WO2013057922A1 - カルバゾール系重合体とそれを用いた有機エレクトロルミネッセンス素子 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a carbazole polymer and an organic electroluminescence element (organic EL element) using the same.
- Organic EL elements are self-luminous and have no viewing angle dependency, and can be surface-emitting and thinned. Therefore, application to displays such as televisions and mobile phones, lighting, and the like are being studied.
- the organic EL element has a configuration in which a thin film of an organic compound is sandwiched between a cathode and an anode. Thin film forming methods are roughly classified into vapor deposition methods and coating methods.
- the vapor deposition method is a method of forming a thin film on a substrate in a vacuum mainly using a low molecular compound, and commercialization has preceded.
- the coating method is a method of forming a thin film on a substrate using a solution, such as ink jet or printing, and the use efficiency of the material is high, and it is suitable for large area and high definition. This is an indispensable technique for EL displays.
- the vacuum deposition method using low-molecular materials is extremely low in material utilization efficiency, and the larger the size, the more the shadow mask will bend, which makes it difficult to deposit on a large substrate. There is a problem that it is difficult to manufacture a display device using an EL substrate. In addition, the manufacturing cost increases.
- a polymer material can form a uniform film by applying a solution dissolved in an organic solvent.
- a coating method represented by an ink jet method or a printing method can be used. Can be used. Therefore, the utilization efficiency of the material can be increased to nearly 100%.
- the coating method is not suitable for a stacked element, and there is a problem that it is not easy to improve the performance of the element.
- the coating method is not suitable for the laminate type is that the film formed previously is melted when the layers are stacked.
- the hole injection layer and the hole transport layer must be insoluble in the solvent used when forming the light emitting layer. Therefore, at present, many organic EL devices using a coating method have a hole injection layer formed using an aqueous dispersion of polythiophene: polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS), and a light emitting layer of an aromatic system such as toluene. It is limited to a two-layer structure in which film formation is performed using an organic solvent. This is because the PEDOT: PSS layer does not dissolve in toluene, and thus such a two-layer structure can be produced.
- PEDOT polystyrene sulfonic acid
- the hole transport material is formed and laminated on the hole injection layer using an organic solvent such as toluene, xylene, dioxane, cyclohexanone.
- an organic solvent such as toluene, xylene, dioxane, cyclohexanone.
- Patent Document 1 reports an organic EL device using polyvinyl carbazole (PVCz) having a hole injection ability as a polymer. Since the glass transition point (Tg) of PVCz is very high, it is possible to produce an organic EL device that is excellent in stability of the film when it is made into a thin film and is rich in durability. However, this device has a problem that the drive voltage is very high and the light emission efficiency and the lifetime are insufficient.
- PVCz polyvinyl carbazole
- Patent Document 2 describes an organic EL device using a polymer obtained by copolymerizing a vinylanthracene derivative and a vinylcarbazole derivative, but has a problem that light emission efficiency and lifetime are insufficient.
- polymer electroluminescent materials have an advantage that a film can be formed by a method of applying and printing the solution, and various studies have been made (Patent Documents 3 to 7).
- the organic EL device using the above polymer compound has a problem that device characteristics such as life (half life) and light emission efficiency are not always sufficient.
- Patent Documents 8 and 9 As a material for a hole transport layer and a material for a light emitting layer, many polymer materials using a carbazole unit have been studied.
- the reproducibility of the device is obtained because the polymer material is synthesized by random copolymerization.
- structural defects partially occur due to the main chain skeleton having no regularity, and the device performance (efficiency / lifetime) is lowered due to hole trapping.
- the materials for the hole transport layer of Patent Documents 8 and 9 have a problem that the element performance (efficiency / lifetime) is lowered due to poor adhesion to the hole injection layer and surface smoothness.
- An object of the present invention is to provide a polymer suitable for forming a thin film by a coating method and suitable as a material for organic electronics.
- carbazole or a structure similar to carbazole is bonded to a structure in which carbazole skeleton, dibenzofuran skeleton, dibenzothiophene skeleton or fluorene skeleton is substituted.
- the present inventors have found that a polymer compound having a repeating unit unit is effective in increasing the light emission efficiency and extending the lifetime of an organic EL device, and completed the present invention.
- P is a group represented by the following formula (P).
- a is an integer of 2 to 5, and (P) a represents that a groups of the formula (P) are continuously bonded. a pieces of P may be the same or different.
- A is a nitrogen atom or CR, respectively.
- X is a single bond, O, S, C (R) 2 or NR.
- Each R independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring forming carbon number; 6-30 aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 3 to 30 ring atoms, substituted or unsubstituted arylamino groups, substituted or unsubstituted arylsilyl groups, or other P or L It is a single bond used for bonding. However, in (P) a, at least one R is represented by any one of the following formulas (3) to (7).
- R 1 to R 13 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group
- T 1 to T 5 are each a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- L represents a linking group.
- b is an integer of 0 to 5.
- (L) b represents that when b is 2 or more, b is continuously bonded to L. In this case, b L may be the same or different, and the position where L's are bonded is not limited. When b is 0, (L) b is a single bond. ] 2.
- (P) a is a series of a carbazole residues bonded to a, and the carbazole residues bonded to L are bonded to L at the 9, 3, or 2 position of the carbazole residues 1 to 4.
- each R is independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, or a substituted group.
- R 1 to R 13 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
- T 1 to T 5 are each a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- l is 0 or 1, respectively.
- n is the number of repetitions.
- L is a linking group.
- a coating solution comprising the polymer according to any one of 6 to 6 and a solvent. 8).
- a method for manufacturing an electronic element wherein at least one film constituting the electronic element is wet-formed using the coating liquid according to 7 or 8. 10. 10. The method for producing an electronic device according to 9, wherein the electronic device is an electroluminescent device, a photoelectric conversion device or a transistor. 11. The method for producing an electronic device according to 9 or 10, wherein the electronic device is an organic electroluminescence device. 12 An anode, a cathode, and one or more organic thin film layers including a light emitting layer between the anode and the cathode; An organic electroluminescence device, wherein at least one of the organic thin film layers contains the polymer according to any one of 1 to 6. 13. 13.
- a polymer suitable for forming a thin film by a coating method and suitable as a material for organic electronics can be provided.
- the polymer of the present invention contains a structural unit represented by the following formula (A).
- each P is a group represented by the following formula (P).
- a is an integer of 2 to 5, and (P) a represents that a groups of the formula (P) are continuously bonded.
- a is preferably 2 or 3.
- substituents any one of the following formulas (3) to (7)
- a pieces of P may be the same or different.
- A is a nitrogen atom or CR, respectively.
- X is a single bond, O, S, C (R) 2 or NR.
- Each R independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring forming carbon number; 6-30 aryl groups, substituted or unsubstituted heteroaryl groups having 3 to 30 ring atoms, substituted or unsubstituted arylamino groups, substituted or unsubstituted arylsilyl groups, or other P or L It is a single bond used for bonding.
- At least one R is represented by any one of the following formulas (3) to (7).
- P represents another P (other P in the structural unit, or P in the other structural unit) or L (the structural unit via a group represented by the following formulas (3) to (7). It is not bound to L in L or L) in other structural units.
- R 1 to R 13 each independently represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl having 3 to 10 ring carbon atoms.
- substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 30 ring carbon atoms substituted or unsubstituted alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, substituted or unsubstituted cycloalkoxy group having 3 to 10 ring carbon atoms, substituted Or an unsubstituted aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms, a heteroaryl group having 3 to 30 ring atoms, a substituted amino group, a substituted silyl group, A halogen atom, a nitro group, a cyano group or a hydroxyl group;
- R 7 is preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted ring forming carbon atom having 6 to 30 carbon atoms.
- the group represented by the formula (3) is preferably a 2-dibenzofuranyl group or 4-dibenzofuranyl group, and the group represented by the formula (6) is a 2-dibenzothiophenyl group or 4-dibenzofuranyl group.
- a thiophenyl group is preferred.
- T 1 to T 5 are each a single bond or a substituted or unsubstituted arylene group having 6 to 50 ring carbon atoms.
- L represents a linking group, preferably each independently a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene group having 3 to 10 ring carbon atoms, a substituted or unsubstituted group.
- substituted or unsubstituted phenyl group More preferred is a substituted or unsubstituted phenyl group, a substituted or unsubstituted naphthyl group, or a substituted or unsubstituted fluorenyl group.
- substituted fluorenyl group include a fluorenyl group substituted with one or more alkyls.
- B is an integer from 0 to 5. Preferably it is 0, 1 or 2.
- (L) b represents that when b is 2 or more, b is continuously bonded to L. In this case, b L may be the same or different, and the position where L's are bonded is not limited. When b is 0, (L) b is a single bond.
- P is preferably a substituted or unsubstituted carbazole residue.
- the bonding positions of adjacent carbazole residues in a consecutive carbazole residues are 3-position, 3′-position and 3-position. It is preferably one selected from the -2 'position or the 2-position-2' position.
- the position where the carbazole residues are bonded to each other is the 3rd to 3 'position, for example, in the following cases.
- the position where the carbazole residues are bonded to each other at the 3rd position to the 2nd position refers to the following cases, for example.
- the position where the carbazole residues are bonded to each other is the 2nd to 2 'positions, for example, in the following cases.
- (P) a is a carbazole residue in which a is continuously bonded, and the carbazole residue bonded to L is bonded to L at the 9-position, 3-position or 2-position of the carbazole residue. It is preferable.
- the carbazole residue bonded to L is bonded to L at the 9-position of the carbazole residue, for example, in the following cases.
- carbazole residue bonded to L is bonded to L at the 3-position of the carbazole residue, for example, in the following cases.
- carbazole residue bonded to L is bonded to L at the 2-position of the carbazole residue, for example, in the following cases.
- the polymer of the present invention is usually an alternating copolymer, and since the main chain skeleton has regularity, there are few structural defects, and the device performance (efficiency and life) of the organic EL device can be improved. The reproducibility is also good.
- the repeating unit has a specific skeleton such as a carbazole skeleton, the adhesion of the thin film can be improved. Therefore, according to the polymer of the present invention, a high-quality thin film can be formed stably and easily, so that the light emission efficiency and lifetime of the organic EL element can be improved.
- the polymer of the present invention has high surface flatness after film formation.
- the “hydrogen atom” in the present application includes a deuterium atom and a tritium atom.
- the “ring-forming carbon atom” means a carbon atom constituting a ring such as a saturated ring, an unsaturated ring, or an aromatic ring, and the “ring-forming atom” means a heterocycle (saturated ring, unsaturated ring, and Carbon atoms and heteroatoms constituting a ring such as an aromatic ring.
- Examples of the substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, and n-pentyl group.
- examples of the alkylene group (alkane residue) of L include residues corresponding to the above-described alkyl groups.
- Examples of the substituted or unsubstituted cycloalkyl group having 3 to 10 ring carbon atoms include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cyclopentylmethyl group, a cyclohexylmethyl group, a cyclohexylethyl group, a 4-fluorocyclohexyl group, A 1-adamantyl group, a 2-adamantyl group, a 1-norbornyl group, a 2-norbornyl group and the like can be mentioned, and a cyclopentyl group and a cyclohexyl group are preferable.
- examples of the cycloalkylene group (cycloalkane residue) of L include residues corresponding to the above-described cycloalkyl groups.
- Examples of the substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 50 (preferably 6 to 30) ring carbon atoms include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, 1- Anthryl, 2-anthryl, 9-anthryl, 1-phenanthryl, 2-phenanthryl, 3-phenanthryl, 4-phenanthryl, 9-phenanthryl, 1-naphthacenyl, 2-naphthacenyl, 9- Naphthacenyl group, 1-pyrenyl group, 2-pyrenyl group, 4-pyrenyl group, biphenyl-2-yl group, biphenyl-3-yl group, biphenyl-4-yl group, p-terphenyl-4-yl group, p -Terphenyl-3-yl group, p-terphenyl-2-yl group, m-terphenyl-4
- Examples of the divalent or higher group of the aromatic hydrocarbon ring group include a group derived by removing a hydrogen atom from the above-described aryl group.
- Examples of the substituted or unsubstituted heteroaryl group having 3 to 30 ring atoms include 1-pyrrolyl group, 2-pyrrolyl group, 3-pyrrolyl group, pyrazinyl group, 2-pyridinyl Group, 3-pyridinyl group, 4-pyridinyl group, 2-pyrimidyl group, 4-pyrimidyl group, triazinyl group, 1-indolyl group, 2-indolyl group, 3-indolyl group, 4-indolyl group, 5-indolyl group, 6-indolyl group, 7-indolyl group, 1-isoindolyl group, 2-isoindolyl group, 3-isoindolyl group, 4-isoindolyl group, 5-isoindolyl group, 6-isoindolyl group, 7-isoindolyl group, 2-furyl group, 3-furyl, 2-benzofur
- Examples of the divalent or higher valent group of the aromatic heterocyclic group include groups derived by removing a hydrogen atom from the above-described heteroaryl group.
- substituted amino group examples include a substituted or unsubstituted mono- or dialkylamino group, or a substituted or unsubstituted mono- or diarylamino group.
- alkylamino group examples include a monoalkylamino group and a dialkylamino group, and an amino group in which the alkyl portion is the alkyl group described above.
- mono- or dialkylamino group those having 1 to 20 carbon atoms in the alkyl moiety are preferred.
- arylamino group examples include a monoarylamino group, a diarylamino group, and an alkylarylamino.
- the aryl moiety preferably has 6 to 30 ring carbon atoms.
- the aryl group bonded to the nitrogen atom examples include the above aryl groups.
- examples of the arylamine residue of L include a triarylamine residue and an alkylarylamine residue.
- examples of the alkyl group and aryl group bonded to the nitrogen atom include the above-described aryl group and alkyl group.
- Examples of the arylsilyl group include a monoarylsilyl group, a diarylsilyl group, a triarylsilyl group, and an alkylarylsilyl group.
- Examples of the aryl group and alkyl group bonded to the silicon atom include the above-described aryl group and alkyl group.
- examples of the arylsilane residue of L include a monoarylsilane residue, a diarylsilane residue, and an alkylarylsilane residue.
- Examples of the aryl group and alkyl group bonded to the silicon atom include the above-described aryl group and alkyl group.
- Examples of the substituted silyl group include silyl groups substituted with alkyl and / or aryl.
- Examples of the alkyl group and aryl group bonded to the silicon atom include the above-described aryl group and alkyl group.
- the alkyl groups substituted on the silyl group may be the same or different.
- the aryl groups substituted on the silyl group may be the same or different.
- the trialkylsilyl group includes a trimethylsilyl group, a vinyldimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a tripropylsilyl group, a propyldimethylsilyl group, a tributylsilyl group, a t-butyldimethylsilyl group, a tripentylsilyl group, a tripentylsilyl group, A heptylsilyl group, a trihexylsilyl group, etc. are mentioned.
- a trimethylsilyl group and a triethylsilyl group are preferable.
- Examples of the triarylsilyl group include a triphenylsilyl group and a trinaphthylsilyl group. A triphenylsilyl group is preferred.
- Examples of the alkylarylsilyl group include a dimethylphenylsilyl group, a diethylphenylsilyl group, a diphenylmethylsilyl group, and an ethyldiphenylsilyl group. A diphenylmethylsilyl group and an ethyldiphenylsilyl group are preferred.
- alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms is represented as —OY, and examples of Y include the above alkyl groups.
- the alkoxy group is, for example, a methoxy group or an ethoxy group.
- the cycloalkoxy group having 3 to 10 ring carbon atoms is represented as —OY, and examples of Y include the above-mentioned cycloalkyl groups.
- the cycloalkoxy group is, for example, a cyclopentyloxy group or a cyclohexyloxy group.
- An aryloxy group having 6 to 30 ring carbon atoms is represented as —OY, and examples of Y include the above aromatic hydrocarbon rings.
- the aryloxy group is, for example, a phenoxy group.
- the aralkyl group having 7 to 40 carbon atoms is represented by —Y—Z.
- Y include an alkylene group corresponding to the above alkyl group
- Z include the above aryl group.
- the aryl part of the aralkyl group preferably has 6 to 30 carbon atoms.
- the alkyl moiety preferably has 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 6 carbon atoms. For example, benzyl group, phenylethyl group, 2-phenylpropan-2-yl group.
- halogen atom examples include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom, preferably a fluorine atom.
- Substituents for the above groups are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, or a linear or branched group having 2 to 20 carbon atoms.
- alkyl group examples include the aryl group, alkyl group, cycloalkyl group, trialkylsilyl group, triarylsilyl group, alkylarylsilyl group, heteroaryl group, halogen atom, and cyano group. Furthermore, these groups may have a similar substituent.
- alkenyl group examples include a substituent having an unsaturated bond in the molecule of the alkyl group described above.
- R and L are the same as in the above formula (A). l is 0 or 1, respectively. n is the number of repetitions.
- the polymer preferably has a number average molecular weight (Mn) of 10 3 to 10 8 , more preferably 5 ⁇ 10 3 to 10 6 .
- the weight average molecular weight (Mw) is preferably 10 3 to 10 8 , more preferably 5 ⁇ 10 3 to 10 6 .
- the molecular weight distribution represented by Mw / Mn is not particularly limited, but is preferably 10 or less, and more preferably 3 or less.
- the number average molecular weight and the weight average molecular weight can be determined by calibration with standard polystyrene using size exclusion chromatography (SEC).
- the polymer of the present invention can be obtained, for example, by polymerizing a polymerizable monomer corresponding to P of the structural unit represented by the above formula (A) and, if necessary, a polymerizable monomer corresponding to L. .
- the polymerization method is not particularly limited, but the Suzuki polymerization method in which a dihalide derivative corresponding to each of the above groups and a diboronic acid derivative or a boronic acid ester derivative are coupled with a palladium catalyst is desirable.
- the halogen of the dihalide derivative is more preferably Br or I than Cl.
- the coupling partner of the dihalide derivative is more preferably a boronic acid ester derivative than the boronic acid.
- boronic acid ester derivatives, dipinacol ester derivatives, and di-1,3-propanediol derivatives are preferable.
- H-1 to 11 are groups shown below.
- the polymer of the present invention can form a thin film by a coating method.
- a wet film forming method is preferably used.
- a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a stencil printing method, and a printing method combining these and an offset printing method, an ink jet printing method, a dispenser spin coating method, a bar coating method, a dip coating method, Spray coating, slit coating, roll coating, cap coating, gravure roll coating, meniscus coating, and the like can be applied.
- a relief printing method when fine patterning is required, a relief printing method, an intaglio printing method, a lithographic printing method, a stencil printing method, a printing method combining these and an offset printing method, an inkjet printing method, a dispenser coating, and the like are preferable.
- a method of forming the polymer on the transfer precursor substrate by the dry or wet film formation method and then transferring the polymer onto a wiring substrate having a target electrode by laser light, heat press, or the like can be used. Film formation by these methods can be performed under conditions well known to those skilled in the art, and details thereof are omitted.
- the coating liquid used for the coating method contains the polymer of the present invention and a solvent.
- the polymer in the coating solution may be dissolved or dispersed in the solvent.
- the solvent is preferably an organic solvent, such as chloroform, chlorobenzene, chlorotoluene, chloroxylene, chloroanisole, dichloromethane, dichlorobenzene, dichlorotoluene, dichloroethane, trichloroethane, trichlorobenzene, trichlorobenzene, trichloromethylbenzene, bromobenzene, Chlorine solvents such as dibromobenzene and bromoanisole, ether solvents such as tetrahydrofuran, dioxane, dioxolane, oxazole, methylbenzoxazole, benzoisoxazole, furan, furazane, benzofuran, dihydrobenzofuran, ethylbenzene
- a viscosity adjusting agent and a surface tension adjusting agent may be added to the coating solution as necessary.
- the viscosity adjusting agent and the surface tension adjusting agent those that do not affect the element characteristics even if they remain in the film, or those that can be removed from the film in the film forming step are desirable.
- blend antioxidant etc. which do not affect the performance of an organic EL element, such as phosphorus antioxidant, at the time of thin film formation.
- blend another compound for example, acceptor material mentioned later
- the polymer of the present invention can form a thin film by a coating method, and the resulting film usually has a hole transporting property. Therefore, it is useful as a material for organic electronics. In particular, it is suitable as a material for an organic electroluminescence element, particularly a material (hole transport layer, hole injection layer, etc.) used in a hole transport region between an anode and a light emitting layer.
- a material for an organic electroluminescence element particularly a material (hole transport layer, hole injection layer, etc.) used in a hole transport region between an anode and a light emitting layer.
- the organic EL device of the present invention one or more organic thin film layers including at least a light emitting layer are sandwiched between a cathode and an anode. And at least 1 layer of an organic thin film layer contains the polymer of this invention.
- the organic EL device of the present invention has an organic thin film layer between the anode and the light emitting layer, and this layer is preferably an organic thin film layer containing the polymer of the present invention, and this organic thin film layer is transported by holes.
- a region is preferable. Examples of the layer formed in the hole transport region include a hole transport layer and a hole injection layer. Furthermore, it is preferable that the hole transport layer or the hole injection layer is in contact with the light emitting layer.
- the polymer is more preferably contained as a main component of at least one of a hole transport layer and a hole injection layer.
- the content of the polymer of the present invention is preferably 51 to 100% by weight.
- At least one of the hole transport layer and the hole injection layer contains an acceptor material.
- the layer in contact with the anode is preferably contained. Inclusion of the acceptor material increases the hole density in the hole injecting / transporting layer and increases the hole mobility, thereby reducing the driving voltage of the resulting organic EL device and improving the carrier balance. To extend the service life.
- the acceptor material is preferably an organic compound having an electron-withdrawing substituent or an electron-deficient ring.
- the electron-withdrawing substituent include halogen, CN-, carbonyl group, arylboron group and the like.
- electron-deficient rings examples include 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-quinolyl, 3-quinolyl, 4-quinolyl, 2-imidazole, 4-imidazole, 3-pyrazole, 4-pyrazole, pyridazine, and pyrimidine , Pyrazine, cinnoline, phthalazine, quinazoline, quinoxaline, 3- (1,2,4-N) -triazolyl, 5- (1,2,4-N) -triazolyl, 5-tetrazolyl, 4- (1-O, 3-N) -oxazole, 5- (1-O, 3-N) -oxazole, 4- (1-S, 3-N) -thiazole, 5- (1-S, 3-N) -thiazole, 2 A compound selected from the group consisting of -benzoxazole, 2-benzothiazole, 4- (1,2,3-N) -benzotriazole, and benzimidazole.
- the configuration of (8) is usually preferably used, but is not limited thereto.
- the organic EL device of the present invention known components can be used for the constituent members other than the organic thin film layer containing the polymer of the present invention.
- the light emitting layer preferably contains a styrylamine compound, an arylamine compound, or a fluoranthene compound.
- Formation other than the organic thin film layer containing the polymer of the present invention can be performed by dry deposition methods such as vacuum deposition, sputtering, plasma, and ion plating, coating methods such as spin coating, dipping, and flow coating, and wet methods such as printing methods.
- a known method such as a film forming method can be applied.
- the thickness of each layer is not particularly limited, but is preferably set to an appropriate thickness. If the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. If the film thickness is too thin, pinholes and the like are generated, and sufficient light emission luminance cannot be obtained even when an electric field is applied.
- the normal film thickness is suitably in the range of 5 nm to 10 ⁇ m, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 ⁇ m.
- An organic EL device is produced by forming an anode, a light emitting layer, a hole injection / transport layer as required, and an electron injection / transport layer as necessary, and further forming a cathode by various materials and layer forming methods. be able to. Moreover, an organic EL element can also be produced from the cathode to the anode in the reverse order.
- Example 1 P-1 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- the reaction solution was dropped into water to precipitate a solid, and a precipitate was obtained by filtration.
- the obtained crude product was purified by silica gel chromatography (toluene), and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 12.2 g (yield 83%) of a white solid.
- the white powder obtained was identified as Intermediate M-1-1 by 1 H-NMR spectrum and field desorption mass spectrum (hereinafter referred to as FD-MS) analysis.
- the obtained crude product was purified by silica gel chromatography, and the obtained solid was dried under reduced pressure to obtain 2.5 g (yield 80%) of a white solid.
- the white powder obtained was identified as Intermediate M-1 by 1 H-NMR spectrum and FD-MS analysis.
- This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through a silica gel column. The obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 3.4 g of polymer P-1.
- the polystyrene equivalent number average molecular weight of the polymer P-1 was 1.0 ⁇ 10 4
- the polystyrene equivalent weight average molecular weight was 2.3 ⁇ 10 4 .
- SEC size exclusion chromatography
- Example 2 P-2 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Synthesis of polymer P-2 P-2 was synthesized in the same manner as P-1, except that M-2 was used instead of M-1.
- the target product was obtained in a yield of 2.2 g.
- the polymer P-2 had a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1.2 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 3.3 ⁇ 10 4 .
- Example 3 P-3 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- the solvent was removed by removing under reduced pressure.
- the target product was extracted by adding 100 mL of water, and the organic layer was taken out.
- MgSO 4 was added to the extracted organic layer for drying, and MgSO 4 was removed by filtration.
- the solvent was concentrated under reduced pressure, and the concentrate was filtered through silica gel.
- the collected solution was concentrated under reduced pressure and added dropwise to methanol to precipitate a solid.
- the solid was collected by suction filtration and dried under reduced pressure.
- This precipitate was dissolved in toluene and purified by passing through a silica gel column. The obtained solution was added dropwise to methanol and stirred, and then the resulting precipitate was collected by filtration and dried to obtain 5.3 g of polymer P-3.
- the number average molecular weight in terms of polystyrene of the polymer P-3 was 1.4 ⁇ 10 4
- the weight average molecular weight in terms of polystyrene was 2.9 ⁇ 10 4 .
- Example 4 P-4 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Example 5 P-5 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Polymer P-5 was synthesized in the same manner as P-3 using M-5 instead of M-3.
- the target product was obtained in a yield of 6.2 g.
- the polymer P-5 had a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1.7 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 3.3 ⁇ 10 4 .
- Example 6 P-6 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Example 7 P-7 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Example 8 P-8 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- reaction solution was poured into 500 mL of water and extracted with methylene chloride using a separatory funnel. Under reduced pressure, methylene chloride was distilled off to obtain a crude product. Finally, the product was purified by silica gel column chromatography (solvent: mixed solvent of methylene chloride and hexane at a volume ratio of 1: 1, or methylene chloride alone), and 8.20 g of the desired product M-8-1 was isolated. (Yield 66%). The powder was identified as M-8-1 by 1 H-NMR spectrum and FD-MS analysis.
- reaction solution 100 mL of dioxane was added, and a soluble component and an insoluble component were separated by filtration. After concentrating the above-mentioned soluble component under reduced pressure, this was poured into 500 mL of methanol, and reprecipitation operation was performed. The resulting solid component was collected by filtration, and the solvent was sufficiently dried under reduced pressure to obtain 0.12 g (recovery rate: 15%) of the target product, polymer P-8. This P-8 had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 1500 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1,200. Next, 100 mL of toluene was added to the insoluble component and refluxed.
- the toluene-soluble component was concentrated under reduced pressure, and then poured into 500 mL of methanol to perform reprecipitation. The resulting solid component was collected by filtration, and the solvent was sufficiently dried under reduced pressure to obtain 0.27 g (recovery rate 33%) of the target product, polymer P-8.
- This P-8 had a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 1,700 and a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1,200.
- Comparative Example 1 P-9 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Comparative Example 2 P-10 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- the target product was extracted by adding 100 mL of water, and the organic layer was taken out. MgSO 4 was added to the extracted organic layer for drying, and MgSO 4 was removed by filtration. The solvent was removed under reduced pressure, and the resulting crude product was purified by silica gel chromatography. When the obtained solid was dried under reduced pressure, 6.8 g (yield 65%) of a white solid was obtained. The white powder obtained was identified as Intermediate M-10 by 1 H-NMR spectrum and FD-MS analysis.
- Polymer P-10 P-4 was synthesized in the same manner as P-4 using 4,4′-dibromobiphenyl and M-10.
- the target product was obtained in a yield of 4.5 g.
- the polymer P-10 had a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1.3 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 3.6 ⁇ 10 4 .
- Comparative Example 3 P-11 was synthesized according to the following synthesis scheme.
- Polymer P-11 Synthesis was performed in the same manner as P-1 using M-11 instead of M-1.
- the target product was obtained in a yield of 3.3 g.
- the polymer P-11 had a polystyrene equivalent number average molecular weight of 1.9 ⁇ 10 4 and a polystyrene equivalent weight average molecular weight of 4.1 ⁇ 10 4 .
- Example 9 (Production and evaluation of organic EL device) A glass substrate with an ITO transparent electrode having a thickness of 25 mm ⁇ 75 mm ⁇ 1.1 mm (manufactured by Geomatic Co., Ltd.) was ultrasonically cleaned in isopropyl alcohol for 5 minutes, and then UV ozone cleaning was performed for 30 minutes. A film of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (PEDOT: PSS (acceptor)) used for the hole injection layer by spin coating is formed to a thickness of 10 nm on the glass substrate with a transparent electrode after cleaning. A hole injection layer was formed.
- PEDOT polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid
- Example 2 the P-1 xylene solution (1.0 wt%) obtained in Example 1 was formed into a film with a thickness of 25 nm by spin coating. Next, this was dried at 120 ° C. under reduced pressure for 1 hour to form a hole transport layer.
- the following compound EM1 having a film thickness of 40 nm was deposited to form a film.
- an amine compound D1 having the following styryl group was deposited as a light emitting molecule so that the weight ratio of EM1 and D1 was 95: 5, thereby forming a light emitting layer.
- the compound Alq was deposited on this film to a thickness of 10 nm by vapor deposition. This layer functions as an electron injection layer.
- Li Li source: manufactured by SAES Getter Co., Ltd.
- the compound Alq was subjected to binary evaporation to form an Alq: Li film (film thickness: 10 nm) as an electron injection layer (cathode).
- Metal Al was vapor-deposited on the Alq: Li film to form a metal cathode, which was sealed with glass in nitrogen to produce an organic EL device.
- a current was passed through the produced organic EL device to evaluate luminous efficiency (cd / A) and lifetime. The results are shown in Table 1.
- Example 10 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the following arylamine compound D2 was used instead of the amine compound D1 having a styryl group as the material of the light emitting layer. The results are shown in Table 1.
- Comparative Example 4 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that P-9 obtained in Comparative Example 1 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 1.
- Comparative Example 5 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that P-10 obtained in Comparative Example 2 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 1.
- Comparative Example 6 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that P-11 obtained in Comparative Example 3 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 1.
- the organic EL device using the bis- or triscarbazole polymer having a specific substituent represented by the formulas (3) to (7) of the present invention is aromatic. It can be seen that the light emitting efficiency and the lifetime are excellent as compared with the organic EL device using the comparative compound which is a group amine derivative.
- Example 11 Organic EL device fabrication and evaluation
- An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 9 except that the hole transport layer and the light emitting layer were formed as follows. The results are shown in Table 2.
- the P-1 xylene solution (1.0 wt%) obtained in Example 1 was formed into a film with a thickness of 25 nm by spin coating, dried at 230 ° C. for 30 minutes and heated. Hardened to form a hole transport layer.
- a xylene solution (1.0 wt%) in which the compound EM1 (host) and the amine compound D1 (dopant) having a styryl group are mixed at a solid content weight ratio of 95: 5 is spin-coated to form a 40 nm film.
- a film having a thickness was formed and dried at 150 ° C. for 30 minutes to form a light emitting layer.
- the compound Alq was deposited on this film to a thickness of 10 nm by vapor deposition. This layer functions as an electron injection layer.
- Example 12 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-2 obtained in Example 2 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 13 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-3 obtained in Example 3 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 14 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-4 obtained in Example 4 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 15 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-5 obtained in Example 5 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 16 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-6 obtained in Example 6 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 17 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-7 obtained in Example 7 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Example 18 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that the arylamine compound D2 was used in place of the amine compound D1 having a styryl group as the material for the light emitting layer. The results are shown in Table 2.
- Comparative Example 7 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-9 obtained in Comparative Example 1 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Comparative Example 8 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-10 obtained in Comparative Example 2 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- Comparative Example 9 An organic EL device was prepared and evaluated in the same manner as in Example 11 except that P-11 obtained in Comparative Example 3 was used instead of P-1 as the hole transport material. The results are shown in Table 2.
- the organic EL device of the present invention can be used for a flat light emitter such as a flat panel display of a wall-mounted television, a copying machine, a printer, a light source such as a backlight of a liquid crystal display or instruments, a display board, a marker lamp, and the like.
- a flat light emitter such as a flat panel display of a wall-mounted television, a copying machine, a printer, a light source such as a backlight of a liquid crystal display or instruments, a display board, a marker lamp, and the like.
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Abstract
Description
有機EL素子は、有機化合物の薄膜を、陰極と陽極とで挟んだ構成を有している。薄膜の形成方法としては、蒸着法と塗布法とに大別される。蒸着法は、主に低分子化合物を用い、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、製品化が先行している。一方、塗布法は、インクジェットや印刷等、溶液を用いて基板上に薄膜を形成する手法であり、材料の利用効率が高く、大面積化、高精細化に向いており、今後の大画面有機ELディスプレイには不可欠とされる手法である。
しかしながら、一般的に塗布法は積層型の素子には適さず、素子の高性能化が容易ではないという問題点がある。
そのため、現状では、塗布法による有機EL素子の多くは、正孔注入層をポリチオフェン:ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)の水分散液を用いて製膜し、発光層をトルエン等の芳香族系有機溶媒を用いて製膜を行うという2層構造のものに限られている。PEDOT:PSS層はトルエンに溶解しないため、かかる2層構造を作製することが可能だからである。
しかしながら、この素子は駆動電圧が非常に高く、また、発光効率、寿命が不十分という問題があった。
他方、高分子エレクトロルミネッセンス材料はその溶液を塗布、印刷する方法によって成膜することができる利点があり、種々検討されている(特許文献3~7)。
しかしながら、上記の高分子化合物を用いた有機EL素子は、寿命(半減寿命)、発光効率等の素子特性が必ずしも十分でないという問題があった。
また、特許文献8,9の正孔輸送層用材料は、正孔注入層との密着性や表面平滑性が悪い等の原因で、素子性能(効率・寿命)が低下する問題がある。
1.下記式(A)で表される構造単位を含有する重合体。
aは2~5の整数であり、(P)aは、式(P)で表される基がa個連続して結合していることを表す。a個のPは同じでも異なってもよい。
Xは、単結合、O、S、C(R)2又はNRである。
Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールシリル基、又は他のP又はLとの結合に用いられる単結合である。
ただし、(P)aにおいて、少なくとも1つのRはそれぞれ下記式(3)~(7)のいずれかで表される。
a、c、d、f、g及びiは、それぞれ0~4の整数である。
b、e、h及びjは、それぞれ0~3の整数である。
T1~T5は、それぞれ単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。))
Lは、連結基を表す。
bは0~5の整数である。(L)bは、bが2以上である場合、Lがb個連続して結合していることを表す。この場合、b個のLは同じでも異なってもよく、また、L同士が結合する位置は限定されない。bが0の場合、(L)bは単結合である。]
2.Pがそれぞれ置換もしくは無置換のカルバゾール残基である1に記載の重合体。
3.a個連続した前記カルバゾール残基において、隣接するカルバゾール残基同士の結合位置が、それぞれ、3位-3’位、3位-2’位、及び2位-2’位から選ばれた1種である2に記載の重合体。
4.(P)aが、a個連続して結合しているカルバゾール残基であって、Lと結合するカルバゾール残基が、カルバゾール残基の9位、3位又は2位でLと結合する1~3のいずれかに記載の重合体。
5.aが2又は3である1~4のいずれかに記載の重合体。
6.下記式(8)~(36)のいずれかで表される構造を有する1~5のいずれかに記載の重合体。
a、c、d、f、g及びiは、それぞれ0~4の整数である。
b、e、h及びjは、それぞれ0~3の整数である。
T1~T5は、それぞれ単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。)
lは、それぞれ0又は1である。
nは、繰り返し数である。
Lは、連結基である。)
7.1~6のいずれかに記載の重合体及び溶媒を含む塗布液。
8.前記溶媒の少なくとも1種が有機溶媒である7に記載の塗布液。
9.電子素子を構成する少なくとも1つの膜を、7又は8に記載の塗布液を用いて湿式成膜する電子素子の製造方法。
10.前記電子素子が、電界発光素子、光電変換素子又はトランジスタである9に記載の電子素子の製造方法。
11.前記電子素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子である9又は10に記載の電子素子の製造方法。
12.陽極と、陰極と、前記陽極と陰極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層とを有し、
前記有機薄膜層の少なくとも1層が1~6のいずれかに記載の重合体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。
13.前記有機薄膜層の少なくとも1層が正孔注入層又は正孔輸送層である12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
14.前記正孔注入層又は正孔輸送層が発光層と接している13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
15.前記発光層が湿式成膜法により成膜された12~14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
aは2~5の整数であり、(P)aは、式(P)で表される基がa個連続して結合していることを表す。aは好ましくは2又は3である。aが2又は3であると、2種又は3種の置換基(下記式(3)~(7)のいずれか)を容易に組み合わせることができ、その組み合わせ次第では、薄膜にしたときの密着性を向上できるだけではなく、その電子物性も調節可能である。
a個のPは同じでも異なってもよい。
Xは、単結合、O、S、C(R)2又はNRである。
Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールシリル基、又は他のP又はLとの結合に用いられる単結合である。
ただし、(P)aにおいて、少なくとも1つのRはそれぞれ下記式(3)~(7)のいずれかで表される。
尚、Pが、下記式(3)~(7)で表される基を介して他のP(その構造単位中の他のP、又は他の構造単位中のP)又はL(その構造単位中のL、又は他の構造単位中のL)と結合することはない。
b、e、h及びjは、それぞれ0~3の整数である。
T1~T5は、それぞれ単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。
カルバゾール残基同士が結合している位置が3位-3’位であるとは、例えば以下のような場合をいう。
従って、本発明の重合体によれば、安定的かつ容易に良質な薄膜を形成できることから、有機EL素子の発光効率及び寿命を向上することができる。
また、本発明の重合体は、成膜後の表面平坦性が高い。
尚、本願の「水素原子」は、重水素原子及び三重水素原子も含む。また、「環形成炭素原子」とは飽和環、不飽和環、又は芳香環等の環を構成する炭素原子を意味し、「環形成原子」とはヘテロ環(飽和環、不飽和環、及び芳香環を含む)等の環を構成する炭素原子及びヘテロ原子を意味する。
また、Lのアリールシラン残基としては、モノアリールシラン残基、ジアリールシラン残基、アルキルアリールシラン残基が挙げられる。ケイ素原子に結合するアリール基及びアルキル基の例としては上述のアリール基及びアルキル基が挙げられる。
トリアリールシリル基としては、トリフェニルシリル基、トリナフチルシリル基等が挙げられる。好ましくはトリフェニルシリル基である。
アルキルアリールシリル基としては、ジメチルフェニルシリル基、ジエチルフェニルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、エチルジフェニルシリル基等が挙げられる。好ましくはジフェニルメチルシリル基、エチルジフェニルシリル基である。
アルケニル基としては、上述したアルキル基の分子内に不飽和結合を有する置換基が挙げられる。
重合体は、数平均分子量(Mn)で好ましくは103~108、より好ましくは5×103~106である。また、重量平均分子量(Mw)で好ましくは103~108、より好ましくは5×103~106である。また、Mw/Mnで表される分子量分布は特に制限はないが、10以下が好ましく、3以下がさらに好ましい。
尚、数平均分子量及び重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用い、標準ポリスチレンで検量して求めることができる。
重合方法は特に限定されないが、上記各基に対応するジハライド誘導体と、ジボロン酸誘導体若しくはボロン酸エステル類誘導体をパラジウム触媒でカップリングさせる鈴木重合法が望ましい。ジハライド誘導体のハロゲンは、Clよりも、Br又はIがより好ましい。ジハライド誘導体のカップリング相手は、ボロン酸よりもボロン酸エステル類誘導体がより好ましい。特に、ボロン酸エステル類誘導体、ジピナコールエステル誘導体、ジ-1,3-プロパンジオール誘導体が好ましい。
特に微細なパターニングを要する場合、凸版印刷法、凹版印刷法、平版印刷法、孔版印刷法、及び、それらとオフセット印刷法を組み合わせた印刷法、インクジェット印刷法、ディスペンサー塗布等が好ましい。
また、転写前駆基板へ本重合体を上記の乾式又は湿式成膜法により成膜した後、レーザー光や熱プレスなどで対象とする電極を有する配線基板上へ転写する方法を用いることもできる。これらの方法による成膜は当業者に周知の条件により行うことができ、その詳細は省略する。
溶媒は好ましくは有機溶媒であり、当該有機溶媒としては、クロロホルム、クロロベンゼン、クロロトルエン、クロロキシレン、クロロアニソール、ジクロロメタン、ジクロロベンゼン、ジクロロトルエン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、トリクロロベンゼン、トリクロロメチルベンゼン、ブロモベンゼン、ジブロモベンゼン、ブロモアニソール等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、オキサゾール、メチルベンゾオキサゾール、ベンゾイソオキサゾール、フラン、フラザン、ベンゾフラン、ジヒドロベンゾフラン等のエーテル系溶媒、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、トリメトキシベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、ジブチルベンゼン、アミルベンゼン、ジヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、テトラメチルベンゼン、ドデシルベンゼン、ベンゾニトリル、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、メトキシアセトフェノン、トルイル酸エチルエステル、トルエン、エチルトルエン、メトキシトルエン、ジメトキシトルエン、トリメトキシトルエン、イソプロピルトルエン、キシレン、ブチルキシレン、イソプロピルキシレン、アニソール、エチルアニソール、ジメチルアニソール、トリメチルアニソール、プロピルアニソール、イソプロピルアニソール、ブチルアニソール、メチルエチルアニソール、アネトールアニシルアルコール、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、ジフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ベンジルメチルエーテル、ベンジルエチルエーテル、メチレンジオキシベンゼン、メチルナフタレン、テトラヒドロナフタレン、アニリン、メチルアニリン、エチルアニリン、ブチルアニリン、ビフェニル、メチルビフェニル、イソプロピルビフェニル等の芳香族炭化水素系溶媒、シクロへキサン、メチルシクロへキサン、n-ペンタン、n-へキサン、n-へプタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン、テトラデカン、デカリン、イソプロピルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロへキサノン、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、エチルセロソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒、エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2-へキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロへキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。また、これらの有機溶媒は、単独で、又は複数組み合わせて用いることができる。
また、上記塗布液には、必要に応じて粘度の調整剤、表面張力の調整剤を添加することもできる。尚、粘度の調整剤、表面張力の調整剤は、膜中に残留しても素子特性に影響を与えないものを選択するか、成膜工程で膜中から除去できるものが望ましい。
本発明においては、溶媒中に重合体が少なくとも1種類以上含まれ、重合体が分散又は溶解され、分散体又は溶液となっているものが好ましい。
また、本発明の有機EL素子は、陽極と発光層間に有機薄膜層を有し、この層が、本発明の重合体を含む有機薄膜層であることが好ましく、この有機薄膜層が正孔輸送領域であると好ましい。正孔輸送領域に形成される層としては、正孔輸送層や正孔注入層等が挙げられる。さらに、上記正孔輸送層又は正孔注入層が上記発光層と接していると好ましい。
本発明では、上記重合体が正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも1層の主成分として含有されていることがより好ましい。具体的には、正孔輸送層又は正孔注入層においては、本発明の重合体の含有量は、好ましくは51~100重量%である。
電子吸引性の置換基として、例えば、ハロゲン、CN-、カルボニル基、アリールホウ素基等が挙げられる。
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子注入層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
(5)陽極/有機半導体層/発光層/陰極
(6)陽極/有機半導体層/電子障壁層/発光層/陰極
(7)陽極/有機半導体層/発光層/付着改善層/陰極
(8)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
(9)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(10)陽極/無機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(11)陽極/有機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(12)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極
各層の膜厚は特に限定されるものではないが、適切な膜厚に設定することが好ましい。膜厚が厚すぎると、一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要になり効率が悪くなる。膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生して、電界を印加しても充分な発光輝度が得られない。通常の膜厚は5nm~10μmの範囲が適しているが、10nm~0.2μmの範囲がさらに好ましい。
窒素雰囲気下、冷却管付き500mL三口フラスコ中に、カルバゾール10.0g(59.8mmol)に、ジメチルホルムアミド(DMF)100mLを入れ、氷水浴にて0℃まで冷却した。冷却後、N-ブロモスクシンイミド(NBS)10.6g(59.8mmol)をDMF100mLに溶かした溶液をゆっくり滴下した。滴下終了後、氷水浴を外し、室温に戻し、8時間撹拌した。
窒素雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、M-1-1 6.0g(24.3mmol)、ヨードベンゼン5.4g(26.7mmol)、CuI1.4g(7.29mmol)、トランス-シクロヘキサンジアミン(trans-cyclohexanediamine)0.8g(7.29mmol)、りん酸カリウム10.3g(48.6mmol)にジオキサン120mLを加え、8時間還流させながら加熱した。
窒素雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、M-1-2 4.0g(12.5mmol)、ほう酸トリイソプロピル2.8g(15.0mmol)、脱水テトラヒドロフラン(THF)60mLを加えて撹拌し、メタノール/ドライアイスバスにて-78℃まで冷却した。冷却後、n-ブチルリチウム(1.61M)38mL(60.9mmol)をゆっくり滴下し、滴下後1時間冷却したまま撹拌した。次に室温まで戻し、7時間撹拌した。反応終了後、メタノール10mLを滴下し、さらに1N HCl水溶液30mLを滴下した。塩化メチレン、水を加え、目的物を抽出し、有機層を取り出した。この有機層へMgSO4を加えて乾燥し、ろ過によりMgSO4を除去した。溶媒を減圧下にて除去し、カラムクロマトグラフィにより単離し、白色固体2.1g(収率60%)を得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末を中間体M-1-3と同定した。
窒素雰囲気下、冷却管付き300mL三口フラスコ中に、M-1-1 4g(10.0mmol)、M-1-3 3.7g(10.0mmol)、Pd(PPh3)40.2g(0.2mol)、炭酸ナトリウム2.1g(20.0mmol)、DME40mL、水20mLを加えた後、還流し、8時間加熱撹拌した。反応終了後、減圧除去にて溶媒を取り除いた。その後、ジクロロメタン100mL、水100mLを加えて目的物を抽出し、有機層を取り出した。取り出した有機層へMgSO4を加えて乾燥し、ろ過によりMgSO4を除去した。溶媒を減圧下にて除去し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。得られた固体を減圧乾燥したところ、3.0g(収率74%)の白色固体を得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末を中間体M-1-4と同定した。
窒素雰囲気下、M-1-4 2.5g(6.1mmol)、4-(4-ブロモフェニル)-ジベンゾフラン2.0g(6.1mmol)、CuI0.4g(1.8mmol)、トランス-シクロヘキサンジアミン(trans-cyclohexanediamine)0.2g(1.8mmol)、りん酸カリウム2.6g(12.2mmol)にジオキサン30mLを加え、8時間還流させながら加熱した。
窒素雰囲気下、M-1-5 2.5g(3.8mmol)に、DMF40mLを入れ、氷水浴にて0℃まで冷却した。
冷却後、N-ブロモスクシンイミド1.4g(8.0mmol)をDMF40mLに溶かした溶液をゆっくり滴下した。滴下終了後、氷水浴を外し、室温に戻し、8時間撹拌した。反応液を水に落として固体を析出させ、吸引ろ過により回収した。
得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製し、得られた固体を減圧乾燥したところ、2.5g(収率80%)の白色固体を得た。
1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末を中間体M-1と同定した。
窒素雰囲気下、2,7-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-9,9-ジ-n-オクチルフルオレン4.1g(6.2mmol)、M-1 5.0g(6.2mmol)、Pd(OAc)20.01g(0.04mmol)、P(o-Tol)30.06g(0.2mmol)、りん酸カリウム6.6g(30.9mmol)にジオキサン50mL、トルエン12mL、水11mLを加え、16時間還流させながら加熱した。
原料としてカルバゾールを用い、ヨードベンゼンの代わりに2-ブロモジベンゾフランを用いた他は中間体M-1-2の合成と同様の方法でM-2-1を合成した。目的物を収量4.0g(収率68%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-1と同定した。
原料としてM-2-1を用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-2-2を合成した。目的物を収量3.2g(収率59%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-2と同定した。
原料としてM-2-2を用い、中間体M-1-3の合成と同様の方法でM-2-3を合成した。目的物を収量5.4g(収率66%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-3と同定した。
NBSをN-ヨードスクシンイミド(NIS)とした他は、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-2-4を合成した。目的物を収量5.6g(収率79%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-4と同定した。
原料としてM-2-4を用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-2-5を合成した。目的物を収量3.7g(収率82%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-5と同定した。
原料としてM-2-5を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりにM-2-3を用いた他は中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-2-6を合成した。目的物を収量5.2g(収率76%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2-6と同定した。
原料としてM-2-6を用い、ヨードベンゼンの代わりに1-ブロモ-4-ヨードベンゼンを用いた他は中間体M-1-2の合成と同様の方法でM-2を合成した。目的物を収量4.9g(収率66%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-2と同定した。
M-1の代わりにM-2を用いた他はP-1と同様の方法でP-2を合成した。目的物を収量2.2gで得た。ポリマーP-2のポリスチレン換算数平均分子量は1.2×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.3×104であった。
原料として2-ブロモジベンゾフランを用い、中間体M-1-3の合成と同様の方法でM-3-1を合成した。目的物を収量6.1g(収率63%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-3-1と同定した。
窒素気流下、9-H-カルバゾール10g(59.8mmol)を入れ、75mlのクロロホルムに溶解させた後、氷水浴にて0℃まで冷却した。次にゆっくりとFeCl338.8g(239.2mmol)を60ml程度のクロロホルムに分散して得た溶液を滴下した。滴下後、室温に戻し、24時間撹拌した。反応液を多量のメタノールに滴下し、固体を析出させた。固体は、ろ取して回収した。その後、多量のメタノールと水で繰り返し洗浄し、ろ取して固体7.8g(収率82%)を得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末をM-3-2と同定した。
原料としてM-3-2を用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-3-3を合成した。目的物を収量4.1g(収率56%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-3-3と同定した。
原料としてM-3-3を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりにM-3-1を用いた他は中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-3を合成した。目的物を収量3.4g(収率48%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-3と同定した。
窒素雰囲気下、9,9-ジオクチル-2,7-ジブロモフルオレン5.8g(10.0mmol)、M-3 7.0g(10.5mmol)、Pd2(dba)30.2g(0.2mmol)、P(t-Bu)30.06g(0.3mmol)、t-ブトキシナトリウム3.0g(31.5mmol)にトルエン40mLを加え、20時間還流させながら加熱した。
原料として9-フェニルカルバゾールを用い、モノマーM-1の合成と同様の方法でM-4-1を合成した。目的物を収量2.9g(収率73%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-4-1と同定した。
原料としてM-2-3を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりにM-4-1を用いた他は中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-4-2を合成した。目的物を収量2.7g(収率61%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-4-2と同定した。
原料としてM-4-2を用い、モノマーM-1の合成と同様の方法で合成した。目的物を収量3.9g(収率56%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-4と同定した。
M-1の代わりにM-4を用いて、P-1と同様の方法にてP-4を合成した。目的物を収量3.6gで得た。ポリマーP-4のポリスチレン換算数平均分子量は1.4×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.5×104であった。
原料として2-(9H-カルバゾール-9-イル)ジベンゾフランを用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-5-1を合成した。目的物を収量4.6g(収率87%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-5-1と同定した。
原料としてM-5-1を用い、中間体M-1-3の合成と同様の方法でM-5-2を合成した。目的物を収量1.9g(収率43%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-5-2と同定した。
原料としてM-5-2を用い、中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-5を合成した。目的物を収量3.5g(収率56%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-5と同定した。
M-3の代わりにM-5を用いて、P-3と同様の方法にてポリマーP-5を合成した。目的物を収量6.2gで得た。ポリマーP-5のポリスチレン換算数平均分子量は1.7×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.3×104であった。
原料として3-(9H-カルバゾール-3-イル)カルバゾールを用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-6-1を合成した。目的物を収量3.5g(収率66%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-6-1と同定した。
原料としてM-6-1を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりに(9-(ジベンゾフラン-2-イル)-カルバゾール-3-イル)ボロン酸を用いた他は、中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-6を合成した。目的物を収量4.9g(収率72%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-6と同定した。
M-3の代わりにM-6を用いて、P-3と同様の方法でP-6を合成した。目的物を収量2.4gで得た。ポリマーP-6のポリスチレン換算数平均分子量は1.3×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.0×104であった。
原料として(9-(ジベンゾフラン-2-イル)-カルバゾール-3-イル)ボロン酸を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりに3-ブロモ-9-(ジベンゾフラン-2-イル)-カルバゾールを用いた他は、中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-7-1を合成した。目的物を収量3.6g(収率82%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-7-1と同定した。
原料としてM-7-1を用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法でM-7-2を合成した。目的物を収量3.5g(収率66%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-7-2と同定した。
原料としてM-7-2を用い、中間体M-1-3の合成と同様の方法でM-7-3を合成した。目的物を収量4.1g(収率62%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-7-3と同定した。
原料としてM-7-3を用い、3-ブロモ-9H-カルバゾールの代わりに3-ブロモ-6-ヨード-9H-カルバゾールを用いた他は、中間体M-1-4の合成と同様の方法でM-7-4を合成した。目的物を収量1.8g(収率76%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-7-4と同定した。
原料としてM-7-4を用い、ヨードベンゼンの代わりに1-ブロモ-4-ヨードベンゼンを用いた他は、中間体M-1-2の合成と同様の方法でM-7を合成した。目的物を収量2.7g(収率70%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-7と同定した。
M-1の代わりにM-7を用いて、P-1と同様の方法にてP-7を合成した。目的物を収量3.1gで得た。ポリマーP-4のポリスチレン換算数平均分子量は1.1×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は2.7×104であった。
窒素ガス気流下、撹拌子を用い、均一な状態を保ちながら反応を行なった。
300mL三口フラスコに、9-フェニル-3,6-ジブロモカルバゾール10.03g(2.50×10-2mol)、溶媒THF125mLを入れ、ドライアイス/メタノールにより-78℃に冷却した。これに、n-ブチルリチウム2.50×10-2molを1.6Mヘキサン溶液として34.4mLをゆっくり滴下し、滴下終了後1時間撹拌を続けることでジリチオ体、9-フェニル-3,6-ジリチオカルバゾールとした。
次に-78℃のまま、この反応液に2-イソプロポキシ-4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン11.2g、(6.00×10-2mol)を加え、ゆっくり室温に戻し、さらに5時間撹拌を続けることで反応を行なった。反応終了後、反応液を水500mLに注ぎ、分液ロートを用い塩化メチレンにより抽出操作を行なった。減圧下、塩化メチレンを留去し、粗生成物を得た。最後に、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶媒:体積比1:1の塩化メチレンおよびヘキサンの混合溶媒、あるいは塩化メチレンのみ)により精製し、目的生成物であるM-8-1を8.20g単離した(収率66%)。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-8-1と同定した。
原料としてM-2-1を用い、モノマーM-1の合成と同様の方法で合成した。目的物を収量4.86g(収率75%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-8-2と同定した。
窒素ガス気流下、撹拌子を用い、均一な状態を保ちながら反応を行なった。
冷却管(リフラックスコンデンサー)を取り付けた100mL三口フラスコに、M-8-1 0.69g(1.40×10-3mol)、M-8-2 0.69g(1.40×10-3mol)、リン酸三カリウム1.53g(7.21×10-3mmol)、トリ(o-トリル)ホスフィン0.0122g、(4.00×10-5mol)、ジオキサン17mL、トルエン4mL、水2.7mLを入れ、充分撹拌させた。これに、酢酸パラジウム0.0225g(1.00×10-5mol)を加え、90℃にて8時間、重合反応を行なった。次に、この反応液にM-8-1 0.0297g(6.00×10-5mol)を加え4時間還流し、さらに臭化ベンゼン0.100g(6.37×10-4mol)を加え4時間還流した。最後に、N,N-ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム1.26g(5.60×10-3mol)を加え、80℃にて8時間反応を行なった。
2,7-ビス(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-9,9-ジ-n-オクチルフルオレン及びM-9を用いて、P-1と同様の方法にてP-9を合成した。目的物を収量5.6gで得た。ポリマーP-9のポリスチレン換算重量平均分子量は2.4×104であり、ポリスチレン換算数平均分子量は7.8×103であった。
窒素雰囲気下、9,9-ジオクチル-2,7-ジブロモフルオレン10.0g(18.2mmol)、アニリン1.7g(18.2mmol)、Pd2(dba)3 0.6g(0.6mmol)、rac-BINAP(2,2’-ビス(ジフェニルホスフィノ)-1,1’-ビナフチル)1.7g(0.8mmol)、t-ブトキシナトリウム5.0g(72.8mmol)にトルエン500mLを加え、16時間還流させながら加熱した。
反応終了後、減圧除去にて溶媒を取り除いた。水100mLを加えて目的物を抽出し、有機層を取り出した。取り出した有機層へMgSO4を加えて乾燥し、ろ過によりMgSO4を除去した。溶媒を減圧下にて除去し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。得られた固体を減圧乾燥したところ、6.8g(収率65%)の白色固体を得た。
1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末を中間体M-10と同定した。
4、4’-ジブロモビフェニル及びM-10を用いて、P-4と同様の方法にてP-10を合成した。目的物を収量4.5gで得た。ポリマーP-10のポリスチレン換算数平均分子量は1.3×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.6×104であった。
窒素雰囲気下、1.3g(8.0mmol)の9H-カルバゾールと3.1g(16mmol)の炭酸カリウム1.7g(12mmol)を入れ、20mLのDMFを加えた。さらに3.0g(11.4mmol)の1-ブロモオクタンを加え、80℃で16時間撹拌した。反応終了後、減圧除去にて溶媒を取り除いた。水100mLを加えて目的物を抽出し、有機層を取り出した。取り出した有機層へMgSO4を加えて乾燥し、ろ過によりMgSO4を除去した。溶媒を減圧下にて除去し、得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーで精製した。得られた固体を減圧乾燥したところ、1.9g(収率86%)の白色固体を得た。
1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、得られた白色粉末を中間体M-11-1と同定した。
原料としてM-11-1を用い、中間体M-1-1の合成と同様の方法で合成した。目的物を収量5.3g(収率83%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-11-2と同定した。
原料として3-ブロモカルバゾールの代わりに、M-11-2を用い、中間体M-1-4の合成と同様の方法で合成した。目的物を収量4.4g(収率78%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-11-3と同定した。
原料としてM-11-3を用い、モノマーM-1の合成と同様の方法で合成した。目的物を収量4.9g(収率75%)で得た。1H-NMRスペクトルとFD-MS分析により、M-11と同定した。
M-1の代わりにM-11を用いて、P-1と同様の方法にて合成した。目的物を収量3.3gで得た。ポリマーP-11のポリスチレン換算数平均分子量は1.9×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は4.1×104であった。
25mm×75mm×1.1mm厚のITO透明電極付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。洗浄後の透明電極付きガラス基板に、スピンコート法で正孔注入層に用いるポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS(アクセプター))の混合物を10nmの膜厚で成膜して、正孔注入層を形成した。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例1で得られたP-9を用いた他は、実施例9と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例2で得られたP-10を用いた他は実施例9と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例3で得られたP-11を用いた他は実施例9と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表1に示す。
正孔輸送層及び発光層を以下のように形成した他は実施例9と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔注入層上に、実施例1で得られたP-1のキシレン溶液(1.0重量%)を、スピンコート法で25nmの膜厚で成膜し、230℃で30分間乾燥及び熱硬し、正孔輸送層を形成した。
次に、化合物EM1(ホスト)とスチリル基を有するアミン化合物D1(ドーパント)が固形分重量比95:5で混合しているキシレン溶液(1.0重量%)を、スピンコート法で40nmの膜厚で成膜し、150℃で30分間乾燥させ、発光層を形成した。この膜上に化合物Alqを蒸着により、膜厚10nmに成膜した。この層は、電子注入層として機能する。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例2で得られたP-2を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例3で得られたP-3を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例4で得られたP-4を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例5で得られたP-5を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例6で得られたP-6を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに実施例7で得られたP-7を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
発光層の材料として、スチリル基を有するアミン化合物D1の代わりにアリールアミン化合物D2を用いた他は実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例1で得られたP-9を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例2で得られたP-10を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
正孔輸送材料としてP-1の代わりに比較例3で得られたP-11を用いた他は、実施例11と同様にして有機EL素子を作製し、評価した。結果を表2に示す。
この明細書に記載の文献及び本願のパリ優先の基礎となる日本出願明細書の内容を全てここに援用する。
Claims (15)
- 下記式(A)で表される構造単位を含有する重合体。
[式(A)中、Pはそれぞれ下記式(P)で表わされる基である。
aは2~5の整数であり、(P)aは、式(P)で表される基がa個連続して結合していることを表す。a個のPは同じでも異なってもよい。
(式(P)中、Aは、それぞれ窒素原子又はCRである。
Xは、単結合、O、S、C(R)2又はNRである。
Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、置換もしくは無置換のアリールシリル基、又は他のP又はLとの結合に用いられる単結合である。
ただし、(P)aにおいて、少なくとも1つのRはそれぞれ下記式(3)~(7)のいずれかで表される。
(式中、R1~R13はそれぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数7~40のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアルキルアミノ基、置換もしくは無置換のアリールアミノ基、アルキル基及びアリール基から選択される1以上で置換された置換シリル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基又はヒドロキシル基である。
a、c、d、f、g及びiは、それぞれ0~4の整数である。
b、e、h及びjは、それぞれ0~3の整数である。
T1~T5は、それぞれ単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。))
Lは、連結基を表す。
bは0~5の整数である。(L)bは、bが2以上である場合、Lがb個連続して結合していることを表す。この場合、b個のLは同じでも異なってもよく、また、L同士が結合する位置は限定されない。bが0の場合、(L)bは単結合である。] - Pがそれぞれ置換もしくは無置換のカルバゾール残基である請求項1に記載の重合体。
- a個連続した前記カルバゾール残基において、隣接するカルバゾール残基同士の結合位置が、それぞれ、3位-3’位、3位-2’位、及び2位-2’位から選ばれた1種である請求項2に記載の重合体。
- (P)aが、a個連続して結合しているカルバゾール残基であって、Lと結合するカルバゾール残基が、カルバゾール残基の9位、3位又は2位でLと結合する請求項1~3のいずれかに記載の重合体。
- aが2又は3である請求項1~4のいずれかに記載の重合体。
- 下記式(8)~(36)のいずれかで表される構造を有する請求項1~5のいずれかに記載の重合体。
(式(8)~(36)において、Rは、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換もしくは無置換のアリールアミノ基又はアリールシリル基である。ただし、各式において、少なくとも1つのRは、それぞれ下記式(3)~(7)のいずれかで表される。
(式中、R1~R13は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数1~20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数3~10のシクロアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6~30のアリールオキシ基、置換もしくは無置換の炭素数7~40のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成原子数3~30のヘテロアリール基、置換アミノ基、置換シリル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基又はヒドロキシル基である。
a、c、d、f、g及びiは、それぞれ0~4の整数である。
b、e、h及びjは、それぞれ0~3の整数である。
T1~T5は、それぞれ単結合又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6~50のアリーレン基である。)
lは、それぞれ0又は1である。
nは、繰り返し数である。
Lは、連結基である。) - 請求項1~6のいずれかに記載の重合体及び溶媒を含む塗布液。
- 前記溶媒の少なくとも1種が有機溶媒である請求項7に記載の塗布液。
- 電子素子を構成する少なくとも1つの膜を、請求項7又は8に記載の塗布液を用いて湿式成膜する電子素子の製造方法。
- 前記電子素子が、電界発光素子、光電変換素子又はトランジスタである請求項9に記載の電子素子の製造方法。
- 前記電子素子が、有機エレクトロルミネッセンス素子である請求項9又は10に記載の電子素子の製造方法。
- 陽極と、陰極と、前記陽極と陰極の間に、発光層を含む1以上の有機薄膜層とを有し、
前記有機薄膜層の少なくとも1層が請求項1~6のいずれかに記載の重合体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子。 - 前記有機薄膜層の少なくとも1層が正孔注入層又は正孔輸送層である請求項12に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記正孔注入層又は正孔輸送層が発光層と接している請求項13に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
- 前記発光層が湿式成膜法により成膜された請求項12~14のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
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