WO2013125662A1 - 重合体及び有機電界発光素子 - Google Patents

重合体及び有機電界発光素子 Download PDF

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WO2013125662A1
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polymer
substituent
ring
layer
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PCT/JP2013/054418
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達志 馬場
延軍 李
飯田 宏一朗
五郎丸 英貴
英美 中本
孝行 庄田
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三菱化学株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • H10K85/151Copolymers

Definitions

  • the present invention relates to a polymer useful as a material for a hole injection layer and / or a hole transport layer of an organic electroluminescence device, an organic electroluminescence device material comprising the polymer, and an organic electroluminescence device containing the polymer.
  • the present invention relates to a composition, an organic electroluminescent element, an organic EL display device including the organic electroluminescent element, and organic EL illumination.
  • Examples of a method for forming an organic layer in an organic electroluminescent element include a vacuum deposition method and a wet film formation method. Since the vacuum deposition method is easy to stack, it has an advantage that the charge injection from the anode and / or the cathode is improved, and the exciton light-emitting layer is easily contained. On the other hand, the wet film formation method does not require a vacuum process, and it is easy to increase the area, and it is easy to mix a plurality of materials having various functions in one layer and a coating liquid for forming the layer. There are advantages. However, the wet film formation method is difficult to stack.
  • the element manufactured by the wet film-forming method is inferior in driving stability, and has not reached a practical level except for a part.
  • the wet film forming method two layers can be stacked by using an organic solvent and an aqueous solvent, but it is difficult to stack three or more layers.
  • Patent Document 1 proposes the following polymer (Q-1) having a fluorene ring and a crosslinkable group, and these crosslinkable groups are heated during heating. It is disclosed that lamination is performed by utilizing the fact that the network polymer obtained in the reaction becomes insoluble in an organic solvent.
  • Patent Document 2 reports that a film having both a branched structure and a crosslinkable site can be formed under milder heating conditions.
  • Patent Document 1 When the polymer (Q-1) described in Patent Document 1 becomes a network polymer by cross-linking, the inherently rigid main chain structure is bent or twisted, and the charge transport ability and redox stability are significantly reduced. To do. For this reason, the drive voltage of the organic electroluminescent element obtained by the technique described in Patent Literature 1 is high, the light emission efficiency is low, and the drive life is short.
  • Patent Document 2 reports that a polymer having both a branched structure and a crosslinkable site can be formed under milder heating conditions, but this polymer has a low degree of freedom in the branched structure, and the branched structure portion. Is rigid, it is difficult to obtain a homogeneous film with low solubility of the polymer in the solvent.
  • the degree of freedom of the branched structure is low, the interaction of polymer chains between molecules is weak, and the hole mobility is difficult to occur between molecules, so that the hole mobility is low.
  • the driving voltage of the organic electroluminescence device obtained by this technique is high, holes are likely to accumulate in the hole transport layer, and the material is easily broken, so that the driving life is short.
  • the present invention provides a polymer excellent in hole transport ability and electrochemical stability, which can be laminated by a wet film-forming method, and hardly decomposes when energized.
  • An object of the present invention is to provide an organic electroluminescent element material and a composition for an organic electroluminescent element containing a coalescence.
  • Another object of the present invention is to provide an organic electroluminescence device which can be driven at a low voltage using this polymer and has high driving stability, and an organic EL display and an organic EL illumination provided with the organic electroluminescence device.
  • the inventors of the present invention have a high driving voltage of an organic electroluminescence device having a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting layer formed by a wet film forming method. It was found that the low driving stability was caused by low hole transportability in the hole injection layer or the hole transport layer. And further investigation, one of the reasons that the hole transport property is reduced in the hole injection layer or hole transport layer composed of the charge transport polymer, the interaction between the molecules is small, between the molecules It was found that this is because hole delivery is less likely to occur.
  • the present inventors have further studied to solve this problem, and a polymer containing a repeating unit having a specific partial structure and a repeating unit having a crosslinkable group can be laminated by a wet film forming method.
  • the present invention has been found to have high hole transport ability and electrochemical stability, and further, that the organic electroluminescent device obtained using the polymer can be driven with high efficiency and low voltage. Was completed.
  • the present invention relates to the following ⁇ 1> to ⁇ 12>.
  • a polymer comprising a repeating unit having a partial structure represented by the following formula (1) and a repeating unit having a crosslinkable group.
  • Ar 1 , Ar 3 , Ar 4 and Ar 5 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon ring group or substituent which may have a substituent.
  • a divalent aromatic heterocyclic group that may be substituted Ar 2 represents an aromatic hydrocarbon ring group that may have a substituent or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent; R 1 represents an alkyl group which may have a substituent or an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 to R 7 each independently have a hydrogen atom or a substituent.
  • R 2 and R 3 may combine with each other to form a ring.
  • R 4 and R 5 may combine with each other to form a ring.
  • R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring.
  • l, m and n each independently represents an integer of 0 to 2.
  • ⁇ 2> The polymer according to ⁇ 1>, wherein in formula (1), at least one of l, m and n is an integer different from the others.
  • ⁇ 3> The polymer according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, further including a repeating unit having a partial structure represented by the following formula (2).
  • Ar 6 and Ar 7 are each independently a divalent aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or a divalent aromatic which may have a substituent.
  • Ar 8 represents an aromatic heterocyclic group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon which may have a substituent.
  • the aromatic heterocyclic group which may have a cyclic group or a substituent is shown.
  • R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a ring.
  • p represents an integer of 0-2.
  • R 21 to R 23 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group which may have a substituent
  • Ar 10 represents an aromatic hydrocarbon ring which may have a substituent.
  • the polymer has a weight average molecular weight (Mw) of 20,000 or more and a dispersity (Mw / Mn; Mn represents a number average molecular weight) of 2.5 or less, ⁇ 1> to The polymer as described in any one of ⁇ 4>.
  • ⁇ 6> A material for an organic electroluminescent element, comprising the polymer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • ⁇ 7> A composition for an organic electroluminescent element, comprising the polymer according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • ⁇ 8> An organic electroluminescent device comprising an anode and a cathode on the substrate, and an organic layer between the anode and the cathode, wherein the organic layer is the organic electroluminescent device according to ⁇ 7>.
  • An organic electroluminescent device comprising a layer formed by a wet film forming method using a device composition.
  • the organic electroluminescence device wherein the layer formed by the wet film formation method is at least one of a hole injection layer and a hole transport layer.
  • the organic layer includes a hole injection layer, a hole transport layer, and a light emitting layer, and the hole injection layer, the hole transport layer, and the light emitting layer are all formed by a wet film formation method.
  • Organic EL lighting comprising the organic electroluminescent element according to any one of ⁇ 8> to ⁇ 10>.
  • the polymer of the present invention can be laminated by a wet film forming method. It is also useful as a material for organic electroluminescent devices because of its high hole transport ability and electrochemical stability. Organic electroluminescent devices obtained using such polymers can be driven at low voltage and high efficiency. It has excellent drive stability and is useful for organic EL display devices (organic EL displays) and organic EL lighting.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment of an organic electroluminescent element of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph showing a general transient photocurrent waveform in the measurement of charge mobility by the TOF method.
  • Embodiments of the present invention will be described in detail below, but the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention does not exceed the gist thereof. It is not specified in the contents.
  • the polymer of the present invention includes a repeating unit having a partial structure represented by the following formula (1) (hereinafter sometimes referred to as partial structure (1)) and a repeating unit having a crosslinkable group.
  • Ar 1 , Ar 3 , Ar 4 and Ar 5 each independently have a divalent aromatic hydrocarbon ring group or substituent which may have a substituent.
  • a divalent aromatic heterocyclic group that may be substituted Ar 2 represents an aromatic hydrocarbon ring group that may have a substituent or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent; R 1 represents an alkyl group which may have a substituent or an alkoxy group which may have a substituent, and R 2 to R 7 each independently have a hydrogen atom or a substituent.
  • R 2 and R 3 may combine with each other to form a ring.
  • R 4 and R 5 may combine with each other to form a ring.
  • R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring.
  • l, m and n each independently represents an integer of 0 to 2.
  • Partial structure (1) is, on branches with sp 3 carbon, the sp 3 is a flexible branched structure having a R 1 is an alkyl group or an alkoxy group to the carbon, such partial structures (1)
  • the polymer of the present invention contained as a repeating unit polymer chains are likely to interact with each other between molecules, and hole transfer between molecules is likely to occur. Therefore, a film formed using the polymer has a high hole mobility, and therefore the organic electroluminescent device of the present invention having an organic layer formed using the polymer has a higher driving voltage. Low.
  • the layer using the polymer is difficult to trap holes and charges are difficult to accumulate, the material is not easily decomposed. Therefore, the layer of the present invention having an organic layer formed using the polymer is used.
  • the organic electroluminescent element is excellent in driving stability.
  • Ar 1 to Ar 5 examples of the aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent constituting Ar 1 to Ar 5 include one (in the case of Ar 2 ) or two (in the case of Ar 1 , Ar 3 to Ar 5 ).
  • Examples thereof include a single-membered ring or 2 to 5 condensed rings.
  • the free valence can form a bond with another free valence as described in Organic Chemistry / Biochemical Nomenclature (above) (Revised 2nd edition, Nankodo, 1992). Say things.
  • Examples of the aromatic heterocyclic group which may have a substituent constituting Ar 1 to Ar 5 include one (in the case of Ar 2 ) or two (in the case of Ar 1 and Ar 3 to Ar 5 ).
  • Ar 1 to Ar 5 are benzene rings having one (in the case of Ar 2 ) or two (in the case of Ar 1 , Ar 3 to Ar 5 ) free valences. And a ring selected from the group consisting of a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring, a triphenylene ring, a pyrene ring, a thiophene ring, a pyridine ring, and a fluorene ring.
  • Ar 1 to Ar 5 are bonded with two or more aromatic hydrocarbon ring groups which may have a substituent and / or aromatic heterocyclic groups which may have a substituent. It may be a group. Examples of such a group include a biphenylene group and a terphenylene group for Ar 1 and Ar 3 to Ar 5 , and a 4,4′-biphenylene group is preferable.
  • Ar 2 includes a biphenyl group and a terphenyl group, and a p-phenylphenyl group is preferable.
  • the substituent that the aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group in Ar 1 to Ar 5 may have is not particularly limited, and examples thereof include a group selected from the following substituent group Z. .
  • Ar 1 to Ar 5 may have one substituent or two or more. When it has two or more, it may have one type of substituent and may have two or more types of substituents in any combination and in any ratio.
  • an alkyl group such as a methyl group or an ethyl group, having usually 1 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less;
  • An alkenyl group having usually 2 or more carbon atoms and usually 24 or less, preferably 12 or less, such as a vinyl group;
  • An alkynyl group such as an ethynyl group, which usually has 2 or more carbon atoms and is usually 24 or less, preferably 12 or less;
  • an alkoxy group having a carbon number of usually 1 or more and usually 24 or less, preferably 12 or less, such as a methoxy group or an ethoxy group;
  • an aryloxy group having usually 4 or more, preferably 5 or more, usually 36 or less, preferably 24, such as a phenoxy group, a naphthoxy group, or a pyridyloxy group;
  • an alkoxycarbonyl group having 2 or more carbon atoms,
  • an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms and an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms are preferable from the viewpoint of solubility.
  • each of the above substituents may further have a substituent, and examples thereof include the groups exemplified in the substituent group Z.
  • the formula weight of the group represented by Ar 1 to Ar 5 is usually 65 or more, preferably 75 or more, including the substituent when it has a substituent, usually 500 or less, preferably 300 or less, more Preferably it is 250 or less, More preferably, it is 200 or less. If the formula weight of the groups represented by Ar 1 to Ar 5 is too large, the charge transport ability of the polymer may be lowered, and the solubility of the polymer before crosslinking in the solvent may be significantly lowered. is there.
  • R 1 represents an alkyl group which may have a substituent or an alkoxy group which may have a substituent.
  • the polymer of the present invention is obtained by introducing an alkyl group or an alkoxy group into the sp3 carbon of the branched portion, and compared with a case where an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group is introduced. Therefore, a homogeneous film is easily obtained.
  • Examples of the alkyl group which may have a substituent constituting R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a 2-propyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. And a linear or branched chain alkyl group having usually 1 or more carbon atoms and usually 24 or less. Among these, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, particularly 6 or less carbon atoms is more preferable in terms of durability and solubility.
  • alkoxy group which may have a substituent constituting R 1 examples include linear or branched chain alkoxy having usually 1 or more carbon atoms such as methoxy, ethoxy and butoxy groups and usually 24 or less. Groups. Among these, an alkoxy group having 1 or more carbon atoms and 12 or less, particularly 6 or less carbon atoms is more preferable in terms of durability and solubility.
  • R 1 may have one substituent or may have two or more. When it has two or more, it may have one type of substituent and may have two or more types of substituents in any combination and in any ratio.
  • R 1 in the present invention that is, the effect that interaction between polymer chains easily occurs
  • the alkyl group or alkoxy group of R 1 has a substituent
  • R 1 preferably 500 or less, including the substituent case having a substituent, more preferably 200 or less. If the formula weight of the group represented by R 1 is too large, it may not be possible to sufficiently obtain the effect that the polymer chains are likely to interact with each other.
  • the alkyl group which may have a substituent constituting R 2 to R 7 or the alkoxy group which may have a substituent includes an alkyl which may have a substituent constituting R 1. What was illustrated as a group or the alkoxy group which may have a substituent is mentioned.
  • the aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent constituting R 2 to R 7 or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent includes a substituent constituting Ar 2 What was illustrated as the aromatic hydrocarbon ring group which may have a group, or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent is mentioned.
  • R 2 and R 3 , R 4 and R 5 , R 6 and R 7 may be bonded to each other to form a ring.
  • R 2 to R 7 the carbon number of methyl group, ethyl group, n-propyl group, 2-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group or the like is usually 1 or more.
  • R 2 to R 7 may have The substituent that the alkyl group, alkoxy group, aromatic hydrocarbon ring group, or aromatic heterocyclic group constituting R 2 to R 7 may have is not particularly limited. And a group selected from group Z. R 2 to R 7 may have one substituent or two or more. When it has two or more, it may have one type of substituent and may have two or more types of substituents in any combination and in any ratio.
  • the formula weight of the group represented by R 2 to R 7 is usually 15 or more, including the substituent when it has a substituent, usually 500 or less, preferably 300 or less. More preferably, it is 250 or less, More preferably, it is 200 or less. If the formula amount of R 2 to R 7 is too large, the solubility of the polymer before crosslinking in the solvent may be significantly reduced.
  • ⁇ About l, m, n> l, m, and n represent the number of repetitions of each basic structure (repeating structure) enclosed in () that constitutes the partial structure represented by the formula (1), each independently an integer of 0 to 2 Indicates.
  • the formula weight of the partial structure (1) is usually 400 or more, usually 3000 or less, and particularly preferably 2000 or less. If the formula weight of the partial structure (1) is too large, the solubility of the polymer before crosslinking in the solvent is lowered. However, in order to introduce the necessary structure into the formula (1), the formula weight of the partial structure (1) is usually a value of 400 or more, which is the above lower limit.
  • the polymer of the present invention may have a repeating unit having one kind of partial structure (1) or may have a repeating unit having two or more kinds of partial structures (1).
  • the polymer of the present invention contains a repeating unit having a crosslinkable group, it causes a large difference in solubility in an organic solvent before and after a reaction (slightly solubilizing reaction) caused by irradiation with heat and / or active energy rays. Can be made.
  • a crosslinkable group is a group that reacts with a group constituting another molecule located in the vicinity of the crosslinkable group by irradiation with heat and / or active energy rays to form a new chemical bond.
  • the reacting group may be the same group as the crosslinkable group or a different group.
  • crosslinkable group examples include a group that undergoes a crosslinking reaction by cationic polymerization, a group that undergoes a crosslinking reaction by radical polymerization, or a group that undergoes a cycloaddition reaction. More specifically, for example, groups represented by the following crosslinkable group T can be mentioned in that crosslinking is easy.
  • R 21 to R 23 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • Ar 10 may have an aromatic hydrocarbon ring group or a substituent which may have a substituent. Represents a good aromatic heterocyclic group.
  • the alkyl group of R 21 to R 23 is preferably a linear or branched chain alkyl group having usually 6 or less carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a 2-propyl group. N-butyl group, isobutyl group and the like. Particularly preferred is a methyl group or an ethyl group. If the number of carbon atoms in R 21 to R 23 is too large, the crosslinking reaction may be sterically hindered and film insolubilization may be difficult to occur.
  • examples of the aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent of Ar 10 include, for example, a 6-membered monocyclic ring having one free valence, such as a benzene ring and a naphthalene ring, A 5-fused ring may be mentioned.
  • a benzene ring having one free valence is preferable.
  • Ar 10 may be a group in which two or more aromatic hydrocarbon ring groups which may have these substituents are bonded. Examples of such a group include a biphenylene group and a terphenylene group, and a 4,4′-biphenylene group is preferable.
  • a group that undergoes a crosslinking reaction by cationic polymerization such as a cyclic ether group such as an epoxy group or an oxetane group, or a vinyl ether group is preferred because it has high reactivity and is easily insolubilized by crosslinking.
  • an oxetane group is particularly preferable from the viewpoint that the rate of cationic polymerization can be easily controlled
  • a vinyl ether group is preferable from the viewpoint that a hydroxyl group that may cause deterioration of the device during the cationic polymerization is hardly generated.
  • a group that undergoes a cycloaddition reaction such as an arylvinylcarbonyl group such as a cinnamoyl group or a benzocyclobutene ring having a monovalent free valence is preferable in terms of further improving the electrochemical stability of the device.
  • a benzocyclobutene ring having a monovalent free valence is particularly preferable in that the structure after crosslinking is particularly stable.
  • the crosslinkable group is preferably a benzocyclobutene ring having a monovalent free valence represented by the following formula (III).
  • the benzocyclobutene ring of Formula (III) is unsubstituted, the benzocyclobutene ring which has a substituent is similarly preferable. These substituents may be bonded to each other to form a ring.
  • the crosslinkable group may be directly bonded to the aromatic hydrocarbon ring group and / or the aromatic heterocyclic group, or the aromatic hydrocarbon ring group and / or the aromatic heterocyclic group. It may be directly bonded to a group other than these, or may be bonded to these groups via any divalent group.
  • a group selected from an —O— group, a —C ( ⁇ O) — group, and an (optionally substituted) —CH 2 — group may be selected from 1 to A group formed by connecting 30 is preferred.
  • Preferred examples of the crosslinkable group bonded through these divalent groups include the groups shown in the following ⁇ Group G3 containing crosslinkable group>, but the present invention is not limited thereto. is not.
  • the position of the crosslinkable group is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • a substituent is substituted on the aromatic ring in Ar 2 of the formula (1). It is particularly preferred that
  • two or more Ar 2 contained in the partial structure (1) may be the same or different. Therefore, a crosslinking group and Ar 2 having as a substituent, Ar 2 is where no crosslinking group, may be in one repeating unit having a partial structure represented by formula (1).
  • the crosslinkable group possessed by the polymer of the present invention is preferably larger in that it is sufficiently insolubilized by crosslinking, and other layers can be easily formed thereon by a wet film forming method.
  • the number of crosslinkable groups is small in that a crack is not easily generated in the formed layer, an unreacted crosslinkable group hardly remains, and an organic electroluminescent element (organic EL element) tends to have a long life.
  • the crosslinkable group present in one polymer chain in the polymer of the present invention is preferably an average of 1 or more, more preferably an average of 2 or more, and preferably 200 or less, more preferably 100 or less.
  • the number of crosslinkable groups possessed by the polymer of the present invention can be represented by the number per 1000 molecular weight of the polymer.
  • the number of crosslinkable groups of the polymer of the present invention is represented by the number per 1000 molecular weight of the polymer, it is usually 3.0 or less, preferably 2.0 or less, more preferably 1 per 1000 molecular weight. 0.0 or less, usually 0.01 or more, and preferably 0.05 or more.
  • the number of crosslinkable groups per 1000 molecular weight of the polymer can be calculated from the molar ratio of the charged monomers at the time of synthesis and the structural formula, excluding the terminal group from the polymer.
  • the average molecular weight of the repeating unit excluding the terminal group is 731.8805
  • the crosslinkable group is 1 repeating unit. The average is 0.0639 per hit.
  • the number of crosslinkable groups per 1000 molecular weight is calculated as 0.087.
  • the polymer of the present invention preferably contains a repeating unit having a partial structure represented by the following formula (2) (hereinafter sometimes referred to as a partial structure (2)) together with the partial structure (1). . That is, the polymer of the present invention preferably contains a repeating unit having a partial structure (1), a repeating unit having a partial structure (2), and a repeating unit having a crosslinkable group, and among these, a crosslinkable group It is preferable that the repeating unit having a repeating unit having a partial structure (1) having a crosslinkable group.
  • Ar 6 and Ar 7 are each independently a divalent aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or a divalent aromatic which may have a substituent.
  • Ar 8 represents an aromatic heterocyclic group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • R 8 and R 9 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, or an aromatic hydrocarbon which may have a substituent.
  • the aromatic heterocyclic group which may have a cyclic group or a substituent is shown.
  • R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a ring.
  • p represents an integer of 0-2.
  • when there exists two or more at least one among R ⁇ 8 >, R ⁇ 9 > and Ar ⁇ 7 > in Formula (2) these may mutually be same and may differ.
  • ⁇ Structural features> There is a methylene group in formula (2).
  • a methylene group in formula (2) As described above, by including a non-rigid methylene group in the main chain, high charge transporting ability and redox stability can be maintained even after the polymer is cross-linked and insoluble in an organic solvent.
  • the main chain contains a methylene group that suppresses the spread of the ⁇ -conjugated system, the singlet excitation level and the triplet excitation level can be maintained high even after the polymer is crosslinked and insoluble in an organic solvent. .
  • the polymer of the present invention has a partial structure (2)
  • a layer is formed of a network polymer obtained by crosslinking the polymer of the present invention
  • this layer passes a current even at a low voltage, and It becomes difficult to deactivate excitons.
  • Formula (2) since a methylene group exists and ⁇ conjugation does not spread, holes move through the polymer chain while hopping. When holes hop and move, if the flexible partial structure (1) has a branched structure, interaction between polymer chains is likely to occur within and between molecules, and hole mobility is greatly improved. More preferable.
  • the divalent aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent constituting Ar 6 or Ar 7 or the divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent has the above-mentioned partial structure.
  • the divalent aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent for Ar 1 , Ar 3 to Ar 5 in (1) or the divalent aromatic heterocyclic group which may have a substituent The specific examples and preferred embodiments are also the same.
  • the aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent constituting Ar 8 or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent is a substituent for Ar 2 in the partial structure (1) described above. This is the same as the aromatic hydrocarbon ring group which may have a group or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent, and the specific examples and preferred embodiments thereof are also the same.
  • R 8 and R 9 An alkyl group which may have a substituent constituting R 8 and R 9 , an alkoxy group which may have a substituent, an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or a substituent;
  • the aromatic heterocyclic group which may have an alkyl group which may have a substituent for R 2 to R 7 in the partial structure (1), and an alkoxy which may have a substituent It is the same as the aromatic hydrocarbon ring group which may have a group and a substituent or the aromatic heterocyclic group which may have a substituent, and specific examples and preferred embodiments thereof are also the same.
  • R 8 and R 9 may be bonded to each other to form a ring.
  • a cyclopentane ring it is preferable to form a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a fluorene ring, or an indene ring from the viewpoint of solubility and heat resistance.
  • p represents the number of repetitions of the structure represented in parentheses constituting the repeating unit having the partial structure represented by the formula (2), and is an integer of 0 to 2. If p is too large, charge transportability is lowered, and therefore, p is preferably 0 or 1.
  • the formula weight of the partial structure (2) is usually 300 or more, usually 3000 or less, and particularly preferably 2000 or less. If the formula weight of the partial structure (2) is too large, the solubility of the polymer before crosslinking in the solvent is lowered. However, in order to introduce the necessary structure into the formula (2), the formula weight of the partial structure (2) is usually 300 or more which is the lower limit.
  • partial structure (2) ⁇ Specific example of partial structure (2)> Specific examples of the partial structure (2) are shown below, but the partial structure (2) according to the present invention is not limited to the following.
  • the polymer of the present invention may have a repeating unit having one kind of partial structure (2) or may have a repeating unit having two or more kinds of partial structures (2).
  • the ratio of the partial structure (1) and the partial structure (2) contained in the polymer of the present invention is such that the partial structure (2) is 100 mol% in total of the partial structure (1) and the partial structure (2). It is preferably 0 to 99.9 mol%, particularly preferably 80 to 99.5 mol%.
  • the polymer has the partial structure (2), as described above, effects such as improvement of charge transport ability, maintenance of redox stability, and improvement of hole mobility are exhibited.
  • the weight average molecular weight of the polymer of the present invention is usually 3,000,000 or less, preferably 1,000,000 or less, more preferably 500,000 or less, still more preferably 200,000 or less, and usually 1, 000 or more, preferably 2,500 or more, more preferably 5,000 or more, and further preferably 20,000 or more. If the weight average molecular weight of the polymer exceeds the above upper limit, the solubility in a solvent is lowered, so that the film formability may be impaired. Moreover, since the glass transition temperature, melting
  • the number average molecular weight (Mn) in the polymer of the present invention is usually 2,500,000 or less, preferably 750,000 or less, more preferably 400,000 or less, and usually 500 or more, preferably 1, 500 or more, more preferably 3,000 or more.
  • the dispersity (Mw / Mn) in the polymer of the present invention is preferably 3.5 or less, more preferably 2.5 or less, and particularly preferably 2.0 or less. Since the degree of dispersion is preferably as small as possible, the lower limit is ideally 1. When the degree of dispersion of the polymer is not more than the above upper limit, purification is easy, and solubility in a solvent and charge transporting ability are good.
  • the weight average molecular weight of a polymer is determined by SEC (size exclusion chromatography) measurement.
  • SEC size exclusion chromatography
  • the elution time is shorter for higher molecular weight components and the elution time is longer for lower molecular weight components, but using the calibration curve calculated from the elution time of polystyrene (standard sample) with a known molecular weight, the elution time of the sample is changed to the molecular weight.
  • the weight average molecular weight is calculated by conversion.
  • the glass transition temperature of the polymer of the present invention is usually 50 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, and usually 300 ° C. or lower. Within the above range, the heat resistance of the polymer is excellent, and the drive life of the resulting element is preferred.
  • the ionization potential of the polymer of the present invention is usually 4.5 eV or more, preferably 4.8 eV or more, and usually 6.0 eV or less, preferably 5.7 eV or less. Within the above range, it is preferable because the hole transport ability of the polymer is excellent and the driving voltage of the resulting device is lowered.
  • the method for producing the polymer of the present invention is not particularly limited, and is arbitrary as long as the polymer of the present invention is obtained.
  • it can be produced by a polymerization method using a Suzuki reaction, a polymerization method using a Grignard reaction, a polymerization method using a Yamamoto reaction, a polymerization method using an Ullmann reaction, a polymerization method using a Buchwald-Hartwig reaction, or the like.
  • Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, m, n, and p are Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, m, n and p have the same meanings.
  • secondary aminoaryl (2b) can also be used instead of primary aminoaryl (2a) as shown below.
  • Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, m, n, and p Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, m, n and p have the same meanings.
  • the reaction for forming an N-aryl bond is usually carried out in the presence of a base such as potassium carbonate, tert-butoxy sodium, triethylamine or the like. Moreover, it can also carry out in presence of transition metal catalysts, such as copper and a palladium complex, for example.
  • a base such as potassium carbonate, tert-butoxy sodium, triethylamine or the like.
  • transition metal catalysts such as copper and a palladium complex, for example.
  • the polymer of the present invention is synthesized by reacting a boron derivative with an aryl halide.
  • Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, m, n, and p are Ar 1 to Ar 7 , R 1 to R 9 , l, It is synonymous with m, n, and p, respectively.
  • R is an arbitrary substituent, and usually represents a hydroxyl group or an alkoxy group that may form a ring, and a plurality of R may be the same or different.
  • X represents a halogen atom such as I, Br, Cl, or F, and a plurality of Xs may be the same or different.
  • Ar 12 represents an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent, and a plurality of Ar 12 may be the same or different.
  • the reaction step of the boron derivative and the dihalide is usually performed in the presence of a base such as potassium carbonate, tert-butoxy sodium, triethylamine or the like. Moreover, it can also carry out in presence of transition metal catalysts, such as copper and a palladium complex, as needed. Furthermore, the reaction step with the boron derivative can be performed in the presence of a base such as potassium carbonate, potassium phosphate, tert-butoxy sodium, triethylamine, or a transition metal catalyst such as a palladium complex.
  • a base such as potassium carbonate, potassium phosphate, tert-butoxy sodium, triethylamine or a transition metal catalyst such as a palladium complex.
  • the polymer of the present invention can also be obtained by polymerizing a carbonyl compound or divinyl compound and a triarylamine in which the p-position of the amino group is a hydrogen atom under an acid catalyst such as trifluoromethanesulfonic acid or sulfuric acid. Can be synthesized.
  • Organic electroluminescent material The polymer of the present invention is preferably used as an organic electroluminescent element material. That is, the polymer of the present invention is preferably an organic electroluminescent element material.
  • the polymer of the present invention When used as an organic electroluminescent element material, it is preferably used as a material that forms at least one of a hole injection layer and a hole transport layer in the organic electroluminescent element, that is, a charge transport material.
  • a charge transport material When used as a charge transport material, it may contain one type of the polymer of the present invention, or may contain two or more types in any combination and in any ratio.
  • the inclusion of the polymer of the present invention in the hole injection layer and / or the hole transport layer is usually 1 to 100% by weight, preferably 5 to 100% by weight, more preferably 10 to 100% by weight.
  • the above range is preferable because the charge transport property of the hole injection layer and / or the hole transport layer is improved, the drive voltage is reduced, and the drive stability is improved.
  • the polymer according to the present invention is not 100% by weight in the hole injection layer and / or hole transport layer, the components constituting the hole injection layer and / or hole transport layer are described later. Examples thereof include transportable compounds.
  • an organic electroluminescent element can be manufactured simply, it is preferable to use the polymer of this invention for the organic layer formed by a wet film-forming method.
  • composition for organic electroluminescent elements of the present invention contains the polymer of the present invention.
  • the composition for organic electroluminescent elements of the present invention may contain one type of the polymer of the present invention, or may contain two or more types in any combination and in any ratio. Good.
  • the content of the polymer of the present invention in the composition for organic electroluminescence device of the present invention is usually 0.01 to 70% by weight, preferably 0.1 to 60% by weight, more preferably 0.5 to 50% by weight. %. Within the above range, it is preferable because defects are hardly generated in the formed organic layer and unevenness in film thickness is hardly generated.
  • the composition for organic electroluminescent elements in the present invention may contain a solvent and the like in addition to the polymer according to the present invention.
  • the composition for organic electroluminescent elements of the present invention usually contains a solvent.
  • This solvent is preferably one that dissolves the polymer of the present invention.
  • a solvent that dissolves the polymer of the present invention at room temperature is usually 0.05% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, more preferably 1% by weight or more.
  • the solvent include aromatic solvents such as toluene, xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene; halogen-containing solvents such as 1,2-dichloroethane, chlorobenzene and o-dichlorobenzene; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene Aliphatic ethers such as glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA), 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, Ether solvents such as aromatic ethers such as 2,3-dimethylanisole and 2,4-dimethylanisole; aliphatic esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, ethyl lactate and n-butyl lactate
  • a solvent contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention a solvent having a surface tension at 20 ° C. of usually less than 40 dyn / cm, preferably 36 dyn / cm or less, more preferably 33 dyn / cm or less. Is preferred.
  • the affinity between the solvent and the base must be high. preferable. This is because the uniformity of film quality greatly affects the uniformity and stability of light emission of the organic electroluminescence device. Therefore, the composition for organic electroluminescent elements used for the wet film-forming method is required to have a low surface tension so that a uniform coating film with higher leveling property can be formed. Therefore, it is preferable to use a solvent having a low surface tension as described above because a uniform layer containing the polymer of the present invention can be formed, and a uniform crosslinked layer can be formed.
  • the low surface tension solvent include the aforementioned aromatic solvents such as toluene, xylene, mesitylene and cyclohexylbenzene, ester solvents such as ethyl benzoate, ether solvents such as anisole, trifluoromethoxyanisole, penta Examples include fluoromethoxybenzene, 3- (trifluoromethyl) anisole, and ethyl (pentafluorobenzoate).
  • a solvent contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention a solvent having a vapor pressure at 25 ° C. of usually 10 mmHg or less, preferably 5 mmHg or less, and usually 0.1 mmHg or more is preferable.
  • a composition for an organic electroluminescent device suitable for the process of producing an organic electroluminescent device by a wet film forming method and suitable for the properties of the polymer of the present invention can be prepared. .
  • Such a solvent include the above-mentioned aromatic solvents such as toluene, xylene and mesitylene, ether solvents and ester solvents.
  • moisture may cause deterioration of the performance of the organic electroluminescent device, and in particular, may promote a decrease in luminance during continuous driving. Therefore, in order to reduce the moisture remaining during the wet film formation as much as possible, among the above-mentioned solvents, those having a water solubility at 25 ° C. of 1% by weight or less are preferable, and solvents having a water content of 0.1% by weight or less are preferred. Is more preferable.
  • the content of the solvent contained in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 10% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 50% by weight or more, and particularly preferably 80% by weight or more. .
  • the content of the solvent is not less than the above lower limit, the flatness and uniformity of the formed layer can be improved.
  • composition for organic electroluminescent elements of the present invention is used for forming a hole injection layer, it is preferable to further contain an electron-accepting compound from the viewpoint of reducing resistance.
  • the electron-accepting compound a compound having oxidizing power and the ability to accept one electron from the polymer of the present invention is preferable. Specifically, a compound with an electron affinity of 4 eV or more is preferable, and a compound with a compound of 5 eV or more is more preferable.
  • electron-accepting compounds include triarylboron compounds, metal halides, Lewis acids, organic acids, onium salts, salts of arylamines and metal halides, and salts of arylamines and Lewis acids. 1 type, or 2 or more types of compounds chosen from the group which consists of are mentioned. Specifically, an onium salt substituted with an organic group such as 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, triphenylsulfonium tetrafluoroborate (WO 2005/089024); High valence inorganic compounds such as iron (III) (Japanese Patent Laid-Open No.
  • an element belonging to Groups 15 to 17 of a long-period periodic table (hereinafter, unless otherwise specified, the term “periodic table” refers to a long-period periodic table)
  • a periodic table refers to a long-period periodic table
  • an ionic compound having a structure in which at least one organic group is bonded by a carbon atom is preferable, and a compound represented by the following formula (I-1) is particularly preferable.
  • R 11 represents an organic group bonded to A 1 through a carbon atom
  • R 12 represents an optional substituent.
  • R 11 and R 12 may be bonded to each other to form a ring.
  • the type of R 11 is not particularly limited as long as it is an organic group having a carbon atom at the bonding portion with A 1 as long as it is not contrary to the gist of the present invention.
  • the molecular weight of R 11 is a value including a substituent and is usually 1000 or less, preferably 500 or less.
  • R 11 examples include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aromatic hydrocarbon ring group, and an aromatic heterocyclic group from the viewpoint of delocalizing a positive charge.
  • an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group is preferable because it delocalizes positive charges and is thermally stable.
  • the aromatic hydrocarbon ring group is a 5-membered or 6-membered monocyclic ring or a 2-5 condensed ring having one free valence, and the positive charge can be more delocalized on the group.
  • Groups. Specific examples thereof include a benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, phenanthrene ring, perylene ring, tetracene ring, pyrene ring, benzpyrene ring, chrysene ring, triphenylene ring, acenaphthene ring, fluorene ring having one free valence. Etc.
  • the aromatic heterocyclic group is a 5-membered or 6-membered monocyclic ring having 2 free valences or a 2-4 condensed ring, and a positive charge is delocalized on the group.
  • Specific examples thereof include a furan ring, a benzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a pyrrole ring, a pyrazole ring, a triazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, an indole ring, and a carbazole ring having one free valence.
  • alkyl group examples include linear, branched or cyclic alkyl groups having usually 1 or more, usually 12 or less, preferably 6 or less. Specific examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, 2-propyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, cyclohexyl group and the like.
  • alkenyl group examples include those having usually 2 or more, usually 12 or less, preferably 6 or less. Specific examples include vinyl group, allyl group, 1-butenyl group and the like.
  • alkynyl group examples include those having usually 2 or more, usually 12 or less, preferably 6 or less. Specific examples include ethynyl group and propargyl group.
  • R 12 is not particularly limited as long as it is not contrary to the gist of the present invention.
  • the molecular weight of R 12 is a value including a substituent, and is usually 1000 or less, preferably 500 or less.
  • R 12 examples include alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, aromatic hydrocarbon ring groups, aromatic heterocyclic groups, amino groups, alkoxy groups, aryloxy groups, acyl groups, alkoxycarbonyl groups, aryloxycarbonyl groups, Examples thereof include an alkylcarbonyloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, a sulfonyl group, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, a cyano group, a hydroxyl group, a thiol group, and a silyl group.
  • an organic group having a carbon atom at the bonding portion to A 1 is preferable because of its high electron accepting property.
  • examples thereof include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aromatic hydrocarbon ring group.
  • An aromatic heterocyclic group is preferred.
  • an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group is preferable because it has a large electron accepting property and is thermally stable.
  • Alkyl group R 12 an alkenyl group, an alkynyl group, an aromatic hydrocarbon ring group, the aromatic heterocyclic group include the same as those described for R 11 above.
  • Examples of the amino group include an alkylamino group, an arylamino group, and an acylamino group.
  • Examples of the alkylamino group include alkylamino groups having one or more alkyl groups usually having 1 or more carbon atoms and usually 12 or less, preferably 6 or less carbon atoms. Specific examples include methylamino group, dimethylamino group, diethylamino group, dibenzylamino group and the like.
  • As the arylamino group an arylamino group having at least one aromatic hydrocarbon ring group or aromatic heterocyclic group having usually 3 or more, preferably 4 or more, and usually 25 or less, preferably 15 or less is used. Can be mentioned.
  • acylamino group includes an acylamino group having one or more acyl groups having usually 2 or more carbon atoms and usually 25 or less, preferably 15 or less carbon atoms.
  • Specific examples include an acetylamino group and a benzoylamino group.
  • the alkoxy group includes an alkoxy group having usually 1 or more carbon atoms and usually 12 or less, preferably 6 or less. Specific examples include a methoxy group, an ethoxy group, and a butoxy group.
  • the aryloxy group include an aryloxy group having an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group having usually 3 or more, preferably 4 or more, and usually 25 or less, preferably 15 or less. Specific examples include phenyloxy group, naphthyloxy group, pyridyloxy group, thienyloxy group and the like.
  • acyl group examples include acyl groups having usually 1 or more carbon atoms and usually 25 or less, preferably 15 or less. Specific examples include formyl group, acetyl group, benzoyl group and the like.
  • the alkoxycarbonyl group includes an alkoxycarbonyl group having usually 2 or more carbon atoms and usually 10 or less, preferably 7 or less. Specific examples include a methoxycarbonyl group and an ethoxycarbonyl group.
  • aryloxycarbonyl group examples include those having an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group having usually 3 or more, preferably 4 or more, and usually 25 or less, preferably 15 or less.
  • Specific examples include a phenoxycarbonyl group and a pyridyloxycarbonyl group.
  • alkylcarbonyloxy group examples include alkylcarbonyloxy groups having usually 2 or more carbon atoms and usually 10 or less, preferably 7 or less.
  • Specific examples include an acetoxy group and a trifluoroacetoxy group.
  • the alkylthio group includes an alkylthio group having usually 1 or more carbon atoms and usually 12 or less, preferably 6 or less. Specific examples include a methylthio group and an ethylthio group.
  • the arylthio group includes an arylthio group having usually 3 or more, preferably 4 or more, and usually 25 or less, preferably 14 or less. Specific examples include a phenylthio group, a naphthylthio group, and a pyridylthio group.
  • Specific examples of the alkylsulfonyl group and the arylsulfonyl group include a mesyl group and a tosyl group.
  • Specific examples of the sulfonyloxy group include a mesyloxy group and a tosyloxy group.
  • Specific examples of the silyl group include a trimethylsilyl group and a triphenylsilyl group.
  • the groups exemplified as R 11 and R 12 may be further substituted with other substituents as long as not departing from the gist of the present invention.
  • the type of the substituent is not particularly limited, and examples thereof include a halogen atom, a cyano group, a thiocyano group, a nitro group, and the like in addition to the groups exemplified as R 11 and R 12 .
  • an alkyl group an alkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an aromatic hydrocarbon ring group, an aromatic complex A cyclic group is preferred.
  • a 1 is preferably an element belonging to Group 17 of the periodic table, and from the viewpoint of electron acceptability and availability, the first period before the fifth period (third to 5 cycles) is preferred. That is, as A1, any one of an iodine atom, a bromine atom, and a chlorine atom is preferable. In particular, from the viewpoint of electron acceptability and compound stability, an ionic compound in which A 1 in formula (I-1) is a bromine atom or an iodine atom is preferable, and an ionic compound in which an iodine atom is used is most preferable.
  • Z 1 n1- represents a counter anion.
  • the type of the counter anion is not particularly limited, and may be a monoatomic ion or a complex ion. However, the larger the size of the counter anion, the more the negative charge is delocalized, and the positive charge is also delocalized thereby increasing the electron accepting ability. Therefore, the complex ion is preferable to the monoatomic ion.
  • n 1 is an arbitrary positive integer corresponding to the ionic value of the counter anion Z 1 n1 ⁇ . but not the value of n 1 is particularly limited, is preferably 1 or 2, and most preferably 1.
  • Z 1 n1- include hydroxide ion, fluoride ion, chloride ion, bromide ion, iodide ion, cyanide ion, nitrate ion, nitrite ion, sulfate ion, sulfite ion, perchloric acid.
  • the counter anion Z 1 n1- the negative charge is delocalized in view of the stability of the compound, the solubility in the solvent, and the large size, and the positive charge is also delocalized accordingly.
  • a complex ion represented by the following formula (I-2) is particularly preferable because of its high electron accepting ability.
  • each E 3 independently represents an element belonging to Group 13 of the long-period periodic table.
  • a boron atom, an aluminum atom, and a gallium atom are preferable, and a boron atom is preferable from the viewpoint of stability of the compound and ease of synthesis and purification.
  • Ar 31 to Ar 34 each independently represents an aromatic hydrocarbon ring group or an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group include a 5-membered ring or 6-membered monocycle having one free valence, similar to those exemplified above for R 11 , or 2 To 4 condensed rings.
  • a benzene ring, naphthalene ring, pyridine ring, pyrazine ring, pyridazine ring, pyrimidine ring, triazine ring, quinoline ring and isoquinoline ring having one free valence are preferable from the viewpoint of stability and heat resistance of the compound. .
  • aromatic hydrocarbon ring group and aromatic heterocyclic group exemplified as Ar 31 to Ar 34 may be further substituted with another substituent, as long as not departing from the gist of the present invention.
  • the type of the substituent is not particularly limited, and any substituent can be applied, but an electron-withdrawing group is preferable.
  • Examples of preferable electron-withdrawing groups as the substituent that Ar 31 to Ar 34 may have include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom and bromine atom; cyano group; thiocyano group; nitro group; mesyl group Alkylsulfonyl groups such as tosyl group; arylsulfonyl groups such as tosyl group; acyl groups such as formyl group, acetyl group, benzoyl group and the like, usually having 1 or more, usually 12 or less, preferably 6 or less; methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl An alkoxycarbonyl group having 2 or more carbon atoms, usually 10 or less, preferably 7 or less; a phenoxycarbonyl group, a pyridyloxycarbonyl group or the like, and usually having 3 or more carbon atoms, preferably 4 or more and usually 25 or less.
  • halogen atoms such as fluorine atom
  • At least one group of Ar 31 to Ar 34 has one or two or more fluorine atoms or chlorine atoms as substituents.
  • it is most preferably a perfluoroaryl group in which all of the hydrogen atoms of Ar 31 to Ar 34 are substituted with fluorine atoms from the viewpoint of efficiently delocalizing negative charges and having an appropriate sublimation property.
  • the perfluoroaryl group include a pentafluorophenyl group, a heptafluoro-2-naphthyl group, and a tetrafluoro-4-pyridyl group.
  • the molecular weight of the electron-accepting compound in the present invention is usually 100 to 5000, preferably 300 to 3000, and more preferably 400 to 2000.
  • the positive charge and the negative charge are sufficiently delocalized, the electron accepting ability is good, and it is preferable that the charge transport is not hindered.
  • composition for organic electroluminescent elements of the present invention may contain one of the electron accepting compounds as described above alone, or may contain two or more kinds in any combination and ratio.
  • the content of the electron-accepting compound in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 0.0005% by weight or more, preferably 0.8. 001% by weight or more, usually 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less.
  • the ratio of the electron-accepting compound to the polymer of the present invention in the composition for organic electroluminescent elements is usually 0.5% by weight or more, preferably 1% by weight or more, more preferably 3% by weight or more. 80% by weight or less, preferably 60% by weight or less, more preferably 40% by weight or less.
  • the content of the electron-accepting compound in the composition for organic electroluminescent elements is preferably not less than the above lower limit because the electron acceptor accepts electrons from the polymer and the formed organic layer is reduced in resistance. It is preferable that the organic layer formed is less likely to have defects and is less likely to cause film thickness unevenness.
  • the composition for organic electroluminescent elements of the present invention may further contain a cation radical compound.
  • a cation radical compound an ionic compound composed of a cation radical which is a chemical species obtained by removing one electron from a hole transporting compound and a counter anion is preferable.
  • the cation radical is derived from a hole transporting polymer compound, the cation radical has a structure in which one electron is removed from the repeating unit of the polymer compound.
  • the cation radical is preferably a chemical species obtained by removing one electron from the compound described above as the hole transporting compound.
  • a chemical species obtained by removing one electron from a compound preferable as a hole transporting compound is preferable in terms of amorphousness, visible light transmittance, heat resistance, solubility, and the like.
  • the cation radical compound can be generated by mixing the hole transporting compound and the electron accepting compound. That is, by mixing the above hole transporting compound and the above electron accepting compound, electron transfer occurs from the hole transporting compound to the electron accepting compound, and the cation radical of the hole transporting compound is paired with the cation radical.
  • a cation ion compound composed of an anion is generated.
  • the content of the cation radical compound in the composition for organic electroluminescent elements of the present invention is usually 0.0005% by weight or more, preferably 0.001% by weight. %, Usually 40% by weight or less, preferably 20% by weight or less.
  • the content of the cation radical compound is not less than the above lower limit, the formed organic layer is preferable because the resistance is reduced, and when it is not more than the above upper limit, the formed organic layer is less likely to have defects and is less likely to cause film thickness unevenness. .
  • the composition for organic electroluminescence device of the present invention contains the components contained in the composition for forming a hole injection layer and the composition for forming a hole transport layer, which will be described later. It may contain.
  • the organic electroluminescent device of the present invention is an organic electroluminescent device having an anode and a cathode and an organic layer between the anode and the cathode on a substrate, wherein the organic layer contains the polymer of the present invention. And a layer formed by a wet film formation method using the composition for organic electroluminescence elements.
  • the layer formed by the wet film formation method is preferably at least one of a hole injection layer and a hole transport layer.
  • a hole transport layer and a light-emitting layer are provided, and all of the hole injection layer, the hole transport layer and the light-emitting layer are preferably formed by a wet film formation method.
  • the wet film forming method is a film forming method, that is, a coating method, for example, spin coating method, dip coating method, die coating method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, capillary A method of forming a film by employing a wet film formation method such as a coating method, an ink jet method, a nozzle printing method, a screen printing method, a gravure printing method, or a flexographic printing method, and drying the coated film.
  • a coating method for example, spin coating method, dip coating method, die coating method, bar coating method, blade coating method, roll coating method, spray coating method, capillary
  • a wet film formation method such as a coating method, an ink jet method, a nozzle printing method, a screen printing method, a gravure printing method, or a flexographic printing method, and drying the coated film.
  • spin coating, spray coating, ink jet, nozzle printing, and the like are preferable.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a structural example of an organic electroluminescent element 10 of the present invention.
  • 1 is a substrate
  • 2 is an anode
  • 3 is a hole injection layer
  • 4 is a hole transport layer
  • 5 Represents a light-emitting layer
  • 6 represents a hole blocking layer
  • 7 represents an electron transport layer
  • 8 represents an electron injection layer
  • 9 represents a cathode.
  • the substrate 1 serves as a support for the organic electroluminescent element, and a quartz or glass plate, a metal plate or a metal foil, a plastic film or a sheet is usually used. Of these, glass plates and transparent synthetic resin plates such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, and polysulfone are preferable.
  • the substrate is preferably made of a material having a high gas barrier property since the organic electroluminescence device is hardly deteriorated by the outside air. For this reason, in particular, when a material having a low gas barrier property such as a synthetic resin substrate is used, it is preferable to provide a dense silicon oxide film or the like on at least one surface of the substrate to improve the gas barrier property.
  • the anode 2 has a function of injecting holes into the layer on the light emitting layer 5 side.
  • the anode 2 is usually made of a metal such as aluminum, gold, silver, nickel, palladium, or platinum; a metal oxide such as an oxide of indium and / or tin; a metal halide such as copper iodide; a carbon black and a poly (3 -Methylthiophene), conductive polymers such as polypyrrole and polyaniline, and the like.
  • the anode 2 is usually formed by a dry method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method.
  • a dry method such as a sputtering method or a vacuum evaporation method.
  • an appropriate binder resin solution is used. It can also be formed by dispersing and coating on a substrate.
  • a conductive polymer a thin film can be directly formed on a substrate by electrolytic polymerization, or an anode can be formed by applying a conductive polymer on a substrate (Appl. Phys. Lett., 60). Volume, 2711, 1992).
  • the anode 2 usually has a single layer structure, but may have a laminated structure as appropriate. When the anode 2 has a laminated structure, different conductive materials may be laminated on the first anode.
  • the thickness of the anode 2 may be determined according to required transparency and material. In particular, when high transparency is required, a thickness at which visible light transmittance is 60% or more is preferable, and a thickness at which 80% or more is more preferable.
  • the thickness of the anode 2 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
  • the thickness of the anode 2 may be arbitrarily set according to the required strength, and in this case, the anode 2 may have the same thickness as the substrate.
  • impurities on the anode 2 are removed by performing treatments such as ultraviolet / ozone, oxygen plasma, and argon plasma before the film formation, and the ionization potential thereof. It is preferable to improve the hole injection property by adjusting.
  • the layer responsible for transporting holes from the anode 2 side to the light emitting layer 5 side is usually called a hole injection transport layer or a hole transport layer.
  • the layer closer to the anode side may be referred to as the hole injection layer 3.
  • the hole injection layer 3 is preferably formed from the viewpoint of enhancing the function of transporting holes from the anode 2 to the light emitting layer 5 side.
  • the hole injection layer 3 is usually formed on the anode 2.
  • the film thickness of the hole injection layer 3 is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and usually 1000 nm or less, preferably 500 nm or less.
  • the formation method of the hole injection layer may be a vacuum deposition method or a wet film formation method. In terms of excellent film forming properties, it is preferable to form the film by a wet film forming method.
  • the hole injection layer 3 preferably contains a hole transporting compound, and more preferably contains a hole transporting compound and an electron accepting compound. Further, the hole injection layer preferably contains a cation radical compound, and particularly preferably contains a cation radical compound and a hole transporting compound.
  • the hole injection layer is formed by a wet film formation method using the composition for an organic electroluminescence device of the present invention. It is preferably formed by.
  • the composition for forming a hole injection layer usually contains a hole transporting compound that becomes the hole injection layer 3. Moreover, in the case of the wet film-forming method, a solvent is usually further contained. It is preferable that the composition for forming a hole injection layer has high hole transportability and can efficiently transport injected holes. For this reason, it is preferable that the hole mobility is high and impurities that become traps are less likely to be generated during production or use. Moreover, it is preferable that it is excellent in stability, has a small ionization potential, and has high transparency to visible light. In particular, when the hole injection layer is in contact with the light emitting layer, those that do not quench the light emitted from the light emitting layer or those that form an exciplex with the light emitting layer and do not decrease the light emission efficiency are preferable.
  • the hole transporting compound is preferably a compound having an ionization potential of 4.5 eV to 6.0 eV from the viewpoint of a charge injection barrier from the anode to the hole injection layer.
  • hole transporting compounds include aromatic amine compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, oligothiophene compounds, polythiophene compounds, benzylphenyl compounds, compounds in which tertiary amines are linked by a fluorene group, hydrazones Compounds, silazane compounds, quinacridone compounds, and the like.
  • aromatic amine compounds are preferred, and aromatic tertiary amine compounds are particularly preferred from the viewpoints of amorphousness and visible light transmittance.
  • the aromatic tertiary amine compound is a compound having an aromatic tertiary amine structure, and includes a compound having a group derived from an aromatic tertiary amine.
  • the type of the aromatic tertiary amine compound is not particularly limited, but is a polymer compound having a weight average molecular weight of 1,000 to 1,000,000 (polymerization compound in which repeating units are linked) from the viewpoint of easily obtaining uniform light emission due to the surface smoothing effect. Is preferably used.
  • Preferable examples of the aromatic tertiary amine polymer compound include a polymer compound having a repeating unit represented by the following formula (I).
  • Ar 11 and Ar 12 are each independently an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • Ar 13 to Ar 15 each independently represents an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent,
  • Y represents It represents a linking group selected from the group of linking groups shown below, and two groups out of Ar 11 to Ar 15 that are bonded to the same N atom may be bonded to each other to form a ring.
  • Ar 16 to Ar 26 each independently represents an aromatic hydrocarbon ring group which may have a substituent or an aromatic heterocyclic group which may have a substituent.
  • R 15 and R 16 each independently represents a hydrogen atom or an arbitrary substituent.
  • one or two free valences are selected from the viewpoint of the solubility, heat resistance, and hole injecting and transporting property of the polymer compound.
  • the benzene ring, naphthalene ring, phenanthrene ring, thiophene ring, and pyridine ring are preferable, and the benzene ring and naphthalene ring having one or two free valences are more preferable.
  • aromatic tertiary amine polymer compound having a repeating unit represented by the formula (I) include those described in International Publication No. 2005/089024.
  • the hole injection layer 3 contains the above-described electron-accepting compound or the above-described cation radical compound because the conductivity of the hole-injection layer can be improved by oxidation of the hole-transporting compound. It is preferable.
  • Oxidative polymerization here refers to oxidation of a monomer chemically or electrochemically with peroxodisulfate in an acidic solution.
  • the monomer is polymerized by oxidation, and a cation radical that is removed from the polymer repeating unit by using an anion derived from an acidic solution as a counter anion is removed.
  • a material for forming the hole injection layer is usually mixed with a soluble solvent (a solvent for the hole injection layer) to form a film-forming composition (hole An injection layer forming composition), and applying the hole injection layer forming composition onto a layer (usually an anode) corresponding to the lower layer of the hole injection layer, forming a film, and then drying.
  • the concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but in terms of film thickness uniformity, the lower one is preferable. From the viewpoint that defects are less likely to occur in the hole injection layer, a higher value is preferable. Specifically, it is preferably 0.01% by weight or more, more preferably 0.1% by weight or more, particularly preferably 0.5% by weight or more, and on the other hand, 70% by weight. It is preferably not more than 60% by weight, more preferably not more than 60% by weight, particularly preferably not more than 50% by weight.
  • ether solvents examples include aliphatic ethers such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA), 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, and anisole.
  • PGMEA propylene glycol-1-monomethyl ether acetate
  • Aromatic ethers such as phenetole, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole and 2,4-dimethylanisole.
  • ester solvent examples include aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, and n-butyl benzoate.
  • aromatic hydrocarbon solvent examples include toluene, xylene, cyclohexylbenzene, 3-isopropylbiphenyl, 1,2,3,4-tetramethylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, cyclohexylbenzene, methylnaphthalene and the like. It is done.
  • amide solvent examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide and the like.
  • dimethyl sulfoxide and the like can also be used.
  • Formation of the hole injection layer 3 by a wet film formation method is usually performed after preparing a composition for forming a hole injection layer, and then forming the composition on a layer (usually the anode 2) corresponding to the lower layer of the hole injection layer 3
  • the film is formed by coating and drying.
  • the hole injection layer 3 is usually dried by heating or drying under reduced pressure after film formation.
  • the hole injection layer 3 is formed by vacuum vapor deposition
  • one or more of the constituent materials of the hole injection layer 3 are usually vacuumed.
  • a crucible installed in the container if two or more kinds of materials are used, usually put each in separate crucibles
  • evacuate the vacuum container to about 10 -4 Pa with a vacuum pump
  • heat the crucible When using two or more types of materials, each crucible is usually heated
  • evaporated while controlling the amount of evaporation of the material in the crucible (when using two or more types of materials, each is usually independent.
  • the hole injection layer is formed on the anode on the substrate placed facing the crucible.
  • the hole injection layer can be formed by putting the mixture in a crucible and heating and evaporating the mixture.
  • the degree of vacuum at the time of vapor deposition is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr (0.13 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa) or more and 9.0 ⁇ 10 ⁇ 6 Torr ( 12.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa) or less.
  • the deposition rate is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.1 to 5.0 liters / second or more.
  • the film forming temperature at the time of vapor deposition is not limited as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but it is preferably performed at 10 ° C. or higher and 50 ° C. or lower.
  • the hole injection layer 3 may be cross-linked in the same manner as the hole transport layer 4 described later.
  • the hole transport layer 4 is a layer having a function of transporting holes from the anode 2 side to the light emitting layer 5 side.
  • the hole transport layer 4 is not an essential layer in the organic electroluminescence device of the present invention, but it is preferable to form this layer in terms of enhancing the function of transporting holes from the anode 2 to the light emitting layer 5. .
  • the hole transport layer 4 is usually formed between the anode 2 and the light emitting layer 5. Further, when there is the hole injection layer 3 described above, it is formed between the hole injection layer 3 and the light emitting layer 5.
  • the film thickness of the hole transport layer 4 is usually 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and is usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
  • the formation method of the hole transport layer 4 may be a vacuum deposition method or a wet film formation method. In terms of excellent film forming properties, it is preferable to form the film by a wet film forming method.
  • the hole transport layer is formed by a wet film formation method using the composition for organic electroluminescence device of the present invention. Preferably it is formed.
  • the hole transport layer 4 usually contains a hole transport compound.
  • a hole transport compound As the hole transporting compound contained in the hole transporting layer 4, in particular, two or more tertiary compounds represented by 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl are used.
  • Aromatic diamines containing two or more condensed aromatic rings including an amine and substituted with nitrogen atoms Japanese Patent Laid-Open No. 5-23481
  • An aromatic amine compound having a starburst structure such as phenylamine (J.
  • the hole transport layer forming composition When forming a hole transport layer by a wet film formation method, in general, in the same manner as in the case of forming the above-described hole injection layer by a wet film formation method, holes are used instead of the hole injection layer forming composition. It forms using the composition for transport layer formation.
  • the hole transport layer forming composition When the hole transport layer is formed by a wet film formation method, the hole transport layer forming composition usually further contains a solvent.
  • the solvent used for the composition for forming a hole transport layer the same solvent as the solvent used for the composition for forming a hole injection layer described above can be used.
  • the concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole transport layer can be in the same range as the concentration of the hole transporting compound in the composition for forming a hole injection layer. Formation of the hole transport layer by a wet film formation method can be performed in the same manner as the hole injection layer film formation method described above.
  • the hole transport layer is usually used instead of the hole injection layer forming composition in the same manner as in the case of forming the hole injection layer by the vacuum deposition method. It can form using the composition for layer formation.
  • the film formation conditions such as the degree of vacuum at the time of vapor deposition, the vapor deposition rate, and the temperature can be formed under the same conditions as those for the vacuum vapor deposition of the hole injection layer.
  • the light emitting layer 5 is a layer having a function of emitting light when excited by recombination of holes injected from the anode 2 and electrons injected from the cathode 9 when an electric field is applied between a pair of electrodes. .
  • the light-emitting layer 5 is a layer formed between the anode 2 and the cathode 9, and the light-emitting layer is formed between the hole injection layer and the cathode when there is a hole injection layer on the anode. When there is a hole transport layer on the surface, it is formed between the hole transport layer and the cathode.
  • the film thickness of the light emitting layer 5 is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, a thicker film is preferable in that the film is less likely to be defective. On the other hand, a thinner film is preferable in terms of easy driving voltage. . For this reason, it is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and on the other hand, it is usually preferably 200 nm or less, and more preferably 100 nm or less.
  • the light emitting layer 5 contains at least a material having a light emitting property (light emitting material) and preferably contains a material having a charge transporting property (charge transporting material).
  • the light emitting material emits light at a desired light emission wavelength, and is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and a known light emitting material can be applied.
  • the light emitting material may be a fluorescent light emitting material or a phosphorescent light emitting material, but a material having good light emission efficiency is preferred, and a phosphorescent light emitting material is preferred from the viewpoint of internal quantum efficiency.
  • Examples of the fluorescent light emitting material include the following materials.
  • Examples of the fluorescent light emitting material that gives blue light emission include naphthalene, perylene, pyrene, anthracene, coumarin, chrysene, p-bis (2-phenylethenyl) benzene, and derivatives thereof.
  • Examples of the fluorescent light emitting material that gives green light emission include quinacridone derivatives, coumarin derivatives, aluminum complexes such as Al (C 9 H 6 NO) 3, and the like.
  • fluorescent light-emitting material that gives yellow light
  • examples of fluorescent light-emitting materials include rubrene and perimidone derivatives.
  • fluorescent light-emitting materials red fluorescent light-emitting materials
  • DCM dimethyl-6- (p-dimethylaminostyryl) -4H-pyran
  • benzopyran derivatives rhodamine derivatives.
  • Benzothioxanthene derivatives azabenzothioxanthene and the like.
  • examples of the phosphorescent material include organometallic complexes containing a metal selected from Groups 7 to 11 of the long-period periodic table.
  • Preferred examples of the metal selected from Groups 7 to 11 of the periodic table include ruthenium, rhodium, palladium, silver, rhenium, osmium, iridium, platinum, and gold.
  • a ligand in which a (hetero) aryl group such as a (hetero) arylpyridine ligand or (hetero) arylpyrazole ligand and a pyridine, pyrazole, phenanthroline, or the like is connected is preferable.
  • a phenylpyridine ligand and a phenylpyrazole ligand are preferable.
  • (hetero) aryl represents an aryl group or a heteroaryl group.
  • Specific preferred phosphorescent materials include, for example, tris (2-phenylpyridine) iridium, tris (2-phenylpyridine) ruthenium, tris (2-phenylpyridine) palladium, bis (2-phenylpyridine) platinum, tris
  • Examples thereof include phenylpyridine complexes such as (2-phenylpyridine) osmium and tris (2-phenylpyridine) rhenium, and porphyrin complexes such as octaethylplatinum porphyrin, octaphenylplatinum porphyrin, octaethylpalladium porphyrin, and octaphenylpalladium porphyrin.
  • Polymeric light-emitting materials include poly (9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl), poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (4,4′- (N- (4-sec-butylphenyl)) diphenylamine)], poly [(9,9-dioctylfluorene-2,7-diyl) -co- (1,4-benzo-2 ⁇ 2,1'-3 ⁇ -Triazole)] and polyphenylene vinylene materials such as poly [2-methoxy-5- (2-hexylhexyloxy) -1,4-phenylene vinylene].
  • the charge transport material is a material having a positive charge (hole) or negative charge (electron) transport property, and is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, and a known light emitting material can be applied.
  • a compound conventionally used for a light emitting layer of an organic electroluminescence device can be used, and a compound used as a host material for the light emitting layer is particularly preferable.
  • charge transporting materials include aromatic amine compounds, phthalocyanine compounds, porphyrin compounds, oligothiophene compounds, polythiophene compounds, benzylphenyl compounds, and compounds in which tertiary amines are linked by a fluorene group. , Hydrazone compounds, silazane compounds, silanamin compounds, phosphamine compounds, quinacridone compounds, and the like as examples of hole transporting compounds in the hole injection layer, anthracene compounds, pyrene compounds, Examples thereof include electron transporting compounds such as carbazole compounds, pyridine compounds, phenanthroline compounds, oxadiazole compounds and silole compounds.
  • two or more condensed aromatic rings including two or more tertiary amines typified by 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl are bonded to the nitrogen atom.
  • Aromatic amine compounds having a starburst structure such as substituted aromatic diamines (Japanese Patent Laid-Open No. 5-234811), 4,4 ′, 4 ′′ -tris (1-naphthylphenylamino) triphenylamine ( J. Lumin., 72-74, 985, 1997), an aromatic amine compound comprising a tetramer of triphenylamine (Chem.
  • 2- (4-biphenylyl) -5- (p-tertiarybutylphenyl) -1,3,4-oxadiazole tBu-PBD
  • 2,5-bis (1-naphthyl)- Oxadiazole compounds such as 1,3,4-oxadiazole (BND)
  • Examples thereof include silole compounds such as diphenylsilole (PyPySPyPy) and phenanthroline compounds such as bathophenanthroline (BPhen) and 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP, bathocuproin).
  • the method for forming the light emitting layer may be a vacuum deposition method or a wet film formation method, but a wet film formation method is preferable and a spin coating method and an ink jet method are more preferable because of excellent film forming properties.
  • a hole injection layer or a hole transport layer which is a lower layer of a light emitting layer, is formed using the composition for an organic electroluminescent element of the present invention, it is easy to form a layer by a wet film formation method. It is preferable to employ a membrane method.
  • the light emitting layer is usually used instead of the hole injection layer forming composition in the same manner as in the case of forming the hole injection layer by the wet film forming method.
  • the light-emitting layer forming composition prepared by mixing the material to be mixed with a soluble solvent (light-emitting layer solvent) is used.
  • the solvent examples include ether solvents, ester solvents, aromatic hydrocarbon solvents, amide solvents, alkane solvents, halogenated aromatic hydrocarbon solvents, fats, and the like mentioned for the formation of the hole injection layer.
  • An aromatic alcohol solvent, an alicyclic alcohol solvent, an aliphatic ketone solvent, an alicyclic ketone solvent, and the like can be given.
  • the specific example of a solvent is given to the following, as long as the effect of this invention is not impaired, it is not limited to these.
  • aliphatic ether solvents such as ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate (PGMEA); 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetole, 2 -Aromatic ether solvents such as methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole, diphenyl ether; phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, benzoic acid Aromatic ester solvents such as ethyl, propyl benzoate, and n-butyl benzoate; toluene, xylene, mesitylene, cyclohexylbenzene, tetralin, 3-iropropylbiphenyl, 1,2,3,
  • a hole blocking layer 6 may be provided between the light emitting layer 5 and an electron injection layer 8 described later.
  • the hole blocking layer 6 is a layer laminated on the light emitting layer 5 so as to be in contact with the interface of the light emitting layer 5 on the cathode 9 side.
  • the hole blocking layer 6 has a role of blocking holes moving from the anode 2 from reaching the cathode 9 and a role of efficiently transporting electrons injected from the cathode 9 toward the light emitting layer 5.
  • the physical properties required for the material constituting the hole blocking layer 6 include high electron mobility, low hole mobility, a large energy gap (difference between HOMO and LUMO), and excited triplet level (T1). Is high.
  • Examples of the hole blocking layer material satisfying such conditions include bis (2-methyl-8-quinolinolato) (phenolato) aluminum, bis (2-methyl-8-quinolinolato) (triphenylsilanolato) aluminum, and the like.
  • Mixed ligand complexes of, such as metal complexes such as bis (2-methyl-8-quinolato) aluminum- ⁇ -oxo-bis- (2-methyl-8-quinolinato) aluminum binuclear metal complexes, distyryl biphenyl derivatives, etc.
  • Triazole derivatives such as styryl compounds (Japanese Patent Laid-Open No.
  • FIG. Therefore, it can be formed by a wet film forming method, a vapor deposition method, or other methods.
  • the thickness of the hole blocking layer 6 is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 0.3 nm or more, preferably 0.5 nm or more, and usually 100 nm or less, preferably 50 nm or less. is there.
  • the electron transport layer 7 is provided between the light emitting layer 5 and the electron injection layer 8 for the purpose of further improving the current efficiency of the device.
  • the electron transport layer 7 is formed of a compound that can efficiently transport electrons injected from the cathode 9 between electrodes to which an electric field is applied in the direction of the light emitting layer 5.
  • the electron injection efficiency from the cathode 9 or the electron injection layer 8 is high, and it has high electron mobility and can efficiently transport the injected electrons. It must be a compound that can be made.
  • the electron transporting compound used in the electron transporting layer include, for example, metal complexes such as an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline (Japanese Patent Laid-Open No. 59-194393), 10-hydroxybenzo [h] Metal complexes of quinoline, oxadiazole derivatives, distyrylbiphenyl derivatives, silole derivatives, 3-hydroxyflavone metal complexes, 5-hydroxyflavone metal complexes, benzoxazole metal complexes, benzothiazole metal complexes, trisbenzimidazolylbenzene (US Patent No. No. 5645948), quinoxaline compounds (Japanese Unexamined Patent Publication No.
  • the thickness of the electron transport layer 7 is usually 1 nm or more, preferably 5 nm or more, and is usually 300 nm or less, preferably 100 nm or less.
  • the electron transport layer 7 is formed by laminating on the hole blocking layer 6 by a wet film formation method or a vacuum deposition method in the same manner as described above. Usually, a vacuum deposition method is used.
  • the electron injection layer 8 plays a role of efficiently injecting electrons injected from the cathode 9 into the electron transport layer 7 or the light emitting layer 5.
  • the material for forming the electron injection layer 8 is preferably a metal having a low work function.
  • examples include alkali metals such as sodium and cesium, and alkaline earth metals such as barium and calcium.
  • the film thickness is usually preferably from 0.1 nm to 5 nm.
  • an organic electron transport material represented by a metal complex such as a nitrogen-containing heterocyclic compound such as bathophenanthroline or an aluminum complex of 8-hydroxyquinoline is doped with an alkali metal such as sodium, potassium, cesium, lithium, rubidium (Described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 10-270171, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-1000047, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-1000048, etc.), which improves electron injection / transport properties and achieves excellent film quality. It is preferable because it becomes possible.
  • the film thickness of the electron injection layer 8 is usually in the range of 5 nm or more, preferably 10 nm or more, and usually 200 nm or less, preferably 100 nm or less.
  • the electron injection layer 8 is formed by laminating the light emitting layer 5 or the hole blocking layer 6 or the electron transport layer 7 thereon by a wet film formation method or a vacuum deposition method.
  • the details in the case of the wet film forming method are the same as those in the case of the light emitting layer described above.
  • the cathode 9 plays a role of injecting electrons into a layer (such as an electron injection layer or a light emitting layer) on the light emitting layer 5 side.
  • a layer such as an electron injection layer or a light emitting layer
  • the material used for the anode 2 can be used.
  • a metal having a low work function Metals such as indium, calcium, aluminum, silver, or alloys thereof are used. Specific examples include low work function alloy electrodes such as magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, and aluminum-lithium alloy.
  • a cathode made of a metal having a low work function by laminating a metal layer having a high work function and stable to the atmosphere on the cathode.
  • the metal to be laminated include metals such as aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold, and platinum.
  • the thickness of the cathode is usually the same as that of the anode.
  • the organic electroluminescent element of the present invention may further have other layers as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. That is, any other layer described above may be provided between the anode and the cathode.
  • the organic electroluminescent device of the present invention has a structure opposite to that described above, that is, a cathode, an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, a light emitting layer, a hole transport layer, and a hole injection layer on the substrate. It is also possible to laminate in the order of the anode.
  • the organic electroluminescent element of the present invention When the organic electroluminescent element of the present invention is applied to an organic electroluminescent device, it may be used as a single organic electroluminescent element, or may be used in a configuration in which a plurality of organic electroluminescent elements are arranged in an array, The anode and the cathode may be used in a configuration in which they are arranged in an XY matrix.
  • Organic electroluminescent element display device uses the above-described organic electroluminescent element of the present invention.
  • organic electroluminescent display apparatus of this invention It can assemble in accordance with a conventional method using the organic electroluminescent element of this invention.
  • the organic EL display device of the present invention can be obtained by the method described in “Organic EL display” (Ohm, published on Aug. 20, 2004, Shizushi Tokito, Chiba Adachi, Hideyuki Murata). Can be formed.
  • organic electroluminescent element illumination (organic EL illumination) of the present invention uses the above-described organic electroluminescent element of the present invention.
  • organic electroluminescent element illumination of this invention uses the above-described organic electroluminescent element of the present invention.
  • the reaction solution was poured into 600 mL of pure water and stirred for 10 minutes, and then the resulting precipitate was filtered off.
  • the precipitate after filtration was dispersed in 200 mL of saturated brine, stirred for 10 minutes, and filtered.
  • the filtrate after filtration was dissolved in 200 mL of methylene chloride, and washed twice with 200 mL of pure water and once with 100 mL of saturated saline.
  • the organic phase was recovered, dried over magnesium sulfate, and the metal compound was adsorbed by active clay treatment, and then the solvent was distilled off under reduced pressure.
  • the obtained crude product was ultrasonically washed with ethanol, filtered, and dried under vacuum to obtain 17.15 g of a white solid.
  • Compound 2 was identified by 1 H NMR.
  • Tri-t-butylphosphine (0.177 g, 0.875 mmol) was added to a 10 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.113 g, 0.109 mmol) and heated to 65 ° C. ( Solution B1).
  • Solution B1 In a nitrogen stream, the solution B1 was added to the solution A1, and heated and refluxed for 2 hours.
  • Compound 6 (4.55 g) was added additionally.
  • the mixture was heated to reflux for 2.0 hours, and Compound 3 (0.153 g) was added additionally. After refluxing for 1 hour, Compound 6 (0.15 g) was further added. After refluxing for 1 hour, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 750 ml of ethanol to crystallize crude polymer 1.
  • the obtained crude polymer 1 was dissolved in 150 ml of toluene, bromobenzene (0.573 g) and tert-butoxy sodium (5.959 g) were charged, the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and the mixture was heated to 65 ° C. ( Solution C1).
  • Tri-t-butylphosphine (0.088 g) was added to a 10 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.057 g) and heated to 65 ° C. (solution D1).
  • solution D1 was added to the solution C1, and heated to reflux for 4 hours.
  • Solution B2 In a nitrogen stream, the solution B2 was added to the solution A2, and the mixture was heated to reflux for 2 hours. Compound 6 (5.16 g) was added additionally. The mixture was heated to reflux for 2.0 hours, and Compound 3 (0.368 g) was further added. After refluxing for 1 hour, Compound 6 (0.054 g) was further added. After refluxing for 1 hour, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 1000 ml of ethanol to crystallize the crude polymer 2.
  • the obtained crude polymer 2 was dissolved in 280 ml of toluene, N, N-diphenylamine (0.370 g) and tert-butoxy sodium (7.150 g) were charged, the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and the mixture was heated to 65 ° C. Warmed (solution C2).
  • Tri-t-butylphosphine (0.106 g) was added to a 18 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.068 g), and the mixture was heated to 65 ° C. (solution D2).
  • solution D2 was added to the solution C2, and heated and refluxed for 4 hours.
  • Tri-t-butylphosphine (0.827 g, 4.09 mmol) was added to a solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.385 g, 0.372 mmol) in 17 ml of toluene and heated to 65 ° C. ( Solution B3). In a nitrogen stream, the solution B3 was added to the solution A3, and heated to reflux for 2 hours. Thereafter, 4,4'-dibromobiphenyl (4.81 g, 15.4 mmol) was added additionally. The mixture was heated to reflux for 2.0 hours, and Compound 6 (0.815 g) and Compound 3 (0.313 g) were additionally added.
  • the obtained crude polymer 3 was dissolved in 280 ml of toluene, N, N-diphenylamine (0.629 g) and tert-butoxy sodium (12.14 g) were charged, the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and the mixture was heated to 65 ° C. Warmed (solution C3).
  • Tri-t-butylphosphine (0.248 g) was added to a 18 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.115 g), and the mixture was heated to 65 ° C. (solution D3). In a nitrogen stream, the solution D3 was added to the solution C3, and heated to reflux for 4 hours.
  • Tri-t-butylphosphine (0.827 g, 4.09 mmol) was added to a solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.385 g, 0.372 mmol) in 17 ml of toluene and heated to 65 ° C. ( Solution B4).
  • Solution B4 was added to the solution A4, and heated to reflux for 2 hours.
  • 4,4'-dibromobiphenyl (4.81 g, 15.4 mmol) was added additionally.
  • the mixture was heated to reflux for 2.0 hours, and Compound 6 (0.611 g) and Compound 3 (0.626 g) were additionally added. After refluxing for 1 hour, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 1000 ml of ethanol to crystallize the crude polymer 4.
  • Tri-t-butylphosphine (0.8 g, 3.95 mmol) was added to a 25 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.51 g, 0.49 mmol) and heated to 60 ° C. ( Solution B5). In a nitrogen stream, the solution B5 was added to the solution A5, and heated to reflux for 2.0 hours. 4,4'-Dibromobiphenyl (6.945 g, 22.22596 mmol) was added. After heating under reflux for 1.0 hour, compound 6 (0.541 g, 0.9868 mmol) and compound 3 (0.208 g, 0.2467 mmol) were added all at once.
  • Tri-t-butylphosphine (1.10 g, 5.42 mmol) was added to a 32 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.70 g, 0.678 mmol) and heated to 60 ° C. ( Solution B9). In a nitrogen stream, solution B9 was added to solution A9, and heated to reflux for 2.0 hours. 4,4'-Dibromobiphenyl (9.52 g, 30.5 mmol) was added. After heating under reflux for 1.0 hour, compound 6 (0.558 g, 1.02 mmol) and compound 3 (0.571 g, 0.678 mmol) were added all at once.
  • the obtained crude polymer 9 was dissolved in 300 ml of toluene, charged with N, N-diphenylamine (1.15 g) and tert-butoxy sodium (20.9 g), and the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and heated to 60 ° C. Warm (solution C9).
  • Tri-t-butylphosphine 0.549 g was added to a 20 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.351 g) and heated to 60 ° C. (solution D9). In a nitrogen stream, the solution D9 was added to the solution C9, and heated to reflux for 2 hours.
  • Tri-t-butylphosphine (0.129 g, 0.640 mmol) was added to a 5 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.083 g, 0.080 mmol) and heated to 65 ° C. ( Solution B1).
  • Solution B1 In a nitrogen stream, the solution B1 was added to the solution A1, and heated and refluxed for 2 hours. The mixture was heated under reflux for 2.0 hours, and Compound 6 (1.974 g) was added additionally. After refluxing for 1 hour, compound 10 (0.086 g) was added. After refluxing for 1 hour, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 350 ml of ethanol to crystallize crude polymer 7.
  • the obtained crude polymer 7 was dissolved in 55 ml of toluene, bromobenzene (0.628 g) and tert-butoxy sodium (1.31 g) were charged, the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and the mixture was heated to 65 ° C. ( Solution C1).
  • Tri-t-butylphosphine (0.033 g) was added to a 10 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.021 g) and heated to 65 ° C. (solution D1). In a nitrogen stream, the solution D1 was added to the solution C1, and heated to reflux for 4 hours.
  • Tri-t-butylphosphine (0.248 g, 1.23 mmol) was added to a 10 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.158 g, 0.153 mmol) and heated to 65 ° C. ( Solution B6). In a nitrogen stream, solution B6 was added to solution A6, and the mixture was heated to reflux for 2 hours. After confirming that compounds 6 to 8 had disappeared, compound 6 (6.58 g) was additionally added. The mixture was heated to reflux for 2.0 hours, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 1000 ml of ethanol to crystallize the crude polymer 6.
  • the solution D6 was added to the solution C6, and heated and refluxed for 4 hours.
  • diphenylamine (4.32 g, 25.53 mmol) and the re-prepared solution D6 were added, and the mixture was further heated under reflux for 2 hours.
  • the reaction solution was allowed to cool and dropped into 1000 ml of ethanol to obtain an end-capped crude polymer 6.
  • Solution B7 In a nitrogen stream, solution B was added to solution A and heated to reflux for 2 hours. Thereafter, 4,4'-dibromobiphenyl (3.51 g, 11.3 mmol) was additionally added. The mixture was heated under reflux for 2.0 hours, and Compound 6 (0.669 g) was further added. After refluxing for 1 hour, 4,4'-dibromobiphenyl (0.053 g) was added. After refluxing for 1 hour, the reaction solution was allowed to cool, and the reaction solution was dropped into 1000 ml of ethanol to crystallize crude polymer 7.
  • Tri-t-butylphosphine (0.8 g, 3.95 mmol) was added to a 25 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.51 g, 0.49 mmol) and heated to 60 ° C. ( Solution B8). In a nitrogen stream, the solution B8 was added to the solution A8, and heated to reflux for 2.0 hours. 4,4'-Dibromobiphenyl (6.945 g, 22.22596 mmol) was added. After heating at reflux for 1.0 hour, compound 6 (0.642 g, 1.17 mmol) was added.
  • the obtained crude polymer 8 was dissolved in 300 ml of toluene, N, N-diphenylamine (1.67 g) and tert-butoxy sodium (7.6 g) were charged, the inside of the system was sufficiently purged with nitrogen, and the mixture was heated to 60 ° C. Warm (solution C8).
  • Tri-t-butylphosphine (0.4 g) was added to a 20 ml toluene solution of tris (dibenzylideneacetone) dipalladium chloroform complex (0.255 g) and heated to 60 ° C. (solution D8). In a nitrogen stream, the solution D8 was added to the solution C8, and heated to reflux for 2 hours.
  • transient photocurrent generated by irradiating a pulse laser with an external electric field applied to an element sample having a sandwich electrode in which at least one of the electrodes is a transparent or translucent electrode to excite the measurement material.
  • a logarithmic graph is created for both time and current.
  • a general transient photocurrent waveform has a plateau region where the change in current with time is small and a tail region where the current decreases with time. A boundary point between these two regions is called a bending point.
  • the time during which this inflection point is seen is defined as the charge transit time ( ⁇ ), and the drift mobility ⁇ is obtained from the following relational expression using the sample film thickness L and the applied voltage V.
  • a sample for measurement is prepared by forming a charge transport material and a counter electrode to be measured on a semi-transparent electrode and then sealing.
  • the charge transport material may be formed by either a wet method or a dry method as long as a good amorphous film is obtained.
  • the film thickness of the charge transport film material to be formed the distance from the place where charge separation occurs at the time of charge transfer measurement to the counter electrode is sufficiently long, and the distance does not have to affect the evaluation of the charge transport property. Specifically, 500 nm or more is preferable, and 1000 nm or more is more preferable. Next, a certain electric field strength is applied so that the semitransparent electrode becomes the anode and the counter electrode becomes the cathode.
  • the electric field strength is preferably large in that the influence of the natural diffusion of the charge moving inside the film is small, but on the other hand, the effect of pulling the charge to the counter electrode is not too strong, and the charge loss is accurately evaluated. It is preferable that it is small in terms of easy handling.
  • the electric field strength is preferably 90 kV / cm or more, more preferably 120 kV / cm or more, and on the other hand, preferably 360 kV / cm or less, and 310 kV / cm or less. More preferably. In this state, the measurement sample is irradiated with a monochromatic light pulse laser from the translucent electrode side.
  • the electric field intensity at the time of laser light irradiation, the excitation wavelength of the laser light, the pulse width, and the amount of light per pulse are determined based on the charge amount Q (h) of holes and the charge of electrons for the sample whose charge detection amount ratio is to be measured.
  • the same conditions are used when measuring the quantity Q (e).
  • the amount of light per pulse is preferably small in view of the low possibility that charge transportability is highly estimated due to the influence of an excessive amount of charge, and specifically, it is preferably 30 ⁇ J or less.
  • the charge mobility of the target polymer 1 was measured as follows. First, for a substrate (manufactured by Geomatic Co.) on which a transparent ITO conductive film (ITO stripe) is deposited on a glass substrate to a thickness of 70 nm, ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, rinsing with ultrapure water, ultrapure After washing in the order of ultrasonic washing with water and washing with ultrapure water, it was dried with compressed air and then subjected to ultraviolet ozone cleaning.
  • a substrate manufactured by Geomatic Co.
  • ITO stripe transparent ITO conductive film
  • a solution in which the target polymer 1 was dissolved at a concentration of 10% by weight in a solvent in which toluene and silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd .: KF-96) were mixed was prepared, and this washed substrate was spin coated. A film was formed. All film formation was performed in a nitrogen atmosphere. Thus, a film of the target polymer 1 having a film thickness of 2 ⁇ m was obtained. Next, the sample was conveyed to the vacuum chamber of the vacuum evaporation system. A 2 mm wide stripe-shaped shadow mask as a mask for cathode vapor deposition was placed in close contact with the element so as to be orthogonal to the ITO stripe.
  • the inside of the apparatus was evacuated until the degree of vacuum became 8.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, and then aluminum was heated using a molybdenum boat to form an electrode having a thickness of 80 nm on the sample.
  • the degree of vacuum in the chamber was maintained at 2.0 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa or less and the vapor deposition rate was 0.6 to 10.0 kg / sec.
  • VSL-337ND-S nitrogen laser
  • excitation wavelength: 337 nm, pulse width ⁇ 4 ns, manufactured by SpectraPhysics Co., Ltd. excitation wavelength: 337 nm, pulse width ⁇ 4 ns, manufactured by SpectraPhysics Co., Ltd.
  • the light irradiation energy was irradiated from the ITO electrode side by adjusting the amount of light per pulse to 10 ⁇ J with a reflective ND filter.
  • the transient photocurrent waveform was measured using an oscilloscope (“TDS2022” manufactured by Tektronix), and the charge mobility was calculated from the inflection point.
  • the target polymer 1 and the target polymer 2 are the polymers of the present invention in which a branched structure is introduced to the comparative polymer 1 having the same main chain structure.
  • the target polymers 1 and 2 which are the polymers of the present invention have much higher hole mobility than the comparative polymer 1. From this result, it can be seen that the charge transport ability can be improved by introducing a specific branched structure according to the present invention.
  • ⁇ Measurement of charge mobility of target polymer 6> The normalized hole mobility was determined in the same manner as above except that the target polymer 1 was changed to the target polymer 6, and the results are shown in Table 7.
  • the target polymer 6 is a polymer of the present invention in which a branched structure is introduced to the comparative polymer 3 having the same main chain structure. As shown in Table 7, the target polymer 6 which is a polymer of the present invention has higher hole mobility than the comparative polymer 3. From this result, it can be seen that the charge transport ability can be improved by introducing a specific branched structure according to the present invention.
  • An organic electroluminescent device was produced by the following procedure.
  • An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate 1 by sputtering is patterned into a 2 mm wide stripe using normal photolithography and hydrochloric acid etching to form the anode 2 did.
  • the patterned ITO substrate is cleaned in the following order: ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, water cleaning with ultrapure water, and drying, followed by UV ozone cleaning. went.
  • an arylamine polymer represented by the following structural formula (P-1), 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and ethyl benzoate represented by the structural formula (A-1) are contained.
  • a composition for forming a hole injection layer having the following composition was prepared. This composition for forming a hole injection layer was formed on the anode 2 by a spin coating method under the following conditions to form a hole injection layer 3 having a thickness of 40 nm.
  • composition of composition for forming hole injection layer > Solvent Ethyl benzoate Composition concentration P-1: 2.5% by weight A-1: 0.5% by weight
  • a composition for forming a hole transport layer having the following composition containing the following target polymer 2 was prepared, and this was formed on the hole injection layer 3 by the spin coating method under the following conditions and heated. Polymerization was performed to form a 10 nm-thick hole transport layer 4.
  • composition of composition for forming hole transport layer > Solvent Cyclohexylbenzene Composition concentration Target polymer 2: 1.0% by weight
  • an organic compound (E1) having the structure shown below is laminated on the hole transport layer 4 by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.8 to 1.2 liters / second to form a light emitting layer having a thickness of 60 nm. 5 was obtained.
  • lithium fluoride (LiF) was first formed on the electron transport layer 7 with a film thickness of 0.5 nm at a deposition rate of 0.1 to 0.4 liter / second using a molybdenum boat.
  • aluminum was similarly heated by a molybdenum boat to form an aluminum layer having a thickness of 80 nm at a deposition rate of 0.7 to 5.3 liters / second.
  • sealing treatment was performed by the following method.
  • a photocurable resin (30Y-437 manufactured by ThreeBond Co., Ltd.) with a width of 1 mm is applied to the outer periphery of a 23 mm ⁇ 23 mm size glass plate, and a moisture getter sheet (manufactured by Dynic Co., Ltd.) in the center. ) was installed.
  • the substrate formed up to the cathode was bonded so that the vapor deposition surface faced the desiccant sheet.
  • coated was irradiated with ultraviolet light, and resin was hardened.
  • an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm ⁇ 2 mm was obtained.
  • voltage was applied to the device 522 nm emission derived from the organic compound (E1) was confirmed.
  • ITO indium tin oxide
  • An indium tin oxide (ITO) transparent conductive film deposited on a glass substrate 1 by sputtering is patterned into a 2 mm wide stripe using normal photolithography and hydrochloric acid etching to form the anode 2 did.
  • the patterned ITO substrate is cleaned in the following order: ultrasonic cleaning with an aqueous surfactant solution, water cleaning with ultrapure water, ultrasonic cleaning with ultrapure water, water cleaning with ultrapure water, and drying, followed by UV ozone cleaning. went.
  • a composition for forming a hole injection layer having the following composition containing phenyl) borate and ethyl benzoate was prepared. This composition for forming a hole injection layer was formed on the anode 2 by the spin coating method under the following conditions to form a hole injection layer 3 having a thickness of 60 nm.
  • composition of composition for forming hole injection layer 3 Solvent Ethyl benzoate Composition concentration Comparative polymer 2: 0.875% by weight Comparative polymer 3: 2.625% by weight A-1: 0.7% by weight
  • a composition for forming a hole transport layer having the following composition containing the compound of the structural formula shown in the above (Target polymer 2) was prepared, and this was spin coated on the hole injection transport layer 3 under the following conditions: The film was polymerized by heating to form a 10 nm-thick hole transport layer 4.
  • composition of composition for forming hole transport layer > Solvent Cyclohexylbenzene Composition concentration Target polymer 2: 1.0% by weight
  • composition for forming a light emitting layer having the following composition containing compounds having the structural formulas (RH-1), (RH-2), and (RD-1) below was prepared, and spin coating was performed under the following conditions: This was formed into a film by the method, and the light emitting layer 5 with a film thickness of 50 nm was formed on the hole transport layer 4 by heating.
  • composition of composition for forming light emitting layer Solvent Cyclohexylbenzene Composition concentration RH-1: 1.2% by weight RH-2: 3.6% by weight RD-1: 0.48% by weight
  • the substrate on which the light-emitting layer 5 has been deposited is transferred into a vacuum deposition apparatus, evacuated until the degree of vacuum in the apparatus becomes 2.0 ⁇ 10 ⁇ 4 Pa or less, and then the structural formula shown in (HB-1) below.
  • the above compound was laminated on the light emitting layer 5 by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.8 to 1.2 liters / second to obtain a hole blocking layer 6 having a thickness of 10 nm.
  • an organic compound (E1) having the structure shown below was deposited on the hole blocking layer 6 by a vacuum deposition method at a deposition rate of 0.8 to 1.2 liters / second to form an electron transport layer having a thickness of 20 nm. 7 was obtained.
  • the substrate on which the electron transport layer 7 has been deposited is transported under vacuum to another chamber connected to the chamber on which the hole blocking layer 6 and the electron transport layer 7 are deposited, and used as a cathode deposition mask.
  • a stripe shadow mask having a width of 2 mm was adhered onto the electron transport layer 7 so as to be orthogonal to the ITO stripe of the anode 2.
  • the substrate on which the electron transport layer 7 has been vapor-deposited is transferred from the chamber in which the hole blocking layer 6 and the electron transport layer 7 are vapor-deposited to another chamber, and is used as a cathode vapor deposition mask having a stripe shape of 2 mm width.
  • a shadow mask was adhered to the electron transport layer 7 so as to be orthogonal to the ITO stripe of the anode 2.
  • lithium fluoride (LiF) was first formed on the electron transport layer 7 with a film thickness of 0.5 nm at a deposition rate of 0.1 to 0.4 liter / second using a molybdenum boat.
  • aluminum was similarly heated by a molybdenum boat to form an aluminum layer having a thickness of 80 nm at a deposition rate of 0.7 to 5.3 liters / second.
  • sealing treatment was performed by the following method.
  • a photocurable resin (30Y-437 manufactured by ThreeBond Co., Ltd.) with a width of 1 mm is applied to the outer periphery of a 23 mm ⁇ 23 mm size glass plate, and a moisture getter sheet (manufactured by Dynic Co., Ltd.) in the center. ) was installed.
  • the substrate formed up to the cathode was bonded so that the vapor deposition surface faced the desiccant sheet.
  • coated was irradiated with ultraviolet light, and resin was hardened.
  • an organic electroluminescent element having a light emitting area portion having a size of 2 mm ⁇ 2 mm was obtained.
  • the drive life was measured with the following method, and the result was shown in Table 8.
  • the driving life is measured by observing the change in luminance when a current of a constant DC current (30 mA / cm 2 ) is applied to the prepared organic electroluminescent device with a photodiode, and the luminance value is tested. The time until starting 80% was measured, and the relative value when the drive life of the organic electroluminescent element of Comparative Example 1 was set to “1.0” was determined. The energization test was performed in a room where the room temperature was controlled to 23 ⁇ 1.5 ° C. by air conditioning.
  • Example 3 An organic electroluminescence device was produced in the same manner as in Example 2 except that the composition of the hole injection layer forming composition and the composition of the hole transport layer forming composition was changed as follows, and the driving life was similarly obtained. The results are shown in Table 8.
  • composition of composition for forming hole injection layer > Solvent Ethyl benzoate Composition concentration Comparative polymer 3: 2.625% by weight Target polymer 3: 0.875% by weight A-1: 0.7% by weight
  • composition of composition for forming hole transport layer > Solvent Cyclohexylbenzene Composition concentration Comparative polymer 1: 1.0% by weight
  • Example 4 Except that the composition of the hole injection layer forming composition was changed as described below, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 3, and the driving life was evaluated in the same manner. It was shown to.
  • composition of composition for forming hole injection layer > Solvent Ethyl benzoate Composition concentration Comparative polymer 3: 2.625% by weight Target polymer 4: 0.875% by weight A-1: 0.7% by weight
  • Example 5 Except that the composition of the hole injection layer forming composition was changed as described below, an organic electroluminescent device was produced in the same manner as in Example 3, and the driving life was evaluated in the same manner. It was shown to.
  • composition of composition for forming hole injection layer > Solvent Ethyl benzoate Composition concentration Target polymer 5: 2.625% by weight Comparative polymer 2: 0.875% by weight A-1: 0.7% by weight
  • composition of composition for forming hole injection layer > Solvent Ethyl benzoate Composition concentration Comparative polymer 3: 2.625% by weight Comparative polymer 2: 0.875% by weight A-1: 0.7% by weight
  • the device obtained using the polymer of the present invention has a long device life and high driving stability.
  • Example 6 A device having a layer structure of (anode / hole injection layer / hole transport layer / cathode) was produced.
  • An anode is formed by patterning an indium tin oxide (ITO) transparent conductive film on a glass substrate with a thickness of 70 nm (sputtered film, sheet resistance 15 ⁇ ) into a 2 mm-wide stripe by ordinary photolithography technology did.
  • the patterned ITO substrate (anode) was cleaned in the order of ultrasonic cleaning with acetone, water with pure water, and ultrasonic cleaning with isopropyl alcohol, dried with nitrogen blow, and finally subjected to ultraviolet ozone cleaning.
  • target polymer 6 shown in the structural formula below target polymer 4 shown in the structural formula, 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and ethyl benzoate shown in the structural formula (A1)
  • a coating solution for forming a hole injection layer was prepared. This coating solution was formed on the anode by spin coating under the following conditions to obtain a hole injection layer having a thickness of 150 nm.
  • a hole transport layer forming coating solution containing the comparative polymer 1 represented by the following formula is prepared, formed into a film by spin coating under the following conditions, and polymerized by heating to transport a hole having a thickness of 12 nm. A layer was formed.
  • Example 7 A device was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the hole injection layer was formed as follows. Contains target polymer 6 shown in the following structural formula, comparative polymer 2 shown in the lower structural formula, 4-isopropyl-4'-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and ethyl benzoate shown in the structural formula (A1) A coating solution for forming a hole injection layer was prepared. This coating solution was formed on the anode by spin coating under the following conditions to obtain a hole injection layer having a thickness of 150 nm.
  • a device was fabricated in the same manner as in Example 2 except that the hole injection layer was formed as follows. Contains comparative polymer 3 shown in the structural formula below, target polymer 2 shown in the structural formula below, 4-isopropyl-4′-methyldiphenyliodonium tetrakis (pentafluorophenyl) borate and ethyl benzoate shown in the structural formula (A1)
  • a coating solution for forming a hole injection layer was prepared. This coating solution was formed on the anode by spin coating under the following conditions to obtain a hole injection layer having a thickness of 150 nm.
  • the device obtained using the polymer of the present invention has a high current density when a voltage of 3 V is applied.

Abstract

 本発明は正孔輸送能及び電気化学的安定性に優れ、湿式成膜法により積層化が可能な重合体と、該重合体を用いて低い電圧で駆動可能で、駆動安定性が高い有機電界発光素子を提供することを目的とする。本発明は下記式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位、及び、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体、該重合体を含有する有機電界発光素子用組成物、有機層が、前記有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法で形成された層を含む有機電界発光素子に関する。 

Description

重合体及び有機電界発光素子
 本発明は、有機電界発光素子の正孔注入層及び/又は正孔輸送層の材料として有用な重合体、該重合体からなる有機電界発光素子材料とこの重合体を含有する有機電界発光素子用組成物及び有機電界発光素子、並びに、該有機電界発光素子を備えた有機EL表示装置及び有機EL照明に関する。
 有機電界発光素子における有機層の形成方法としては、真空蒸着法と湿式成膜法が挙げられる。真空蒸着法は積層化が容易であるため、陽極及び/又は陰極からの電荷注入の改善、励起子の発光層封じ込めが容易であるという利点を有する。一方で、湿式成膜法は真空プロセスが要らず、大面積化が容易で、1つの層及びその形成用の塗布液に様々な機能をもった複数の材料を混合することが容易である等の利点がある。しかし、湿式成膜法は積層化が困難である。このため、真空蒸着法により製造した素子に比べて湿式成膜法で製造した素子は駆動安定性に劣り、一部を除いて実用レベルに至っていない。特に、湿式成膜法では、有機溶媒及び水系溶媒を使用するなどして二層の積層は可能であるが、三層以上の積層化は困難であった。
 このような積層化における課題を解決するために、特許文献1には、下記のようなフルオレン環及び架橋性基を有する重合体(Q-1)が提案され、これらの架橋性基が加熱時に反応した場合に得られる網目状重合体が有機溶媒に不溶となることを利用して積層化を行うことが開示されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 また、特許文献2には、分岐構造と架橋性部位を共に有するポリマーにより、より温和な加熱条件で成膜できることが報告されている。
国際公開第2008-032843号 国際公開第2010-140553号
 特許文献1に記載される重合体(Q-1)は、架橋により網目状重合体となると、本来剛直な主鎖構造が曲ったり捩れたりして、電荷輸送能及び酸化還元安定性が著しく低下する。このため、特許文献1に記載の技術により得られる有機電界発光素子の駆動電圧は高く、発光効率は低く、駆動寿命は短いという課題があった。
 また、特許文献2では、分岐構造と架橋性部位を共に有するポリマーおいて、より温和な加熱条件で成膜できることが報告されているが、このポリマーは分岐構造の自由度が低く、分岐構造部分が剛直であるため、溶媒に対するポリマーの溶解性が低く均質な膜が得られにくかった。また、分岐構造の自由度が低いため、分子間でのポリマー鎖の相互作用が弱く、分子間で正孔の受け渡しが起こりにくいために、正孔移動度が低いことから、特許文献2に記載の技術により得られる有機電界発光素子の駆動電圧は高く、正孔輸送層に正孔が蓄積しやすく、材料が壊れやすいために、駆動寿命は短いという課題があった。
 そこで、本発明は、上記課題を鑑みて、正孔輸送能及び電気化学的安定性に優れ、湿式成膜法により積層化が可能であり、通電によって分解などが起こりにくい重合体と、該重合体を含有する有機電界発光素子材料及び有機電界発光素子用組成物を提供することを目的とする。
 本発明はまた、この重合体を用いて低い電圧で駆動可能で、駆動安定性が高い有機電界発光素子及びそれを備えた有機ELディスプレイ及び有機EL照明を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、湿式成膜法で形成される、正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を有する有機電界発光素子の駆動電圧が高く、駆動安定性が低い要因は、正孔注入層もしくは正孔輸送層における正孔輸送性の低さが要因であることを見出した。そして、さらに検討を行い、電荷輸送ポリマーにより構成される正孔注入層もしくは正孔輸送層において正孔輸送性が低下している一因が、分子間での相互作用が小さく、分子間での正孔の受け渡しが起こりにくいためであることを見出した。
 本発明者らは、この課題を解決すべくさらに検討を重ね、特定の部分構造を有する繰り返し単位と、架橋性基を有する繰り返し単位とを含む重合体が、湿式成膜法により積層化が可能であり、高い正孔輸送能及び電気化学的安定性を有すること、さらには当該重合体を用いて得られた有機電界発光素子が高効率、低電圧で駆動可能であることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、本発明は、下記<1>~<12>に係るものである。
<1>下記式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位、及び、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
(式(1)中、Ar、Ar、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 Rは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、R~Rは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
 l、m及びnは各々独立に0~2の整数を示す。
 なお、式(1)中にAr~ArまたはR~Rが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
<2>前記式(1)において、l、m及びnのうち少なくとも一つは他と異なる整数である、前記<1>に記載の重合体。
<3>さらに下記式(2)で表される部分構造を有する繰り返し単位を含む、前記<1>又は<2>に記載の重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
(式(2)中、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
 pは、0~2の整数を示す。
 なお、式(2)中にR、R及びArのうち少なくともひとつが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
<4>前記架橋性基が、下記式で表される架橋性基群の中から選ばれる1以上の基である、前記<1>ないし<3>のいずれか一に記載の重合体。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
(上記式中、R21~R23は、各々独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Ar10は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。前記架橋性基が複数存在し、R21~R23又はAr10が複数ある場合、これらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
<5> 前記重合体の重量平均分子量(Mw)が20,000以上であり、分散度(Mw/Mn;Mnは数平均分子量を表す。)が2.5以下である、前記<1>ないし<4>のいずれか一に記載の重合体。
<6>前記<1>ないし<5>のいずれか一に記載の重合体を含有する、有機電界発光素子用材料。
<7>前記<1>ないし<5>のいずれか一に記載の重合体を含有する、有機電界発光素子用組成物。
<8>基板上に、陽極及び陰極と、並びに、該陽極と該陰極の間にある有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層が、前記<7>に記載の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成された層を含む、有機電界発光素子。
<9>前記湿式成膜法により形成された層が、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方である、前記<8>に記載の有機電界発光素子。
<10>前記有機層が正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を備え、前記正孔注入層、前記正孔輸送層及び前記発光層の全てが湿式成膜法により形成された層である、前記<9>に記載の有機電界発光素子。
<11>前記<8>ないし<10>のいずれか一に記載の有機電界発光素子を含む有機EL表示装置。
<12>前記<8>ないし<10>のいずれか一に記載の有機電界発光素子を含む有機EL照明。
 本発明の重合体は、湿式成膜法により積層化が可能である。また高い正孔輸送能及び電気化学的安定性を有することから有機電界発光素子用材料として有用であり、当該重合体を用いて得られた有機電界発光素子は、低電圧、高効率で駆動し、駆動安定性に優れ、有機EL表示装置(有機ELディスプレイ)及び有機EL照明用として有用である。
図1は、本発明の有機電界発光素子の実施の形態の一例を示す模式的な断面図である。 図2は、TOF法による電荷移動度の測定における一般的な過渡光電流波形を示すグラフである。
 以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を超えない限り、これらの内容に特定されない。
[重合体]
 本発明の重合体は、下記式(1)で表される部分構造(以下、部分構造(1)と称する場合がある。)を有する繰り返し単位、及び、架橋性基を有する繰り返し単位を含む。
{部分構造(1)}
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
(式(1)中、Ar、Ar、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 Rは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、R~Rは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
 l、m及びnは各々独立に0~2の整数を示す。
 なお、式(1)中にAr~ArまたはR~Rが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
<構造上の特徴>
 部分構造(1)は、sp炭素で分岐している上、このsp炭素にアルキル基もしくはアルコキシ基であるRを有した柔軟な分岐構造であり、このような部分構造(1)を繰り返し単位として含む本発明の重合体は、分子間でポリマー鎖同士が相互作用しやすく、分子間での正孔の受け渡しが起こりやすい。そのため、前記重合体を用いて成膜された膜は、正孔移動度が高く、従って、前記重合体を用いて形成された有機層を有する本発明の有機電界発光素子は、駆動電圧がより低い。
 また、前記重合体を用いた層は、正孔をトラップしにくく、電荷が蓄積しにくいことから、材料の分解が起こりにくいため、前記重合体を用いて形成された有機層を有する本発明の有機電界発光素子は、駆動安定性に優れる。
<Ar~Arについて>
 Ar~Arを構成する置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基としては、例えば、1個(Arの場合)又は2個(Ar、Ar~Arの場合)の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオランテン環若しくはフルオレン環などの、6員環の単環又は2~5縮合環が挙げられる。
 ここで、本発明において、遊離原子価とは、有機化学・生化学命名法(上)(改訂第2版、南江堂、1992年発行)に記載のとおり、他の遊離原子価と結合を形成できるものを言う。
 Ar~Arを構成する置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、例えば、1個(Arの場合)又は2個(Ar、Ar~Arの場合)の遊離原子価を有する、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環などの、5員環若しくは6員環の単環又は2~4縮合環が挙げられる。
 中でも、溶解性及び耐熱性の点から、Ar~Arは、1個(Arの場合)又は2個(Ar、Ar~Arの場合)の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、トリフェニレン環、ピレン環、チオフェン環、ピリジン環、及びフルオレン環からなる群より選ばれる環が好ましい。
 式(1)において、Ar~Arは置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基及び/又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を2以上結合させた基であってもよい。このような基としては、Ar及びAr~Arではビフェニレン基、ターフェニレン基などが挙げられ、4,4’-ビフェニレン基が好ましい。また、Arでは、ビフェニル基、ターフェニル基などが挙げられ、p-フェニルフェニル基が好ましい。
 Ar~Arにおける芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、特に制限はないが、例えば、下記置換基群Zから選ばれる基が挙げられる。なお、Ar~Arは、置換基を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。2個以上有する場合、1種類の置換基を有していてもよく、2種類以上の置換基を任意の組み合わせ及び任意の比率で有していてもよい。
(置換基群Z)
 例えばメチル基、エチル基等の、炭素数が通常1以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルキル基;
 例えばビニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルケニル基;
 例えばエチニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルキニル基;
 例えばメトキシ基、エトキシ基等の、炭素数が通常1以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルコキシ基;
 例えばフェノキシ基、ナフトキシ基、ピリジルオキシ基等の、炭素数が通常4以上、好ましくは5以上であり、通常36以下、好ましくは24であるアリールオキシ基;
 例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるアルコキシカルボニル基;
 例えばジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12以下であるジアルキルアミノ基;
 例えばジフェニルアミノ基、ジトリルアミノ基、N-カルバゾリル基等の、炭素数が通常10以上、好ましくは12以上であり、通常36以下、好ましくは24以下のジアリールアミノ基;
 例えばフェニルメチルアミノ基等の、炭素数が通常7以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるアリールアルキルアミノ基;
 例えばアセチル基、ベンゾイル基等の、炭素数が通常2以上であり、通常24以下、好ましくは12であるアシル基;
 例えばフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;
 例えばトリフルオロメチル基等の、炭素数が通常1以上であり、通常12以下、好ましくは6以下のハロアルキル基;
 例えばメチルチオ基、エチルチオ基等の、炭素数が通常1以上であり、通常24以下、好ましくは12以下のアルキルチオ基;
 例えばフェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基等の、炭素数が通常4以上、好ましくは5以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるアリールチオ基;
 例えばトリメチルシリル基、トリフェニルシリル基等の、炭素数が通常2以上、好ましくは3以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるシリル基;
 例えばトリメチルシロキシ基、トリフェニルシロキシ基等の、炭素数が通常2以上、好ましくは3以上であり、通常36以下、好ましくは24以下であるシロキシ基;
 シアノ基;
 例えばフェニル基、ナフチル基等の、炭素数が通常6以上であり、通常36以下、好ましくは24以下である芳香族炭化水素環基;
 例えばチエニル基、ピリジル基等の、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上であり、通常36以下、好ましくは24以下である芳香族複素環基:
 これらの置換基の中でも、溶解性の点から、炭素数1~12のアルキル基及び炭素数1~12のアルコキシ基が好ましい。
 また、上記各置換基がさらに置換基を有していてもよく、その例としては前記置換基群Zに例示した基が挙げられる。
 Ar~Arで表される基の式量としては、置換基を有する場合はその置換基も含めて、通常65以上、好ましくは75以上であり、通常500以下、好ましくは300以下、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。Ar~Arで表される基の式量が大きすぎると重合体の電荷輸送能が低下する可能性があり、また、架橋前の重合体の溶媒に対する溶解性が著しく低下する可能性がある。
<Rについて>
 Rは、置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示す。
 本発明の重合体は、分岐部分のsp3炭素にアルキル基又はアルコキシ基を導入することで、芳香族炭化水素環基や芳香族複素環基を導入した場合に比べ、架橋反応前のポリマーの溶媒に対する溶解性が向上するため、均質な膜が得られやすい。
 Rを構成する置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基などの、炭素数が通常1以上であり、通常24以下である直鎖又は分岐の鎖状アルキル基が挙げられる。これらの中でも、炭素数が1以上、12以下、特に6以下であるアルキル基が耐久性及び溶解性の点でさらに好ましい。
 Rを構成する置換基を有していてもよいアルコキシ基としては、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキシ基などの炭素数が通常1以上であり、通常24以下である直鎖又は分岐の鎖状アルコキシ基が挙げられる。これらの中でも、炭素数が通常1以上で、12以下、特に6以下であるアルコキシ基が耐久性及び溶解性の点でさらに好ましい。
 さらに、Rにおけるアルキル基又はアルコキシ基が有していてもよい置換基としては、特に制限はないが、例えば、前記置換基群Zから選ばれる基が挙げられる。なお、Rは、置換基を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。2個以上有する場合、1種類の置換基を有していてもよく、2種類以上の置換基を任意の組み合わせ及び任意の比率で有していてもよい。
 ただし、本発明におけるRの前記効果、即ち、ポリマー鎖同士の相互作用が起こり易いという効果を有効に得る上で、Rのアルキル基又はアルコキシ基が置換基を有する場合、その置換基としては、炭素数が12以下である芳香族炭化水素環基であることが好ましく、特にRのアルキル基又はアルコキシ基は置換基を有さないことが好ましい。
 また、Rの式量としては、置換基を有する場合はその置換基を含めて500以下が好ましく、200以下がさらに好ましい。Rで表される基の式量が大きすぎると、ポリマー鎖同士の相互作用が起こり易いという効果を十分に得ることができない場合がある。
<R~Rについて>
 R~Rを構成する置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基としては、Rを構成する置換基を有していてもよいアルキル基、又は置換基を有していてもよいアルコキシ基として例示したものが挙げられる。
 また、R~Rを構成する置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、Arを構成する置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基、又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基として例示したものが挙げられる。
 なお、R及びR、R及びR、R及びRは、それぞれ、互いに結合して環を形成してもよい。この場合、溶解性及び耐熱性の点から、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、フルオレン環、またはインデン環を形成することが好ましい。
 これらのうち、R~Rとしては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基などの炭素数が通常1以上であり、通常12以下である直鎖又は分岐の鎖状アルキル基が耐久性及び溶解性の点で好ましい。
 これらR~Rを構成するアルキル基、アルコキシ基、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基が有していてもよい置換基としては、特に制限はないが、例えば、前記置換基群Zから選ばれる基が挙げられる。なお、R~Rは、置換基を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。2個以上有する場合、1種類の置換基を有していてもよく、2種類以上の置換基を任意の組み合わせ及び任意の比率で有していてもよい。
 また、式量に関していえば、R~Rで表される基の式量は、置換基を有する場合はその置換基も含めて、通常15以上であり、通常500以下、好ましくは300以下、より好ましくは250以下、さらに好ましくは200以下である。R~Rの式量が大きすぎると架橋前の重合体の溶媒に対する溶解性が著しく低下する可能性がある。
<l、m、nについて>
 l、m、及びnは、式(1)で表される部分構造を構成する、( )で括られたそれぞれの基本構造(繰返し構造)の繰返し数を表し、各々独立に0から2の整数を示す。l、m及びnのうち少なくとも1つが異なる整数である場合、即ちl=m=nではない場合は、分岐構造の対称性が低下し、重合体の溶媒に対する溶解性が向上するため、より均質な膜が得られることから、より好ましい。
 なお、式(1)中にAr~Ar、R~Rが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
<部分構造(1)の式量について>
 部分構造(1)の式量については、通常400以上で、通常3000以下、特に2000以下であることが好ましい。部分構造(1)の式量が大き過ぎると架橋前の重合体の溶媒に対する溶解性が低下する。ただし、式(1)に必要な構造を導入するためには、部分構造(1)の式量は通常上記下限とした400以上の値となる。
<部分構造(1)の具体例>
 以下に部分構造(1)の具体例を示すが、本発明に係る部分構造(1)は何ら以下のものに限定されない。
 本発明の重合体は、1種の部分構造(1)を有する繰り返し単位を有していてもよく、2種以上の部分構造(1)を有する繰り返し単位を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
{架橋性基}
 本発明の重合体は、架橋性基を有する繰り返し単位を含むことで、熱及び/又は活性エネルギー線の照射により起こる反応(難溶化反応)の前後で、有機溶媒に対する溶解性に大きな差を生じさせることができる。
 架橋性基とは、熱及び/又は活性エネルギー線の照射により、該架橋性基の近傍に位置するほかの分子を構成している基と反応して、新規な化学結合を生成する基のことをいう。この場合、反応する基は架橋性基と同一の基でも異なった基でもよい。
 架橋性基としては、カチオン重合によって架橋反応する基、ラジカル重合によって架橋反応する基、または環化付加反応する基等が挙げられる。より具体的には、架橋がしやすいという点で、例えば、以下の架橋性基群Tに表す基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式中、R21~R23は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。Ar10は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。)
 ここで、R21~R23のアルキル基としては、通常炭素数が6以下である直鎖又は分岐の鎖状アルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基等である。特に好ましくはメチル基又はエチル基である。R21~R23の炭素数が大きすぎると架橋反応を立体的に阻害し、膜の不溶化が起こりにくくなるおそれがある。
 また、Ar10の置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基としては、例えば、1個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環などの6員環の単環又は2~5縮合環が挙げられる。特に1個の遊離原子価を有するベンゼン環が好ましい。また、Ar10は、これらの置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基を2以上結合させた基であっても良い。このような基としては、ビフェニレン基、ターフェニレン基などが挙げられ、4,4’-ビフェニレン基が好ましい。
 これら架橋性基群Tに表す基のうち、エポキシ基、オキセタン基などの環状エーテル基、ビニルエーテル基などのカチオン重合によって架橋反応する基が、反応性が高く架橋による不溶化が容易な点で好ましい。中でも、カチオン重合の速度を制御しやすい点でオキセタン基が特に好ましく、カチオン重合の際に素子の劣化をまねくおそれのあるヒドロキシル基が生成しにくい点でビニルエーテル基が好ましい。
 また、シンナモイル基などアリールビニルカルボニル基、1価の遊離原子価を有するベンゾシクロブテン環などの環化付加反応する基が、素子の電気化学的安定性をさらに向上させる点で好ましい。
 また、架橋性基の中でも、架橋後の構造が特に安定な点で、1価の遊離原子価を有するベンゾシクロブテン環が特に好ましい。
 架橋性基としては、具体的には、下記式(III)で表される1価の遊離原子価を有するベンゾシクロブテン環が好ましい。なお、式(III)のベンゾシクロブテン環は無置換であるが、これが置換基を有するベンゾシクロブテン環も同様に好ましい。また、この置換基同士が互いに結合して環を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 本発明の重合体において、架橋性基は、芳香族炭化水素環基及び/又は芳香族複素環基に直接結合していてもよいし、芳香族炭化水素環基及び/又は芳香族複素環基以外の基に直接結合してもよいし、これらの基に任意の2価の基を介して結合してもよい。任意の2価の基としては、-O-基、-C(=O)-基及び(置換基を有していてもよい)-CH-基から選ばれる基を任意の順番で1~30個連結してなる基が好ましい。これら2価の基を介して結合する架橋性基として好ましい基としては、例えば、以下の<架橋性基を含む基群G3>に示す基が挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<架橋性基を含む基群G3>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 本発明の重合体において、架橋性基の位置は、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、架橋がし易い点で、前記式(1)のArにおける芳香族環に置換基として存在することが特に好ましい。
 なお、前記式(1)において、前述の如く、部分構造(1)に含まれる2以上のArは同一であってもよく、異なるものであってもよい。従って、架橋性基を置換基として有するArと、架橋性基を有さないArが、式(1)で表される部分構造を有する一つの繰り返し単位中にあってもよい。
 本発明の重合体が有する架橋性基は、架橋することにより十分に不溶化し、その上に湿式成膜法で他の層を形成しやすくなる点では、多い方が好ましい。一方で、形成された層にクラックが生じ難く、未反応架橋性基が残りにくく、有機電界発光素子(有機EL素子)が長寿命になりやすい点では、架橋性基は少ないことが好ましい。
 本発明の重合体における、1つのポリマー鎖の中に存在する架橋性基は、好ましくは平均1以上、より好ましくは平均2以上、また好ましくは200以下、より好ましくは100以下である。
 また、本発明の重合体が有する架橋性基の数は、重合体の分子量1000あたりの数で表すことができる。
 本発明の重合体が有する架橋性基の数を、重合体の分子量1000あたりの数で表した場合、分子量1000あたり、通常3.0個以下、好ましくは2.0個以下、さらに好ましくは1.0個以下、また通常0.01個以上、好ましくは0.05個以上である。
 架橋性基の数が上記範囲内であると、クラックなどが起き難く、平坦な膜が得られ易い。また、架橋密度が適度であるため、架橋反応後の層内に残る未反応の架橋性基が少なく、得られる素子の寿命に影響し難い。
 さらに、架橋反応後の、有機溶媒に対する難溶性が十分であるため、湿式成膜法での多層積層構造が形成し易い。
 ここで、重合体の分子量1000あたりの架橋性基の数は、重合体からその末端基を除いて、合成時の仕込みモノマーのモル比と、構造式から算出することができる。
 例えば、後述の合成例1で合成した目的ポリマー1の場合で説明すると、目的ポリマー1において、末端基を除いた繰り返し単位の分子量は平均731.8805であり、また架橋性基は、1繰り返し単位当たり平均0.0639個である。これを単純比例により計算すると、分子量1000あたりの架橋性基の数は、0.087個と算出される。
{部分構造(2)}
 本発明の重合体は、前記部分構造(1)と共に、下記式(2)で表される部分構造(以下、部分構造(2)と称する場合がある。)を有する繰り返し単位を含むことが好ましい。即ち、本発明の重合体は、部分構造(1)を有する繰り返し単位、部分構造(2)を有する繰り返し単位、及び、架橋性基を有する繰り返し単位を含むことがより好ましく、このうち架橋性基を有する繰り返し単位は、架橋性基を有する部分構造(1)を有する繰り返し単位であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(2)中、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
 R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
 pは、0~2の整数を示す。
 なお、式(2)中にR、R及びArのうち少なくともひとつが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
<構造上の特徴>
 式(2)にはメチレン基が存在する。このように、主鎖に剛直ではないメチレン基が含まれることにより、重合体を架橋させて有機溶媒に不溶とした後も、高い電荷輸送能及び酸化還元安定性が維持できる。また、主鎖にπ共役系の広がりを抑えるメチレン基が含まれることにより、重合体を架橋させて有機溶媒に不溶とした後も、一重項励起準位及び三重項励起準位が高く維持できる。このため、本発明の重合体が部分構造(2)を有することにより、本発明の重合体を架橋した網目状重合体により層を形成した場合、この層は低い電圧でも電流を流し、かつ、励起子を失活させにくいものとなる。
 また、式(2)では、メチレン基が存在し、π共役が広がっていないため、正孔はホッピングしながらポリマー鎖を移動する。正孔がホッピング移動する場合、柔軟な部分構造(1)の分岐構造を有していると、分子内、分子間でポリマー鎖同士の相互作用が起こりやすく、正孔移動度が大きく向上するため、より好ましい。
<Ar~Arについて>
 Ar、Arを構成する置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基は、先述した部分構造(1)におけるAr、Ar~Arについての置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基と同様であり、具体例及び好ましい態様も同様である。
 Arを構成する置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基は、先述した部分構造(1)におけるArについての置換基を有していてよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基と同様であり、具体例及び好ましい態様も同様である。
<R及びRについて>
 R及びRを構成する置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基としては、前記部分構造(1)におけるR~Rについての置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基と同様であり、具体例及び好ましい態様も同様である。
 なお、R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。この場合、溶解性及び耐熱性の点から、シクロペンタン環、シクロヘキサン環、シクロヘプタン環、フルオレン環、またはインデン環を形成することが好ましい。
<pについて>
 pは、式(2)で表される部分構造を有する繰返し単位を構成するカッコ内で表された構造の繰返し数を表し、0~2の整数である。
 pが大きすぎると電荷輸送性が低下することから、pは0又は1が好ましい。
 なお、式(2)中にAr、R、Rがそれぞれ複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
<部分構造(2)の式量について>
 部分構造(2)の式量については、通常300以上で、通常3000以下、特に2000以下であることが好ましい。部分構造(2)の式量が大き過ぎると架橋前の重合体の溶媒に対する溶解性が低下する。ただし、式(2)に必要な構造を導入するためには、部分構造(2)の式量は通常上記下限である300以上である。
<部分構造(2)の具体例>
 以下に部分構造(2)の具体例を示すが、本発明に係る部分構造(2)は何ら以下のものに限定されるものではない。
 本発明の重合体は、1種の部分構造(2)を有する繰り返し単位を有していてもよく、2種以上の部分構造(2)を有する繰り返し単位を有していてもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
{部分構造(1)と部分構造(2)の割合}
 本発明の重合体に含まれる部分構造(1)と部分構造(2)の割合は、部分構造(1)と部分構造(2)との合計100モル%に対して、部分構造(2)が0~99.9モル%、特に80~99.5モル%であることが好ましい。重合体が部分構造(2)を有することにより、前述の如く、電荷輸送能の向上、酸化還元安定性の維持、正孔移動度の向上といった効果が奏される。
{重合体の分子量}
 本発明の重合体の重量平均分子量は、通常3,000,000以下、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、さらに好ましくは200,000以下であり、また通常1,000以上、好ましくは2,500以上、より好ましくは5,000以上、さらに好ましくは20,000以上である。
 重合体の重量平均分子量が上記上限値を超えると、溶媒に対する溶解性が低下するため、成膜性が損なわれるおそれがある。また、重合体の重量平均分子量が上記下限値を下回ると、重合体のガラス転移温度、融点及び気化温度が低下するため、耐熱性が低下する場合がある。
 また、本発明の重合体における数平均分子量(Mn)は、通常2,500,000以下、好ましくは750,000以下、より好ましくは400,000以下であり、また通常500以上、好ましくは1,500以上、より好ましくは3,000以上である。
 さらに、本発明の重合体における分散度(Mw/Mn)は、好ましくは3.5以下であり、さらに好ましくは2.5以下、特に好ましくは2.0以下である。尚、分散度は値が小さい程よいため、下限値は理想的には1である。該重合体の分散度が、上記上限値以下であると、精製が容易で、また溶媒に対する溶解性や電荷輸送能が良好である。
 通常、重合体の重量平均分子量はSEC(サイズ排除クロマトグラフィー)測定により決定される。SEC測定では高分子量成分ほど溶出時間が短く、低分子量成分ほど溶出時間が長くなるが、分子量既知のポリスチレン(標準試料)の溶出時間から算出した校正曲線を用いて、サンプルの溶出時間を分子量に換算することによって、重量平均分子量が算出される。
{重合体の具体例}
 本発明の重合体の具体例を以下に示すが、本発明の重合体はこれらに限定されるものではない。なお、化学式中の数字は繰返し単位のモル比を表す。
 これら共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、又はグラフト共重合体などのいずれでもよく、単量体の配列順序には限定されない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
{重合体の物性}
 本発明の重合体のガラス転移温度は、通常50℃以上、好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、また、通常300℃以下である。
 上記範囲内であると、重合体の耐熱性が優れると共に、得られる素子の駆動寿命が向上する点で好ましい。
 また、本発明の重合体のイオン化ポテンシャルは、通常4.5eV以上、好ましくは4.8eV以上、また、通常6.0eV以下、好ましくは5.7eV以下である。
 上記範囲内であると、重合体の正孔輸送能が優れると共に、得られる素子の駆動電圧が低下するため好ましい。
{重合体の製造方法}
 本発明の重合体の製造方法は特には制限されず、本発明の重合体が得られる限り任意である。例えば、Suzuki反応による重合方法、Grignard反応による重合方法、Yamamoto反応による重合方法、Ullmann反応による重合方法、Buchwald-Hartwig反応による重合方法等などによって製造することができる。
 Ullmann反応による重合方法及びBuchwald-Hartwig反応による重合方法の場合、例えば、下記式(1a)、(1b)で表されるトリハロゲン化アリール、ジハロゲン化アリール(式中、XはI、Br、Cl、F等のハロゲン原子を表す。)と式(2a)で表される1級アミノアリールとを反応させることにより、本発明の重合体が合成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(上記式中、Ar~Ar、R~R、l、m、n及びpは、前記式(1)、(2)におけるAr~Ar、R~R、l、m、n及びpとそれぞれ同義である。)
 また、1級アミノアリール(2a)の代わりに、下記に示すように、2級アミノアリール(2b)を用いることもできる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(上記式中、Ar~Ar、R~R、l、m、n及びpは、前記式(1)、(2)におけるAr~Ar、R~R、l、m、n及びpとそれぞれ同義である。)
 なお、前記の重合方法において、通常、N-アリール結合を形成する反応は、例えば炭酸カリウム、tert-ブトキシナトリウム、トリエチルアミン等の塩基存在下で行う。また、例えば銅やパラジウム錯体等の遷移金属触媒存在下で行うこともできる。
 Suzuki反応による重合方法の場合、例えば、下記式に例示するように、ホウ素誘導体とジハロゲン化アリールを反応させることにより、本発明の重合体が合成される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(上記式中、Ar~Ar、R~R、l、m、n及びpは、前記式(1)、(2)におけるAr~Ar、R~R、l、m、n及びpとそれぞれ同義である。
 Rは任意の置換基であり、通常、ヒドロキシル基又は環を形成してもよいアルコキシ基を表し、複数あるRは同一でも異なっていてもよい。
 XはI、Br、Cl、F等のハロゲン原子を表し、複数あるXは同一でも異なっていてもよい。
 Ar12は、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表し、複数あるAr12は同一でも異なっていてもよい。)
 尚、前記の重合方法において、通常、ホウ素誘導体とジハロゲン化物との反応工程は例えば炭酸カリウム、tert-ブトキシナトリウム、トリエチルアミン等の塩基存在下で行う。また、必要に応じて、例えば銅やパラジウム錯体等の遷移金属触媒存在下で行うこともできる。さらにホウ素誘導体との反応工程では、例えば、炭酸カリウム、りん酸カリウム、tert-ブトキシナトリウム、トリエチルアミン等の塩基、又は、パラジウム錯体等の遷移金属触媒の存在下で行うことができる。
 また、カルボニル化合物やジビニル化合物と、アミノ基のp-位が水素原子であるトリアリールアミンとを、トリフルオロメタンスルホン酸や硫酸などの酸触媒下で重合することによっても、本発明の重合体を合成することができる。
[有機電界発光素子材料]
 本発明の重合体は、有機電界発光素子材料として用いられることが好ましい。つまり、本発明の重合体は有機電界発光素子材料であることが好ましい。
 本発明の重合体が有機電界発光素子材料として用いられる場合は、有機電界発素子における正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を形成する材料、つまり電荷輸送材料として用いることが好ましい。
 電荷輸送材料として用いる場合、本発明の重合体を1種類含有するものであってもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で含有するものであってもよい。
 本発明の重合体を用いて有機電界発光素子の正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方を形成する場合、正孔注入層及び/又は正孔輸送層中の本発明の重合体の含有量は、通常1~100重量%、好ましくは5~100重量%、さらに好ましくは10~100重量%である。上記の範囲であると、正孔注入層及び/又は正孔輸送層の電荷輸送性が向上し、駆動電圧が低減し、駆動安定性が向上するため好ましい。
 本発明に係る重合体が、前記正孔注入層及び/又は正孔輸送層中で100重量%でない場合に、正孔注入層及び/又は正孔輸送層を構成する成分としては後述する正孔輸送性化合物等が挙げられる。
 また、有機電界発光素子を簡便に製造することができることから、本発明の重合体は、湿式成膜法で形成される有機層に用いることが好ましい。
[有機電界発光素子用組成物]
 本発明の有機電界発光素子用組成物は、本発明の重合体を含有するものである。なお、本発明の有機電界発光素子用組成物は、本発明の重合体を1種類含有するものであってもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で含有するものであってもよい。
{重合体の含有量}
 本発明の有機電界発光素子用組成物中の本発明の重合体の含有量は、通常0.01~70重量%、好ましくは0.1~60重量%、さらに好ましくは0.5~50重量%である。
 上記範囲内であると、形成した有機層に欠陥が生じ難く、また膜厚ムラが生じ難いため好ましい。
 本発明における有機電界発光素子用組成物は、本発明に係る重合体以外に溶媒等を含むことができる。
{溶媒}
 本発明の有機電界発光素子用組成物は、通常、溶媒を含有する。この溶媒は、本発明の重合体を溶解するものが好ましい。具体的には、本発明の重合体を、室温で通常0.05重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、さらに好ましくは1重量%以上溶解する溶媒が好適である。
 溶媒の具体例としては、トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族系溶媒;1,2-ジクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の含ハロゲン溶媒;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル、1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等のエーテル系溶媒;酢酸エチル、酢酸n-ブチル、乳酸エチル、乳酸n-ブチル等の脂肪族エステル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸イソプロピル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル等のエステル系溶媒;などの有機溶媒、その他、後述の正孔注入層形成用組成物や正孔輸送層形成用組成物に用いられる有機溶媒が挙げられる。
 なお、溶媒は、1種類を用いてもよく、2種類以上を任意の組み合わせ及び任意の比率で併用してもよい。
 中でも、本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される溶媒としては、20℃における表面張力が、通常40dyn/cm未満、好ましくは36dyn/cm以下、より好ましくは33dyn/cm以下である溶媒が好ましい。
 本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により塗膜を形成し、本発明の重合体を架橋させて有機層を形成する場合、溶媒と下地の親和性が高いことが好ましい。これは、膜質の均一性が有機電界発光素子の発光の均一性及び安定性に大きく影響するためである。従って、湿式成膜法に用いる有機電界発光素子用組成物には、よりレベリング性が高く均一な塗膜を形成しうるように表面張力が低いことが求められる。そこで前記のような低い表面張力を有する溶媒を使用することにより、本発明の重合体を含有する均一な層を形成することができ、ひいては均一な架橋層を形成することができることから、好ましい。
 低表面張力の溶媒の具体例としては、前述したトルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族系溶媒、安息香酸エチル等のエステル系溶媒、アニソール等のエーテル系溶媒、トリフルオロメトキシアニソール、ペンタフルオロメトキシベンゼン、3-(トリフルオロメチル)アニソール、エチル(ペンタフルオロベンゾエート)等が挙げられる。
 また一方で、本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される溶媒としては、25℃における蒸気圧が、通常10mmHg以下、好ましくは5mmHg以下であり、通常0.1mmHg以上であるものが好ましい。このような溶媒を使用することにより、有機電界発光素子を湿式成膜法により製造するプロセスに好適で、本発明の重合体の性質に適した有機電界発光素子用組成物を調製することができる。
 このような溶媒の具体例としては、前述したトルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族系溶媒、エーテル系溶媒及びエステル系溶媒が挙げられる。
 ところで、水分は有機電界発光素子の性能劣化を引き起こす可能性があり、中でも特に連続駆動時の輝度低下を促進する可能性がある。そこで、湿式成膜中に残留する水分をできる限り低減するために、前記の溶媒の中でも、25℃における水の溶解度が1重量%以下であるものが好ましく、0.1重量%以下である溶媒がより好ましい。
 本発明の有機電界発光素子用組成物に含有される溶媒の含有量は、通常10重量%以上、好ましくは30重量%以上、より好ましくは50重量%以上、特に好ましくは80重量%以上である。溶媒の含有量が上記下限以上であることにより、形成される層の平坦さ及び均一さを良好にすることができる。
<電子受容性化合物>
 本発明の有機電界発光素子用組成物は、正孔注入層を形成するために用いる場合、低抵抗化する点で、さらに電子受容性化合物を含有することが好ましい。
 電子受容性化合物としては、酸化力を有し、本発明の重合体から一電子受容する能力を有する化合物が好ましい。具体的には、電子親和力が4eV以上である化合物が好ましく、5eV以上の化合物である化合物がさらに好ましい。
 このような電子受容性化合物としては、例えば、トリアリールホウ素化合物、ハロゲン化金属、ルイス酸、有機酸、オニウム塩、アリールアミンとハロゲン化金属との塩、及び、アリールアミンとルイス酸との塩よりなる群から選ばれる1種又は2種以上の化合物等が挙げられる。
 具体的には、4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート、トリフェニルスルホニウムテトラフルオロボラート等の有機基の置換したオニウム塩(国際公開第2005/089024号);塩化鉄(III)(日本国特開平11-251067号公報)、ペルオキソ二硫酸アンモニウム等の高原子価の無機化合物;テトラシアノエチレン等のシアノ化合物;トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン(日本国特開2003-31365号公報)等の芳香族ホウ素化合物;フラーレン誘導体及びヨウ素等が挙げられる。
 このような化合物として、長周期型周期表(以下、特に断り書きの無い限り「周期表」という場合には、長周期型周期表を指すものとする。)の第15~17族に属する元素に、少なくとも一つの有機基が炭素原子で結合した構造を有するイオン化合物であることが好ましく、特に、下記式(I-1)で表される化合物であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 式(I-1)中、R11は、Aと炭素原子で結合する有機基を表し、R12は、任意の置換基を表す。R11及びR12は、互いに結合して環を形成していてもよい。
 R11としては、Aとの結合部分に炭素原子を有する有機基であれば、本発明の趣旨に反しない限り、その種類は特に制限されない。R11の分子量は、置換基を含めた値で、通常1000以下、好ましくは500以下の範囲である。
 R11の好ましい例としては、正電荷を非局在化させる点から、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基が挙げられる。中でも、正電荷を非局在化させるとともに熱的に安定であることから、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基が好ましい。
 芳香族炭化水素環基としては、1個の遊離原子価を有する、5員環若しくは6員環の単環又は2~5縮合環であり、正電荷を当該基上により非局在化させられる基が挙げられる。その具体例としては、1個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ペリレン環、テトラセン環、ピレン環、ベンズピレン環、クリセン環、トリフェニレン環、アセナフテン環、フルオレン環等が挙げられる。
 芳香族複素環基としては、1個の遊離原子価を有する、5員環若しくは6員環の単環又は2~4縮合環であり、正電荷を当該基上により非局在化させられる基が挙げられる。その具体例としては、1個の遊離原子価を有する、フラン環、ベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ピロール環、ピラゾール環、トリアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、インドール環、カルバゾール環、ピロロイミダゾール環、ピロロピラゾール環、ピロロピロール環、チエノピロール環、チエノチオフェン環、フロピロール環、フロフラン環、チエノフラン環、ベンゾイソオキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環、シノリン環、キノキサリン環、フェナントリジン環、ベンゾイミダゾール環、ペリミジン環、キナゾリン環、キナゾリノン環、アズレン環等が挙げられる。
 アルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基であって、その炭素数が通常1以上、また、通常12以下、好ましくは6以下のものが挙げられる。具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、2-プロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 アルケニル基としては、炭素数が通常2以上、通常12以下、好ましくは6以下のものが挙げられる。具体例としては、ビニル基、アリル基、1-ブテニル基等が挙げられる。
 アルキニル基としては、炭素数が通常2以上、通常12以下、好ましくは6以下のものが挙げられる。具体例としては、エチニル基、プロパルギル基等が挙げられる。
 R12は、本発明の趣旨に反しない限り特に制限されない。R12の分子量は、置換基を含めた値で、通常1000以下、好ましくは500以下の範囲である。
 R12の例としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基、アミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基、アリーロキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルホニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、シアノ基、水酸基、チオール基、シリル基等が挙げられる。
 中でも、R11と同様、電子受容性が大きい点から、Aとの結合部分に炭素原子を有する有機基が好ましく、例としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基が好ましい。特に、電子受容性が大きいとともに熱的に安定であることから、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基が好ましい。
 R12のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基としては、R11について先に説明したものと同様のものが挙げられる。
 アミノ基としては、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アシルアミノ基等が挙げられる。
 アルキルアミノ基としては、炭素数が通常1以上、また、通常12以下、好ましくは6以下のアルキル基を1つ以上有するアルキルアミノ基が挙げられる。具体例としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジベンジルアミノ基等が挙げられる。
 アリールアミノ基としては、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上、また、通常25以下、好ましくは15以下の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を1つ以上有するアリールアミノ基が挙げられる。具体例としては、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、トリルアミノ基、ピリジルアミノ基、チエニルアミノ基等が挙げられる。
 アシルアミノ基としては、炭素数が通常2以上、また、通常25以下、好ましくは15以下のアシル基を1つ以上有するアシルアミノ基が挙げられる。具体例としては、アセチルアミノ基、ベンゾイルアミノ基等が挙げられる。
 アルコキシ基としては、炭素数が通常1以上、また、通常12以下、好ましくは6以下のアルコキシ基が挙げられる。具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
 アリールオキシ基としては、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上、また、通常25以下、好ましくは15以下の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を有するアリールオキシ基が挙げられる。具体例としては、フェニルオキシ基、ナフチルオキシ基、ピリジルオキシ基、チエニルオキシ基等が挙げられる。
 アシル基としては、炭素数が通常1以上、また、通常25以下、好ましくは15以下のアシル基が挙げられる。具体例としては、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等が挙げられる。
 アルコキシカルボニル基としては、炭素数が通常2以上、また、通常10以下、好ましくは7以下のアルコキシカルボニル基が挙げられる。具体例としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等が挙げられる。
 アリールオキシカルボニル基としては、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上、また、通常25以下、好ましくは15以下の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を有するものが挙げられる。具体例としては、フェノキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基等が挙げられる。
 アルキルカルボニルオキシ基としては、炭素数が通常2以上、また、通常10以下、好ましくは7以下のアルキルカルボニルオキシ基が挙げられる。具体例としては、アセトキシ基、トリフルオロアセトキシ基等が挙げられる。
 アルキルチオ基としては、炭素数が通常1以上、また、通常12以下、好ましくは6以下のアルキルチオ基が挙げられる。具体例としては、メチルチオ基、エチルチオ基等が挙げられる。
 アリールチオ基としては、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上、また、通常25以下、好ましくは14以下のアリールチオ基が挙げられる。具体例としては、フェニルチオ基、ナフチルチオ基、ピリジルチオ基等が挙げられる。
 アルキルスルホニル基及びアリールスルホニル基の具体例としては、メシル基、トシル基等が挙げられる。
 スルホニルオキシ基の具体例としては、メシルオキシ基、トシルオキシ基等が挙げられる。
 シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリフェニルシリル基などが挙げられる。
 以上、R11及びR12として例示した基は、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、更に他の置換基によって置換されていてもよい。置換基の種類は特に制限されないが、例としては、上記R11及びR12、としてそれぞれ例示した基の他、ハロゲン原子、シアノ基、チオシアノ基、ニトロ基等が挙げられる。中でも、イオン化合物(電子受容性化合物)の耐熱性及び電子受容性の妨げにならない観点から、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基が好ましい。
 式(I-1)中、Aは、周期表の第17族に属する元素であることが好ましく、電子受容性及び入手容易性の観点から、周期表の第5周期以前(第3~第5周期)の元素が好ましい。即ち、Aとしてはヨウ素原子、臭素原子、塩素原子のうち何れかが好ましい。
 特に、電子受容性、化合物の安定性の面から、式(I-1)におけるAが臭素原子又はヨウ素原子であるイオン化合物が好ましく、ヨウ素原子であるイオン化合物が最も好ましい。
 式(I-1)中、Z n1-は、対アニオンを表す。対アニオンの種類は特に制限されず、単原子イオンであっても錯イオンであってもよい。但し、対アニオンのサイズが大きいほど負電荷が非局在化し、それに伴い正電荷も非局在化して電子受容能が大きくなるため、単原子イオンよりも錯イオンの方が好ましい。
 nは、対アニオンZ n1-のイオン価に相当する任意の正の整数である。nの値は特に制限されないが、1又は2であることが好ましく、1であることが最も好ましい。
 Z n1-の具体例としては、水酸化物イオン、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、シアン化物イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、過塩素酸イオン、過臭素酸イオン、過ヨウ素酸イオン、塩素酸イオン、亜塩素酸イオン、次亜塩素酸イオン、リン酸イオン、亜リン酸イオン、次亜リン酸イオン、ホウ酸イオン、イソシアン酸イオン、硫化水素イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサクロロアンチモン酸イオン;酢酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、安息香酸イオン等のカルボン酸イオン;メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等のスルホン酸イオン;メトキシイオン、t-ブトキシイオン等のアルコキシイオンなどが挙げられ、テトラフルオロホウ素酸イオン及びヘキサフルオロホウ素酸イオンが好ましい。
 また、対アニオンZ n1-としては、化合物の安定性、溶媒への溶解性の点及び、サイズが大きいという点で、負電荷が非局在化し、それに伴い正電荷も非局在化して電子受容能が大きくなるため、下記式(I-2)で表される錯イオンが特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式(I-2)中、Eは、各々独立に、長周期型周期表の第13族に属する元素を表す。中でもホウ素原子、アルミニウム原子、ガリウム原子が好ましく、化合物の安定性、合成及び精製のし易さの点から、ホウ素原子が好ましい。
 式(I-2)中、Ar31~Ar34は、各々独立に、芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を表す。芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基の例示としては、R11について先に例示したものと同様の、1個の遊離原子価を有する、5員環若しくは6員環の単環又は2~4縮合環が挙げられる。中でも、化合物の安定性、耐熱性の点から、1個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、ピラジン環、ピリダジン環、ピリミジン環、トリアジン環、キノリン環、イソキノリン環が好ましい。
 Ar31~Ar34として例示した芳香族炭化水素環基、芳香族複素環基は、本発明の趣旨に反しない限りにおいて、更に別の置換基によって置換されていてもよい。置換基の種類は特に制限されず、任意の置換基が適用可能であるが、電子吸引性の基であることが好ましい。
 Ar31~Ar34が有してもよい置換基として好ましい電子吸引性の基を例示するならば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子;シアノ基;チオシアノ基;ニトロ基;メシル基等のアルキルスルホニル基;トシル基等のアリールスルホニル基;ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等の、炭素数が通常1以上、通常12以下、好ましくは6以下のアシル基;メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等の、炭素数が通常2以上、通常10以下、好ましくは7以下のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基等の、炭素数が通常3以上、好ましくは4以上、通常25以下、好ましくは15以下の芳香族炭化水素環基又は芳香族複素環基を有するアリールオキシカルボニル基;アミノカルボニル基;アミノスルホニル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の、炭素数が通常1以上、通常10以下、好ましくは6以下の直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基にフッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子が置換したハロアルキル基、などが挙げられる。
 中でも、Ar31~Ar34のうち少なくとも1つの基が、フッ素原子又は塩素原子を置換基として1つ又は2つ以上有することがより好ましい。特に、負電荷を効率よく非局在化する点、及び、適度な昇華性を有する点から、Ar31~Ar34の水素原子がすべてフッ素原子で置換されたパーフルオロアリール基であることが最も好ましい。パーフルオロアリール基の具体例としては、ペンタフルオロフェニル基、ヘプタフルオロ-2-ナフチル基、テトラフルオロ-4-ピリジル基等が挙げられる。
 本発明における電子受容性化合物の分子量は、通常100~5000、好ましくは300~3000、更に好ましくは400~2000である。
 上記範囲内であると、正電荷及び負電荷が十分に非局在化し、電子受容能が良好で、また電荷輸送の妨げになり難い点で好ましい。
 以下に、本発明に好適な電子受容性化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 本発明の有機電界発光素子用組成物は、上記のような電子受容性化合物の1種を単独で含んでいてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ、及び比率で含んでいてもよい。
 本発明の有機電界発光素子用組成物が電子受容性化合物を含む場合、本発明の有機電界発光素子用組成物の電子受容性化合物の含有量は通常0.0005重量%以上、好ましくは0.001重量%以上で、通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下である。また、有機電界発光素子用組成物中の本発明の重合体に対する電子受容性化合物の割合は、通常0.5重量%以上、好ましくは1重量%以上、より好ましくは3重量%以上で、通常80重量%以下、好ましくは60重量%以下、さらに好ましくは40重量%以下である。
 有機電界発光素子用組成物中の電子受容性化合物の含有量が上記下限以上であると重合体から電子受容体が電子を受容し、形成した有機層が低抵抗化するため好ましく、上記上限以下であると形成した有機層に欠陥が生じ難く、また膜厚ムラが生じ難いため好ましい。
<カチオンラジカル化合物>
 本発明の有機電界発光素子用組成物は更にカチオンラジカル化合物を含有していてもよい。
 カチオンラジカル化合物としては、正孔輸送性化合物から一電子取り除いた化学種であるカチオンラジカルと、対アニオンとからなるイオン化合物が好ましい。但し、カチオンラジカルが正孔輸送性の高分子化合物由来である場合、カチオンラジカルは高分子化合物の繰り返し単位から一電子取り除いた構造となる。
 カチオンラジカルとしては、正孔輸送性化合物として前述した化合物から一電子取り除いた化学種であることが好ましい。正孔輸送性化合物として好ましい化合物から一電子取り除いた化学種であることが、非晶質性、可視光の透過率、耐熱性、及び溶解性などの点から好適である。
 ここで、カチオンラジカル化合物は、前述の正孔輸送性化合物と前述の電子受容性化合物を混合することにより生成させることができる。即ち、前述の正孔輸送性化合物と前述の電子受容性化合物とを混合することにより、正孔輸送性化合物から電子受容性化合物へと電子移動が起こり、正孔輸送性化合物のカチオンラジカルと対アニオンとからなるカチオンイオン化合物が生成する。
 本発明の有機電界発光素子用組成物がカチオンラジカル化合物を含む場合、本発明の有機電界発光素子用組成物のカチオンラジカル化合物の含有量は通常0.0005重量%以上、好ましくは0.001重量%以上で、通常40重量%以下、好ましくは20重量%以下である。カチオンラジカル化合物の含有量が上記下限以上であると形成した有機層が低抵抗化するため好ましく、上記上限以下であると形成した有機層に欠陥が生じ難く、また膜厚ムラが生じ難いため好ましい。
 なお、本発明の有機電界発光素子用組成物には、上記の成分以外に、後述の正孔注入層形成用組成物や正孔輸送層形成用組成物に含まれる成分を、後述の含有量で含有していてもよい。
[有機電界発光素子]
 本発明の有機電界発光素子は、基板上に、陽極及び陰極と、該陽極と該陰極の間に有機層を有する有機電界発光素子において、該有機層が、本発明の重合体を含む本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成された層を含むことを特徴とする。
 本発明の有機電界発光素子において、湿式成膜法により形成された層は、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方であることが好ましく、特に、この有機層が正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を備え、これら正孔注入層、正孔輸送層及び発光層の全てが湿式成膜法により形成された層であることが好ましい。
 本発明において湿式成膜法とは、成膜方法、即ち、塗布方法として、例えば、スピンコート法、ディップコート法、ダイコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、スプレーコート法、キャピラリーコート法、インクジェット法、ノズルプリンティング法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法等の湿式で成膜させる方法を採用し、この塗布膜を乾燥させて膜形成を行う方法をいう。これらの成膜方法の中でも、スピンコート法、スプレーコート法、インクジェット法、ノズルプリンティング法などが好ましい。
 以下に、本発明の有機電界発光素子の層構成及びその一般的形成方法等の実施の形態の一例を、図1を参照して説明する。
 図1は本発明の有機電界発光素子10の構造例を示す断面の模式図であり、図1において、1は基板、2は陽極、3は正孔注入層、4は正孔輸送層、5は発光層、6は正孔阻止層、7は電子輸送層、8は電子注入層、9は陰極を各々表す。
{基板}
 基板1は、有機電界発光素子の支持体となるものであり、通常、石英やガラスの板、金属板や金属箔、プラスチックフィルムやシート等が用いられる。これらのうち、ガラス板や、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホン等の透明な合成樹脂の板が好ましい。基板は、外気による有機電界発光素子の劣化が起こり難いことからガスバリア性の高い材質とするのが好ましい。このため、特に合成樹脂製の基板等のようにガスバリア性の低い材質を用いる場合は、基板の少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜等を設けてガスバリア性を上げるのが好ましい。
{陽極}
 陽極2は、発光層5側の層に正孔を注入する機能を担う。
 陽極2は、通常、アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、白金等の金属;インジウム及び/又はスズの酸化物等の金属酸化物;ヨウ化銅等のハロゲン化金属;カーボンブラック及びポリ(3-メチルチオフェン)、ポリピロール、ポリアニリン等の導電性高分子等により構成される。
 陽極2の形成は、通常、スパッタリング法、真空蒸着法等の乾式法により行われることが多い。また、銀等の金属微粒子、ヨウ化銅等の微粒子、カーボンブラック、導電性の金属酸化物微粒子、導電性高分子微粉末等を用いて陽極を形成する場合には、適当なバインダー樹脂溶液に分散させて、基板上に塗布することにより形成することもできる。また、導電性高分子の場合は、電解重合により直接基板上に薄膜を形成したり、基板上に導電性高分子を塗布して陽極を形成することもできる(Appl.Phys.Lett.,60巻,2711頁,1992年)。
 陽極2は、通常、単層構造であるが、適宜、積層構造としてもよい。陽極2が積層構造である場合、1層目の陽極上に異なる導電材料を積層してもよい。
 陽極2の厚みは、必要とされる透明性と材質等に応じて、決めればよい。特に高い透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率が60%以上となる厚みが好ましく、80%以上となる厚みが更に好ましい。陽極2の厚みは、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下とするのが好ましい。一方、透明性が不要な場合は、陽極2の厚みは必要な強度等に応じて任意に厚みとすればよく、この場合、陽極2は基板と同一の厚みでもよい。
 陽極2の表面に他の層を成膜する場合は、成膜前に、紫外線/オゾン、酸素プラズマ、アルゴンプラズマ等の処理を施すことにより、陽極2上の不純物を除去すると共に、そのイオン化ポテンシャルを調整して正孔注入性を向上させておくことが好ましい。
{正孔注入層}
 陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層は、通常、正孔注入輸送層又は正孔輸送層と呼ばれる。そして、陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層が2層以上ある場合に、より陽極側に近い方の層を正孔注入層3と呼ぶことがある。正孔注入層3は、陽極2から発光層5側に正孔を輸送する機能を強化する点で、形成することが好ましい。正孔注入層3を形成する場合、通常、正孔注入層3は、陽極2上に形成される。
 正孔注入層3の膜厚は、通常1nm以上、好ましくは5nm以上、また、通常1000nm以下、好ましくは500nm以下である。
 正孔注入層の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよい。成膜性が優れる点では、湿式成膜法により形成することが好ましい。
 正孔注入層3は、正孔輸送性化合物を含むことが好ましく、正孔輸送性化合物と電子受容性化合物とを含むことがより好ましい。更には、正孔注入層中にカチオンラジカル化合物を含むことが好ましく、カチオンラジカル化合物と正孔輸送性化合物とを含むことが特に好ましい。
 以下に、一般的な正孔注入層の形成方法について説明するが、本発明の有機電界発光素子において、正孔注入層は、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成されることが好ましい。
<正孔輸送性化合物>
 正孔注入層形成用組成物は、通常、正孔注入層3となる正孔輸送性化合物を含有する。また、湿式成膜法の場合は、通常、更に溶媒も含有する。正孔注入層形成用組成物は、正孔輸送性が高く、注入された正孔を効率よく輸送できるのが好ましい。このため、正孔移動度が大きく、トラップとなる不純物が製造時や使用時等に発生し難いことが好ましい。また、安定性に優れ、イオン化ポテンシャルが小さく、可視光に対する透明性が高いことが好ましい。特に、正孔注入層が発光層と接する場合は、発光層からの発光を消光しないものや発光層とエキサイプレックスを形成して、発光効率を低下させないものが好ましい。
 正孔輸送性化合物としては、陽極から正孔注入層への電荷注入障壁の観点から、4.5eV~6.0eVのイオン化ポテンシャルを有する化合物が好ましい。正孔輸送性化合物の例としては、芳香族アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、オリゴチオフェン系化合物、ポリチオフェン系化合物、ベンジルフェニル系化合物、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン系化合物、シラザン系化合物、キナクリドン系化合物等が挙げられる。
 上述の例示化合物のうち、非晶質性及び可視光透過性の点から、芳香族アミン化合物が好ましく、芳香族三級アミン化合物が特に好ましい。ここで、芳香族三級アミン化合物とは、芳香族三級アミン構造を有する化合物であって、芳香族三級アミン由来の基を有する化合物も含む。
芳香族三級アミン化合物の種類は、特に制限されないが、表面平滑化効果により均一な発光を得やすい点から、重量平均分子量が1000以上1000000以下の高分子化合物(繰り返し単位が連なる重合型化合物)を用いることが好ましい。芳香族三級アミン高分子化合物の好ましい例としては、下記式(I)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
(式(I)中、Ar11及びAr12は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Ar13~Ar15は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。Yは、下記に示す連結基群の中から選ばれる連結基を表す。また、Ar11~Ar15のうち、同一のN原子に結合する二つの基は互いに結合して環を形成してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
(上記各式中、Ar16~Ar26は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を表す。R15及びR16は、それぞれ独立して、水素原子又は任意の置換基を表す。)
 Ar16~Ar26の芳香族炭化水素環基及び芳香族複素環基としては、高分子化合物の溶解性、耐熱性、正孔注入輸送性の点から、1個又は2個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環、フェナントレン環、チオフェン環、ピリジン環が好ましく、1個又は2個の遊離原子価を有する、ベンゼン環、ナフタレン環がさらに好ましい。
 式(I)で表される繰り返し単位を有する芳香族三級アミン高分子化合物の具体例としては、国際公開第2005/089024号に記載のもの等が挙げられる。
 正孔注入層3には、正孔輸送性化合物の酸化により、正孔注入層の導電率を向上させることができるため、前述の電子受容性化合物や、前述のカチオンラジカル化合物を含有していることが好ましい。
 PEDOT/PSS(Adv.Mater.,2000年,12巻,481頁)やエメラルジン塩酸塩(J.Phys.Chem.,1990年,94巻,7716頁)等の高分子化合物由来のカチオンラジカル化合物は、酸化重合(脱水素重合)することによっても生成する。
 ここでいう酸化重合は、モノマーを酸性溶液中で、ペルオキソ二硫酸塩等を用いて化学的に、又は、電気化学的に酸化するものである。この酸化重合(脱水素重合)の場合、モノマーが酸化されることにより高分子化されるとともに、酸性溶液由来のアニオンを対アニオンとする、高分子の繰り返し単位から一電子取り除かれたカチオンラジカルが生成する。
<湿式成膜法による正孔注入層の形成>
 湿式成膜法により正孔注入層3を形成する場合、通常、正孔注入層となる材料を可溶な溶媒(正孔注入層用溶媒)と混合して成膜用の組成物(正孔注入層形成用組成物)を調製し、この正孔注入層形成用組成物を正孔注入層の下層に該当する層(通常は、陽極)上に塗布して成膜し、乾燥させることにより形成する。
 正孔注入層形成用組成物中における正孔輸送性化合物の濃度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜厚の均一性の点では、低い方が好ましく、また、一方、正孔注入層に欠陥が生じ難い点では、高い方が好ましい。具体的には、0.01重量%以上であるのが好ましく、0.1重量%以上であるのが更に好ましく、0.5重量%以上であるのが特に好ましく、また、一方、70重量%以下であるのが好ましく、60重量%以下であるのが更に好ましく、50重量%以下であるのが特に好ましい。
 溶媒としては、例えば、エーテル系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、アミド系溶媒などが挙げられる。
 エーテル系溶媒としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル及び1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール等の芳香族エーテル等が挙げられる。
 エステル系溶媒としては、例えば、酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル等が挙げられる。
 芳香族炭化水素系溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、3-イソプロピルビフェニル、1,2,3,4-テトラメチルベンゼン、1,4-ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等が挙げられる。アミド系溶媒としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等が挙げられる。
 これらの他、ジメチルスルホキシド等も用いることができる。
 正孔注入層3の湿式成膜法による形成は、通常、正孔注入層形成用組成物を調製後に、これを、正孔注入層3の下層に該当する層(通常は、陽極2)上に塗布成膜し、乾燥することにより行われる。
 正孔注入層3は、通常、成膜後に、加熱や減圧乾燥等により塗布膜を乾燥させる。
<真空蒸着法による正孔注入層の形成>
 真空蒸着法により正孔注入層3を形成する場合には、通常、正孔注入層3の構成材料(前述の正孔輸送性化合物、電子受容性化合物等)の1種類又は2種類以上を真空容器内に設置された坩堝に入れ(2種類以上の材料を用いる場合は、通常各々を別々の坩堝に入れ)、真空容器内を真空ポンプで10-4Pa程度まで排気した後、坩堝を加熱して(2種類以上の材料を用いる場合は、通常各々の坩堝を加熱して)、坩堝内の材料の蒸発量を制御しながら蒸発させ(2種類以上の材料を用いる場合は、通常各々独立に蒸発量を制御しながら蒸発させ)、坩堝に向き合って置かれた基板上の陽極上に正孔注入層を形成する。なお、2種類以上の材料を用いる場合は、それらの混合物を坩堝に入れ、加熱、蒸発させて正孔注入層を形成することもできる。
 蒸着時の真空度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1×10-6Torr(0.13×10-4Pa)以上、9.0×10-6Torr(12.0×10-4Pa)以下である。蒸着速度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、通常0.1Å/秒以上、5.0Å/秒以下である。蒸着時の成膜温度は、本発明の効果を著しく損なわない限り限定されないが、好ましくは10℃以上、50℃以下で行われる。
 なお、正孔注入層3は、後述の正孔輸送層4と同様に架橋されていてもよい。
{正孔輸送層}
 正孔輸送層4は、陽極2側から発光層5側に正孔を輸送する機能を担う層である。正孔輸送層4は、本発明の有機電界発光素子では、必須の層では無いが、陽極2から発光層5に正孔を輸送する機能を強化する点では、この層を形成することが好ましい。正孔輸送層4を形成する場合、通常、正孔輸送層4は、陽極2と発光層5の間に形成される。また、上述の正孔注入層3がある場合は、正孔注入層3と発光層5の間に形成される。
 正孔輸送層4の膜厚は、通常5nm以上、好ましくは10nm以上であり、また、一方、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。
 正孔輸送層4の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよい。成膜性が優れる点では、湿式成膜法により形成することが好ましい。
 以下に一般的な正孔輸送層の形成方法について説明するが、本発明の有機電界発光素子において、正孔輸送層は、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成されることが好ましい。
 正孔輸送層4は、通常、正孔輸送性化合物を含有する。正孔輸送層4に含まれる正孔輸送性化合物としては、特に、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニルで代表される、2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン(日本国特開平5-234681号公報)、4,4’,4’’-トリス(1-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン化合物(J.Lumin.,72-74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン化合物(Chem.Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’-テトラキス-(ジフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン等のスピロ化合物(Synth.Metals,91巻、209頁、1997年)、4,4’-N,N’-ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール誘導体などが挙げられる。また、例えばポリビニルカルバゾール、ポリビニルトリフェニルアミン(日本国特開平7-53953号公報)、テトラフェニルベンジジンを含有するポリアリーレンエーテルサルホン(Polym.Adv.Tech.,7巻、33頁、1996年)等も好ましく使用できる。
<湿式成膜法による正孔輸送層の形成>
 湿式成膜法で正孔輸送層を形成する場合は、通常、上述の正孔注入層を湿式成膜法で形成する場合と同様にして、正孔注入層形成用組成物の代わりに正孔輸送層形成用組成物を用いて形成させる。
 湿式成膜法で正孔輸送層を形成する場合は、通常、正孔輸送層形成用組成物は、更に溶媒を含有する。正孔輸送層形成用組成物に用いる溶媒は、上述の正孔注入層形成用組成物で用いる溶媒と同様の溶媒を使用することができる。
 正孔輸送層形成用組成物中における正孔輸送性化合物の濃度は、正孔注入層形成用組成物中における正孔輸送性化合物の濃度と同様の範囲とすることができる。
 正孔輸送層の湿式成膜法による形成は、前述の正孔注入層成膜法と同様に行うことができる。
<真空蒸着法による正孔輸送層の形成>
 真空蒸着法で正孔輸送層を形成する場合についても、通常、上述の正孔注入層を真空蒸着法で形成する場合と同様にして、正孔注入層形成用組成物の代わりに正孔輸送層形成用組成物を用いて形成させることができる。蒸着時の真空度、蒸着速度及び温度などの成膜条件などは、前記正孔注入層の真空蒸着時と同様の条件で成膜することができる。
{発光層}
 発光層5は、一対の電極間に電界が与えられた時に、陽極2から注入される正孔と陰極9から注入される電子が再結合することにより励起され、発光する機能を担う層である。発光層5は、陽極2と陰極9の間に形成される層であり、発光層は、陽極の上に正孔注入層がある場合は、正孔注入層と陰極の間に形成され、陽極の上に正孔輸送層がある場合は、正孔輸送層と陰極の間に形成される。
 発光層5の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、膜に欠陥が生じ難い点では厚い方が好ましく、また、一方、薄い方が低駆動電圧としやすい点で好ましい。このため、3nm以上であるのが好ましく、5nm以上であるのが更に好ましく、また、一方、通常200nm以下であるのが好ましく、100nm以下であるのが更に好ましい。
 発光層5は、少なくとも、発光の性質を有する材料(発光材料)を含有するとともに、好ましくは、電荷輸送性を有する材料(電荷輸送性材料)とを含有する。
<発光材料>
 発光材料は、所望の発光波長で発光し、本発明の効果を損なわない限りは特に制限はなく、公知の発光材料を適用可能である。発光材料は、蛍光発光材料でも、燐光発光材料でもよいが、発光効率が良好である材料が好ましく、内部量子効率の観点から燐光発光材料が好ましい。
 蛍光発光材料としては、例えば、以下の材料が挙げられる。
 青色発光を与える蛍光発光材料(青色蛍光発光材料)としては、例えば、ナフタレン、ペリレン、ピレン、アントラセン、クマリン、クリセン、p-ビス(2-フェニルエテニル)ベンゼン及びそれらの誘導体等が挙げられる。
 緑色発光を与える蛍光発光材料(緑色蛍光発光材料)としては、例えば、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、Al(CNO)などのアルミニウム錯体等が挙げられる。
 黄色発光を与える蛍光発光材料(黄色蛍光発光材料)としては、例えば、ルブレン、ペリミドン誘導体等が挙げられる。
 赤色発光を与える蛍光発光材料(赤色蛍光発光材料)としては、例えば、DCM(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran)系化合物、ベンゾピラン誘導体、ローダミン誘導体、ベンゾチオキサンテン誘導体、アザベンゾチオキサンテン等が挙げられる。
 また、燐光発光材料としては、例えば、長周期型周期表の第7~11族から選ばれる金属を含む有機金属錯体等が挙げられる。周期表の第7~11族から選ばれる金属として、好ましくは、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、金等が挙げられる。
 有機金属錯体の配位子としては、(ヘテロ)アリールピリジン配位子、(ヘテロ)アリールピラゾール配位子などの(ヘテロ)アリール基とピリジン、ピラゾール、フェナントロリンなどが連結した配位子が好ましく、特にフェニルピリジン配位子、フェニルピラゾール配位子が好ましい。ここで、(ヘテロ)アリールとは、アリール基又はヘテロアリール基を表す。
 好ましい燐光発光材料として、具体的には、例えば、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウム、トリス(2-フェニルピリジン)ルテニウム、トリス(2-フェニルピリジン)パラジウム、ビス(2-フェニルピリジン)白金、トリス(2-フェニルピリジン)オスミウム、トリス(2-フェニルピリジン)レニウム等のフェニルピリジン錯体及びオクタエチル白金ポルフィリン、オクタフェニル白金ポルフィリン、オクタエチルパラジウムポルフィリン、オクタフェニルパラジウムポルフィリン等のポルフィリン錯体等が挙げられる。
 高分子系の発光材料としては、ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(4,4’-(N-(4-sec-ブチルフェニル))ジフェニルアミン)]、ポリ[(9,9-ジオクチルフルオレン-2,7-ジイル)-co-(1,4-ベンゾ-2{2,1’-3}-トリアゾール)]などのポリフルオレン系材料、ポリ[2-メトキシ-5-(2-ヘチルヘキシルオキシ)-1,4-フェニレンビニレン]などのポリフェニレンビニレン系材料が挙げられる。
<電荷輸送性材料>
 電荷輸送性材料は、正電荷(正孔)又は負電荷(電子)輸送性を有する材料であり、本発明の効果を損なわない限り、特に制限はなく、公知の発光材料を適用可能である。
 電荷輸送性材料は、従来、有機電界発光素子の発光層に用いられている化合物等を用いることができ、特に、発光層のホスト材料として使用されている化合物が好ましい。
 電荷輸送性材料としては、具体的には、芳香族アミン系化合物、フタロシアニン系化合物、ポルフィリン系化合物、オリゴチオフェン系化合物、ポリチオフェン系化合物、ベンジルフェニル系化合物、フルオレン基で3級アミンを連結した化合物、ヒドラゾン系化合物、シラザン系化合物、シラナミン系化合物、ホスファミン系化合物、キナクリドン系化合物等の正孔注入層の正孔輸送性化合物として例示した化合物等が挙げられる他、アントラセン系化合物、ピレン系化合物、カルバゾール系化合物、ピリジン系化合物、フェナントロリン系化合物、オキサジアゾール系化合物、シロール系化合物等の電子輸送性化合物等が挙げられる。
 また、例えば、4,4’-ビス[N-(1-ナフチル)-N-フェニルアミノ]ビフェニルで代表される2個以上の3級アミンを含み2個以上の縮合芳香族環が窒素原子に置換した芳香族ジアミン(日本国特開平5-234681号公報)、4,4’,4’’-トリス(1-ナフチルフェニルアミノ)トリフェニルアミン等のスターバースト構造を有する芳香族アミン系化合物(J.Lumin.,72-74巻、985頁、1997年)、トリフェニルアミンの四量体から成る芳香族アミン系化合物(Chem.Commun.,2175頁、1996年)、2,2’,7,7’-テトラキス-(ジフェニルアミノ)-9,9’-スピロビフルオレン等のフルオレン系化合物(Synth.Metals,91巻、209頁、1997年)、4,4’-N,N’-ジカルバゾールビフェニルなどのカルバゾール系化合物等の正孔輸送層の正孔輸送性化合物として例示した化合物等も好ましく用いることができる。また、この他、2-(4-ビフェニリル)-5-(p-ターシャルブチルフェニル)-1,3,4-オキサジアゾール(tBu-PBD)、2,5-ビス(1-ナフチル)-1,3,4-オキサジアゾール(BND)などのオキサジアゾール系化合物、2,5-ビス(6’-(2’,2’’-ビピリジル))-1,1-ジメチル-3,4-ジフェニルシロール(PyPySPyPy)等のシロール系化合物、バソフェナントロリン(BPhen)、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン(BCP、バソクプロイン)などのフェナントロリン系化合物等も挙げられる。
<湿式成膜法による発光層の形成>
 発光層の形成方法は、真空蒸着法でも、湿式成膜法でもよいが、成膜性に優れることから、湿式成膜法が好ましく、スピンコート法及びインクジェット法が更に好ましい。特に、本発明の有機電界発光素子用組成物を用いて、発光層の下層となる正孔注入層又は正孔輸送層を形成すると、湿式成膜法による積層化が容易であるため、湿式成膜法を採用することが好ましい。湿式成膜法により発光層を形成する場合は、通常、上述の正孔注入層を湿式成膜法で形成する場合と同様にして、正孔注入層形成用組成物の代わりに、発光層となる材料を可溶な溶媒(発光層用溶媒)と混合して調製した発光層形成用組成物を用いて形成する。
 溶媒としては、例えば、正孔注入層の形成について挙げたエーテル系溶媒、エステル系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、アミド系溶媒の他、アルカン系溶媒、ハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒、脂肪族アルコール系溶媒、脂環族アルコール系溶媒、脂肪族ケトン系溶媒及び脂環族ケトン系溶媒などが挙げられる。以下に溶媒の具体例を挙げるが、本発明の効果を損なわない限り、これらに限定されるものではない。
 例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール-1-モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル系溶媒;1,2-ジメトキシベンゼン、1,3-ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2-メトキシトルエン、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、2,3-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル等の芳香族エーテル系溶媒;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n-ブチル等の芳香族エステル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン、3-イロプロピルビフェニル、1,2,3,4-テトラメチルベンゼン、1,4-ジイソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒;n-デカン、シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン、ビシクロヘキサン等のアルカン系溶媒;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素系溶媒;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール系溶媒;シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環族アルコール系溶媒;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン系溶媒;シクロヘキサノン、シクロオクタノン、フェンコン等の脂環族ケトン系溶媒等が挙げられる。これらのうち、アルカン系溶媒及び芳香族炭化水素系溶媒が特に好ましい。
{正孔阻止層}
 発光層5と後述の電子注入層8との間に、正孔阻止層6を設けてもよい。正孔阻止層6は、発光層5の上に、発光層5の陰極9側の界面に接するように積層される層である。
 この正孔阻止層6は、陽極2から移動してくる正孔を陰極9に到達するのを阻止する役割と、陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送する役割とを有する。正孔阻止層6を構成する材料に求められる物性としては、電子移動度が高く正孔移動度が低いこと、エネルギーギャップ(HOMO、LUMOの差)が大きいこと、励起三重項準位(T1)が高いことが挙げられる。
 このような条件を満たす正孔阻止層の材料としては、例えば、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(フェノラト)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラト)(トリフェニルシラノラト)アルミニウム等の混合配位子錯体、ビス(2-メチル-8-キノラト)アルミニウム-μ-オキソ-ビス-(2-メチル-8-キノリラト)アルミニウム二核金属錯体等の金属錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等のスチリル化合物(日本国特開平11-242996号公報)、3-(4-ビフェニルイル)-4-フェニル-5(4-tert-ブチルフェニル)-1,2,4-トリアゾール等のトリアゾール誘導体(日本国特開平7-41759号公報)、バソクプロイン等のフェナントロリン誘導体(日本国特開平10-79297号公報)などが挙げられる。更に、国際公開第2005/022962号に記載の2,4,6位が置換されたピリジン環を少なくとも1個有する化合物も、正孔阻止層の材料として好ましい。
 正孔阻止層6の形成方法に制限はない。従って、湿式成膜法、蒸着法や、その他の方法で形成できる。
 正孔阻止層6の膜厚は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常0.3nm以上、好ましくは0.5nm以上であり、また、通常100nm以下、好ましくは50nm以下である。
{電子輸送層}
 電子輸送層7は素子の電流効率をさらに向上させることを目的として、発光層5と電子注入層8との間に設けられる。
 電子輸送層7は、電界を与えられた電極間において陰極9から注入された電子を効率よく発光層5の方向に輸送することができる化合物より形成される。電子輸送層7に用いられる電子輸送性化合物としては、陰極9又は電子注入層8からの電子注入効率が高く、かつ、高い電子移動度を有し、注入された電子を効率よく輸送することができる化合物であることが必要である。
 電子輸送層に用いる電子輸送性化合物としては、具体的には、例えば、8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体(日本国特開昭59-194393号公報)、10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリンの金属錯体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルビフェニル誘導体、シロール誘導体、3-ヒドロキシフラボン金属錯体、5-ヒドロキシフラボン金属錯体、ベンズオキサゾール金属錯体、ベンゾチアゾール金属錯体、トリスベンズイミダゾリルベンゼン(米国特許第5645948号公報)、キノキサリン化合物(日本国特開平6-207169号公報)、フェナントロリン誘導体(日本国特開平5-331459号公報)、2-t-ブチル-9,10-N,N’-ジシアノアントラキノンジイミン、n型水素化非晶質炭化シリコン、n型硫化亜鉛、n型セレン化亜鉛などが挙げられる。
 電子輸送層7の膜厚は、通常1nm以上、好ましくは5nm以上であり、また、通常300nm以下、好ましくは100nm以下である。
 電子輸送層7は、前記と同様にして湿式成膜法、或いは真空蒸着法により正孔阻止層6上に積層することにより形成される。通常は、真空蒸着法が用いられる。
{電子注入層}
 電子注入層8は、陰極9から注入された電子を効率よく、電子輸送層7又は発光層5へ注入する役割を果たす。
 電子注入を効率よく行うには、電子注入層8を形成する材料は、仕事関数の低い金属が好ましい。例としては、ナトリウムやセシウム等のアルカリ金属、バリウムやカルシウムなどのアルカリ土類金属等が用いられる。その膜厚は通常0.1nm以上、5nm以下が好ましい。
 更に、バソフェナントロリン等の含窒素複素環化合物や8-ヒドロキシキノリンのアルミニウム錯体などの金属錯体に代表される有機電子輸送材料に、ナトリウム、カリウム、セシウム、リチウム、ルビジウム等のアルカリ金属をドープする(日本国特開平10-270171号公報、日本国特開2002-100478号公報、日本国特開2002-100482号公報などに記載)ことも、電子注入・輸送性が向上し優れた膜質を両立させることが可能となるため好ましい。
 電子注入層8の膜厚は通常5nm以上、好ましくは10nm以上、また、通常200nm以下、好ましくは100nm以下の範囲である。
 電子注入層8は、湿式成膜法或いは真空蒸着法により、発光層5又はその上の正孔阻止層6や電子輸送層7上に積層することにより形成される。
 湿式成膜法の場合の詳細は、前述の発光層の場合と同様である。
{陰極}
 陰極9は、発光層5側の層(電子注入層又は発光層など)に電子を注入する役割を果たす。
 陰極9の材料としては、前記の陽極2に使用される材料を用いることが可能であるが、効率良く電子注入を行なう上では、仕事関数の低い金属を用いることが好ましく、例えば、スズ、マグネシウム、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀等の金属又はそれらの合金などが用いられる。具体例としては、例えば、マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、アルミニウム-リチウム合金等の低仕事関数の合金電極などが挙げられる。
 素子の安定性の点では、陰極の上に、仕事関数が高く、大気に対して安定な金属層を積層して、低仕事関数の金属からなる陰極を保護することが好ましい。積層する金属としては、例えば、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金等の金属が挙げられる。
 陰極の膜厚は通常、陽極と同様である。
{その他の層}
 本発明の有機電界発光素子は、本発明の効果を著しく損なわなければ、更に他の層を有していてもよい。すなわち、陽極と陰極との間に、上述の他の任意の層を有していてもよい。
{その他の素子構成}
 本発明の有機電界発光素子は、上述の説明とは逆の構造、即ち、基板上に陰極、電子注入層、電子輸送層、正孔阻止層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に積層することも可能である。
 本発明の有機電界発光素子を有機電界発光装置に適用する場合は、単一の有機電界発光素子として用いても、複数の有機電界発光素子がアレイ状に配置された構成にして用いても、陽極と陰極がX-Yマトリックス状に配置された構成にして用いてもよい。
[有機EL表示装置]
 本発明の有機電界発光素子表示装置(有機EL表示装置)は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機EL表示装置の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
 例えば、「有機ELディスプレイ」(オーム社、平成16年8月20日発行、時任静士、安達千波矢、村田英幸著)に記載されているような方法で、本発明の有機EL表示装置を形成することができる。
[有機EL照明]
 本発明の有機電界発光素子照明(有機EL照明)は、上述の本発明の有機電界発光素子を用いたものである。本発明の有機EL照明の型式や構造については特に制限はなく、本発明の有機電界発光素子を用いて常法に従って組み立てることができる。
 以下に、本発明を実施例によってさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。
 [モノマーの合成]
<化合物1の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
 反応容器に、窒素雰囲気下、α,α,α’-トリス(4-ヒドロキシフェニル)-1-エチル-4-イソプロピルベンゼン(15g,35.33mmol)、トリエチルアミン(28.96g,286.20mmol)、及び塩化メチレン(120mL)を入れ、-10℃で撹拌した。そこへトリフルオロメタンスルホン酸無水物(35.89g,127.20mmol)を加え、室温で2時間撹拌した。反応混合物に水を入れ塩化メチレンで抽出し、有機層を水で洗浄後、食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/塩化メチレン=1/1)にて精製することで、化合物1(24.1g)を得た。化合物1はH NMRにて同定した。
<化合物2の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
 500mL四つ口フラスコに化合物1(トリストリフラート体)19.87g(24.22mmol)、ビスピナコラトジボロン23.06g(90.81mmol)、酢酸カリウム17.82g(181.62mmol)及びジメチルスルホキシド(脱水)250mLを加え、メカニカルスターラーで攪拌しながら60℃に加熱し、30分間窒素導入を行った。続いて[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロリドジクロロメタン付加物を加え、80℃で3時間攪拌を行った。反応溶液を純水600mLに注ぎ込み、10分間攪拌を行った後、生じた沈殿を濾別した。ろ過後の沈殿物を飽和食塩水200mLに分散させ、10分間攪拌を行い、濾別した。ろ過後のろ物を塩化メチレン200mLに溶解し、純水200mLで2回、飽和食塩水100mLで1回、洗浄を行った。有機相を回収し、硫酸マグネシウムで乾燥し、活性白土処理にて金属化合物を吸着させてから溶媒を減圧留去した。得られた粗生成物をエタノールで超音波洗浄した後、濾過、真空乾燥することで化合物2を17.15gの白色固体として得た。化合物2はH NMRにて同定した。
<化合物3の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
 1L四つ口フラスコに化合物2(ボロン酸エステル体)17.15g(22.73mmol)、4-ブロモヨードベンゼン25.08(G)(88.65mmol)、トルエン350mL、エタノール175mL、及び2Mリン酸三カリウム水溶液82.96mL(165.93mmol)を加え、マグネチックスターラーで攪拌しながら60℃に加熱し、30分間窒素導入を行った。続いてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.97g(1.71mmol)を加え、加熱還流下、8時間攪拌を行った。反応終了後、有機相を純水で2回、飽和食塩水で1回、洗浄を行った。硫酸マグネシウムで乾燥後、活性白土処理を行った後、溶媒を減圧留去した。残渣をアルミナカラム(Aluminium Oxide 90N activity I:MERCK)で溶離液にトルエンを用いて粗精製し、続いてシリカゲルカラム(Silicagel 60N 100~210μm:関東化学)で溶離液にヘキサン/塩化メチレン(=1/1~0/1)を用いて分離精製を行った。さらに塩化メチレン/メタノール=1/5の混合溶液で再結晶を行い、化合物3を13.40gの白色固体として得た。化合物3はH NMRにて同定した。
<化合物4の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
 反応容器に、窒素雰囲気下、4,4’-(1,3-ジメチルブチリデン)ジフェノール(15g,55.48mmol)、トリエチルアミン(22.46g,221.92mmol)、及び塩化メチレン(150mL)を入れ、0℃で撹拌した。そこへトリフルオロメタンスルホン酸無水物(37.56g,133.16mmol)を加え、室温で6時間撹拌した。反応混合物に水と1N塩酸を入れ、塩化メチレンで抽出し、有機層を水と1N塩酸の混合液で洗浄後、食塩水で洗浄した後、硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/塩化メチレン=3/1)にて精製することで、化合物4(19.1g)を得た。
<化合物5の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 窒素雰囲気下、化合物4(19.1g,35.73mmol)、ビスピナコラートジボラン(21.78g,85.76mmol)、及び酢酸カリウム(17.89g,182.25mmol)の脱水ジメチルスルホキシド(157mL)懸濁液を60℃に加熱後、ジクロロ[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロロメタン付加物(1.46g,1.79mol)を加え、温度を80℃に上昇させ、4時間攪拌した。室温まで放冷後、反応混合物に水を入れ、析出した結晶を濾取し、塩化メチレンに溶解させ、硫酸マグネシウムと白土を入れて、攪拌後、濾過し、濾液を濃縮し、残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/塩化メチレン=1/1)にて精製し、ヘキサンで懸洗することで化合物5(7.9g)を得た。
<化合物6の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 窒素雰囲気下、化合物5(13.2g,26.92mmol)、4-ブロモヨードベンゼン(17.67g,62.47mmol)、トルエン(268mL)、及びエタノール(134mL)の溶液に、室温でテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(1.56g,1.35mmol)、及び2Mリン酸三カリウム水溶液(67mL)を加え、8時間半還流させた。室温まで放冷後、反応混合物をトルエンで抽出し、有機層を水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/塩化メチレン=8/1)にて精製して、濃縮後、ヘキサンを少量入れて結晶を析出させることで化合物6(8.3g)を得た。
<化合物7の合成>
 3-ニトロフェニルボロン酸及び4-ブロモ-ベンゾシクロブテンを原料として、日本国特開2009-263665号公報に記載の公知の方法に従い、4-(3-アミノフェニル)ベンゾシクロブテン(化合物7)を合成した。
<化合物8の合成>
 2-ニトロフルオレン及び1-ブロモヘキサンを原料として、日本国特開2009-263665号公報に記載の公知の方法に従い、2-アミノ-9,9-ジヘキシルフルオレン(化合物8)を合成した。
<化合物9の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 窒素雰囲気下、化合物3(5.00g,5.94mmol)、ビスピナコラートジボラン(5.43g,21.4mmol)、及び酢酸カリウム(4.37g,44.5mmol)の脱水ジメチルスルホキシド(100mL)懸濁液を60℃に加熱後、ジクロロ[1,1’-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]パラジウム(II)ジクロロメタン付加物(0.36g,0.44mol)を加え、温度を80℃に上昇させ、6時間攪拌した。室温まで放冷後、反応混合物に水を入れ、析出した結晶を濾取し、トルエンに溶解させ、硫酸マグネシウムと白土を入れて、攪拌後、濾過し、濾液を濃縮し、析出した結晶をエタノールで懸洗することで化合物9(5.28g)を得た。
<化合物10の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 窒素雰囲気下、化合物9(5.00g,5.09mmol)、3-ブロモヨードベンゼン(4.72g,16.8mmol)、トルエン(120mL)、及びエタノール(60mL)の溶液に、2M炭酸ナトリウム水溶液(60mL)、及び、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)(0.53g,0.46mmol)を加え、8時間還流させた。室温まで放冷後、反応混合物をトルエンで抽出し、有機層を水で洗浄後、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧下で濃縮した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(ヘキサン/トルエン=2/1)にて精製し、トルエンで再結晶することで化合物10(0.87g)を得た。
[ポリマーの合成]
<目的ポリマー1の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 反応容器に、化合物6(5.00g、9.11mmol)、化合物8(5.967g、17.07mmol)、化合物7(0.228g、1.16mmol)、tert-ブトキシナトリウム(5.958g、62.0mmol)、及びトルエン(50ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A1)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.113g、0.109mmol)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.177g、0.875mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B1)。窒素気流中、溶液A1に溶液B1を添加し、2時間、加熱還流反応した。化合物6(4.55g)を追添加した。2.0時間加熱還流し、化合物3(0.153g)を追添加した。1時間還流後、化合物6(0.15g)をさらに添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール750ml中に滴下し、粗ポリマー1を晶出させた。
 得られた粗ポリマー1をトルエン150mlに溶解させ、ブロモベンゼン(0.573g)、tert-ブトキシナトリウム(5.959g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C1)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.057g)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.088g)を加え、65℃まで加温した(溶液D1)。窒素気流中、溶液C1に溶液D1を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ジフェニルアミン(3.086g)、再調液した溶液D1を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール750mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー1を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー1をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー1を得た(4.3g)。
 重量平均分子量(Mw)=112000
 分散度(Mw/Mn)=2.04
<目的ポリマー2の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 反応容器に、化合物6(6.00g、10.9mmol)、化合物8(7.16g、20.5mmol)、化合物7(0.273g、1.39mmol)、tert-ブトキシナトリウム(7.15g、74.4mmol)、及びトルエン(48ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A2)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.136g、0.131mmol)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.212g、1.05mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B2)。窒素気流中、溶液A2に溶液B2を添加し、2時間、加熱還流反応した。化合物6(5.16g)を追添加した。2.0時間加熱還流し、化合物3(0.368g)を追添加した。1時間還流後、化合物6(0.054g)をさらに添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール1000ml中に滴下し、粗ポリマー2を晶出させた。
 得られた粗ポリマー2をトルエン280mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(0.370g)、tert-ブトキシナトリウム(7.150g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C2)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.068g)のトルエン18ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.106g)を加え、65℃まで加温した(溶液D2)。窒素気流中、溶液C2に溶液D2を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(1.718g)、再調液した溶液D2を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール1000mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー2を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー2をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー2を得た(7.2g)。
 重量平均分子量(Mw)=118200
 分散度(Mw/Mn)=1.93
<目的ポリマー3の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 反応容器に、4,4’-ジブロモビフェニル(5.80g、18.6mmol)、化合物8(12.34g、35.3mmol)、化合物7(0.36g、1.86mmol)、tert-ブトキシナトリウム(12.14g、126.4mmol)、及びトルエン(48ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A3)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.385g、0.372mmol)のトルエン17ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.827g、4.09mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B3)。窒素気流中、溶液A3に溶液B3を添加し、2時間、加熱還流反応した。その後、4,4’-ジブロモビフェニル(4.81g、15.4mmol)を追添加した。2.0時間加熱還流し、化合物6(0.815g)及び化合物3(0.313g)を追添加した。1時間還流後、4,4’-ジブロモビフェニル(0.058g)を添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール1000ml中に滴下し、粗ポリマー3を晶出させた。
 得られた粗ポリマー3をトルエン280mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(0.629g)、tert-ブトキシナトリウム(12.14g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C3)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.115g)のトルエン18ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.248g)を加え、65℃まで加温した(溶液D3)。窒素気流中、溶液C3に溶液D3を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(2.92g)、再調液した溶液D3を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール1000mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー3を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー3をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー3を得た(9.6g)。
 重量平均分子量(Mw)=110100
 分散度(Mw/Mn)=1.95
<目的ポリマー4の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 4,4’-ジブロモビフェニル(5.80g、18.6mmol)、化合物8(12.34g、35.3mmol)、化合物7(0.36g、1.86mmol)、tert-ブトキシナトリウム(12.14g、126.4mmol)、及びトルエン(48ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A4)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.385g、0.372mmol)のトルエン17ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.827g、4.09mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B4)。窒素気流中、溶液A4に溶液B4を添加し、2時間、加熱還流反応した。その後、4,4’-ジブロモビフェニル(4.81g、15.4mmol)を追添加した。2.0時間加熱還流し、化合物6(0.611g)及び化合物3(0.626g)を追添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール1000ml中に滴下し、粗ポリマー4を晶出させた。
 得られた粗ポリマー4をトルエン280mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(0.629g)、tert-ブトキシナトリウム(12.14g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C4)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.115g)のトルエン18ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.248g)を加え、65℃まで加温した(溶液D4)。窒素気流中、溶液C4に溶液D4を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(2.92g)、再調液した溶液D4を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール1000mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー4を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー4をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー4を得た(3.6g)。
 重量平均分子量(Mw)=135800
 分散度(Mw/Mn)=2.06
<目的ポリマー5の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
 sec-ブチルアニリン(5.3g、35.5156mmol)、化合物7(2.7g、13.8253mmol)、ジブロモベンゼン(5.82g、24.6705mmol)、tert-ブトキシナトリウム(15.17g、157.89mmol)、及びトルエン(45ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液A5)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.51g、0.49mmol)のトルエン25ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.8g、3.95mmol)を加え、60℃まで加温した(溶液B5)。窒素気流中、溶液A5に溶液B5を添加し、2.0時間、加熱還流反応した。4,4’-ジブロモビフェニル(6.945g、22.2596mmol)を添加した。1.0時間加熱還流後、化合物6(0.541g、0.9868mmol)及び化合物3(0.208g、0.2467mmol)を一気に添加した。1.0時間加熱還流後、4,4’-ジブロモビフェニル(0.122g、0.391mmol)を追添加した。30分後反応液を放冷して、反応液をエタノール1500ml中に滴下し、粗ポリマー5を晶出させた。
 得られた粗ポリマー5をトルエン300mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(1.67g)、tert-ブトキシナトリウム(7.6g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液C5)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.255g)のトルエン20ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.4g)を加え、60℃まで加温した(溶液D5)。窒素気流中、溶液C5に溶液D5を添加し、2時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(3.87g)を添加した。4時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール/水(1500ml/100ml)溶液に滴下し、エンドキャップした粗ポリマー5を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー5をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解させ、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー5を得た(4.1g)。
 重量平均分子量(Mw)=88300
 分散度(Mw/Mn)=1.55
<目的ポリマー6の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 sec-ブチルアニリン(7.285g、48.8mmol)、化合物7(3.711g、19.0mmol)、ジブロモベンゼン(8.00g、33.9mmol)、tert-ブトキシナトリウム(20.86g、217.0mmol)、及びトルエン(64ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液A9)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.70g、0.678mmol)のトルエン32ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(1.10g、5.42mmol)を加え、60℃まで加温した(溶液B9)。窒素気流中、溶液A9に溶液B9を添加し、2.0時間、加熱還流反応した。4,4’-ジブロモビフェニル(9.52g、30.5mmol)を添加した。1.0時間加熱還流後、化合物6(0.558g、1.02mmol)及び化合物3(0.571g、0.678mmol)を一気に添加した。1.0時間加熱還流後、4,4’-ジブロモビフェニル(0.106g、0.339mmol)を追添加した。30分後反応液を放冷して、反応液をエタノール1500ml中に滴下し、粗ポリマー9を晶出させた。
 得られた粗ポリマー9をトルエン300mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(1.15g)、tert-ブトキシナトリウム(20.9g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液C9)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.351g)のトルエン20ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.549g)を加え、60℃まで加温した(溶液D9)。窒素気流中、溶液C9に溶液D9を添加し、2時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(5.32g)を添加した。4時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール/水(1500ml/100ml)溶液に滴下し、エンドキャップした粗ポリマー9を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー9をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解させ、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー6を得た(5.9g)。
 重量平均分子量(Mw)=74000
 分散度(Mw/Mn)=2.17
<目的ポリマー7の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 反応容器に、化合物6(2.19g、4.00mmol)、化合物8(2.62g、7.49mmol)、化合物7(0.100g、0.511mmol)、tert-ブトキシナトリウム(2.61g、24.0mmol)、及びトルエン(22ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A1)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.083g、0.080mmol)のトルエン5ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.129g、0.640mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B1)。窒素気流中、溶液A1に溶液B1を添加し、2時間、加熱還流反応した。2.0時間加熱還流し、化合物6(1.974g)を追添加した。1時間還流後、化合物10(0.086g)を添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール350ml中に滴下し、粗ポリマー7を晶出させた。
 得られた粗ポリマー7をトルエン55mlに溶解させ、ブロモベンゼン(0.628g)、tert-ブトキシナトリウム(1.31g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C1)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.021g)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.033g)を加え、65℃まで加温した(溶液D1)。窒素気流中、溶液C1に溶液D1を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ジフェニルアミン(0.135g)、再調液した溶液D1を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール350mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー7を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー7をトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿し、粗ポリマーを濾取した。濾取したポリマーをトルエンに溶解し、アセトンを加えポリマーを析出させた。析出したポリマーをトルエンに溶解し、カラムクロマトグラフィーにより精製し、目的ポリマー7を得た(2.16g)。
 重量平均分子量(Mw)=75700
 分散度(Mw/Mn)=1.50
<比較ポリマー1の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 化合物6(7.000g、12.76mmol)、化合物8(8.354g、23.90mmol)、化合物7(0.318g、1.63mmol)、tert-ブトキシナトリウム(8.342g、86.8mmol)、及びトルエン(70ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A6)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.158g、0.153mmol)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.248g、1.23mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B6)。窒素気流中、溶液A6に溶液B6を添加し、2時間、加熱還流反応した。化合物6~8が消失したことを確認し、化合物6(6.58g)を追添加した。2.0時間加熱還流し、反応液を放冷して、反応液をエタノール1000ml中に滴下し、粗ポリマー6を晶出させた。
 得られた粗ポリマー6をトルエン210mlに溶解させ、ブロモベンゼン(0.802g、5.11mmol)、tert-ブトキシナトリウム(8.342g、86.8mmol)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C6)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.079g、0.076mmol)のトルエン10ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.124g、0.613mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液D6)。窒素気流中、溶液C6に溶液D6を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ジフェニルアミン(4.32g、25.53mmol)、再調液した溶液D6を添加し、さらに2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール1000mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー6を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー6をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、比較ポリマー1を得た(9.8g)。
 重量平均分子量(Mw)=72000
 分散度(Mw/Mn)=1.50
<比較ポリマー2の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 4,4’-ジブロモビフェニル(4.23g、13.6mol)、化合物8(9.00g、25.7mmol)、化合物7(0.265g、1.36mmol)、tert-ブトキシナトリウム(10.1g、104.5mmol)、及びトルエン(48ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液A7)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.285g、0.275mmol)のトルエン35ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.285g、2.16mmol)を加え、65℃まで加温した(溶液B7)。窒素気流中、溶液Aに溶液Bを添加し、2時間、加熱還流反応した。その後、4,4’-ジブロモビフェニル(3.51g、11.3mmol)を追添加した。2.0時間加熱還流し、化合物6(0.669g)を追添加した。1時間還流後、4,4’-ジブロモビフェニル(0.053g)を添加した。1時間還流した後、反応液を放冷して、反応液をエタノール1000ml中に滴下し、粗ポリマー7を晶出させた。
 得られた粗ポリマー7をトルエン250mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(0.92g)、tert-ブトキシナトリウム(10.1g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、65℃まで加温した(溶液C7)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.142g)のトルエン18ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.219g)を加え、65℃まで加温した(溶液D7)。窒素気流中、溶液Cに溶液D7を添加し、4時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(4.25g)、再調液した溶液D7を添加し、さらに、2時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール1000mlに滴下し、エンドキャップした粗ポリマー7を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー7をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解し、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、比較ポリマー2を得た(5.2g)。
 重量平均分子量(Mw)=84800
 分散度(Mw/Mn)=1.38
<比較ポリマー3の合成>
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 sec-ブチルアニリン(5.30g、35.5mmol)、化合物7(2.70g、13.8mmol)、ジブロモベンゼン(5.82g、24.7mmol)、tert-ブトキシナトリウム(15.17g、157.9mmol)、及びトルエン(45ml)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液A8)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.51g、0.49mmol)のトルエン25ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.8g、3.95mmol)を加え、60℃まで加温した(溶液B8)。窒素気流中、溶液A8に溶液B8を添加し、2.0時間、加熱還流反応した。4,4’-ジブロモビフェニル(6.945g、22.2596mmol)を添加した。1.0時間加熱還流後、化合物6(0.642g、1.17mmol)を添加した。1.0時間加熱還流後、4,4’-ジブロモビフェニル(0.24g、0.769mmol)を追添加した。30分後反応液を放冷して、反応液をエタノール1500ml中に滴下し、粗ポリマー8を晶出させた。
 得られた粗ポリマー8をトルエン300mlに溶解させ、N,N-ジフェニルアミン(1.67g)、tert-ブトキシナトリウム(7.6g)を仕込み、系内を十分に窒素置換して、60℃まで加温した(溶液C8)。トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウムクロロホルム錯体(0.255g)のトルエン20ml溶液に、トリ-t-ブチルホスフィン(0.4g)を加え、60℃まで加温した(溶液D8)。窒素気流中、溶液C8に溶液D8を添加し、2時間、加熱還流反応した。この反応液に、ブロモベンゼン(3.87g)を添加した。4時間、加熱還流反応した。反応液を放冷し、エタノール/水(1500ml/100ml)溶液に滴下し、エンドキャップした粗ポリマー8を得た。
 このエンドキャップした粗ポリマー8をトルエンに溶解し、アセトンに再沈殿し、析出したポリマーを濾別した。濾別した粗ポリマーをトルエンに溶解させ、希塩酸にて洗浄し、アンモニア含有エタノールにて再沈殿した。濾取したポリマーをカラムクロマトグラフィーにより精製し、比較ポリマー3を得た(3.9g)。
 重量平均分子量(Mw)=71200
 分散度(Mw/Mn)=1.39
 [電荷移動度の測定]
 電荷移動度は、非特許文献:A.Melnyk,and D.M.Pai:Physical Methods of Chemistry,John Wiley&Sons(1993),p.321.、及びH.D.Scher and E.W.Montroll,Phys.Rev.,B12,2445(1975).に示されるTime of Flight(TOF)法を用いて測定した。TOF測定方法を以下に説明する。
 少なくとも片側の電極が透明又は半透明電極であるサンドイッチ電極を有する素子サンプルに、外部電界を印可した状態でパルスレーザーを照射し、測定材料を励起することにより発生した過渡光電流を測定する。この過渡光電流波形から、時間と電流の両方に対して対数グラフを作成する。一般的な過渡光電流波形は図2のように電流の時間変化が少ないプラトー領域と時間により電流が減少するテール領域を有する。この2つの領域の境界点を屈曲点と呼ぶ。この屈曲点が見られる時間を電荷のtransit time(τ)とし、サンプルの膜厚L、印加電圧Vを用い、以下の関係式よりドリフト移動度μを求める。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000057
<測定条件>
 半透明電極上に測定対象の電荷輸送材料及び対電極を成膜した後、封止することにより、測定用のサンプルを作製する。電荷輸送材料の成膜方法は、良好なアモルファス膜が得られれば、湿式法でも乾式法でも構わない。成膜する電荷輸送膜材料の膜厚は、電荷移動測定時に電荷分離が起こる場所から対電極までの距離が十分に長く、その距離が電荷輸送性の評価に影響を及ぼさなければよい。具体的には、500nm以上が好ましく、1000nm以上が更に好ましい。
 次に、半透明電極が陽極、対電極が陰極になる様に、一定の電界強度をかける。電界強度は、膜内部を移動する電荷の自然拡散の影響が小さい点では大きいことが好ましいが、また、一方で、電荷を対電極まで引っ張る効果が強過ぎず、電荷の損失などを正確に評価しやすい点では小さいことが好ましい。具体的には、電界強度は、90kV/cm以上であることが好ましく、120kV/cm以上であることが更に好ましく、また、一方、360kV/cm以下であることが好ましく、310kV/cm以下であることが更に好ましい。
 この状態で、測定用サンプルに、半透明電極側から単色光パルスレーザーを照射する。レーザー光照射時の電界強度、レーザー光の励起波長、パルス幅及び1パルス当たりの光量は、電荷検出量の比を測定する対象のサンプルについて、正孔の電荷量Q(h)と電子の電荷量Q(e)の測定時で同一条件とする。1パルス当たりの光量は、過剰量の電荷が発生する影響により電荷輸送性が高く見積もられてしまう可能性が低い点では少ないことが好ましく、具体的には、30μJ以下であることが好ましい。
 電荷輸送材料の膜に光を照射すると、該膜の半透明電極側で電荷分離が起こり、対電極側に正孔が移動する。この電流値を、オシロスコープなどを用いて測定することにより、電荷移動度を算出する。
<目的ポリマー1の電荷移動度の測定>
 目的ポリマー1の電荷移動度は以下のように測定した。
 まず、ガラス基板上に、ITO透明導電膜(ITOストライプ)を70nmの厚さに堆積した基板(ジオマテック社製)に対して、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、圧縮空気で乾燥させた後、紫外線オゾン洗浄を施した。
 トルエンとシリコーンオイル(信越シリコーン社製:KF-96)を混合させた溶媒に、目的ポリマー1を10重量%の濃度で溶解させた溶液を作製し、この洗浄した基板上にスピンコート法にて成膜した。なお、成膜は全て窒素雰囲気中で行った。以上により、膜厚2μmの目的ポリマー1の膜を得た。次に,真空蒸着装置の真空チャンバーへサンプルを搬送した。陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを、ITOストライプと直交するように素子に密着させて設置した。その後、装置内を真空度が8.0×10-4Pa以下になるまで排気した後、アルミニウムをモリブデンボートを用いて加熱することにより、サンプル上に厚さ80nmの電極を形成した。なお、アルミニウムの成膜中は、チャンバー内の真空度を2.0×10-3Pa以下、かつ蒸着速度0.6~10.0Å/秒に保った。
 このサンプルについて、ITO膜が陽極、アルミニウム電極が陰極となるように電界強度をかけた状態で、スペクトラフィジクス社製「VSL-337ND-S(窒素レーザー)」(励起波長337nm、パルス幅<4ns)を用いて過渡光電流の測定を行った。なお、光照射エネルギーは反射型のNDフィルターで10μJに1パルス当たりの光量を調整し、ITO電極側から照射した。過渡光電流波形はオシロスコープ(テクトロニクス社製「TDS2022」)を用いて測定し、屈曲点から電荷移動度を算出した。この測定は、電界強度160kV/cmを印加した状態で行った。
 電荷移動度の算出結果は、後掲の比較ポリマー1の電荷移動度の算出結果を「1.0」としたときの相対値(規格化正孔移動度)で示した。結果を表6に示す。
<目的ポリマー2の電荷移動度の測定>
 目的ポリマー1を目的ポリマー2に変更したこと以外は、上記と同様にして規格化正孔移動度を求め、結果を表6に示した。
<比較ポリマー1の電荷移動度の測定>
 目的ポリマー1を比較ポリマー1に変更したこと以外は、上記と同様にして測定を行い、算出された電荷移動度を1.0とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000058
 目的ポリマー1及び目的ポリマー2は、同様の主鎖構造を有する比較ポリマー1に対して、分岐構造を導入した本発明の重合体である。
 表6に示すように、本発明の重合体である目的ポリマー1、2は、比較ポリマー1に比べて正孔移動度が格段に高い。この結果から、本発明に係る特定の分岐構造を導入することにより、電荷輸送能を改善することができることが分かる。
<目的ポリマー6の電荷移動度の測定>
 目的ポリマー1を目的ポリマー6に変更したこと以外は、上記と同様にして規格化正孔移動度を求め、結果を表7に示した。
<比較ポリマー3の電荷移動度の測定>
 目的ポリマー1を比較ポリマー3に変更したこと以外は、上記と同様にして測定を行い、算出された電荷移動度を1.0とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
 目的ポリマー6は、同様の主鎖構造を有する比較ポリマー3に対して、分岐構造を導入した本発明の重合体である。
 表7に示すように、本発明の重合体である目的ポリマー6は、比較ポリマー3に比べて正孔移動度が高い。この結果から、本発明に係る特定の分岐構造を導入することにより、電荷輸送能を改善することができることが分かる。
[有機電界発光素子の製造方法]
<実施例1>
 以下の手順で有機電界発光素子を作製した。
 ガラス基板1上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜をスパッタ成膜により堆積したものを、通常のフォトリソグラフィー技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極2を形成した。パターン形成したITO基板を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、乾燥させてから、紫外線オゾン洗浄を行った。
 次に、以下の構造式(P-1)に示すアリールアミンポリマー、構造式(A-1)に示す4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート及び安息香酸エチルを含有する下記組成の正孔注入層形成用組成物を調製した。この正孔注入層形成用組成物を下記条件で陽極2上にスピンコート法により成膜し、膜厚40nmの正孔注入層3を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
<正孔注入層形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      P-1:2.5重量%
               A-1:0.5重量%
<正孔注入層3の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  大気中
    加熱条件       大気中、230℃、1時間
 引き続き、以下の目的ポリマー2を含有する下記組成の正孔輸送層形成用組成物を調製し、これを以下の条件で正孔注入層3上にスピンコート法により成膜し、加熱することにより重合させ、膜厚10nmの正孔輸送層4を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
<正孔輸送層形成用組成物の組成>
    溶媒         シクロヘキシルベンゼン
    組成物濃度      目的ポリマー2:1.0重量%
<正孔輸送層4の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  窒素中
    加熱条件       230℃、1時間、窒素中
 次に、以下に示す構造の有機化合物(E1)を真空蒸着法にて、蒸着速度0.8~1.2Å/秒で、正孔輸送層4の上に積層させ、膜厚60nmの発光層5を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 次いで、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを陽極2のITOストライプと直交するように電子輸送層7上に密着させた。
 電子注入層8として、先ずフッ化リチウム(LiF)を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度0.1~0.4Å/秒で、0.5nmの膜厚で電子輸送層7の上に形成した。次に、陰極9として、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.7~5.3Å/秒で、膜厚80nmのアルミニウム層を形成した。
 引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため、以下の方法で封止処理を行った。窒素グローブボックス中で、23mm×23mmサイズのガラス板の外周部に、1mmの幅で光硬化性樹脂(株式会社スリーボンド製30Y-437)を塗布し、中央部に水分ゲッターシート(ダイニック株式会社製)を設置した。この上に、陰極まで形成した基板を蒸着面が乾燥剤シートと対向するように貼り合わせた。その後、光硬化性樹脂が塗布された領域のみに紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。
 以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。この素子に電圧を印加すると有機化合物(E1)に由来する522nmの発光を確認できた。
<実施例2>
 ガラス基板1上に、インジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜をスパッタ成膜により堆積したものを、通常のフォトリソグラフィー技術と塩酸エッチングを用いて2mm幅のストライプにパターニングして陽極2を形成した。パターン形成したITO基板を、界面活性剤水溶液による超音波洗浄、超純水による水洗、超純水による超音波洗浄、超純水による水洗の順で洗浄後、乾燥させてから、紫外線オゾン洗浄を行った。
 次に、以下の構造式(比較ポリマー2)と構造式(比較ポリマー3)に示すアリールアミンポリマー、前記構造式(A-1)に示す4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラート及び安息香酸エチルを含有する下記組成の正孔注入層形成用組成物を調製した。この正孔注入層形成用組成物を下記条件で陽極2上にスピンコート法により成膜し、膜厚60nmの正孔注入層3を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
<正孔注入層3形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      比較ポリマー2:0.875重量%
               比較ポリマー3:2.625重量%
               A-1:0.7重量%
<正孔注入層3の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  大気中
    加熱条件       大気中、230℃、1時間
 引き続き、前記の(目的ポリマー2)に示す構造式の化合物を含有する下記組成の正孔輸送層形成用組成物を調製し、これを以下の条件で正孔注入輸送層3上にスピンコート法により成膜し、加熱することにより重合させ、膜厚10nmの正孔輸送層4を形成した。
<正孔輸送層形成用組成物の組成>
    溶媒         シクロヘキシルベンゼン
    組成物濃度      目的ポリマー2:1.0重量%
<正孔注入輸送層4の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  窒素中
    加熱条件       230℃、1時間、窒素中
 次に、以下の(RH-1)、(RH-2)、及び(RD-1)の構造式の化合物を含有する下記組成の発光層形成用組成物を調製し、以下の条件でスピンコート法によりこれを成膜し、加熱することにより、膜厚50nmの発光層5を正孔輸送層4上に形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
<発光層形成用組成物の組成>
    溶媒         シクロヘキシルベンゼン
    組成物濃度      RH-1:1.2重量%
               RH-2:3.6重量%
               RD-1:0.48重量%
<発光層5の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  窒素中
    加熱条件       120℃、20分、窒素中
 この発光層5まで成膜した基板を真空蒸着装置内に移し、装置内の真空度が2.0×10-4Pa以下になるまで排気した後、以下の(HB-1)に示す構造式の化合物を真空蒸着法にて、蒸着速度0.8~1.2Å/秒で発光層5の上に積層させ、膜厚10nmの正孔阻止層6を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
 更に、以下に示す構造の有機化合物(E1)を真空蒸着法にて、蒸着速度0.8~1.2Å/秒で、正孔阻止層6の上に積層させ、膜厚20nmの電子輸送層7を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
 ここで、この電子輸送層7まで蒸着を行った基板を、正孔阻止層6及び電子輸送層7を蒸着したチャンバーに連結された別のチャンバーに真空下で搬送し、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを陽極2のITOストライプと直交するように電子輸送層7上に密着させた。
 ここで、この電子輸送層7まで蒸着を行った基板を、正孔阻止層6及び電子輸送層7を蒸着したチャンバーから、別のチャンバーに搬送し、陰極蒸着用のマスクとして2mm幅のストライプ状シャドーマスクを陽極2のITOストライプと直交するように電子輸送層7上に密着させた。
 電子注入層8として、先ずフッ化リチウム(LiF)を、モリブデンボートを用いて、蒸着速度0.1~0.4Å/秒で、0.5nmの膜厚で電子輸送層7の上に形成した。次に、陰極9として、アルミニウムを同様にモリブデンボートにより加熱して、蒸着速度0.7~5.3Å/秒で、膜厚80nmのアルミニウム層を形成した。
 引き続き、素子が保管中に大気中の水分等で劣化することを防ぐため、以下の方法で封止処理を行った。窒素グローブボックス中で、23mm×23mmサイズのガラス板の外周部に、1mmの幅で光硬化性樹脂(株式会社スリーボンド製30Y-437)を塗布し、中央部に水分ゲッターシート(ダイニック株式会社製)を設置した。この上に、陰極まで形成した基板を蒸着面が乾燥剤シートと対向するように貼り合わせた。その後、光硬化性樹脂が塗布された領域のみに紫外光を照射し、樹脂を硬化させた。
 以上の様にして、2mm×2mmのサイズの発光面積部分を有する有機電界発光素子が得られた。
 この有機電界発光素子について、以下の方法で駆動寿命を測定し、結果を表8に示した。
<駆動寿命測定>
 駆動寿命の測定方法は、作成した有機電界発光素子に、試験時直流一定電流(30mA/cm)の電流を通電したときの輝度変化を、フォトダイオードにより観察することにより行い、輝度値が試験開始時の80%となるまでの時間を測定し、比較例1の有機電界発光素子の駆動寿命を「1.0」とした時の相対値を求めた。通電試験は、室温を空調により23±1.5℃に制御した室内で行った。
<実施例3>
 正孔注入層形成用組成物、及び正孔輸送層形成用組成物の組成を下記のように変更したこと以外は、実施例2と同様にして有機電界発光素子を作製し、同様に駆動寿命の評価を行って、結果を表8に示した。
<正孔注入層形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      比較ポリマー3:2.625重量%
               目的ポリマー3:0.875重量%
               A-1:0.7重量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
<正孔輸送層形成用組成物の組成>
    溶媒         シクロヘキシルベンゼン
    組成物濃度      比較ポリマー1:1.0重量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
<実施例4>
 正孔注入層形成用組成物の組成を下記のように変更したこと以外は、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製し、同様に駆動寿命の評価を行って、結果を表8に示した。
<正孔注入層形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      比較ポリマー3:2.625重量%
               目的ポリマー4:0.875重量%
               A-1:0.7重量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
<実施例5>
 正孔注入層形成用組成物の組成を下記のように変更したこと以外は、実施例3と同様にして有機電界発光素子を作製し、同様に駆動寿命の評価を行って、結果を表8に示した。
<正孔注入層形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      目的ポリマー5:2.625重量%
               比較ポリマー2:0.875重量%
               A-1:0.7重量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
<比較例1>
 正孔注入層形成用組成物の組成を下記のように変更したこと以外は、実施例3と同様にして、有機電界発光素子を作製し、同様に駆動寿命の評価を行って、その値を「1.0」とした。
<正孔注入層形成用組成物の組成>
    溶媒         安息香酸エチル
    組成物濃度      比較ポリマー3:2.625重量%
               比較ポリマー2:0.875重量%
               A-1:0.7重量%
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000071
 表8に示すように、本発明の重合体を用いて得られた素子は、素子寿命が長く駆動安定性が高い。
 <実施例6>
 (陽極/正孔注入層/正孔輸送層/陰極)の層構成である素子を作製した。
 ガラス基板の上にインジウム・スズ酸化物(ITO)透明導電膜を70nm成膜したもの(スパッタ成膜品、シート抵抗15Ω)を通常のフォトリソグラフィ技術により2mm幅のストライプにパターニングして陽極を形成した。パターン形成したITO基板(陽極)を、アセトンによる超音波洗浄、純水による水洗、イソプロピルアルコールによる超音波洗浄の順で洗浄後、窒素ブローで乾燥させ、最後に紫外線オゾン洗浄を行った。
 次に、下の構造式に示す目的ポリマー6、構造式に示す目的ポリマー4、構造式(A1)に示す4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラートおよび安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用塗布液を調製した。この塗布液を下記条件で、前記陽極上にスピンコートにより成膜して、膜厚150nmの正孔注入層を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
<正孔注入層形成用塗布液>
    溶媒         安息香酸エチル
    塗布液濃度      目的ポリマー6:1.375重量%
               目的ポリマー4:4.135重量%
               A1:0.55重量%
<正孔注入層の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  大気中
    加熱条件       大気中 230℃ 1時間
 引き続き、以下の式に示す比較ポリマー1を含有する正孔輸送層形成用塗布液を調製し、下記の条件でスピンコートにより成膜して、加熱により重合させることにより膜厚12nmの正孔輸送層を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
<正孔輸送層形成用塗布液>
    溶媒          シクロヘキシルベンゼン
    塗布液濃度       1.4重量%
<正孔輸送層の成膜条件>
    スピンコート雰囲気   窒素中
    加熱条件        窒素中 230℃ 1時間
 その後、真空蒸着法により、陰極としてアルミニウムを膜厚80nmとなるように、陽極であるITOストライプと直交する形状の2mm幅のストライプ状に積層した。以上の様にして、2mm×2mmのサイズの通電部分を有する素子が得られた。この素子に3Vの電圧を印加したときの電流密度を表9に纏めた。
 <実施例7>
 正孔注入層を次のように形成した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
 下の構造式に示す目的ポリマー6、下の構造式に示す比較ポリマー2、構造式(A1)に示す4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラートおよび安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用塗布液を調製した。この塗布液を下記条件で陽極上にスピンコートにより成膜して、膜厚150nmの正孔注入層を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
<正孔注入層形成用塗布液>
    溶媒         安息香酸エチル
    塗布液濃度      目的ポリマー6:1.375重量%
               比較ポリマー2:4.135重量%
               A1:0.55重量%
<正孔注入層の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  大気中
    加熱条件       大気中 230℃ 1時間
 この素子に3Vの電圧を印加したときの電流密度を表9に纏めた。
<比較例2>
 正孔注入層を次のように形成した他は、実施例2と同様にして素子を作製した。
 下の構造式に示す比較ポリマー3、下の構造式に示す目的ポリマー2、構造式(A1)に示す4-イソプロピル-4’-メチルジフェニルヨードニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラートおよび安息香酸エチルを含有する正孔注入層形成用塗布液を調製した。この塗布液を下記条件で陽極上にスピンコートにより成膜して、膜厚150nmの正孔注入層を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
<正孔注入層形成用塗布液>
    溶媒         安息香酸エチル
    塗布液濃度      比較ポリマー3:1.375重量%
               比較ポリマー2:4.135重量%
               A1:0.55重量%
<正孔注入層の成膜条件>
    スピンコート雰囲気  大気中
    加熱条件       大気中 230℃ 1時間
 この素子に3Vの電圧を印加したときの電流密度を表9に纏めた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000076
 表9に示すように、本発明の重合体を用いて得られた素子は、3Vの電圧を印加した際の電流密度が高い。
 本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
 本出願は2012年2月23日出願の日本特許出願(特願2012-037678)及び2012年8月6日出願の日本特許出願(特願2012-173835)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
 1 基板
 2 陽極
 3 正孔注入層
 4 正孔輸送層
 5 発光層
 6 正孔阻止層
 7 電子輸送層
 8 電子注入層
 9 陰極
 10 有機電界発光素子

Claims (12)

  1.  下記式(1)で表される部分構造を有する繰り返し単位、及び、架橋性基を有する繰り返し単位を含む重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(1)中、Ar、Ar、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
     Rは、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいアルコキシ基を示し、R~Rは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
     R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
     l、m及びnは各々独立に0~2の整数を示す。
     なお、式(1)中にAr~ArまたはR~Rが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
  2.  前記式(1)において、l、m及びnのうち少なくとも一つは他と異なる整数である、請求項1に記載の重合体。
  3.  さらに下記式(2)で表される部分構造を有する繰り返し単位を含む、請求項1又は2に記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(2)中、Ar及びArは、各々独立に、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を示し、Arは、置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
     R及びRは、各々独立に、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアルコキシ基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。
     R及びRは、互いに結合して環を形成してもよい。
     pは、0~2の整数を示す。
     なお、式(2)中にR、R及びArのうち少なくともひとつが複数ある場合、これらは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。)
  4.  前記架橋性基が、下記式で表される架橋性基群の中から選ばれる1以上の基である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の重合体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (上記式中、R21~R23は、各々独立に、水素原子又は置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Ar10は置換基を有していてもよい芳香族炭化水素環基又は置換基を有していてもよい芳香族複素環基を示す。前記架橋性基が複数存在し、R21~R23又はAr10が複数ある場合、これらは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
  5.  前記重合体の重量平均分子量(Mw)が20,000以上であり、分散度(Mw/Mn;Mnは数平均分子量を表す。)が2.5以下である、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の重合体。
  6.  請求項1ないし5のいずれか一項に記載の重合体を含有する、有機電界発光素子用材料。
  7.  請求項1ないし5のいずれか一項に記載の重合体を含有する、有機電界発光素子用組成物。
  8.  基板上に、陽極及び陰極と、並びに、該陽極と該陰極の間にある有機層を有する有機電界発光素子であって、前記有機層が、請求項7に記載の有機電界発光素子用組成物を用いて湿式成膜法により形成された層を含む、有機電界発光素子。
  9.  前記湿式成膜法により形成された層が、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも一方である、請求項8に記載の有機電界発光素子。
  10.  前記有機層が正孔注入層、正孔輸送層及び発光層を備え、前記正孔注入層、前記正孔輸送層及び前記発光層の全てが湿式成膜法により形成された層である、請求項9に記載の有機電界発光素子。
  11.  請求項8ないし10のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を含む有機EL表示装置。
  12.  請求項8ないし10のいずれか一項に記載の有機電界発光素子を含む有機EL照明。
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