene,
  • metal complexes typified by metal complexes of Russianine derivatives, 8-quinolinol derivatives, metal phthalocyanines, metal complexes of benzoxazole and benzothiazole derivatives, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline copolymers, Examples thereof include polymer compounds such
  • the hole transporting compound for forming the positive hole transporting layer the polymer for organic electroluminescence device of the present invention is advantageously used. If necessary, a tertiary amine triphenylamine derivative, carbazole derivative and the like are exemplified as long as the object of the present invention is not impaired.
  • One or more low molecular hole transporting compounds may be blended as an additive and used as a composition. Specific examples of the hole transporting compound are shown below, but are not limited thereto.
  • Examples of the electron transport compound that forms the electron transport layer include oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, and triazole derivatives. If necessary, one or two or more low molecular electron transport compounds may be blended as additives and used as a composition within a range not impairing the object of the present invention. Specific examples of the electron transporting compound are shown below, but are not limited thereto.
  • a hole injection layer may be inserted between the anode and the hole transport layer or the light emitting layer.
  • a hole injection material for forming the hole injection layer conductive polymers such as polythiophene derivatives and polypyrrole derivatives can be used. Of these, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS), which is a polythiophene derivative, is preferable from the viewpoint of hole injection efficiency.
  • the thickness is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less.
  • the soot anode supplies holes to a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer or the like, and is generally formed on a glass substrate.
  • the anode material used in the present invention is not particularly limited, and specific examples include conductive metal oxides such as indium-tin oxide (ITO) and tin oxide, and metals such as gold, silver, and platinum.
  • ITO indium-tin oxide
  • tin oxide such as gold, silver, and platinum.
  • Commercially available glass with ITO can also be used.
  • Commercially available glass with ITO is usually used after cleaning with a cleaning agent aqueous solution and a solvent, and then cleaning with a UV ozone irradiation device or a plasma irradiation device.
  • the cathode supplies electrons to the electron transport layer or the light emitting layer
  • the anode material used in the present invention is not particularly limited.
  • metals such as Li, Mg, Ca, Al and alloys thereof,
  • Mg—Ag alloy, Mg—Al alloy and the like can be mentioned.
  • the cathode and anode can be formed by a known method, that is, vacuum deposition or sputtering.
  • the thickness of the cathode is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, while the thickness of the anode is preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less.
  • a spin coating method is generally used as a method for forming a polymer layer such as a polymer light-emitting material, a polymer material for a hole transport layer, or a polymer material for an electron transport layer.
  • a spin coating method is generally used as a method for forming a polymer layer such as a polymer light-emitting material, a polymer material for a hole transport layer, or a polymer material for an electron transport layer.
  • examples of the method for forming the organic polymer layer include, but are not limited to, an inkjet method, a printing method, a spray coating method, and a dispenser method.
  • the compounds synthesized in the examples were identified by one or more analytical methods selected from 1 H-NMR (solvent: deuterated chloroform), FD-MS, GPC, TGA, DSC, UV and IR analysis.
  • Example 1 Compound (A-2) is synthesized from compound (A-1) according to scheme (13), and then polymer (P-1) is synthesized.
  • the resulting compound (A-2) was polymerized to synthesize a polymer (P-1). Specifically, 0.5 g (0.17 mmol) of the compound (A-2) was dissolved in 25 ml of benzene, 0.27 g of AIBN was added as a catalyst, and the reaction was carried out at 70 ° C. for 17 hours after substitution with nitrogen. The reaction solution was diluted and purified by reprecipitation using acetonitrile. The purified polymer content was recovered, and this was again put into acetonitrile and repeatedly reslurried to obtain 0.10 g of polymer (P-1). The resulting polymer was identified by GPC, TGA and DSC. Mw was 6,000 in terms of polystyrene of GPC (THF), and the molecular weight distribution was 2.0. Moreover, Tg calculated
  • Example 2 The device of the polymer (P-1) obtained in Example 1 was evaluated. First, a glass substrate with ITO having a film thickness of 150 nm subjected to solvent washing and UV ozone treatment, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / polystyrene sulfonic acid (PEDOT / PSS) as a hole injection layer: (H.C.) -Stark Co., Ltd. product name: Clevios PCH8000) was formed to a film thickness of 25 nm. Next, the synthesized polymer (P-1) was dissolved in THF to prepare a 0.4 wt% solution, and a film having a thickness of 20 nm was formed as a hole transport layer by spin coating.
  • PEDOT / PSS polystyrene sulfonic acid
  • the organic electroluminescence device When an external power source was connected to the organic electroluminescence device thus obtained and a DC voltage of 0 to 10 V was applied, it was confirmed that the organic EL device had the light emission characteristics as shown in Table 1 at a current density of 20 mA / cm 2 .
  • the maximum wavelength of the device emission spectrum was 550 nm, and green emission derived from an iridium complex was observed.
  • Example 3 When polymerizing compound (A-2), polymer (P-2) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of AIBN as an initiator was changed to 0.12 g and the amount of benzene in the solvent was changed to 15 ml. It was.
  • the polymer had an Mw of 20,000 and a molecular weight distribution of 2.2.
  • the Tg of the polymer was 214 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 4 Compound (A-3) is synthesized from compound (A-1) according to scheme (14), and then polymer (P-3) is synthesized.
  • the compound (A-3) 0.30 g obtained, dehydrated THF 30 ml, and AIBN 5.6 mg as a catalyst were charged and polymerized at 60 ° C. for 48 hours.
  • the polymerization solution was purified by reprecipitation using acetone to obtain 0.11 g of polymer (P-3).
  • the polymer had an Mw of 17,000 and a molecular weight distribution of 2.6.
  • the Tg of the polymer was 217 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 5 Compound (A-4) is synthesized according to scheme (15), and then polymer (P-4) is synthesized.
  • Example 2 Polymerization and post-treatment were carried out in the same manner as in Example 1 except that 2.5 g of compound (A-4), 10 ml of dehydrated toluene, 34.1 mg of AIBN as a catalyst, and polymerization time were changed to 20 hours. 4) 1.21 g was obtained.
  • the polymer had a Mw of 13,000 and a molecular weight distribution of 2.1.
  • the Tg of the polymer was 262 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 6 Compound (A-5) is synthesized according to scheme (16), and then polymer (P-5) is synthesized.
  • a white powder was obtained by carrying out the reaction and post-treatment in the same manner as in Example 5 except that 8.8 g (38.3 mmol) of 4-iodobenzaldehyde was used for 6.4 g (19.3 mmol) of compound (A-1). 3.2 g (yield 71%) of compound (A-5) was obtained.
  • Example 2 Polymer and polymerization were conducted in the same manner as in Example 1 except that 2.0 g of compound (A-5), 20 ml of dehydrated toluene, 25.6 mg of AIBN as a catalyst were added, and the polymerization time was changed to 28 hours. 1.13 g of (P-5) was obtained. The polymer had a Mw of 11,000 and a molecular weight distribution of 1.9. The polymer Tg was 275 ° C. The element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 7 Compound (A-7) is synthesized according to scheme (17), and then polymer (P-6) is synthesized.
  • a mixed solution containing 1.2 g of compound (A-7) and 1 ml of ethylbenzene in a 25 ml eggplant type flask was devolatilized and repeatedly purged with nitrogen, and then polymerized at a bath temperature of 125 ° C. for 65 hours.
  • the polymerization solution was diluted and purified by reprecipitation using methanol.
  • the purified polymer content was recovered, and this was again put into methanol and repeatedly reslurried to obtain 0.54 g of polymer (P-6).
  • This polymer had Mw of 300,000 and a molecular weight distribution of 2.3.
  • the polymer Tg was 280 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 2 Polymerization and post-treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that the compound (B-6) was used as the soot monomer.
  • the obtained polymer (EP-1) had Mw of 29,000 and a molecular weight distribution of 2.3.
  • the Tg of the polymer was 137 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Example 2 Polymerization and post-treatment were performed in the same manner as in Example 1 except that 4- (N-carbazyl) methylstyrene was used as the monomer.
  • the obtained 4- (N-carbazyl) methylstyrene polymer (polymer (EP-2)) had an Mw of 11,000 and a molecular weight distribution of 2.0.
  • the Tg of the polymer was 148 ° C.
  • the element evaluation was performed in the same manner as in Example 2.
  • Table 1 shows the polymers used for device evaluation and the evaluation results. All the polymers were used for the hole transport layer. The luminance shown in Table 1 is a value at 20 mA / cm 2 . The maximum wavelength of the device emission spectrum was 550 nm, and green emission derived from an iridium complex was observed.
  • Example 8 The compound (A-2) and the compound (B-6) obtained in Synthesis Example 6 were copolymerized to synthesize a copolymer (CP-1). Specifically, as shown in Scheme (19), 0.36 g (1.0 mmol) of compound (A-2) and 0.07 g (0.25 mmol) of compound (B-6) were dissolved in 20 ml of benzene, AIBN (4.7 mg) was added, and the reaction was carried out at 70 ° C. for 16 hours after nitrogen substitution. The reaction solution was diluted and purified by reprecipitation using acetonitrile. The purified polymer content was recovered, and this was again put into acetonitrile and repeatedly reslurried to obtain 0.14 g of polymer (CP-1).
  • the resulting polymer was identified by GPC, TGA and DSC. Mw was 9,000 in terms of polystyrene of GPC (THF), and the molecular weight distribution was 2.2.
  • Mw was 9,000 in terms of polystyrene of GPC (THF), and the molecular weight distribution was 2.2.
  • required from DSC was 193 degreeC.
  • Example 9 The device evaluation of the polymer (CP-1) obtained in Example 8 was carried out by first using a glass substrate with ITO having a film thickness of 150 nm that had been subjected to solvent washing and UV ozone treatment, and poly (3,4-ethylenediethylene as a hole injection layer.
  • the synthesized polymer (CP-1) was dissolved in tetrahydrofuran to prepare a 0.4 wt% solution, and a film having a thickness of 20 nm was formed as a hole transport layer by spin coating.
  • a vacuum deposition apparatus tris (2- (p-tolyl) pyridine) iridium (III) as a light emitting layer dopant and 4,4′-bis (9H-carbazol-9-yl) as a light emitting layer host Biphenyl was co-deposited so that the dopant concentration was 0.6 wt%, and a 40 nm film was formed as the light emitting layer.
  • Alq 3 was formed to a thickness of 25 nm
  • LiF / Al was formed to a thickness of 170 nm as a cathode
  • this element was sealed in a glove box to produce an organic electroluminescent element.
  • the organic electroluminescence device When an external power source was connected to the organic electroluminescence device thus obtained and a DC voltage of 0 to 10 V was applied, it was confirmed that the organic EL device had the light emission characteristics as shown in Table 2 at a current density of 20 mA / cm 2 .
  • the maximum wavelength of the device emission spectrum was 550 nm, and green emission derived from an iridium complex was observed.
  • Example 10 A copolymer (CP-2) was obtained in the same manner as in Example 8 except that the amount of AIBN as an initiator was changed to 2.0 mg. This polymer had Mw of 24,000, molecular weight distribution of 2.3, (A-2) / (B-6) of 72/28 (mol / mol), and Tg of 194 ° C. The element evaluation was performed in the same manner as in Example 9.
  • Example 11 A polymer (CP-3) is synthesized according to scheme (20).
  • AIBN was added as a catalyst to a mixture of 0.45 g (1.0 mmol) of compound (A-3), 0.03 g (0.11 mmol) of compound (B-6) and 20 ml of dehydrated THF in a 50 ml eggplant-shaped flask. After 5.0 mg was added and devolatilization and nitrogen substitution were repeated, polymerization was carried out at 60 ° C. for 24 hours. After the polymerization solution was diluted, it was purified by reprecipitation using acetone. The purified polymer content was recovered, and this was put into acetone again and repeatedly reslurried to obtain 0.14 g of copolymer (CP-3).
  • This polymer had Mw of 21,000, molecular weight distribution of 2.3, Tg of 204 ° C., and (A-3) / (B-6) of 84/16 (mol / mol).
  • the device evaluation of the obtained copolymer (CP-3) was carried out in the same manner as in Example 9.
  • Table 2 shows the polymers used for device evaluation and the evaluation results. All the polymers were used for the hole transport layer.
  • the hole injection property of the organic electroluminescence device is improved and the light emission efficiency is excellent.
  • a large-area element can be easily manufactured by a coating film forming method or the like.

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Abstract

 素子の発光効率を改善し、かつウエットプロセスに適用可能な有機電界発光素子用重合体とそれから得られる有機電界発光素子を提供する。 この有機電界発光素子用重合体は、主鎖を構成する繰り返し単位中に、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有する。また、有機電界発光素子は、基板上に積層された陽極と陰極の間に、有機層を有し、この有機層の少なくとも1層に主鎖を構成する繰り返し単位中にインドロカルバゾール骨格を有する上記有機電界発光素子用重合体を含む。一般式(1)において、ZはN-インドロカルバゾリル基であり、Wは電荷輸送性基であり、m及びnは存在モル比を表わし、mは0~95モル%、nは5~100モル%である。

Description

有機電界発光素子用重合体及びそれを用いた有機電界発光素子
  本発明は、側鎖にインドロカルバゾール単位が含まれた構造を有する有機電界発光素子用重合体、及びそれを用いた有機電界発光素子に関するものである。
  一般的に電界発光素子には、発光素子に無機化合物を用いる無機電界発光素子と、有機化合物を用いる有機電界発光素子があり、近年、低電圧で且つ高輝度の発光が得られるという特徴から有機電界発光素子の実用化研究が積極的に行われている。
  有機電界発光素子の構造は、インジウム-スズ酸化物(ITO)等の陽極材料の薄膜を蒸着したガラス板上に正孔注入層、更に発光層等の有機薄膜層を形成し、さらにその上に陰極材料の薄膜を形成して作られるものが基本であり、この基本構造に正孔輸送層や電子輸送層が適宜設けられた素子がある。有機電界発光素子の層構成は、例えば、陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極や、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極などである。
  近年、発光層と陽極の間に正孔注入層及び正孔輸送層等の電荷輸送層を組み込むことにより、発光層への正孔注入性が改善されること、電荷のバランスを最適化する緩衝層として作用し、素子の発光効率や寿命が大きく改善されることがわかっている。
  有機電界発光素子の正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料には、大きく分類すると低分子系正孔輸送材料と高分子系正孔輸送材料がある。
  低分子系正孔輸送材料を用いた正孔輸送層の製膜方法としては、主に真空蒸着法が用いられており、その特徴として、異なる機能を持った種々の材料を容易に多層化でき、高性能な有機電界発光素子を形成できる反面、パネルの大画面化、高精細化に伴う膜厚の均一制御や塗り分けが難しく、さらには大掛かりな真空装置を必要とするため、製造コストが高くなるという問題がある。
  また、低分子系正孔輸送材料を用いた正孔輸送層の製膜方法として、低分子系正孔輸送材料の溶液塗布による製膜法についても実用化研究がなされているが、この手法では低分子化合物の結晶化に伴う偏析や相分離が観察され、実用化には改善が必要である。
  一方、高分子系正孔輸送材料の製膜方法としては、真空蒸着法では蒸着できない材料が殆どであるため、スピンコート法、印刷法やインクジェット法等の溶液塗布法が用いられる。この方法は、大画面化が容易であり、量産化に優れている反面、塗膜の積層化が困難で、不純物が混入し易いという問題点がある。そのため、高分子系正孔輸送材料を用いた素子は、低分子系正孔輸送材料と比較すると、素子効率や寿命等の素子性能が劣っている。そこで、優れた正孔輸送性能と良好な製膜性を併せ持つ高分子系正孔輸送材料が求められていた。
  このような要求特性を発現させるための試みとして、例えば非特許文献1には、ポリビニルカルバゾールやポリシランが、特許文献2や非特許文献2にはビニルトリフェニルアミンやトリフェニルアミンがメチレンで連結した構造を有する高分子が報告されている。しかしながら、これらを用いた有機電界発光素子では、発光効率と素子の安定性が悪く、十分な改善には至っていない。
  また、有機電界発光素子の発光効率を高める手法として、π共役高分子の主鎖にインドロカルバゾール単位が組み込まれた高分子材料及び発光素子が開示されている。すなわち、特許文献3では、インドロカルバゾールのペリフェラル位で結合した共役系高分子が、また特許文献4では、インドロカルバゾール単位がポリアリレン主鎖に導入された共役系高分子が開示されている。しかし、これらの高分子は、電荷移動性はよくなるものの、インドロカルバゾール骨格を主鎖に含有するπ共役高分子は有機溶剤に対する溶解性が極端に低く、溶液塗布法による製膜には不適である。
  さらに、特許文献5では、特定のインドール三量体部位を高分子側鎖に組み込んだ高分子材料が開示されているが、素子の安定性が悪く、十分な改善には至っていない。
特開平5-205377公報 特開平11-256148公報 特開2006-193729公報 特許4019042号公報 特開2003-338378公報
Appl.Phys.Lett.,59,2760(1995) Synthetic Metals, 55-57, 4163, (1993)
  重合体を有機電界発光素子に応用するためには、電荷輸送能を改善し、且つ膜の安定性、溶剤に対する溶解性や製膜性を向上させる必要がある。
  本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、高発光効率でウエットプロセスに適用可能な有機電界発光素子用の重合体を提供することを目的とする。また本発明は、照明装置、画像表示装置、表示装置用バックライト等に用いられる前記重合体を用いた有機電界発光素子を提供することを目的とする。
  本発明者は、鋭意検討した結果、インドロカルバゾール骨格を高分子側鎖に導入することによって得られる非共役系重合体を用いることにより、発光性能が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。
  本発明は、インドロカルバゾール骨格、又はインドロカルバゾール骨格と電荷輸送性骨格を高分子側鎖に含有することを特徴とする有機電界発光素子用重合体、及び基板上に積層された陽極層と陰極層の間に有機層を有する有機電界発光素子において、該有機層のうち少なくとも一層が該重合体を含有する層である有機電界発光素子に関する。
 本発明は、主鎖を構成する繰り返し単位中に、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする有機電界発光素子用重合体に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
 
 ここで、Rは水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。Yは単結合、C1~C20のアルキレン基、C6~C30のアリーレン基、C3~C30のヘテロアリーレン基、CO、COO、又はOである。ZはN位置換のインドロカルバゾリル基であり、Wは電荷輸送性基であるが、Zと同じであることはない。m及びnは存在モル比を表わし、全繰り返し単位を100モル%としたとき、mは0~95モル%、nは5~100モル%である。lは平均の繰り返し数を表わし、2~10000である。
 一般式(1)において、mは0モル%であること、又は一般式(1)において、mは5~95モル%、nは5~95モル%であることが好ましい。また、この有機電界発光素子用重合体の重量平均分子量が1000~1000000であることが好ましい。
  一般式(1)におけるZとしては、下記式(2)~(7)に示すインドロカルバゾリル基から選択される1種又は2種以上が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
 
  式(2)~(7)中、Xは各々独立にC-H、N又はC-Lの何れかであり、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基を表す。R1は独立に、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基である。
  一般式(1)におけるWとしては、下記式(8)または(9)に示す電荷輸送性基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
 
 式(8)、(9)中、X2は各々独立にC-H、N、O、S又はC-Lの何れかであり、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基であり、X2を含む環と結合して縮合環を形成してもよい。
  一般式(1)におけるWとしては、下記式(10)または(11)に示す電荷輸送性基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
 
 式(10)、(11)中、R2は水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。
 本発明は、基板上に積層された陽極層及び陰極層の間に有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層の少なくとも一層に上記の有機電界発光素子用重合体を含有することを特徴とする有機電界発光素子に関する。前記有機電界発光素子用重合体を含有する有機層としては、正孔輸送層が挙げられる。
 また、本発明は、下記一般式(12)で表され、主鎖を構成する繰り返し単位中にインドロカルバゾール骨格をペンダントとして有することを特徴とする有機電界発光素子用重合体に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
 
 ここで、R、Y及びZは一般式(1)と同意である。pは一般式(1)のlと同意である。
 また、本発明は、上記一般式(1)で表され、主鎖を構成する繰り返し単位中にインドロカルバゾール骨格をペンダントとして有し、重量平均分子量が1000~1000000であることを特徴とする有機電界発光素子用重合体に関する。但し、一般式(1)において、m及びnは存在モル比を表わし、全繰り返し単位を100モル%としたとき、mは5~95モル%、nは5~95モル%である。lは繰り返し数を表わす。
  以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の有機電界発光素子用重合体は、一般式(1)で表されるオリゴマー又は高分子である。ここで、本発明の有機電界発光素子用重合体は単独重合体であることも、共重合体であることもできる。
 なお、一般式(12)は、一般式(1)において、mが0である場合に該当し、一般式(12)中の、R、Y及びZは一般式(1)と同意であり、pはlに対応するので、一般式(1)の説明からこれらの記号の意味が理解される。一般式(1)に係る説明は一般式(12)にも共通するので、一般式(1)に係る説明で代表する。
 一般式(1)において、Z及びWはペンダント(側鎖)であり、ZはN位で結合するインドロカルバゾール骨格を有する基であり、Wは電荷輸送性基である。Zを含む単位をUz、Wを含む単位をUwとすれば、一般式(1)は、次式(1A)のように表わすことができる。
 [(Uw)-(Uz)]l   (1A)
  本発明の有機電界発光素子用重合体は、優れた電荷輸送能力、特に正孔輸送能力を付与できるインドロカルバゾール骨格を、主鎖を構成する単位中にペンダント(側鎖)として有している。ここで、主鎖を構成する単位は繰り返し単位を意味するが、この繰り返し単位は1種だけでなく、2種以上であってもよい。
  一般式(1)または一般式(12)において、l及びpは繰り返し数であり、重量平均分子量によって定まるが、平均(数平均)の繰り返し数としては2~10000、好ましくは5~1000である。
 また、本発明の有機電界発光素子用重合体は、一般式(1)で表わされる繰り返し単位以外の単位又は末端を含んでもよいが、一般式(1)で表わされる繰り返し単位が全繰り返し単位の50モル%以上、好ましくは80モル%以上であることがよい。
  一般式(1)において、Rは水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。これらの基に炭化水素鎖が含まれる場合は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Cl、F等のハロゲンが置換していても構わない。好ましくは、水素原子、C1~C12のアルキル基、C1~C12のアルコキシ基、C6~C24のアリール基、C6~C24のアリールオキシ基、C7~C28のアリールアルキル基、C7~C28のアリールアルキルオキシ基、C3~C24のヘテロアリール基、C3~C24のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C24のシクロアルキル基である。Zを含む単位Uz、及びWを含む単位Uw中には、それぞれ3個のRが存在するが、その2つ又は3つが水素原子であることが好ましく、更には3つが水素原子であることがより好ましい。
  また、これらの基は置換基を有していても良く、置換基を有する場合、前記炭素数は置換基も含めて計算するものとする。その置換基としては、性能を阻害するものでなければ特に限定するものではないが、C1~C4のアルキル基、フェニル基、ピリジル基、カルバゾリル基であることが好ましい。
  Yは、単結合、C1~C20のアルキレン基、C6~C30のアリーレン基、C3~C30のヘテロアリーレン基、CO、COO、又はOであり、好ましくは単結合、C6~C30のアリーレン基、C3~C30のヘテロアリーレン基である。これらの基に炭化水素鎖が含まれる場合は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Cl、F等のハロゲンが置換していても構わない。また、これらの基は置換基を有していても良く、前記Rで説明した置換基と同様である。Yは連結基が長くなるほど繰り返し単位中の電荷輸送能力が低下すると共に熱的にも不安定性になるため、単結合であることがより好ましい。
  Zは、N位で結合するインドロカルバゾリル基である。このインドロカルバゾリル基は、インドール環とカルバゾール環が縮合した5環の縮合環化合物の1つのN位に置換基を有する化合物からHを1つとって生じる基である。このインドロカルバゾリル基は、2つのNを有するが、1つのNは置換基と結合し、他の1つのNはYを介して主鎖と結合するN位置換インドロカルバゾリル基であることがよい。また、このN位で結合するインドロカルバゾリル基は、N-インドロカルバゾリル基ともいい、インドロカルバゾール環を構成する炭素に置換基を有することができる。
 このインドロカルバゾリル基は、インドール環とカルバゾール環との縮合可能な位置が複数存在するため、下記式(A)~(F)の6種類の構造異性体の基をとり得るが、いずれの構造異性体であってもよい。また、インドロカルバゾリル基は、主鎖と結合していない他方のN位に6員環芳香族基を有することが好ましい。また、インドロカルバゾール基(前記他方のN位に置換する6員環芳香族基を含む)は、本発明の効果を阻害しない範囲で、置換基を有することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010
 
  (式(A)~(F)は、インドロカルバゾール骨格と主鎖との結合位置のみ表示)
  一般式(1)中のZで表されるN-インドロカルバゾリル基としては、上記式(2)~(7)に示す構造からなる群より選択されるいずれか1つ、もしくは2つ以上のインドロカルバゾリル基である。2つ以上である場合は、一般式(1)中のZは、2種類以上のインドロカルバゾリル基からなることになる。
  前記式(2)~(7)において、R1は独立に、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、好ましくはC1~C20のアルキル基、C6~C30のアリール基、C7~C36のアリールアルキル基、C3~C30のヘテロアリール基である。これらの基に炭化水素鎖が含まれる場合は、直鎖であっても分岐鎖であってもよく、Cl、F等のハロゲンが置換していても構わない。また、これらの基はさらに置換基を有していても良く、前記一般式(1)中のRで説明した置換基と同様である。
  前記式(2)~(7)において、Xは、各々独立にC-H、N又はC-Lの何れかである。ここで、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基であり、C6~C24のアリール基、C3~C24のヘテロアリール基、又はC12~C36のジアリールアミノ基であることが好ましい。
  ここで、好ましいアリール基、ヘテロアリール基、又はジアリールアミノ基のアリール基としては、ベンゼン、ペンタレン、インデン、ナフタレン、アズレン、ヘプタレン、オクタレン、インダセン、アセナフチレン、フェナレン、フェナンスレン、アントラセン、トリンデン、フルオランテン、アセフェナントリレン、アセアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、テトラフェン、テトラセン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン、テトラフェニレン、コラントリレン、ヘリセン、ヘキサフェン、ルビセン、コロネン、トリナフチレン、ヘプタフェン、ピラントレン、オバレン、コラヌレン、フルミネン、アンタントレン、ゼトレン、テリレン、ナフタセノナフタセン、トルキセン、フラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、キサンテン、オキサトレン、ジベンゾフラン、ペリキサンテノキサンテン、チオフェン、チオキサンテン、チアントレン、フェノキサチイン、チオナフテン、イソチアナフテン、チオフテン、チオファントレン、ジベンゾチオフェン、ピロール、ピラゾール、テルラゾール、セレナゾール、チアゾール、イソチアゾール、オキサゾール、フラザン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドリジン、インドール、イソインドール、インダゾール、プリン、キノリジン、イソキノリン、カルバゾール、インドロカルバゾール、イミダゾール、ナフチリジン、フタラジン、キナゾリン、ベンゾジアゼピン、キノキサリン、シンノリン、キノリン、プテリジン、フェナントリジン、アクリジン、ペリミジン、フェナントロリン、フェナジン、カルボリン、フェノテルラジン、フェノセレナジン、フェノチアジン、フェノキサジン、アンチリジン、テベニジン、キンドリン、キニンドリン、アクリンドリン、フタロペリン、トリフェノジチアジン、トリフェノジオキサジン、フェナントラジン、アントラジン、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、ベンゾイソチアゾール又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物から水素を除いて生じる基、ジフェニルアミノ基、ジナフチルアミノ基等が挙げられる。より好ましくはベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、インドール、カルバゾール又はこれら芳香環が複数連結された芳香族化合物から水素を除いて生じる基、ジフェニルアミノ基が挙げられる。なお、芳香環が複数連結された芳香族化合物から生じる基である場合、連結される数は2~10が好ましく、より好ましくは2~5であり、連結される芳香環は同一であっても異なっていても良い。
  また、前記アリール基、ヘテロアリール基、又はジアリールアミノ基のアリール基は、置換基を有していてもよく、置換基を有する場合、置換基の総数は1~10、好ましくは1~6であり、より好ましくは1~4である。なお、芳香環が複数連結された芳香族化合物から生じる基も同様に置換基を有することができる。置換基は限定されるものではないが、好ましい置換基としては炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数1~20のアルキルチオ基、炭素数1~20のアルキル置換アミノ基、炭素数2~20のアシル基、炭素数12~24のジアリールアミノ基等が挙げられる。より好ましくはメチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、t-ブチル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、i-プロポキシ基、フェニル基、ピリジル基、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基があげられる。置換基を2つ以上有する場合は、同一であっても異なっていても良い。
 また、一般式(1)において、m及びnは存在モル比を表わし、全繰り返し単位を100モル%としたとき、mは5~95モル%、nは5~95モル%である。mは、好ましくは10~90モル%、より好ましくは50~80モル%である。nは、好ましくは10~90モル%、より好ましくは20~50モル%である。lは繰り返し数を表わし、重量平均分子量によって定まるが、平均(数平均)の繰り返し数としては2~10000、好ましくは5~1000である。
  前記一般式(1)中のWは、電荷輸送性基である。この電荷輸送性基には、正孔輸送性基と電子輸送性基がある。正孔輸送性基は、主として正孔の輸送を担うため、正孔に対する安定性すなわち酸化安定性が求められ、一方、電子輸送性基は電子の輸送を担うため、電子に対する安定性すなわち還元安定性が求められる。また、それぞれの電荷に対する移動度、すなわち正孔輸送性基の場合は正孔移動度が、電子輸送性基の場合は電子移動度が高い方が、正孔注入層等の隣接した層から移動してきた電荷を効率よく発光層へ取り込むことができ、素子の駆動電圧を下げることが可能となるため、より好ましい。
  正孔輸送性基としては、カルバゾールやフェニルアミン等の単位を含む基が、電子輸送性基としては、オキサジアゾール単位、トリアジン単位、トリアゾール単位等を含む基が使用できる。しかし、一般式(1)において、WはZと同じであることはないので、WはN位置換のインドロカルバゾリル基であることはない。
  電荷輸送性基としては、前記式(8)~(9)、式(10)~(11)で表わされるいずれかの電荷輸送性基が好ましく挙げられる。
  式(8)~(9)中、X2は各々独立にC-H、N、O,S又はC-Lの何れかであり、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基であり、X2を含む環と結合して縮合環を形成してもよい。また、これらの基はさらに置換基を有していても良く、前記一般式(2)~(7)のXで説明した置換基と同様である。
  式(10)~(11)中、R2は水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。これらの基に炭化水素鎖が含まれる場合は、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。また、これらの基はさらに置換基を有していても良く、前記一般式(1)のRで説明した置換基と同様である。
  一般式(1)及び(12)において、主鎖を形成する繰り返し単位は、特に限定するものではないが、重合の容易さ、素子性能向上の観点から、インドロカルバゾリル基または電荷輸送性基が置換したビニル化合物を重合または共重合してなるエチレン鎖やスチレン鎖を繰り返し単位とする重合体であることが好ましい。
  次に、一般式(1)又は式(1A)において、N-インドロカルバゾリル基を有する単位又はUzを与えるビニル化合物を以下に例示する。このビニル化合物は必要に応じて1種又は2種以上を混合して使用してもよい。また、例示された化合物に限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013
 
 次に、一般式(1)又は式(1A)において、電荷輸送性基を有する単位又はUwを与えるビニル化合物を以下に例示する。ここで、電荷輸送性基が置換したビニル化合物には、正孔輸送性基が置換したビニル化合物と電子輸送性基が置換したビニル化合物、または両方の輸送性基が置換したビニル化合物がある。このビニル化合物は必要に応じて1種又は2種以上を混合して使用してもよい。また、例示された化合物に限定されない
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000014
 
  本発明のインドロカルバゾール系有機電界発光素子用重合体は公知の方法でモノマーを重合して容易に製造することができる。例えば、以下の反応式により製造することができる。重合方法は、ラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合、付加重合のいずれでもよいが、汎用的観点からラジカル重合が望ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015
 
  上記は、単独のモノマーを重合して得られる重合体の製造例であるが、複数のモノマーを共重合して得られる重合体の製造例は、上記と同様にして電荷輸送性基を有するモノマーを製造し、これを上記モノマーと共重合する例が示される。
  本発明のインドロカルバゾール系重合体の重量平均分子量Mwは、1,000~1,000,000であり、好ましくは5,000~300,000である。Mwが1,000未満であると均一な膜を形成することが困難となり、1,000,000より大きくなると有機溶剤に対する溶解性が極端に悪くなり溶液塗布が困難となる。
  以下に、本発明のインドロカルバゾール骨格を有する重合体の一例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000017
 
  なお、本発明の有機電界発光素子用重合体は、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の繰り返し単位を少量存在させてもよい。例えば、メタアクリル酸エステルやスチレンから生じる単位を少量存在させてもよい。また、有機電界発光素子用重合体が共重合体である場合は、重合形式はランダムであっても、ブロックであっても差し支えない。なお、式p-11~p-12の共重合体は交互に重合した形式となっているが、ランダムであっても、ブロックであっても差し支えない。
  本発明の有機電界発光素子用重合体は、有機EL素子の有機層に含有させることにより、優れた有機電界発光素子を与える。好ましくは、発光層、正孔輸送層、電子輸送層及び正孔阻止素子層から選ばれる少なくとも一つの有機層に含有させることがよい。更に好ましくは、正孔輸送層の材料として含有させることがよい。
  次いで、本発明の有機電界発光素子用重合体を用いた有機電界発光素子について説明する。以下、本発明の有機電界発光素子用重合体を本発明の重合体ともいう。
  本発明の重合体を用いた有機電界発光素子は、一対の陽極と陰極の間に複数の有機層を持ち、特に正孔輸送層/発光層兼電子輸送層、正孔輸送層兼発光層/電子輸送層、または正孔輸送層/発光層/電子輸送層からなることが好ましい。特に好ましくは、正孔輸送層/発光層/電子輸送層の層構造である。また、本発明の有機電界発光素子は、また各有機層を形成した後、それぞれに保護層を設けることもできる。更に、素子全体を水分や酸素から保護するために保護膜を設けてもよい。
  発光層は、発光材料を含有する層であり、蛍光であっても燐光であっても構わない。また、発光材料をドーパントとして用い、ホスト材料を併用しても構わない。
  発光層における発光材料は、蛍光発光材料としては以下に示すような化合物が使用可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018
 
  一方、燐光発光材料としては、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金及び金から選ばれる少なくとも一つの金属を含む有機金属錯体を含有するものがよい。かかる有機金属錯体は、前記特許文献等で公知であり、これらが選択されて使用可能である。
  高い発光効率を得るための燐光発光材料としては、Ir等の貴金属元素を中心金属として有するIr(ppy)3等の錯体類、Ir(bt)2・acac3等の錯体類、PtOEt3等の錯体類が挙げられる。以下に、燐光発光材料を具体的に例示するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000019
 
  発光材料の種類を変えることによって様々な発光波長を持つ有機電界発光素子とすることができる。
  前記発光材料をドーパントとして使用する場合、発光層中に含有される量は、1~50重量%の範囲にあることが好ましい。より好ましくは5~30重量%である。
  発光層におけるホスト材料としては、公知のホスト材料が使用可能で有り、本発明の重合体をホスト材料として用いることもできる。また、本発明の重合体と他のホスト材料を併用してもよい。
  使用できる公知のホスト化合物としては、正孔輸送能、電子輸送能を有し、かつ発光の長波長化を防ぎ、なおかつ高いガラス転移温度を有する化合物であることが好ましい。
  このような他のホスト材料は、多数の特許文献等により知られているので、それらから選択することができる。ホスト材料の具体例としては、特に限定されるものではないが、インドール誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン系化合物、ポルフィリン系化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8―キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール誘導体の金属錯体に代表される各種金属錯体、ポリシラン系化合物、ポリ(N-ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等の高分子化合物等が挙げられる。
  正孔輸送層を形成する正孔輸送性化合物としては、本発明の有機電界発光素子用重合体有利に使用される。必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、第3級アミンのトリフェニルアミン誘導体、カルバゾール誘導体などが例示される。低分子正孔輸送性化合物などを添加剤として1種又は2種以上配合し、組成物として用いてもよい。以下に、正孔輸送性化合物を具体的に例示するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020
 
  電子輸送層を形成する電子輸送性化合物としては、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアゾール誘導体などが例示される。必要に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、低分子電子輸送性化合物などを添加剤として1種又は2種以上配合し、組成物として用いてもよい。以下に、電子輸送性化合物を具体的に例示するが、これらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021
 
  また、陽極からの正孔注入効率を向上させるために陽極と正孔輸送層又は発光層の間に正孔注入層を入れてもよい。正孔注入層形成する正孔注入材料としては、ポリチオフェン誘導体、ポリピロール誘導体などの導電性高分子が使用できる。中でも、ポリチオフェン誘導体のポリ(3,4-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)が正孔注入効率の点から好ましい。正孔注入層を使用する場合、その厚さは好ましくは200nm以下、より好ましくは100nm以下である。
  陽極は、正孔注入層、正孔輸送層または発光層などに正孔を供給するものであり、一般的にガラス基板上に形成される。本発明に用いられる陽極材料は特に限定されないが、具体的にはインジウム-スズ酸化物(ITO)、スズ酸化物などの導電性金属酸化物や金、銀、白金などの金属が挙げられる。また、市販のITO付ガラスを使用することもできる。市販のITO付ガラスは、通常、洗浄剤水溶液、溶剤洗浄後、UVオゾン照射装置又はプラズマ照射装置により清浄して使用される。
  陰極は、電子輸送層または発光層に電子を供給するものであり、本発明に用いられる陽極材料は特に限定されないが、具体的にはLi、Mg、Ca、Alなどの金属やそれらの合金、例えばMg-Ag合金、Mg-Al合金などが挙げられる。
  陰極及び陽極は公知の方法、つまり真空蒸着法やスパッタリング法によって形成できる。陰極の厚さは、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下であり、一方、陽極の厚さは、好ましくは200nm以下、より好ましくは100nm以下である。
  高分子発光材料、正孔輸送層用高分子材料又は電子輸送層用高分子材料などの高分子層の製膜法としては、一般的にスピンコート法が用いられており、その他にも大面積の有機高分子層を製膜する手法として、インクジェット法、印刷法、スプレーコート法、ディスペンサー法などが挙げられるが、何らこれらに限定されるものではない。
  以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
  実施例で合成した化合物は、1H-NMR(溶媒:重クロロホルム)、FD-MS、GPC、TGA、DSC、UV及びIR分析から選ばれる1種類以上の分析法により同定した。
実施例1
 スキーム(13)に従い化合物(A-1)から化合物(A-2)を合成し、次いで重合体(P-1)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022
 
  窒素雰囲気下、100mlナスフラスコに、化合物(A-1)を2.00g(6.02mmol)に1,2-ジクロロエタン30.0gを加え、バス温50℃にて攪拌した。臭化テトラブチルアンモニウム0.76g(2.36mmol)と水酸化カリウム17.56g(314mmol)、炭酸カリウム15.8g(114mmol)を4回に分けて投入しながら、バス温50℃で101時間攪拌した。室温まで降温後、固形分をろ別し、ろ液を減圧留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して白色粉末の化合物(B-1)を1.93g(収率81%)得た。
  次いで、窒素雰囲気下、ジムロートを具備した300mlナスフラスコに、化合物(B-1)を2.59g(6.56mmol)、イソプロピルアルコール125.0g、テトラヒドロフラン(THF)50.0g、ヒドロキノン36mg(0.33mmol)、水酸化カリウム12.5g(223mmol)を投入し、23時間、バス温90℃にて加熱還流した。室温まで降温後、蒸留水200gを装入し、イソプロピルアルコールおよびTHFを減圧留去した。この溶液を、ジクロロメタン250gで4回抽出し、抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形物を吸引ろ過後、溶剤を減圧留去し、粗生成物5.48gを得た。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製後、ジクロロメタン/イソプロピルアルコールにて2回再結晶を行い、化合物(A-2)を2.10g(収率89%)得た。
 化合物(A-2)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3):δ(ppm);8.725(1H、d、8Hz)、8.083(1H、br  d、8Hz)、8.066(1H、d、8Hz)、7.861(1H、dd、10、16Hz)、7.832(1H、br  d、8Hz)、7.657(2H、t、8Hz)、7.598(2H、d、8Hz)、7.542(1H、t、8Hz)、7.448(1H、t、8Hz)、7.398(2H、m)、7.315(3H、m)、5.671(1H、d、16Hz)、5.664(1H、d、10Hz)
  FD-MSスペクトル:358(M+、base)
  得られた化合物(A-2)を重合させて重合体(P-1)を合成した。具体的には、化合物(A-2)0.5g(0.17mmol)をベンゼン25mlに溶解し、触媒としてAIBN0.27gを添加し、窒素置換後70℃、17時間反応させた。反応液を希釈後、アセトニトリルを用いて再沈殿精製させた。精製したポリマー分を回収し、これを再度アセトニトリルに投入して繰り返しリスラリーすることにより、重合体(P-1)を0.10gを得た。得られたポリマーは、GPC、TGA及びDSCで同定した。Mwは、GPC(THF)のポリスチレン換算で6,000、分子量分布2.0であった。また、DSCより求めたTgは、221℃であった。
実施例2
  実施例1で得た重合体(P-1)の素子評価を行った。まず、溶媒洗浄、UVオゾン処理した膜厚150nmからなるITO付ガラス基板に、正孔注入層としてポリ(3,4-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):(エイチ・シー・シュタルク株式会社製、商品名:クレビオスPCH8000)を膜厚25nmで製膜した。次に、合成した重合体(P-1)をTHFに溶解して0.4wt%溶液に調製し、スピンコート法により正孔輸送層として20nmを製膜した。次に、真空蒸着装置を用いて、発光層ドーパントとしてトリス(2-(p-トリル)ピリジン)イリジウム(III)を、発光層ホストとして4,4’-ビス(9H-カルバゾル-9-イル)ビフェニルを用い、ドーパント濃度が0.6wt%となるように共蒸着し、40nm発光層を製膜した。その後、真空蒸着装置を用いて、トリス(8-ヒドロキシキノリネート)アルミニウム(Alq3)を35nm、陰極としてLiF/Alを膜厚170nmで製膜し、この素子をグローブボックス内で封止することにより有機電界発光素子を作製した。
  こうして得られた有機電界発光素子に外部電源を接続し、0~10Vの直流電圧を印加した時に、電流密度20mA/cm2で表1のような発光特性を有することが確認された。なお、素子発光スペクトルの極大波長は550nmであり、イリジウム錯体由来の緑色発光が観測された。
実施例3
  化合物(A-2)を重合させる際、開始剤であるAIBN量を0.12g、溶媒のベンゼン量を15mlに変更した以外は、実施例1と同様にして重合体(P-2)を得た。このポリマーのMwは20,000、分子量分布2.2であった。また、ポリマーのTgは214℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
実施例4
  スキーム(14)に従い化合物(A-1)から化合物(A-3)を合成し、次いで重合体(P-3)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023
 
  窒素雰囲気下、100mlナスフラスコに、化合物(A-1)を2.00g(6.02mmol)、ジメチルホルムアミド30.0g、4-クロロメチルスチレン1.01g(6.63mmol)を投入し、室温で攪拌した。62.3wt%水素化ナトリウム0.46g(12.05mmol)を数回に分けて投入し、投入終了後、3時間攪拌した。少量の蒸留水で過剰な水素化ナトリウムをクエンチした後、反応混液に蒸留水100gを追加装入し、固形物をろ過した。この固形物をTHFで再結晶し、化合物(A-3)を2.38g(収率88%)得た。
 化合物(A-3)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3):δ(ppm);8.141(1H、d、8Hz)、8.121(1H、br  d、8Hz)、8.066(1H、br  d、8Hz)、7.655(2H、m)、7.588(2H、d、8Hz)、7.542(1H、t、8Hz)、7.449(4H、m)、7.24-7.37(6H、m)、7.072(1H、ddd、2、7、8Hz)、6.729(1H、dd、11、18Hz)、6.136(2H、s)、5.754(1H、dd、1、18Hz)、5.250(1H、dd、1、11Hz)
FD-MSスペクトル:448(M+、base)
  得られた化合物(A-3)0.30g、溶媒を脱水THF30ml、触媒としてAIBNを5.6mgを投入し、60℃で48時間重合した。重合液をアセトンを用いて再沈澱精製させ、重合体(P-3)0.11gを得た。このポリマーのMwは17,000、分子量分布2.6であった。また、ポリマーのTgは217℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
実施例5
  スキーム(15)に従い化合物(A-4)を合成し、次いで重合体(P-4)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024
 
  窒素雰囲気下、500mlナスフラスコに、化合物(A-1)を18.2g(54.7mmol)に1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン180.0gを入れ、バス温190℃にて攪拌した。3-ヨードベンズアルデヒド25.4g(109.3mmol)と酸化第一銅1.96g(13.6mmol)、炭酸カリウム11.3g(82mmol)を投入して20時間攪拌した。室温まで降温後、固形分をろ別し、ろ液にトルエン及び水を加えて油水分離した。有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水し、減圧留去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィーで2回精製して白色粉末の化合物(B-2)を14.4g(収率60%)得た。
 次いで、窒素雰囲気下、500mlナスフラスコに、化合物(B-2)を14.2g(32.6mmol)、臭化メチルトリフェニルホスホニウム12.2g(34.2mmol)及び脱水テトラヒドロフラン380mlを加えて室温にて攪拌した。これにtert-ブトキシド4.0g(35.8mmol)の脱水THF溶液30mlを20分間かけて滴下しさらに室温で2時間反応させた。これを2Lナスフラスコに移して水400mlを投入した。THFを留去した後、ジクロロメタンを入れて油水分離し有機層を無水硫酸マグネシウムで脱水して減圧留去した。シリカゲルカラムクロマトグラフィーで2回精製して白色粉末の化合物(A-4)を7.2g(収率51%)得た。
 化合物(A-4)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3):δ(ppm);8.171(1H、d、8Hz)、8.152(1H、dd、8、1Hz)、7.54-7.72(6H、m)、7.51-7.54(2H、m)、7.16-7.35(1H、7H、m)、6.807(1H、dd、17、11)、6.803(1H、dt、1、8Hz)、6.056(1H、d、8Hz)、5.811(1H、d、17Hz)、5.329(1H、d、11Hz)
FD-MSスペクトル:434(M+、base)
  化合物(A-4)2.5g、脱水トルエン10ml、触媒としてAIBNを34.1mg、重合時間を20時間に変更した以外は、実施例1と同様に重合及び後処理して重合体(P-4)1.21gを得た。このポリマーのMwは13,000、分子量分布2.1であった。また、ポリマーのTgは262℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
実施例6
  スキーム(16)に従い化合物(A-5)を合成し、次いで重合体(P-5)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000025
 
  化合物(A-1)6.4g(19.3mmol)に4-ヨードベンズアルデヒド8.8g(38.3mmol)を用いる以外は、実施例5と同様に反応、後処理を行うことにより、白色粉末の化合物(A-5)を3.2g(収率71%)得た。
 化合物(A-2)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3)、δ(ppm);8.165(1H、d、8Hz)、8.148(1H、dt、7、1Hz)、7.702(2H、br d、8Hz)、7.58-7.67(6H、m)、7.529(1H、tt、7、2Hz)、7.28-7.36(5H、m)、7.225(1H、ddd、8、7、1Hz)、6.930(1H、dd、18、11Hz)、6.817(1H、ddd、8、7、1Hz)、6.126(
1H、br d、8Hz)、5.931(1H、dd、18、1Hz)、5.434(1H、dd、11、1Hz)
FD-MSスペクトル:434(M+、base)
  化合物(A-5)2.0g、脱水トルエン20ml、触媒としてAIBNを25.6mgを投入し、重合時間を28時間に変更した以外は、実施例1と同様に重合及び後処理して重合体(P-5)1.13gを得た。このポリマーのMwは11,000、分子量分布1.9であった。また、ポリマーのTgは275℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
実施例7
  スキーム(17)に従い化合物(A-7)を合成し、次いで重合体(P-6)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026
 
  化合物(A-6)27.8g(108mmol)と3-ヨードベンズアルデヒド25.0g(108mmol)を用いて化合物(B-4)をまず合成し、次いでヨードベンゼン48.7g(239mmol)を反応させる以外は、実施例5と同様に反応、後処理を行うことにより、白色粉末の化合物(A-7)を7.3g(収率64%)を得た。
 化合物(A-7)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3)、δ(ppm);8.171(1H、d、9Hz)、8.149(1H、dd、8、2 Hz)、7.55-7.66(8H、m)、7.469(1H、dt、8、2Hz)、7.28-7.38(5H、m)、7.222(1H、ddd、8、7、1Hz)、6.808(1H、dd、11,18Hz)、6.789(ddd、8、7、1Hz)5.940(1H、dd、8、1Hz)、5.831(1H、dd、18、1Hz)、5.355(1H、d、11Hz)
FD-MSスペクトル:434(M+、base)
 25mlナス型フラスコに、化合物(A-7)1.2g、エチルベンゼン1mlを入れた混合液を脱揮、窒素置換を繰り返した後、バス温125℃で65時間重合した。重合液を希釈後、メタノールを用いて再沈殿精製させた。精製したポリマー分を回収し、これを再度メタノールに投入して繰り返しリスラリーすることにより、重合体(P-6)0.54gを得た。このポリマーのMwは300,000、分子量分布2.3であった。また、ポリマーのTgは280℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
比較例1
  スキーム(18)に従い4-(ジフェニルアミノ)ベンズアルデヒドから化合物(B-6)をを合成し、次いで重合体(EP-1)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027
 
  窒素雰囲気下、4-(ジフェニルアミノ)ベンズアルデヒド10.00g、臭化メチルトリフェニルホスホニウム13.71g、脱水THF250mlを入れた混合液中に、カリウムt-ブトキシド4.52gの脱水THF溶液を滴下し、室温で5時間攪拌した。反応混液に蒸留水200gを添加した後、THFを減圧下で留去した。この溶液を、ジエチルエーテル200gで2回抽出し、抽出液を無水硫酸マグネシウムで乾燥した。固形物を吸引ろ過後、溶剤を減圧留去し、粗生成物12.8gを得た。シリカゲルカラムクロマトグラフィーにて精製後、ヘキサンにて再結晶を行い、化合物(B-6)を6.26g(収率63%)得た。
 化合物(B-6)のH-NMR及びFD-MSスペクトルを以下に示す。
H-NMR(400MHz、CDCl3):δ(ppm);7.287(2H、d、8Hz)、7.237(2H、d、8Hz)、7.249(2H、t、8Hz)、7.090(4H、d、8Hz)、7.016(4H、t、8Hz)、6.661(1H、dd、11、18Hz)5.637(1H、dd、1、18Hz)、5.155(1H、dd、1、11Hz)
FD-MSスペクトル:271(M+、base)
  モノマーとして、化合物(B-6)を用いる以外は実施例1と同様な方法で重合、後処理を実施した。得られた重合体(EP-1)のMwは29,000、分子量分布2.3であった。また、ポリマーのTgは137℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
比較例2
  モノマーとして、4-(N-カルバジル)メチルスチレンを用いる以外は実施例1と同様な方法で重合、後処理を実施した。得られた4-(N-カルバジル)メチルスチレン重合体(重合体(EP-2))のMwは11,000、分子量分布2.0であった。また、ポリマーのTgは148℃であった。素子評価は、実施例2と同様に行った。
  素子評価に使用した重合体と評価結果を表1に示す。重合体はいずれも正孔輸送層に使用したものである。表1に示す輝度は、20mA/cm2での値である。なお、素子発光スペクトルの極大波長は550nmであり、イリジウム錯体由来の緑色発光が観測された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
 
実施例8
  化合物(A-2)と合成例6で得た化合物(B-6)を共重合させて共重合体(CP-1)を合成した。具体的にはスキーム(19)に示すように、化合物(A-2)0.36g(1.0mmol)、化合物(B-6)0.07g(0.25mmol)をベンゼン20mlに溶解し、触媒としてAIBN4.7mgを添加し、窒素置換後70℃、16時間反応させた。反応液を希釈後、アセトニトリルを用いて再沈殿精製させた。
 精製したポリマー分を回収し、これを再度アセトニトリルに投入して繰り返しリスラリーすることにより、重合体(CP-1)を0.14g得た。得られた重合体は、GPC、TGA及びDSCで同定した。Mwは、GPC(THF)のポリスチレン換算で9,000、分子量分布2.2であった。重合体(CP-1)について、化合物(A-2)及び化合物(B-6)由来の繰り返し単位の比を1H-NMRで測定したところ、(A-2)/(B-6)=72/28(mol/mol)であった。また、DSCより求めたTgは、193℃であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029
 
実施例9
  実施例8で得た重合体(CP-1)の素子評価は、まず溶媒洗浄、UVオゾン処理した膜厚150nmからなるITO付ガラス基板に、正孔注入層としてポリ(3,4-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):(エイチ・シー・シュタルク株式会社製、商品名:クレビオスPCH8000)を膜厚40nmで製膜した。次に、合成した重合体(CP-1)をテトラヒドロフランに溶解して0.4wt%溶液に調製し、スピンコート法により正孔輸送層として20nmを製膜した。次に、真空蒸着装置を用いて、発光層ドーパントとしてトリス(2-(p-トリル)ピリジン)イリジウム(III)、発光層ホストとして、4,4’-ビス(9H-カルバゾル-9-イル)ビフェニルを用い、ドーパント濃度が0.6wt%となるように共蒸着し、発光層として40nmを製膜した。その後、真空蒸着装置を用いて、Alq3を25nm、陰極としてLiF/Alを膜厚170nmで製膜し、この素子をグローブボックス内で封止することにより有機電界発光素子を作製した。
  こうして得られた有機電界発光素子に外部電源を接続し、0~10Vの直流電圧を印加した時に、電流密度20mA/cm2で、表2のような発光特性を有することが確認された。なお、素子発光スペクトルの極大波長は550nmであり、イリジウム錯体由来の緑色発光が観測された。
実施例10
  開始剤であるAIBN量を2.0mgに変更した以外は、実施例8と同様にして共重合体(CP-2)を得た。このポリマーのMwは24,000、分子量分布2.3であり、(A-2)/(B-6)は72/28(mol/mol)であり、Tgは194℃であった。素子評価は、実施例9と同様に行った。
実施例11
  スキーム(20)に従い重合体(CP-3)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030
 
  50mlナス型フラスコに、化合物(A-3)0.45g(1.0mmol)と化合物(B-6)0.03g(0.11mmol)、脱水THF20mlを入れた混合液中に、触媒としてAIBNを5.0mgを投入し、脱揮、窒素置換を繰り返した後、60℃で24時間重合した。重合液を希釈後、アセトンを用いて再沈殿精製させた。精製したポリマー分を回収し、これを再度アセトンに投入して繰り返しリスラリーすることにより、共重合体(CP-3)0.14gを得た。このポリマーのMwは21,000、分子量分布2.3であり、Tgは204℃であり、(A-3)/(B-6)は84/16(mol/mol)であった。得られた共重合体(CP-3)の素子評価は、実施例9と同様に行った。
比較例3
  スキーム(21)に従い、重合体(EP-3)を合成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031
 
  モノマーとして、スチレンと化合物(B-6)を用いる以外は実施例8と同様な方法で重合及び後処理を実施した。得られた重合体(EP-3)のMwは32,000、分子量分布2.6であり、Tgは119℃であった。スチレン(St)及び化合物(B-6)に由来する繰り返し単位の比は、(St)/(B-6)=62/38(mol/mol)であった。また、ポリマーの素子評価は、実施例9と同様に行った。
  素子評価に使用した重合体と評価結果を表2に示す。重合体はいずれも正孔輸送層に使用したものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
 
産業上の利用の可能性
  本発明の有機電界発光素子用重合体を用いることにより、有機電界発光素子の正孔注入性が改善され、発光効率に優れるものとなる。また、塗布成膜法等による大面積素子が容易に作製可能となる。

Claims (9)

  1.  主鎖を構成する繰り返し単位中に、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする有機電界発光素子用重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
     
     ここで、Rは水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。Yは単結合、C1~C20のアルキレン基、C6~C30のアリーレン基、C3~C30のヘテロアリーレン基、CO、COO、又はOである。ZはN位で結合するインドロカルバゾリル基であり、Wは電荷輸送性基であるが、Zと同じであることはない。m及びnは存在モル比を表わし、全繰り返し単位を100モル%としたとき、mは0~95モル%、nは5~100モル%である。lは平均の繰り返し数を表わし、2~10000である。
  2.  一般式(1)において、mは0モル%である請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
  3.   一般式(1)において、mは5~95モル%、nは5~95モル%である請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
  4.  重量平均分子量が1000~1000000である請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
  5.   一般式(1)におけるZが、下記式(2)~(7)に示すインドロカルバゾリル基から選択される1種又は2種以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
     
      式(2)~(7)中、Xは各々独立にC-H、N又はC-Lの何れかであり、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基を表す。R1は独立に、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基である。
  6.   一般式(1)におけるWが、下記式(8)または(9)に示す電荷輸送性基である請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
     
     式(8)、(9)中、X2は各々独立にC-H、N、O,S又はC-Lの何れかであり、Lは独立にC6~C30のアリール基、C3~C30のヘテロアリール基、又はC12~C60のジアリールアミノ基であり、X2を含む環と結合して縮合環を形成してもよい。
  7.   一般式(1)におけるWが、下記式(10)または(11)に示す電荷輸送性基であることを特徴とする請求項1に記載の有機電界発光素子用重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
     
     式(10)、(11)中、R2は水素原子、C1~C20のアルキル基、C1~C20のアルコキシ基、C6~C30のアリール基、C6~C30のアリールオキシ基、C7~C36のアリールアルキル基、C7~C36のアリールアルキルオキシ基、C3~C30のヘテロアリール基、C3~C30のヘテロアリールオキシ基、又はC3~C30のシクロアルキル基であり、同一であっても異なっていてもよい。
  8.   基板上に積層された陽極層及び陰極層の間に有機層を有する有機電界発光素子であって、該有機層の少なくとも一層に請求項1~7のいずれかに記載の有機電界発光素子用重合体を含有することを特徴とする有機電界発光素子。
  9.   有機電界発光素子用重合体を含有する有機層が正孔輸送層である請求項8に記載の有機電界発光素子。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012132501A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 新日鐵化学株式会社 硬化性組成物、硬化物及びそれを用いた有機電界発光素子
WO2012132556A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子用重合体及びその硬化物を用いた有機電界発光素子
EP2792699A4 (en) * 2011-12-12 2016-02-17 Nippon Steel & Sumikin Chem Co CURABLE COMPOSITION, HARDENED PRODUCT AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT THEREFOR
US10050205B2 (en) 2015-12-28 2018-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymer, organic light-emitting device material including the same, and organic light-emitting device including the organic light-emitting device material
KR20200133751A (ko) 2018-03-23 2020-11-30 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자용 중합체 및 유기 전계 발광 소자

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2515503A (en) * 2013-06-25 2014-12-31 Cambridge Display Tech Ltd Organic light emitting diode fabrication
US10319912B2 (en) 2015-01-29 2019-06-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Charge-transporting material and organic light-emitting device including the same
US9873815B2 (en) * 2015-04-30 2018-01-23 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer, organic layer composition, and method of forming patterns
KR101848343B1 (ko) * 2015-04-30 2018-04-12 삼성에스디아이 주식회사 중합체, 유기막 조성물, 유기막, 및 패턴형성방법
TWI655214B (zh) * 2018-01-12 2019-04-01 元智大學 聚合物材料以及有機發光二極體元件
KR102183737B1 (ko) * 2018-02-28 2020-11-27 주식회사 엘지화학 중합체, 이를 포함하는 코팅 조성물 및 이를 이용한 유기 발광 소자
KR102378694B1 (ko) 2019-06-28 2022-03-25 주식회사 엘지화학 중합체, 이를 포함하는 코팅 조성물 및 이를 이용한 유기 발광 소자

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0419042B2 (ja) 1984-08-27 1992-03-30 Toyota Motor Co Ltd
JPH05205377A (ja) 1992-01-24 1993-08-13 Mitsubishi Electric Corp 光ディスク装置
JPH11256148A (ja) 1998-03-12 1999-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 発光用材料およびこれを用いた有機el素子
JP2003338378A (ja) 2002-05-21 2003-11-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd インドール三量体系高分子を用いた有機電界発光素子
JP2006193729A (ja) 2004-12-14 2006-07-27 Xerox Corp インドロカルバゾール残基を含む化合物、ならびにそのような化合物を含む電子デバイス及び薄膜トランジスタ

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5843607A (en) * 1997-10-02 1998-12-01 Xerox Corporation Indolocarbazole photoconductors
US7250226B2 (en) * 2001-08-31 2007-07-31 Nippon Hoso Kyokai Phosphorescent compound, a phosphorescent composition and an organic light-emitting device
US6784318B2 (en) * 2002-02-25 2004-08-31 Yasuhiko Shirota Vinyl polymer and organic electroluminescent device
KR100695106B1 (ko) 2002-12-24 2007-03-14 삼성에스디아이 주식회사 청색 발광 고분자 및 이를 채용한 유기 전계 발광 소자
US20090295276A1 (en) * 2005-12-01 2009-12-03 Tohru Asari Organic Electroluminescent Device
CN102017220B (zh) * 2008-05-08 2012-11-07 新日铁化学株式会社 有机场致发光元件用化合物及有机场致发光元件

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0419042B2 (ja) 1984-08-27 1992-03-30 Toyota Motor Co Ltd
JPH05205377A (ja) 1992-01-24 1993-08-13 Mitsubishi Electric Corp 光ディスク装置
JPH11256148A (ja) 1998-03-12 1999-09-21 Oki Electric Ind Co Ltd 発光用材料およびこれを用いた有機el素子
JP2003338378A (ja) 2002-05-21 2003-11-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd インドール三量体系高分子を用いた有機電界発光素子
JP2006193729A (ja) 2004-12-14 2006-07-27 Xerox Corp インドロカルバゾール残基を含む化合物、ならびにそのような化合物を含む電子デバイス及び薄膜トランジスタ

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
APPL. PHYS. LETT., vol. 59, 1995, pages 2760
MASAJI AKIMOTO ET AL.: "Syntheses and photonic properties of indolocarbazole derivatives", TRANSACTIONS OF THE MATERIALS RESEARCH SOCIETY OF JAPAN, vol. 34, no. 1, March 2009 (2009-03-01), pages 141 - 144, XP008159813 *
MASASHI AKIMOTO ET AL.: "Indolocarbazole Yudotai no Gosei to Kogaku Tokusei", ABSTRACTS, ANNUAL MEETING OF THE SOCIETY OF POLYMER SCIENCE, JAPAN, vol. 57, no. 1, 8 May 2008 (2008-05-08), pages 1364, XP008159814 *
MASASHI AKIMOTO ET AL.: "Indolocarbazole Yudotai no Gosei to Seishitsu 2: Polymer no Gosei to Kogaku Tokusei", 88TH ANNUAL MEETING OF CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN IN SPRING KOEN YOKOSHU I, 12 March 2008 (2008-03-12), pages 597, XP008159817 *
See also references of EP2540749A4
SYNTHETIC METALS, vol. 55-57, 1993, pages 4163
TATSUYA KAWANO ET AL.: "Indolocarbazole Bui o Sokusa ni Yusuru Polymer no Gosei to Seishitsu", SYMPOSIUM ON MACROMOLECULES YOKOSHU, vol. 58, no. 2, 1 September 2009 (2009-09-01), pages 4140, XP008159812 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012132501A1 (ja) * 2011-03-28 2012-10-04 新日鐵化学株式会社 硬化性組成物、硬化物及びそれを用いた有機電界発光素子
JP5770833B2 (ja) * 2011-03-28 2015-08-26 新日鉄住金化学株式会社 硬化性組成物、硬化物及びそれを用いた有機電界発光素子
US9590179B2 (en) 2011-03-28 2017-03-07 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Curable composition, cured product, and organic electroluminescent element using same
WO2012132556A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 新日鐵化学株式会社 有機電界発光素子用重合体及びその硬化物を用いた有機電界発光素子
CN103403045A (zh) * 2011-03-31 2013-11-20 新日铁住金化学株式会社 有机电致发光元件用聚合物及使用了其固化物的有机电致发光元件
CN103403045B (zh) * 2011-03-31 2015-10-14 新日铁住金化学株式会社 有机电致发光元件用聚合物及使用了其固化物的有机电致发光元件
JP5796063B2 (ja) * 2011-03-31 2015-10-21 新日鉄住金化学株式会社 有機電界発光素子用重合体及びその硬化物を用いた有機電界発光素子
US9299934B2 (en) 2011-03-31 2016-03-29 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Polymer for organic electroluminescent elements, and organic electroluminescent element using cured product of same
EP2792699A4 (en) * 2011-12-12 2016-02-17 Nippon Steel & Sumikin Chem Co CURABLE COMPOSITION, HARDENED PRODUCT AND ORGANIC ELECTROLUMINESCENCE ELEMENT THEREFOR
US9614172B2 (en) 2011-12-12 2017-04-04 Nippon Steel & Sumikin Chemical Co., Ltd. Curable composition, cured product, and organic electroluminescence element using same
US10050205B2 (en) 2015-12-28 2018-08-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Polymer, organic light-emitting device material including the same, and organic light-emitting device including the organic light-emitting device material
KR20200133751A (ko) 2018-03-23 2020-11-30 닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤 유기 전계 발광 소자용 중합체 및 유기 전계 발광 소자

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