JP7354557B2 - 高分子化合物及びそれを用いた発光素子 - Google Patents

高分子化合物及びそれを用いた発光素子 Download PDF

Info

Publication number
JP7354557B2
JP7354557B2 JP2019044475A JP2019044475A JP7354557B2 JP 7354557 B2 JP7354557 B2 JP 7354557B2 JP 2019044475 A JP2019044475 A JP 2019044475A JP 2019044475 A JP2019044475 A JP 2019044475A JP 7354557 B2 JP7354557 B2 JP 7354557B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
formula
compound
represented
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019044475A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019163455A (ja
Inventor
一嘉 川西
大泰 吉田
嘉憲 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co Ltd filed Critical Sumitomo Chemical Co Ltd
Publication of JP2019163455A publication Critical patent/JP2019163455A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7354557B2 publication Critical patent/JP7354557B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)

Description

本発明は、高分子化合物及びそれを用いた発光素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子に用いる高分子化合物として、例えば、下記式で表される繰り返し単位を含む高分子化合物(特許文献1)が知られている。
Figure 0007354557000001
特表2013-538438号公報
しかし、前記高分子化合物を用いて製造される発光素子は、その輝度寿命が必ずしも十分ではない。
そこで、本発明は、輝度寿命が優れる発光素子の製造に有用な高分子化合物を提供することを目的とする。
本発明は、以下の[1]~[13]を提供する。
[1]
式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位を有する高分子化合物。
Figure 0007354557000002
[式中、
環A及び環Bは、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環又は複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。前記置換基が複数存在する場合、それらが結合して環を形成していてもよい。
1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。2つあるR2は、同一でも異なっていてもよい。
Lは、単結合、アルキレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
R'は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
Qは、単結合、酸素原子又は硫黄原子を表す。
波線は、二重結合に結合するR1及び環Bが、二重結合に対して同じ側であっても、反対側であってもよいことを表す。]
[2]
前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基が、前記R'から2個の水素原子を取り除いた基である、[1]に記載の高分子化合物。
[3]
前記式(1a)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位を有する、[1]又は[2]に記載の高分子化合物。
[4]
環A及び環Bがベンゼン環である、[1]~[3]のいずれかに記載の高分子化合物。
[5]
1が水素原子であり、L及びQが単結合である、[1]~[4]のいずれかに記載の高分子化合物。
[6]
R'がアリール基である、[1]~[5]のいずれかに記載の高分子化合物。
[7]
更に、式(X)で表される構成単位を含む、[1]~[6]のいずれかに記載の高分子化合物。
Figure 0007354557000003
[式中、
1及びa2は、それぞれ独立に、0以上2以下の整数を表す。
ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、アリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2又はArX4が複数存在する場合、それらは各々同一でも異なっていてもよい。
X1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RX2又はRX3が複数存在する場合、それらは各々同一でも異なっていてもよい。]
[8]
更に、前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物から水素原子を1個取り除いた基からなる構成単位とは異なる、式(Y)で表される構成単位を含む、[1]~[7]のいずれかに記載の高分子化合物。
Figure 0007354557000004
[式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、アリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
[9]
前記式(Y)で表される構成単位が、式(Y-1)又は式(Y-2)で表される構成単位である、[8]に記載の高分子化合物。
Figure 0007354557000005
[式中、
Y1は、-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基を表す。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよい。
Y1、RY2及びRY4は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY11及びRY2は、各々、同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に結合するRY1同士、隣接する炭素原子に結合するRY2同士、又は、同一の炭素原子に結合するRY2同士は、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
[10]
前記式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位の含有量が、高分子化合物に含まれる全構成単位の含有量に対して、0.01~30モル%である、[1]~[9]のいずれかに記載の高分子化合物。
[11]
前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物における1個以上の水素原子が、ハロゲン原子、-B(OH)2で表される基又はホウ酸エステル残基で置換された化合物。
[12]
[1]~[10]のいずれかに記載の高分子化合物と、
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物。
[13]
[1]~[10]のいずれかに記載の高分子化合物を含有する発光素子。
本発明によれば、輝度寿命が優れる発光素子の製造に有用な高分子化合物を提供することができる。また、本発明によれば、該高分子化合物を含有する組成物及び発光素子を提供することができる。
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
<共通する用語の説明>
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
Meはメチル基、Etはエチル基、Buはブチル基、i-Prはイソプロピル基、t-Buはtert-ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、中心金属との結合を表す実線は、共有結合又は配位結合を意味する。
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が1×103~1×108である重合体を意味する。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が1×104以下の化合物を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。
「脂肪族炭化水素環」は、シクロアルカン、シクロアルケン及びシクロアルキンを表し、単環であってもよく、複数の環から構成されていてもよい。脂肪族炭化水素環を形成する炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~22であり、好ましくは6~14であり、より好ましくは6、10又は14である。
「芳香族炭化水素環」は、芳香族性を示す炭化水素を表し、単環であってもよく、複数の環から構成されていてもよい。芳香族炭化水素環を形成する炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~22であり、好ましくは6~14であり、より好ましくは6、10又は14である。
芳香族炭化水素環は、置換基を有していてもよく、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、インデン環、フェナントレン環、ピレン環、テトラセン環及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「複素環」は、環を形成する炭素原子の少なくとも1つを炭素原子以外の元素に置き換えた環式化合物を表し、単環であってもよく、複数の環から構成されていてもよいが、芳香族複素環であることが好ましい。複素環を形成する炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~21であり、好ましくは5~13である。
「アルキル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~50であり、好ましくは3~30であり、より好ましくは4~20である。分岐のアルキル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~30であり、より好ましくは4~20である。
アルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、2-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、2-エチルブチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2-エチルヘキシル基、3-プロピルヘプチル基、デシル基、3,7-ジメチルオクチル基、2-エチルオクチル基、2-ヘキシルデシル基、ドデシル基、及び、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基(例えば、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、3-フェニルプロピル基、3-(4-メチルフェニル)プロピル基、3-(3,5-ジ-ヘキシルフェニル)プロピル基、6-エチルオキシヘキシル基)が挙げられる。
「シクロアルキル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~50であり、好ましくは3~30であり、より好ましくは4~20である。
シクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシル基、シクロヘキシルメチル基、シクロヘキシルエチル基が挙げられる。
「アリール基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子1個を除いた残りの原子団を意味する。アリール基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~20であり、より好ましくは6~10である。
アリール基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、1-ピレニル基、2-ピレニル基、4-ピレニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基、4-フェニルフェニル基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「アルコキシ基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常1~40であり、好ましくは4~10である。分岐のアルコキシ基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。
アルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブチルオキシ基、イソブチルオキシ基、tert-ブチルオキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2-エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7-ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、及び、これらの基における水素原子が、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「シクロアルコキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~40であり、好ましくは4~10である。
シクロアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、シクロヘキシルオキシ基が挙げられる。
「アリールオキシ基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常6~60であり、好ましくは6~48である。
アリールオキシ基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェノキシ基、1-ナフチルオキシ基、2-ナフチルオキシ基、1-アントラセニルオキシ基、9-アントラセニルオキシ基、1-ピレニルオキシ基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、フッ素原子等で置換された基が挙げられる。
「p価の複素環基」(pは、1以上の整数を表す。)とは、複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団を意味する。p価の複素環基の中でも、芳香族複素環式化合物から、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうちp個の水素原子を除いた残りの原子団である「p価の芳香族複素環基」が好ましい。
「芳香族複素環式化合物」は、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール等の複素環自体が芳香族性を示す化合物、及び、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等の複素環自体は芳香族性を示さなくとも、複素環に芳香環が縮環されている化合物を意味する。
1価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2~60であり、好ましくは4~20である。
1価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、ピリミジニル基、トリアジニル基、及び、これらの基における水素原子が、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基等で置換された基が挙げられる。
「ハロゲン原子」とは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を示す。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、置換アミノ基が好ましい。アミノ基が有する置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基が好ましい。
置換アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基、ジシクロアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が挙げられる。
アミノ基としては、例えば、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビス(4-メチルフェニル)アミノ基、ビス(4-tert-ブチルフェニル)アミノ基、ビス(3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)アミノ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。直鎖のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常2~30であり、好ましくは3~20である。分岐のアルケニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20である。
「シクロアルケニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常3~30であり、好ましくは4~20である。
アルケニル基及びシクロアルケニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基、1-ヘキセニル基、5-ヘキセニル基、7-オクテニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アルキニル基」は、直鎖及び分岐のいずれでもよい。アルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常2~20であり、好ましくは3~20である。分岐のアルキニル基の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20である。
「シクロアルキニル基」の炭素原子数は、置換基の炭素原子を含めないで、通常4~30であり、好ましくは4~20である。
アルキニル基及びシクロアルキニル基は、置換基を有していてもよく、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基、1-ヘキシニル基、5-ヘキシニル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられる。
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から環を構成する炭素原子に直接結合する水素原子2個を除いた残りの原子団を意味する。アリーレン基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、6~60であり、好ましくは6~30であり、より好ましくは6~18である。
アリーレン基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、ナフタセンジイル基、フルオレンジイル基、ピレンジイル基、ペリレンジイル基、クリセンジイル基、及び、これらの基が置換基を有する基が挙げられ、好ましくは、式(A-1)~式(A-20)で表される基である。アリーレン基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0007354557000006
Figure 0007354557000007
Figure 0007354557000008
Figure 0007354557000009
[式中、R及びRaは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表す。複数存在するR及びRaは、各々、同一でも異なっていてもよく、Ra同士は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよい。]
2価の複素環基の炭素原子数は、置換基の炭素原子数を含めないで、通常、2~60であり、好ましくは、3~20であり、より好ましくは、4~15である。
2価の複素環基は、置換基を有していてもよく、例えば、ピリジン、ジアザベンゼン、トリアジン、アザナフタレン、ジアザナフタレン、カルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾシロール、フェノキサジン、フェノチアジン、アクリジン、ジヒドロアクリジン、フラン、チオフェン、アゾール、ジアゾール、トリアゾールから、環を構成する炭素原子又はヘテロ原子に直接結合している水素原子のうち2個の水素原子を除いた2価の基が挙げられ、好ましくは、式(AA-1)~式(AA-34)で表される基である。2価の複素環基は、これらの基が複数結合した基を含む。
Figure 0007354557000010
Figure 0007354557000011
Figure 0007354557000012
Figure 0007354557000013
Figure 0007354557000014
Figure 0007354557000015
Figure 0007354557000016
[式中、R及びRaは、前記と同じ意味を表す。]
「架橋基」とは、加熱、紫外線照射、近紫外線照射、可視光照射、赤外線照射、ラジカル反応等に供することにより、新たな結合を生成することが可能な基であり、好ましくは、以下の架橋基A群の式(XL-1)~(XL-17)で表される架橋基である。
(架橋基A群)
Figure 0007354557000017
[式中、RXLは、メチレン基、酸素原子又は硫黄原子を表し、nXLは、0~5の整数を表す。RXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよく、nXLが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。*は結合位置を表す。これらの架橋性基は置換基を有していてもよい。]
「置換基」とは、ハロゲン原子、シアノ基、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、1価の複素環基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、置換アミノ基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基又はシクロアルキニル基を表す。置換基は架橋基であってもよい。
<高分子化合物>
本発明の高分子化合物は、前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位を有する。
本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量は、好ましくは5×103~2.5×105であり、より好ましくは1.5×104~1×105である。
本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、好ましくは1×104~5×105であり、より好ましくは3×104~2×105であり、更に好ましくは3×104~1×105である。
[式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位]
式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位(以下、各々、単に「構成単位(1a)」、「構成単位(1b)」と言うことがある。)は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは式(1a)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位であり、より好ましくは式(1a)で表される化合物から水素原子を1~2個取り除いた基からなる構成単位であり、更に好ましくは式(1a)で表される化合物から水素原子を2個取り除いた基からなる構成単位である。
式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは環A、環B又はR'から水素原子を1個以上取り除いた基であり、より好ましくはR'から水素原子を1個以上取り除いた基であり、更に好ましくはR'から水素原子を1~2個取り除いた基であり、特に好ましくはR'から水素原子を2個取り除いた基である。
環A及び環Bは、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは芳香族炭化水素環又は複素環であり、より好ましくは芳香族炭化水素環である。
環Aで表される芳香族炭化水素環としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはフェナントレン環、ベンゾナフタレン環、ベンゼン環又はナフタレン環であり、より好ましくはベンゼン環又はナフタレン環であり、更に好ましくはベンゼン環であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
環Aで表される芳香族炭化水素環が有していてもよい置換基としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアリール基、アルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくはアルキル基である。
環Bで表される芳香族炭化水素環としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環又はフルオレン環であり、より好ましくはベンゼン環又はナフタレン環であり、更に好ましくはベンゼン環であり、これらは置換基を有していてもよい。
環Bで表される芳香族炭化水素環が有していてもよい置換基としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアリール基、アルキル基又はシクロアルキル基であり、より好ましくはアルキル基である。置換基(特にアルキル基)が複数存在する場合、それらが結合して環を形成していてもよい。
1は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは水素原子、アルキル基又はアリール基であり、より好ましくは水素原子又はアリール基であり、更に好ましくは水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
2は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは水素原子、アルキル基又はアリール基であり、より好ましくは水素原子又はアルキル基であり、更に好ましくは水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Lは、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは単結合、アルキレン基又はアリーレン基であり、より好ましくは単結合又はアリーレン基であり、更に好ましくは単結合であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Lで表されるアリール基が有していてもよい置換基としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアリール基、アルキル基又はシクロアルキル基である。
R'は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
R'で表されるアリール基としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントラセニル基、2-アントラセニル基、9-アントラセニル基、2-フルオレニル基、3-フルオレニル基、4-フルオレニル基、2-フェニルフェニル基、3-フェニルフェニル基又は4-フェニルフェニル基であり、より好ましくはフェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基又は2-フルオレニル基であり、更に好ましくはフェニル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
R'で表されるアリール基が有していてもよい置換基としては、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくはアリール基、アルキル基又はシクロアルキル基である。
Qは、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、単結合であることが好ましい。
構成単位(1a)及び構成単位(1b)においては、例えば、L-Q-R'とR1とが互いに異なるときに、幾何異性体を生じ得る。高分子化合物は、構成単位(1a)及び構成単位(1b)として、同一の幾何異性体を有する構成単位のみを有していてもよく、互いに異なる幾何異性体を有する複数の構成単位を有していてもよい。幾何異性体としては、例えば、シス/トランス異性体及びE/Z異性体が挙げられる。
本発明の高分子化合物において、構成単位(1a)及び構成単位(1b)の合計量は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、高分子化合物に含まれる全構成単位の合計量に対して、好ましくは0.01~30モル%であり、より好ましくは0.1~15モル%であり、更に好ましくは0.5~5モル%であり、特に好ましくは0.7~2.5モル%である。
構成単位(1a)としては、例えば、以下の表中の式(1a-1)~式(1a-14)で表される構成単位が挙げられる。なお、表中の*は結合位置を表し、Jは構成単位の結合手(即ち、式(1a)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位の結合手)を表す。
Figure 0007354557000018
Figure 0007354557000019
構成単位(1b)としては、例えば、以下の表中の式(1b-1)~式(1b-14)で表される構成単位が挙げられる。なお、表中の*は結合位置を表し、Jは構成単位の結合手(即ち、式(1b)で表される化合物から水素原子を1個以上取り除いた基からなる構成単位の結合手)を表す。
Figure 0007354557000020
Figure 0007354557000021
構成単位(1a)及び構成単位(1b)は、各々、本発明の高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
[その他の構成単位]
本発明の高分子化合物は、正孔輸送性が優れるので、更に、式(X)で表される構成単位を含むことが好ましい。
1は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
2は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
X1~RX3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1及びArX3で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)又は式(A-9)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1及びArX3で表される2価の複素環基は、より好ましくは式(AA-1)、式(AA-2)又は式(AA-7)~式(AA-26)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX1及びArX3は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX2及びArX4で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)~式(A-11)又は式(A-19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2及びArX4で表される2価の複素環基のより好ましい範囲は、ArX1及びArX3で表される2価の複素環基のより好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4で表されるアリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、ArX1及びArX3で表されるアリーレン基及び2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同じである。
ArX2及びArX4で表されるアリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、例えば、下記式で表される基が挙げられ、これらは置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000022
[式中、RXXは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
XXは、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArX2及びArX4は、好ましくは置換基を有していてもよいアリーレン基である。
ArX1~ArX4及びRX1~RX3で表される基が有してもよい置換基としては、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(X)で表される構成単位としては、好ましくは式(X-1)~式(X-7)で表される構成単位であり、より好ましくは式(X-3)~式(X-7)で表される構成単位であり、更に好ましくは式(X-3)~式(X-6)で表される構成単位である。
Figure 0007354557000023
Figure 0007354557000024
Figure 0007354557000025
Figure 0007354557000026
[式中、RX4及びRX5は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、1価の複素環基又はシアノ基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRX4は、同一でも異なっていてもよい。複数存在するRX5は、同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に結合するRX5同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
式(X)で表される構成単位は、正孔輸送性が優れるので、本発明の高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.1~50モル%であり、より好ましくは0.5~30モル%であり、更に好ましくは1~10モル%である。
式(X)で表される構成単位としては、例えば、式(X1-1)~(X1-19)で表される構成単位が挙げられ、好ましくは式(X1-6)~(X1-14)で表される構成単位である。
Figure 0007354557000027
Figure 0007354557000028
Figure 0007354557000029
Figure 0007354557000030
Figure 0007354557000031
Figure 0007354557000032
Figure 0007354557000033
Figure 0007354557000034
本発明の高分子化合物において、式(X)で表される構成単位は、1種のみ含まれていても、2種以上含まれていてもよい。
本発明の高分子化合物は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、更に、式(1a)又は式(1b)で表される化合物から水素原子を1個取り除いた基からなる構成単位とは異なる、式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
本発明の高分子化合物は、本発明の発光素子の発光効率が優れるので、更に、式(X)で表される構成単位及び式(Y)で表される構成単位を含むことが好ましい。
ArY1で表されるアリーレン基は、より好ましくは式(A-1)、式(A-6)、式(A-7)、式(A-9)~式(A-11)、式(A-13)又は式(A-19)で表される基であり、更に好ましくは式(A-1)、式(A-7)、式(A-9)又は式(A-19)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表される2価の複素環基は、より好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-13)、式(AA-15)、式(AA-18)又は式(AA-20)で表される基であり、更に好ましくは式(AA-4)、式(AA-10)、式(AA-18)又は式(AA-20)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArY1で表されるアリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基における、アリーレン基及び2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲は、それぞれ、前述のArY1で表されるアリーレン基及び2価の複素環基のより好ましい範囲、更に好ましい範囲と同様である。
ArY1で表されるアリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基としては、式(X)のArX2及びArX4で表されるアリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基と同様のものが挙げられる。
ArY1で表される基が有してもよい置換基は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は更に置換基を有していてもよい。
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-1)~式(Y-7)で表される構成単位が挙げられ、本発明の発光素子の輝度寿命が優れるので、好ましくは式(Y-1)又は式(Y-2)で表される構成単位である。
Figure 0007354557000035
[式中、
Y1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1は、同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に結合するRY1同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。
Y4は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Y1は、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくは水素原子であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y4は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくは後述の式(D-A)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000036
[式中、
Y1は前記と同じ意味を表す。
Y1は、-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基を表す。RY2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよく、RY2同士は互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
Y2は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、-C(RY2)2-で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基若しくはシクロアルキル基、双方がアリール基、双方が1価の複素環基、又は、一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基若しくは1価の複素環基であり、より好ましくは双方がアルキル基、又は、双方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。2個存在するRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、-C(RY2)2-で表される基としては、好ましくは式(Y-A1)~式(Y-A5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-A4)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000037
Y1において、-C(RY2)=C(RY2)-で表される基中の2個のRY2の組み合わせは、好ましくは双方がアルキル基若しくはシクロアルキル基、又は、一方がアルキル基若しくはシクロアルキル基で他方がアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Y1において、-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基中の4個のRY2は、好ましくは置換基を有していてもよいアルキル基又はシクロアルキル基である。複数あるRY2は互いに結合して、それぞれが結合する原子と共に環を形成していてもよく、RY2が環を形成する場合、-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基は、好ましくは式(Y-B1)~式(Y-B5)で表される基であり、より好ましくは式(Y-B3)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000038
[式中、RY2は前記と同じ意味を表す。]
Figure 0007354557000039
[式中、
Y1は前記と同じ意味を表す。
Y3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
Y3は、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基であり、より好ましくはアリール基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000040
[式中、RY1は前記と同じ意味を表す。]
式(Y-5)で表される構成単位は、好ましくは、式(Y-5')で表される構成単位である。
Figure 0007354557000041
[式中、RY11は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY11は、同一でも異なっていてもよい。]
Y11は、好ましくは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基であり、より好ましくは、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000042
[式中、RY1及びRY4は前記を同じ意味を表す。]
式(Y)で表される構成単位としては、例えば、式(Y-11)~式(Y-56)で表される構成単位が挙げられる。
Figure 0007354557000043
Figure 0007354557000044
Figure 0007354557000045
Figure 0007354557000046
Figure 0007354557000047
Figure 0007354557000048
Figure 0007354557000049
Figure 0007354557000050
Figure 0007354557000051
Figure 0007354557000052
Figure 0007354557000053
Figure 0007354557000054
Figure 0007354557000055
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1がアリーレン基である構成単位は、本発明の発光素子の輝度寿命がより優れるので、本発明の高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは30~98モル%であり、より好ましくは50~95モル%である。
式(Y)で表される構成単位であって、ArY1が2価の複素環基、又は、アリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基である構成単位は、本発明の発光素子の電荷輸送性が優れるので、高分子化合物に含まれる構成単位の合計量に対して、好ましくは0.5~30モル%であり、より好ましくは1.5~15モル%である。
式(Y)で表される構成単位は、高分子化合物中に、1種のみ含まれていてもよく、2種以上含まれていてもよい。
本発明の高分子化合物としては、例えば、表5に示す高分子化合物Poly-1~Poly-4が挙げられる。ここで、「その他の構成単位」とは、構成単位(1a)、構成単位(1b)、式(X)又は式(Y)で表される構成単位以外の構成単位を意味する。
Figure 0007354557000056

[表中、p、q、r及びsは、各構成単位のモル比率を表す。p+q+r+s=100であり、かつ、70≦p+q+r≦100である。]
高分子化合物Poly-1~Poly-4における、構成単位(1a)、構成単位(1b)、式(X)又は式(Y)で表される構成単位の例及び好ましい範囲は、上述のとおりである。
本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性や輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。この末端基としては、主鎖と共役結合している基が好ましく、炭素-炭素結合を介してアリール基又は1価の複素環基と結合している基が挙げられる。
本発明の高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよいが、複数種の原料モノマーを共重合してなる共重合体であることが好ましい。
<高分子化合物の製造方法>
次に、本発明の高分子化合物の製造方法について説明する。
本発明の高分子化合物は、如何なる方法で製造してもよいが、例えば、前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物における1個以上の水素原子(特には、R'で表される基における2個の水素原子)が、ハロゲン原子、-B(OH)2で表される基又はホウ酸エステル残基で置換された化合物を用いて製造することができる。ここでは、その一例を説明すると、本発明の高分子化合物は、例えば、式(M-1)で表される化合物及び/又は式(M-2)で表される化合物と、式(M-3)で表される化合物及び/又は式(M-4)で表される化合物を縮合重合させることにより製造することができる。また、本発明のその他の高分子化合物についても、同様に製造することができる。本明細書において、本発明の高分子化合物の製造に使用される化合物を総称して、「原料モノマー」ということがある。
ここで、式(M-1)~式(M-4)で表される化合物は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
Figure 0007354557000057
Figure 0007354557000058
[式中、
環A、環B、R1、R2、L、Q、波線、a1、a2、ArX1~ArX4、RX1~RX3及びArY1は、前記と同じ意味を表す。
R''は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基として、ZC1とZC2、又は、ZC3とZC4を有する。
C1~ZC8は、それぞれ独立に、置換基A群及び置換基B群からなる群から選ばれる基を表す。]
R''の好ましい範囲は、R'の好ましい範囲と同じである。
例えば、ZC1、ZC2、ZC3及びZC4が置換基A群から選ばれる基である場合、ZC5、ZC6、ZC7及びZC8は、置換基B群から選ばれる基を選択する。
例えば、ZC1、ZC2、ZC3及びZC4が置換基B群から選ばれる基である場合、ZC5、ZC6、ZC7及びZC8は、置換基A群から選ばれる基を選択する。
<置換基A群>
塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、-O-S(=O)2C1(式中、RC1は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。)で表される基。
<置換基B群>
ホウ酸エステル残基(即ち、-B(ORC2)2(式中、RC2は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC2は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合する酸素原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基);
-BF3Q'(式中、Q'は、Li、Na、K、Rb又はCsを表す。)で表される基;
-MgY'(式中、Y'は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;
-ZnY''(式中、Y''は、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子を表す。)で表される基;及び、
-Sn(RC3)3(式中、RC3は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRC3は同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合するスズ原子とともに環構造を形成していてもよい。)で表される基。
-B(ORC2)2で表される基としては、下記式で表される基が例示される。
Figure 0007354557000059
置換基A群から選ばれる基を有する化合物と置換基B群から選ばれる基を有する化合物とは、公知のカップリング反応により縮合重合して、置換基A群から選ばれる基及び置換基B群から選ばれる基と結合する炭素原子同士が結合する。そのため、置換基A群から選ばれる基を2個有する化合物と、置換基B群から選ばれる基を2個有する化合物を公知のカップリング反応に供すれば、縮合重合により、これらの化合物の縮合重合体を得ることができる。
縮合重合は、通常、触媒、塩基及び溶媒の存在下で行われるが、必要に応じて、相間移動触媒を共存させて行ってもよい。
触媒としては、例えば、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、ビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)、酢酸パラジウム等のパラジウム錯体、テトラキス(トリフェニルホスフィン)ニッケル(0)、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン)ニッケル(II)ジクロリド、ビス(1,4-シクロオクタジエン)ニッケル(0)等のニッケル錯体等の遷移金属錯体;これらの遷移金属錯体が、更にトリフェニルホスフィン、トリ(o-トリル)ホスフィン、 トリ(tert-ブチル)ホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン、ビピリジル等の配位子を有する錯体が挙げられる。触媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
触媒の使用量は、原料モノマーのモル数の合計に対する遷移金属の量として、通常、0.00001~3モル当量である。
塩基及び相間移動触媒としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、リン酸三カリウム等の無機塩基;フッ化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の有機塩基;塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム等の相間移動触媒が挙げられる。塩基及び相間移動触媒は、それぞれ、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
塩基及び相間移動触媒の使用量は、それぞれ、原料モノマーの合計モル数に対して、通常0.001~100モル当量である。
溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド等の有機溶媒、水が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
溶媒の使用量は、通常、原料モノマーの合計100質量部に対して、10~100000質量部である。
縮合重合の反応温度は、通常-100~200℃である。縮合重合の反応時間は、通常1時間以上である。
重合反応の後処理は、公知の方法、例えば、分液により水溶性不純物を除去する方法、メタノール等の低級アルコールに重合反応後の反応液を加えて、析出させた沈殿を濾過した後、乾燥させる方法等を単独、又は組み合わせて行う。高分子化合物の純度が低い場合、例えば、晶析、再沈殿、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製することができる。
式(M-1)で表される化合物は、例えば、式(M-1-a)で表される化合物を塩基と反応させた後、その反応液と塩化トリアルキルシランとを反応させることにより、式(M-1-b)で表される化合物を製造する工程(第1工程)と、式(M-1-b)で表される化合物を塩基と反応させた後、その反応液と式(M-1-c)で表される化合物とを反応させることにより、式(M-1)で表される化合物を製造する工程(第2工程)とにより製造することができる。なお、式(M-2)で表される化合物も、同様にして、製造することができる。ここで、式(M-1-a)~式(M-1-c)で表される化合物、塩基及び塩化トリアルキルシランは、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
Figure 0007354557000060
[式中、
環A、環B、R1、R2、L、Q、R''、ZC1及びZC2は、前記と同じ意味を表す。
Siは、置換基を有していてもよいアルキル基を表し、3つあるRSiは、同一でも異なっていてもよい。]
3つあるRSiは、原料の入手が容易であるので、同一であることが好ましい。また、RSiで表されるアルキル基は、式(M-1)で表される化合物の収率が優れるので、ブチル基、プロピル基、エチル基、メチル基であることが好ましい。
第1工程及び第2工程は、通常、溶媒中で行う。溶媒としては、例えば、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサン、シクロペンチルメチルエーテル、ジグライム等のエーテル系溶媒;ヘキサン、デカリン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素系溶媒が挙げられる。
第1工程において、塩基及び塩化トリアルキルシランの使用量は、各々、式(M-1-a)で表される化合物のモル数に対して、通常、0.1~10モル当量である。
第2工程において、塩基及び式(M-1-c)で表される化合物の使用量は、各々、式(M-1-b)で表される化合物のモル数に対して、通常、0.1~10モル当量である。
第1工程及び第2工程の反応時間は、各々、通常、0.5~50時間であり、反応温度は、通常、反応系に存在する溶媒の融点から沸点の間である。
第1工程及び第2工程で使用できる塩基としては、例えば、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、tert-ブチルリチウム、水素化ナトリウム、リチウムジイソプロピルアミド、水素化ジイソブチルアルミニウム、tert-ブトキシカリウム等が挙げられる。
第1工程における塩化トリアルキルシラン及び式(M-1-a)で表される化合物、並びに、第2工程における式(M-1-c)で表される化合物は、市販の試薬を使用してもよいし、別途、合成したものを使用してもよい。
<組成物>
本発明の組成物は、本発明の高分子化合物と、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する。ここで、これらの材料は、本発明の高分子化合物とは異なる。
本発明の高分子化合物及び溶媒を含有する組成物(以下、「インク」ということがある。)は、インクジェットプリント法、ノズルプリント法等の印刷法を用いた発光素子の作製に好適である。
インクの粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェットプリント法等の溶液が吐出装置を経由する印刷法に適用する場合には、吐出時の目づまりと飛行曲がりを防止するために、好ましくは25℃において1~20mPa・sである。
インクに含まれる溶媒は、該インク中の固形分を溶解又は均一に分散できる溶媒が好ましい。溶媒としては、例えば、1,2-ジクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタン、クロロベンゼン、o-ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、アニソール、4-メチルアニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、n-ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、n-ドデカン、ビシクロヘキシル等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、グリセリン、1,2-ヘキサンジオール等の多価アルコール系溶媒;イソプロピルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
インクにおいて、溶媒の配合量は、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、1000~100000質量部であり、好ましくは2000~20000質量部である。
[正孔輸送材料]
正孔輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類され、高分子化合物が好ましく、架橋基を有する高分子化合物がより好ましい。
高分子化合物としては、例えば、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体;側鎖又は主鎖に芳香族アミン構造を有するポリアリーレン及びその誘導体が挙げられる。高分子化合物は、電子受容性部位が結合された化合物でもよい。電子受容性部位としては、例えば、フラーレン、テトラフルオロテトラシアノキノジメタン、テトラシアノエチレン、トリニトロフルオレノン等が挙げられ、好ましくはフラーレンである。
本発明の組成物において、正孔輸送材料の配合量は、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、1~400質量部であり、好ましくは5~150質量部である。正孔輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[電子輸送材料]
電子輸送材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。電子輸送材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、8-ヒドロキシキノリンを配位子とする金属錯体、オキサジアゾール、アントラキノジメタン、ベンゾキノン、ナフトキノン、アントラキノン、テトラシアノアントラキノジメタン、フルオレノン、ジフェニルジシアノエチレン、及び、ジフェノキノン、並びに、これらの誘導体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリフェニレン、ポリフルオレン、及び、これらの誘導体が挙げられる。高分子化合物は、金属でドープされていてもよい。
本発明の組成物において、電子輸送材料の配合量は、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、1~400質量部であり、好ましくは5~150質量部である。電子輸送材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[正孔注入材料及び電子注入材料]
正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。正孔注入材料及び電子注入材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン;カーボン;モリブデン、タングステン等の金属酸化物;フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化セシウム、フッ化カリウム等の金属フッ化物が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン、ポリキノリン、及び、ポリキノキサリン、並びに、これらの誘導体;芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子が挙げられる。
本発明の組成物において、正孔注入材料及び電子注入材料の配合量は、各々、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、1~400質量部であり、好ましくは5~150質量部である。正孔注入材料及び電子注入材料は、各々、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[イオンドープ]
正孔注入材料又は電子注入材料が導電性高分子を含む場合、導電性高分子の電気伝導度は、好ましくは、1×10-5S/cm~1×103S/cmである。導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、導電性高分子に適量のイオンをドープすることができる。
ドープするイオンの種類は、正孔注入材料であればアニオン、電子注入材料であればカチオンである。アニオンとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオンが挙げられる。カチオンとしては、例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンが挙げられる。ドープするイオンは、一種のみでも二種以上でもよい。
[発光材料]
発光材料は、低分子化合物と高分子化合物とに分類される。発光材料は、架橋基を有していてもよい。
低分子化合物としては、例えば、ナフタレン及びその誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、並びに、イリジウム、白金又はユーロピウムを中心金属とする三重項発光錯体が挙げられる。
高分子化合物としては、例えば、フェニレン基、ナフタレンジイル基、フルオレンジイル基、フェナントレンジイル基、ジヒドロフェナントレンジイル基、式(X)で表される基、カルバゾールジイル基、フェノキサジンジイル基、フェノチアジンジイル基、アントラセンジイル基、ピレンジイル基等を含む高分子化合物が挙げられる。
発光材料は、低分子化合物及び高分子化合物を含んでいてもよく、好ましくは、三重項発光錯体及び高分子化合物を含む。
三重項発光錯体としては、式Ir-1~式Ir-5で表される金属錯体等のイリジウム錯体が好ましい。
Figure 0007354557000061
Figure 0007354557000062
Figure 0007354557000063
[式中、
D1~RD8、RD11~RD20、RD21~RD26及びRD31~RD37は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基又はハロゲン原子を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RD1~RD8、RD11~RD20、RD21~RD26及びRD31~RD37が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
-AD1---AD2-は、アニオン性の2座配位子を表し、AD1及びAD2は、それぞれ独立に、イリジウム原子と結合する炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。-AD1---AD2-が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
D1は、1、2又は3を表し、nD2は、1又は2を表す。]
式Ir-1で表される金属錯体において、RD1~RD8の少なくとも1つは、好ましくは、式(D-A)で表される基である。
式Ir-2で表される金属錯体において、好ましくはRD11~RD20の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-3で表される金属錯体において、好ましくはRD1~RD8及びRD11~RD20の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-4で表される金属錯体において、好ましくはR21~RD26の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
式Ir-5で表される金属錯体において、好ましくはRD31~RD37の少なくとも1つは式(D-A)で表される基である。
Figure 0007354557000064
[式中、
DA1~mDA3は、それぞれ独立に、0以上の整数を表す。
DAは、窒素原子、芳香族炭化水素基又は複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1~ArDA3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArDA1~ArDA3が複数ある場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
DAは、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数あるTDAは、同一でも異なっていてもよい。]
DA1~mDA3は、通常10以下の整数であり、好ましくは5以下の整数であり、より好ましくは0又は1である。mDA1~mDA3は、同一の整数であることが好ましい。
DAは、好ましくは式(GDA-11)~式(GDA-15)で表される基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
Figure 0007354557000065
[式中、
*、**及び***は、各々、ArDA1、ArDA2及びArDA3との結合を表す。
DAは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は更に置換基を有していてもよい。RDAが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DAは、好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基又はシクロアルコキシ基であり、より好ましくは水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基であり、これらの基は置換基を有していてもよい。
ArDA1~ArDA3は、好ましくは式(ArDA-1)~式(ArDA-3)で表される基である。
Figure 0007354557000066
[式中、
DAは前記と同じ意味を表す。
DBは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RDBが複数ある場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
DAは、好ましくは式(TDA-1)~式(TDA-3)で表される基である。
Figure 0007354557000067
[式中、RDA及びRDBは前記と同じ意味を表す。]
式(D-A)で表される基は、好ましくは式(D-A1)~式(D-A3)で表される基である。
Figure 0007354557000068
[式中、
p1~Rp3は、それぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基又はハロゲン原子を表す。Rp1及びRp2が複数ある場合、それらはそれぞれ同一であっても異なっていてもよい。
np1は、0~5の整数を表し、np2は0~3の整数を表し、np3は0又は1を表す。複数あるnp1は、同一でも異なっていてもよい。]
np1は、好ましくは0~3の整数であり、より好ましくは1~3の整数であり、更に好ましくは1である。np2は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。np3は好ましくは0である。
p1~Rp3は、好ましくはアルキル基又はシクロアルキル基である。
-AD1---AD2-で表されるアニオン性の2座配位子としては、例えば、下記式で表される配位子が挙げられる。
Figure 0007354557000069
[式中、*は、Irと結合する部位を表す。]
式Ir-1で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-11~Ir-13で表される金属錯体である。式Ir-2で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-21で表される金属錯体である。式Ir-3で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-31~Ir-33で表される金属錯体である。式Ir-4で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-41~Ir-43で表される金属錯体である。式Ir-5で表される金属錯体としては、好ましくは式Ir-51~Ir-53で表される金属錯体である。
Figure 0007354557000070
Figure 0007354557000071
[式中、
D2は、1又は2を表す。
Dは、式(D-A)で表される基を表す。複数存在するDは、同一でも異なっていてもよい。
DCは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRDCは、同一でも異なっていてもよい。
DDは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRDDは、同一でも異なっていてもよい。]
三重項発光錯体としては、例えば、下記式で表される金属錯体が挙げられる。
Figure 0007354557000072
Figure 0007354557000073
Figure 0007354557000074
Figure 0007354557000075
Figure 0007354557000076
本発明の組成物において、発光材料の含有量は、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、0.1~400質量部である。発光材料は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
[酸化防止剤]
酸化防止剤は、本発明の高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光及び電荷輸送を阻害しない化合物であればよく、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤が挙げられる。
本発明の組成物において、酸化防止剤の配合量は、本発明の高分子化合物100質量部に対して、通常、0.001~10質量部である。酸化防止剤は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
<発光素子>
本発明の発光素子は、本発明の高分子化合物を含有する発光素子である。
本発明の発光素子の構成としては、例えば、陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた本発明の高分子化合物を含有する層とを有する。
[層構成]
本発明の高分子化合物を含有する層は、通常、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層の1種以上の層であり、好ましくは発光層である。これらの層は、各々、発光材料、正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料を含有する。
発光素子は、陽極と陰極の間に発光層を有する。本発明の発光素子は、正孔注入性及び正孔輸送性の観点からは、陽極と発光層との間に、正孔注入層及び正孔輸送層の少なくとも1層を有することが好ましく、電子注入性及び電子輸送性の観点からは、陰極と発光層の間に、電子注入層及び電子輸送層の少なくとも1層を有することが好ましい。
正孔輸送層、電子輸送層、発光層、正孔注入層、及び、電子注入層の材料としては、本発明の高分子化合物の他、各々、上述した正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、正孔注入材料、及び、電子注入材料が挙げられる。
正孔輸送層の材料、電子輸送層の材料、及び、発光層の材料は、発光素子の作製において、各々、正孔輸送層、電子輸送層、及び、発光層に隣接する層の形成時に使用される溶媒に溶解する場合、該溶媒に該材料が溶解することを回避するために、該材料が架橋基を有することが好ましい。架橋基を有する材料を用いて各層を形成した後、該架橋基を架橋させることにより、該層を不溶化させることができる。
本発明の発光素子において、発光層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等の各層の形成方法としては、低分子化合物を用いる場合、例えば、粉末からの真空蒸着法、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられ、高分子化合物を用いる場合、例えば、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が挙げられる。
積層する層の順番、数、及び、厚さは、発光効率及び素子寿命を勘案して調整すればよい。
[基板/電極]
発光素子における基板は、電極を形成することができ、かつ、有機層を形成する際に化学的に変化しない基板であればよく、例えば、ガラス、プラスチック、シリコン等の材料からなる基板である。不透明な基板の場合には、基板から最も遠くにある電極が透明又は半透明であることが好ましい。
陽極の材料としては、例えば、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられ、好ましくは、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ;インジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等の導電性化合物;銀とパラジウムと銅との複合体(APC);NESA、金、白金、銀、銅である。
陰極の材料としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、亜鉛、インジウム等の金属;それらのうち2種以上の合金;それらのうち1種以上と、銀、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金;並びに、グラファイト及びグラファイト層間化合物が挙げられる。合金としては、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、マグネシウム-アルミニウム合金、インジウム-銀合金、リチウム-アルミニウム合金、リチウム-マグネシウム合金、リチウム-インジウム合金、カルシウム-アルミニウム合金が挙げられる。
陽極及び陰極は、各々、2層以上の積層構造としてもよい。
[用途]
本発明の発光素子を用いて、例えば、面状、パターン状の発光を得ることができる。パターン状の発光を用いた表示装置としては、例えば、セグメントタイプ、ドットマトリックスタイプの表示装置が挙げられる。本発明の発光素子は、例えば、表示装置として、コンピュータ、テレビ、携帯端末等のディスプレイに用いることができるほか、照明等にも用いることができる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例において、高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及びポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、移動層にテトラヒドロフランを用い、下記のサイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)により求めた。なお、SECの各測定条件は、次のとおりである。
測定する高分子化合物を約0.05質量%の濃度でテトラヒドロフランに溶解させ、SECに10μL注入した。移動相は、1.0mL/分の流量で流した。カラムとして、PLgel MIXED-B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器にはUV-VIS検出器(東ソー製、商品名:UV-8320GPC)を用いた。
LC-MSは、下記の方法で測定した。
測定試料を約2mg/mLの濃度になるようにクロロホルム又はテトラヒドロフランに溶解させ、LC-MS(Agilent製、商品名:1100LCMSD)に約1μL注入した。LC-MSの移動相には、アセトニトリル及びテトラヒドロフランの比率を変化させながら用い、0.2mL/分の流量で流した。カラムは、L-column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:2.1mm、長さ:100mm、粒径3μm)を用いた。
TLC-MSは、下記の方法で測定した。
測定試料をトルエン、テトラヒドロフラン又はクロロホルムのいずれかの溶媒に任意の濃度で溶解させ、DART用TLCプレート(テクノアプリケーションズ社製、商品名:YSK5-100)上に塗布し、TLC-MS(日本電子社製、商品名:JMS-T100TD(The AccuTOF TLC))を用いて測定した。測定時のヘリウムガス温度は、200~400℃の範囲で調節した。
NMRは、下記の方法で測定した。
5~10mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム(CDCl3)、重テトラヒドロフラン、重ジメチルスルホキシド、重アセトン、重N,N-ジメチルホルムアミド、重トルエン、重メタノール、重エタノール、重2-プロパノール又は重塩化メチレンに溶解させ、NMR装置(Agilent製、商品名:INOVA300又はMERCURY 400VX)を用いて測定した。
化合物の純度の指標として、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)面積百分率の値を用いた。この値は、特に記載がない限り、HPLC(島津製作所製、商品名:LC-20A)でのUV=254nmにおける値とする。この際、測定する化合物は、0.01~0.2質量%の濃度になるようにテトラヒドロフラン又はクロロホルムに溶解させ、濃度に応じてHPLCに1~10μL注入した。HPLCの移動相には、アセトニトリル/テトラヒドロフランの比率を100/0~0/100(容積比)まで変化させながら用い、1.0mL/分の流量で流した。カラムは、Kaseisorb LC ODS 2000(東京化成工業製)又は同等の性能を有するODSカラムを用いた。検出器には、フォトダイオードアレイ検出器(島津製作所製、商品名:SPD-M20A)を用いた。
<実施例1> 化合物M1の合成
Figure 0007354557000077
(化合物M1bの合成)
撹拌子を備えた30mLの二口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M1a(1.0g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、10mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、3.1mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下し、0~5℃で1時間撹拌し、スラリーAを得た。その後、スラリーAを室温まで昇温した。
別途、撹拌子を備えた50mLの三つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、クロロトリメチルシラン(0.70mL)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、5.0mL)を加え、撹拌しながら5~10℃に冷却し、反応混合物を得た。
その後、そこへ、スラリーAを反応混合物の温度を5~10℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に2時間撹拌した。その後、そこへ、イオン交換水(5.0mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮し、油状物を得た。得られた油状物を、n-ヘプタンを用いた晶析を行うことにより、化合物M1b(0.46g)を白色固体として得た。化合物M1bのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
LC-MS(ESI negative):m/z= 287[M-H]-
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.01-7.97(m,2H),7.91-7.88(m,2H),7.81(d,1H),7.58(d,1H),7.49(dt,1H),7.43(dt,1H),7.36(dt,1H),7.29(dt,1H),4.50(s,1H),-0.22(s,9H).
(化合物M1の合成)
撹拌子を備えた50mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M1b(0.46g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、9.2mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、0.94mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下し、0~5℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、化合物M1c(0.43g)のシクロペンチルメチルエーテル(2.3mL)溶液を、反応混合物の温度を0~10℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に3時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(10mL)及びイオン交換水(5.0mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮し、固体を得た。得られた固体にトルエンを加え、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物を、トルエン及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析を行うことにより、化合物M1(0.53g)を橙色固体として得た。化合物M1のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。1H-NMRにより、化合物M1はE/Z異性体混合物であることが判明した。
LC-MS(APPI positive):m/z= 460[M]+
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.53(d,1H),8.17(s,1H),7.93-7.67(m,6H),7.60-7.55(m,1H),7.47-7.43(m,1H),7.37-7.29(m,2H),7.23-7.15(m,1H),7.08-7.01(m,1H).
<実施例2> 化合物M2の合成
Figure 0007354557000078
(化合物M2bの合成)
撹拌子を備えた30mLの二口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M2a(1.2g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、12mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、3.7mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下し、0~5℃で1時間撹拌し、スラリーBを得た。その後、スラリーBを室温まで昇温した。
別途、撹拌子を備えた50mLの三つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、クロロトリメチルシラン(0.84mL)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、6.0mL)を加え、撹拌しながら5~10℃に冷却し、反応混合物を得た。
その後、そこへ、スラリーBを反応混合物の温度を5~10℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に3時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(6.0mL)及びイオン交換水(6.0mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮し、固体を得た。得られた固体を、トルエン及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析を行うことにより、化合物M2b(1.2g)をごく薄い桃白色固体として得た。化合物M2bのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.27(s,1H),7.99-7.84(m,4H),7.53-7.50(m,1H),7.45-7.41(m,2H),7.39-7.31(m,2H),4.01(s,1H),-0.06(s,9H).
(化合物M2の合成)
撹拌子を備えた100mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M2b(1.0g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、25mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、2.1mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下し、0~5℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、化合物M1c(0.93g)のシクロペンチルメチルエーテル(5.0mL)溶液を、反応混合物の温度を0~10℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に3時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(15mL)及びイオン交換水(10mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた固体にトルエンを加え、シリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物を、トルエン及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析を行い、次いで、メタノール及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた逆相クロマトグラフィー(充填剤:ワコーゲル 15C18)により精製した後、溶媒を減圧留去することにより、化合物M2(0.30g)を黄色固体として得た。化合物M2のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。1H-NMRにより、化合物M2はE/Z異性体混合物であることが判明した。
LC-MS(ESI positive):m/z= 461[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.18-8.10(m,1H),8.09-7.98(m,1H),7.91-7.84(m,3H),7.79-7.70(m,3H),7.64-7.60(m,1H),7.50-7.13(m,5H).
<合成例1> 化合物M3の合成
Figure 0007354557000079
(化合物M3bの合成)
撹拌機を備えた500mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M3a(24g)、化合物B0(32g)、[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(6.5g)、酢酸カリウム(25g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、165mL)を加え、106℃で22時間攪拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、トルエン(165mL)を加え、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエン(170mL)で洗浄し、得られた溶液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、n-ヘプタン、トルエン及び活性炭を加え、室温で1時間攪拌した。得られた混合物を、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮し、油状物を得た。得られた油状物を、ヘキサン及びトルエンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、溶媒を減圧留去することにより、化合物M3b(15g)を緑白色固体として得た。化合物M3bのGC面積百分率値は98.0%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.06(d,1H),7.76-7.73(m,2H),7.42(dt,1H),7.36(dt,1H),7.28(d,1H),2.58(s,3H),1.44(s,12H).
(化合物M3cの合成)
撹拌機を備えた300mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M3b(6.0g)、1-ブロモ-2-クロロベンゼン(4.5g)、トルエン(60mL)、2-ジシクロヘキシルホスフィノ-2',6'-ジメトキシビフェニル(0.38g)、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0) 0.75・ジベンジリデンアセトン付加物(0.24g)及び20質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(49g)を加え、83℃で14時間撹拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却した後、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、n-ヘプタン、トルエン及び活性炭を加え、室温で30分間攪拌した。得られた混合物を、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮することにより、化合物M3c(5.7g)を琥珀色油状物として得た。化合物M3cのGC面積百分率値は96.0%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=7.84(d,1H),7.81(d,1H),7.58-7.55(m,1H),7.44-7.38(m,4H),7.32(dt,1H),7.25-7.22(m,1H),7.19(d,1H),2.17(s,3H).
(化合物M3dの合成)
撹拌子を備えた200mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M3c(4.9g)、1-メチル-2-ピロリドン(超脱水品、58mL)、無水炭酸カリウム(微細粉末、2.9g)、酢酸パラジウム(II)(0.11g)及び1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(0.42g)を加え、143℃で15時間撹拌した。得られた反応混合物にトルエン(58mL)を加え、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエン(120mL)で洗浄した。得られた溶液を、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、トルエン及び活性炭を加え、室温で1時間攪拌した。得られた混合物を、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をトルエン及びエタノールの混合溶媒を用いた晶析を行うことにより、化合物M3d(1.2g)を灰白色固体として得た。化合物M3dのHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.75(d,1H),8.38(d,1H),7.96(d,1H),7.82(d,1H),7.71-7.63(m,3H),7.54-7.46(m,2H),7.32(t,1H),4.02(s,2H).
(化合物M3eの合成)
撹拌子を備えた50mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M3d(1.1g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、11mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、3.6mL)を、反応混合物の温度を5~10℃に維持した状態で撹拌しながら滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に1時間撹拌した。その後、そこへ、クロロトリメチルシラン(0.78mL)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、5.6mL)を、撹拌しながら室温で滴下し、得られた反応混合物を、室温で更に1時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(11mL)及びイオン交換水(11mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、n-ヘプタン、トルエン及び活性炭を加え、室温で30分間攪拌した。得られた混合物を、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた固体を、エタノールを用いた晶析を行うことにより、化合物M3e(0.94g)をごく薄い桃白色固体として得た。化合物M3eのHPLC面積百分率値は97.8%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.80(d,1H),8.45(d,1H),7.96(d,1H),7.80(d,1H),7.69-7.61(m,3H),7.50(dt,1H),7.45(t,1H),7.33(dt,1H),4.08(s,1H),-0.09(s,9H).
(化合物M3の合成)
撹拌子を備えた100mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M3e(0.72g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、22mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6mol/L、1.7mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下し、0~5℃で30分間撹拌した。その後、そこへ、化合物M1c(0.69g)のシクロペンチルメチルエーテル(3.6mL)溶液を、反応混合物の温度を0~10℃に維持した状態で撹拌しながら、滴下した後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に2時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(22mL)及びイオン交換水(10mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物を、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)(日本分析工業株式会社製、JAIGEL-2HH-40とJAIGEL-2.5HH-40)による精製、並びに、トルエン及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析を順次行うことにより、化合物M3(0.3g)を橙色固体として得た。化合物M3のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。1H-NMRにより、化合物M3はE/Z異性体混合物であることが判明した。
LC-MS(ESI positive):m/z= 461[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.69(t,1H),8.30-8.27(m,1H),7.94(d,1H),7.90-7.81(m,2H),7.74-7.69(m,3H),7.66-7.59(m,2H),7.57-7.11(m,4H).
<合成例2> 化合物M4の合成
Figure 0007354557000080
(化合物M4bの合成)
撹拌機を備えた1Lの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M4a(26g)及びジクロロメタン(230mL)を加え、撹拌しながら0~5℃に冷却した。その後、そこへ、内温を0~10℃に保ちながらトリエチルアミン(30mL)を加えた後、次いで、内温を0~10℃に保ちながら無水トリフルオロメタンスルホン酸(32mL)を滴下し、室温に昇温して更に3時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(230mL)を加え、シリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエン(260mL)で洗浄し、得られた溶液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をトルエンに溶解させた後、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮し、油状物を得た。得られた油状物を、ヘキサン及びトルエンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、溶媒を減圧留去することにより、化合物M4b(34g)を淡黄色油状物として得た。化合物M4bのHPLC面積百分率値は98.7%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.31(d,1H),7.93(d,1H),7.88(d,1H),7.71(dt,1H),7.64(dt,1H),7.44(d,1H).
(化合物M4cの合成)
撹拌機を備えた500mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M4b(11.2g)、(3,5,5,8,8-ペンタメチル-5,6,7,8-テトラヒドロナフタレン-2-イル)ボロン酸(9.5g)、臭化リチウム(3.1g)、ビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(II)ジクロリド(0.63g)、1,2-ジメトキシエタン(90mL)、及び15質量%炭酸ナトリウム水溶液(66g)を加え、80℃で4時間撹拌した。得られた反応混合物を室温まで冷却し、そこへトルエン(134mL)、およびイオン交換水を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄した。洗浄した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、シリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエンで洗浄し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、トルエン及びシリカゲルを加え、室温で30分間攪拌した。得られた混合物をろ過し、得られたろ液を減圧濃縮することにより、化合物M4c(13.6g)を淡黄色飴状物として得た。化合物M4cのHPLC面積百分率値は96.3%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.35(d,1H),7.90(d,1H),7.80(d,1H),7.63(t,1H),7.56(t,1H),7.33(d,1H),7.23(s,1H),7.14(s,1H),2.07(s,3H),1.72(s,4H),1.35(s,3H),1.31(s,3H),1.26(s,3H),1.25(s,3H).
(化合物M4dの合成)
撹拌子を備えた300mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M4c(13.0g)、1-メチル-2-ピロリドン(超脱水品、104mL)、無水炭酸カリウム(微細粉末、14.9g)、酢酸パラジウム(II)(0.40g)及び1,3-ビス(2,6-ジイソプロピルフェニル)イミダゾリウムクロリド(1.53g)を加え、153℃で4時間撹拌した。得られた反応混合物にトルエン(156mL)を加え、セライトとシリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエン(78mL)で洗浄した。得られた溶液を、イオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物に、トルエン及びシリカゲルを加え、室温で30分間攪拌した。得られた混合物をろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をヘキサン及びトルエンの混合溶媒を用いたシリカゲルカラムクロマトグラフィーにより精製した後、トルエン、アセトニトリル、及びエタノールの混合溶媒を用いた晶析を行うことにより、化合物M4d(6.1g)を白色固体として得た。化合物M4dのHPLC面積百分率値は99.0%であった。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=7.99(d,1H),7.91-7.83(m,3H),7.75(s,1H),7.57(s,1H),7.51(dt,1H),7.42(dt,1H),4.11(s,2H),1.73(s,4H),1.37(s,6H),1.34(s,6H).
(化合物M4eの合成)
撹拌子を備えた300mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M4d(4.00g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、48mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.55mol/L、8.1mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら滴下し、得られた反応混合物を0~5℃で30分間撹拌した。その後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に2時間撹拌した。その後、そこへ、クロロトリメチルシラン(3.9mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら滴下し、得られた反応混合物を0~5℃で2時間撹拌した。その後、そこへ、イオン交換水(40mL)を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄した。洗浄した有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物を、アセトニトリルを用いて晶析することにより、化合物M4e(4.57g)をごく薄い桃白色固体として得た。化合物M4eのHPLC面積百分率値は98.4%であった。上記の操作を繰り返し行うことにより、合計5.7gのM4eを得た。
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=7.98-7.94(m,2H),7.88(d,1H),7.80(s,1H),7.78(d,1H),
7.49(s,1H),7.46(dt,1H),7.40(dt,1H),4.38(s,1H),1.74(s,4H),1.38-1.37(m,9H),1.32(s,3H),-0.22(s,9H).
(化合物M4の合成)
撹拌子を備えた500mLの四つ口フラスコ内の気体をアルゴンガスで置換した後、化合物M4e(5.50g)及びシクロペンチルメチルエーテル(超脱水品、165mL)を加え、撹拌しながら0℃まで冷却した。その後、そこへ、n-ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.55mol/L、9.1mL)を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら滴下し、0~5℃で30分間撹拌した。その後、得られた反応混合物を室温まで昇温し、更に2時間撹拌した。その後、そこへ、化合物M1c(3.75g)のシクロペンチルメチルエーテル(24mL)溶液を、反応混合物の温度を0~5℃に維持した状態で撹拌しながら滴下し、0~5℃で1時間撹拌した。その後、そこへ、トルエン(110mL)及びイオン交換水を加えた後、得られた有機層をイオン交換水で洗浄し、得られた有機層を無水硫酸マグネシウムで乾燥させた後、ろ過し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物にトルエン及びn-ヘプタンを加え、シリカゲルを用いてろ過し、濾塊をトルエン及びn-ヘプタンの混合溶媒で洗浄し、得られたろ液を減圧濃縮した。得られた濃縮物をトルエン及びアセトニトリルの混合溶媒を用いた晶析により繰り返し精製することで、化合物M4(6.4g)を橙色固体として得た。化合物M4のHPLC面積百分率値は99.5%以上であった。1H-NMRにより、化合物M4はE/Z異性体混合物であることが判明した。
LC-MS(ESI positive):m/z= 571[M+H]+
1H-NMR(CD2Cl2-d2,400MHz):δ(ppm)=8.53-8.08(m,1H),7.91-7.41(m,9H),7.31-7.02(m,2H),1.73-1.61(m,4H),1.36(s,6H),1.32(s,3H),1.07(s,3H).
<合成例3> 化合物M11~M20の合成
化合物M11は、特開2011-174062号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M12は、国際公開第2002/045184号に記載の方法に従って合成した。
化合物M13は、特開2012-144722号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M14は、特開2004-143419号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M15は、特開2010-031259号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M16は、特表2013-538438号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M17は、国際公開第2015/163241号に記載の方法に従って合成した。
化合物M18は、特開2011-174062号公報に記載の方法に従って合成した。
化合物M19は、国際公開第2005/049546号に記載の方法に従って合成した。
化合物M20は、特開2008-106241号公報に記載の方法に従って合成した。
Figure 0007354557000081
Figure 0007354557000082
<合成例4> 高分子化合物P-1の合成
高分子化合物P-1は、化合物M11~化合物M15を用いて、特開2012-144722号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物P-1のMnは8.5×104であり、Mwは2.3×105であった。
高分子化合物P-1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位とが、50:32:10:3:5のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<実施例3> 高分子化合物P-2の合成
(工程1)反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.105g)、化合物M13(1.204g)、化合物M12(0.329g)、化合物M14(0.133g)、化合物M15(0.351g)、化合物M1(0.028g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。
(工程2)その後、そこへ、10質量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(42mL)を滴下し、3.5時間還流させた。
(工程3)その後、そこへ、フェニルボロン酸(295mg)及びジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)を加え、6時間還流させた。
(工程4)得られた反応混合物を冷却した後、イオン交換水で1回、10質量%塩酸水溶液で1回、3質量%アンモニア水で1回、イオン交換水で1回、順次洗浄した。得られた有機層に無水硫酸マグネシウムを加えて攪拌し、得られた混合物をアルミナカラム、シリカゲルカラムの順番に通液することにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌したところ、沈殿が生じた。得られた沈殿物をろ取し、乾燥させることにより、高分子化合物P-2を1.85g得た。高分子化合物P-2のMnは3.2×104であり、Mwは7.1×104であった。
高分子化合物P-2は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M1から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<比較例1> 高分子化合物P-3の合成
実施例3における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.139g)、化合物M13(1.204g)、化合物M12(0.329g)、化合物M14(0.133g)、化合物M15(0.351g)、化合物M16(0.029g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。」とする以外は、実施例3と同様にして、高分子化合物P-3を2.25g得た。高分子化合物P-3のMnは2.9×104であり、Mwは6.7×104であった。
高分子化合物P-3は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M16から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<比較例2> 高分子化合物P-4の合成
実施例3における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.167g)、化合物M13(1.216g)、化合物M12(0.332g)、化合物M14(0.135g)、化合物M15(0.355g)、化合物M17(0.025g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。」とする以外は、実施例3と同様にして、高分子化合物P-4を0.38g得た。高分子化合物P-4のMnは3.2×104であり、Mwは7.4×104であった。
高分子化合物P-4は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M17から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<比較例3> 高分子化合物P-5の合成
実施例3における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.185g)、化合物M13(1.266g)、化合物M12(0.335g)、化合物M14(0.136g)、化合物M15(0.358g)、化合物M3(0.028g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。」とする以外は、実施例3と同様にして、高分子化合物P-5を0.93g得た。高分子化合物P-5のMnは3.4×104であり、Mwは7.4×104であった。
高分子化合物P-5は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M3から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<実施例4> 高分子化合物P-6の合成
実施例3における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.105g)、化合物M13(1.204g)、化合物M12(0.329g)、化合物M14(0.133g)、化合物M15(0.351g)、化合物M2(0.028g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。」とする以外は、実施例3と同様にして、高分子化合物P-6を1.75g得た。高分子化合物P-6のMnは2.9×104であり、Mwは6.6×104であった。
高分子化合物P-6は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M2から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<実施例5> 高分子化合物P-7の合成
実施例3における(工程1)を、「反応容器内を不活性ガス雰囲気とした後、化合物M11(2.105g)、化合物M12(0.329g)、化合物M13(1.204g)、化合物M14(0.133g)、化合物M15(0.351g)、化合物M4(0.034g)、ジクロロビス(トリス-o-メトキシフェニルホスフィン)パラジウム(2.7mg)及びトルエン(60mL)を加え、80℃に加熱した。」とする以外は、実施例3と同様にして、高分子化合物P-7を1.91g得た。高分子化合物P-7のMnは3.0×104であり、Mwは7.0×104であった。
高分子化合物P-7は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M11から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M13から誘導される構成単位と、化合物M14から誘導される構成単位と、化合物M15から誘導される構成単位と、化合物M4から誘導される構成単位とが、50:31:10:3:5:1のモル比で構成されるランダム共重合体(末端ブロック及び非末端ブロックを有さない共重合体)であり、末端基としてフェニル基を有する。
<合成例5> 高分子化合物HTL-1の合成
高分子化合物HTL-1は、化合物M18、化合物M12、化合物M19及び化合物M20を用いて、特開2012-144722号公報に記載の方法に従って合成した。高分子化合物HTL-1のMnは7.8×104であり、Mwは2.6×105であった。
高分子化合物HTL-1は、仕込み原料の量から求めた理論値では、化合物M18から誘導される構成単位と、化合物M12から誘導される構成単位と、化合物M19から誘導される構成単位と、化合物M20から誘導される構成単位とが、50:12.5:30:7.5のモル比で構成されるランダム共重合体であり、末端基としてフェニル基を有する。
<実施例D1> 発光素子D1の作製と評価
(陽極及び正孔注入層の形成)
ガラス基板にスパッタ法により45nmの厚みでITO膜を付けることにより陽極を形成した。該陽極上に、ポリチオフェン・スルホン酸系の正孔注入剤であるAQ-1200(Plectronics社製)をスピンコート法により50nmの厚さで成膜し、大気雰囲気下において、ホットプレート上で170℃、15分間加熱することにより正孔注入層を形成した。
(正孔輸送層の形成)
キシレンに、高分子化合物HTL-1を0.6質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔注入層の上に、スピンコート法により20nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間加熱することにより正孔輸送層を形成した。
(発光層の形成)
キシレンに、高分子化合物P-1及び高分子化合物P-2(高分子化合物P-1/高分子化合物P-2=50質量%/50質量%)を1.2質量%の濃度で溶解させた。得られたキシレン溶液を用いて、正孔輸送層の上に、スピンコート法により60nmの厚さで成膜し、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で150℃、10分加熱することにより発光層を形成した。
(陰極の形成)
発光層を形成した基板を蒸着機内において、1×10-4Pa以下にまで減圧した後、陰極として、発光層の上に、フッ化ナトリウムを約4nm、次いで、フッ化ナトリウム層の上に、アルミニウムを約80nm蒸着した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止することにより、発光素子D1を作製した。
(発光素子の評価)
発光素子D1に電圧を印加することによりEL発光が観測された。初期輝度3000cd/m2で定電流駆動させ、輝度が初期輝度の75%となるまでの時間(以下、「LT75」という。)を測定した。結果を表6に示す。
<比較例CD1~CD4> 発光素子CD1~CD4の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)において、発光層の材料及び組成比を表6に記載のとおりにした以外は、実施例D1と同様にして、発光素子CD1~CD4を作製した。発光素子CD1~CD4の各々に電圧を印加したところ、EL発光が観測された。発光素子CD1~CD4を初期輝度3000cd/m2で定電流駆動させ、LT75を測定した。結果を表6に示す。
Figure 0007354557000083
<実施例D2、比較例CD5~CD6> 発光素子D2、CD5~CD6の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)において、発光層の材料及び組成比を表7に記載のとおりにした以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D2、CD5~CD6を作製した。発光素子D2、CD5~CD6の各々に電圧を印加したところ、EL発光が観測された。発光素子D2、CD5~CD6を初期輝度6000cd/m2で定電流駆動させ、輝度が初期輝度の50%となるまでの時間(以下、「LT50」という。)を測定した。結果を表7に示す。
Figure 0007354557000084
発光素子D1と発光素子CD1~4との比較、及び、発光素子D2と発光素子CD5~6との比較から、本発明の高分子化合物を用いて製造される発光素子の輝度寿命が優れていることが分かる。
<実施例D3、比較例CD7~CD9> 発光素子D3、CD7~CD9の作製と評価
実施例D1の(発光層の形成)において、発光層の材料及び組成比を表8に記載のとおりにした以外は、実施例D1と同様にして、発光素子D3、CD7~CD9を作製した。発光素子D3、CD7~CD9の各々に電圧を印加したところ、EL発光が観測された。発光素子D3、CD7~CD9を初期輝度2000cd/m2で定電流駆動させ、輝度が初期輝度の80%となるまでの時間(以下、「LT80」という。)を測定した。結果を表8に示す。
Figure 0007354557000085
発光素子D3と発光素子CD7~9との比較から、本発明の高分子化合物を用いて製造される発光素子の輝度寿命が優れていることが分かる。

Claims (11)

  1. 式(1a)又は式(1b)で表される化合物におけるR’から水素原子を2個取り除いた基からなる構成単位を有する高分子化合物。
    Figure 0007354557000086
    [式中、
    環A及び環Bは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環を表し、この環は置換基を有していてもよい。前記置換基が複数存在する場合、それらが結合して環を形成していてもよい。
    1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。2つあるR2は、同一でも異なっていてもよい。
    Lは、単結合を表す。
    R'は、アリール基を表し、この基は置換基を有していてもよい。
    Qは、単結合を表す。
    波線は、二重結合に結合するR1及び環Bが、二重結合に対して同じ側であっても、反対側であってもよいことを表す。]
  2. 前記式(1a)で表される化合物におけるR’から水素原子を2個取り除いた基からなる構成単位を有する、請求項に記載の高分子化合物。
  3. 環A及び環Bがベンゼン環である、請求項1又は2に記載の高分子化合物。
  4. 1が水素原子である、請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  5. 更に、式(X)で表される構成単位を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物。
    Figure 0007354557000087
    [式中、
    1及びa2は、それぞれ独立に、0以上2以下の整数を表す。
    ArX1及びArX3は、それぞれ独立に、アリーレン基又は2価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。
    ArX2及びArX4は、それぞれ独立に、アリーレン基、2価の複素環基、又は、アリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。ArX2又はArX4が複数存在する場合、それらは各々同一でも異なっていてもよい。
    X1、RX2及びRX3は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。RX2又はRX3が複数存在する場合、それらは各々同一でも異なっていてもよい。]
  6. 更に、前記式(1a)又は前記式(1b)で表される化合物におけるR’から水素原子を2個取り除いた基からなる構成単位とは異なる、式(Y)で表される構成単位を含む、請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物。
    Figure 0007354557000088
    [式中、ArY1は、アリーレン基、2価の複素環基、又は、アリーレン基と2価の複素環基とが直接結合した2価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。]
  7. 前記式(Y)で表される構成単位が、式(Y-1)又は式(Y-2)で表される構成単位である、請求項に記載の高分子化合物。
    Figure 0007354557000089
    [式中、
    Y1は、-C(RY2)2-、-C(RY2)=C(RY2)-又は-C(RY2)2-C(RY2)2-で表される基を表す。複数存在するRY2は、同一でも異なっていてもよい。
    Y1、RY2及びRY4は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。複数存在するRY1及びRY2は、各々、同一でも異なっていてもよく、隣接する炭素原子に結合するRY1同士、隣接する炭素原子に結合するRY2同士、又は、同一の炭素原子に結合するRY2同士は、互いに結合して、それぞれが結合する炭素原子と共に環を形成していてもよい。]
  8. 前記式(1a)又は式(1b)で表される化合物におけるR’から水素原子を2個取り除いた基からなる構成単位の含有量が、高分子化合物に含まれる全構成単位の含有量に対して、0.01~30モル%である、請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物。
  9. 式(1a)又は式(1b)で表される化合物のR’における2個の水素原子が、ハロゲン原子、-B(OH)2で表される基又はホウ酸エステル残基で置換された化合物。
    Figure 0007354557000090
    [式中、
    環A及び環Bは、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環を表し、この環は置換基を有していてもよい。
    1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は1価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。2つあるR2は、同一でも異なっていてもよい。
    Lは、単結合を表す。
    R'は、アリール基を表し、この基は置換基を有していてもよい。
    Qは、単結合を表す。
    波線は、二重結合に結合するR1及び環Bが、二重結合に対して同じ側であっても、反対側であってもよいことを表す。]
  10. 請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物と、
    正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも1種の材料とを含有する組成物。
  11. 請求項1~のいずれか一項に記載の高分子化合物を含有する発光素子。
JP2019044475A 2018-03-15 2019-03-12 高分子化合物及びそれを用いた発光素子 Active JP7354557B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018047639 2018-03-15
JP2018047639 2018-03-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019163455A JP2019163455A (ja) 2019-09-26
JP7354557B2 true JP7354557B2 (ja) 2023-10-03

Family

ID=68065795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019044475A Active JP7354557B2 (ja) 2018-03-15 2019-03-12 高分子化合物及びそれを用いた発光素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7354557B2 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020132134A1 (en) 2001-01-26 2002-09-19 Xerox Corporation Electroluminescent (EL) devices
WO2007142252A1 (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Sumitomo Chemical Company, Limited 高分子化合物および高分子発光素子
JP2014003247A (ja) 2012-06-20 2014-01-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014001349A (ja) 2012-06-20 2014-01-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 組成物、高分子化合物およびそれらを用いた発光素子
WO2015163241A1 (ja) 2014-04-23 2015-10-29 住友化学株式会社 組成物およびそれを用いた発光素子

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020132134A1 (en) 2001-01-26 2002-09-19 Xerox Corporation Electroluminescent (EL) devices
WO2007142252A1 (ja) 2006-05-31 2007-12-13 Sumitomo Chemical Company, Limited 高分子化合物および高分子発光素子
JP2014003247A (ja) 2012-06-20 2014-01-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子
JP2014001349A (ja) 2012-06-20 2014-01-09 Sumitomo Chemical Co Ltd 組成物、高分子化合物およびそれらを用いた発光素子
WO2015163241A1 (ja) 2014-04-23 2015-10-29 住友化学株式会社 組成物およびそれを用いた発光素子

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019163455A (ja) 2019-09-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11021568B2 (en) Polymer compound and light emitting device using the same
KR102345329B1 (ko) 조성물, 인광 발광성 화합물 및 발광 소자
WO2015145871A1 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
WO2015163174A1 (ja) 発光素子
WO2015156235A1 (ja) 発光素子およびそれに用いる組成物
TWI601734B (zh) 發光元件之製造方法
KR20220156950A (ko) 조성물 및 그것을 함유하는 발광 소자
JP6663114B2 (ja) 組成物およびそれを用いた発光素子
WO2017146083A1 (ja) 発光素子及び該発光素子に用いる高分子化合物
JP6642428B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP2018083941A (ja) 組成物及びそれを用いた発光素子
JP2017125087A (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP7194072B2 (ja) 発光素子
JP6468928B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP7215957B2 (ja) ブロック共重合体及び組成物、並びにそれらを用いた発光素子
JP2018085505A (ja) 発光素子
JP7354557B2 (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP7319251B2 (ja) 発光素子
JP6707909B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
JP6804465B2 (ja) 組成物及びそれを用いた発光素子
JP2016064998A (ja) 金属錯体およびそれを用いた発光素子
JP7261729B2 (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子
JP7321912B2 (ja) 発光素子用組成物並びにそれを用いた膜及び発光素子
JP6327019B2 (ja) 高分子化合物およびそれを用いた発光素子
WO2022181075A1 (ja) 高分子化合物及びそれを用いた発光素子

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20221114

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221213

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230411

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230822

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230904

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7354557

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151