JP4696641B2 - 高分子組成物 - Google Patents
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Description
しかしながら、発光性および/または導電性を有する高分子化合物を発光素子の発光層、電荷輸送層または電荷注入層等の材料として用いたときに、その素子の寿命は未だ十分なものではなかった。
本発明の目的は、発光素子に用いたとき、寿命の一層長い発光素子を与えることができる組成物を提供することにある。
すなわち、本発明は、発光性および/または導電性を有する高分子化合物と、イオン対とを含有する高分子組成物であって、該イオン対の陰イオンが、下記式(1)、(2)または(3)で示されることを特徴とする高分子組成物を提供するものである。
(式中、Y1は13族の原子を表し、Ar1は電子吸引基を有するアリール基または電子吸引基を有する1価の複素環基を表し、Q1は酸素原子または直接結合を表し、X1はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換アミノ基、アミド基、酸イミド基、アシルオキシ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、シアノ基またはニトロ基を表し、aは1〜3の整数を表し、V1は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−、−N=N=N−または直接結合を表し、bは2〜6の整数を表し、Z1は
M’(=O)p (式中 M’は、3族、4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、11族、12族、13族、14族、15族、16族もしくは17族の原子を表し、pは0〜2の整数を表す。)を表すか、b価の脂肪族炭化水素基、b価の芳香族炭化水素基、b座の複素環基、−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−、−OH−または直接結合を表す。ただし、Z1が−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−または−OH−の場合、b=2である。Z1とV1とは相異なり、Q1およびAr1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、複数のV1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、cは1〜6の整数を表す。)
(式中、Y2は13族の原子を表し、Ar2は電子吸引基を有するアリール基または電子吸引基を有する1価の複素環基を表し、Q2は酸素原子または直接結合を表し、X2はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換アミノ基、アミド基、酸イミド基、アシルオキシ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、シアノ基またはニトロ基を表し、dおよびd’はそれぞれ独立に1または2を表し、V2は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY2、Ar2、Q2およびV2は同一でも異なっていてもよく、X2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、eは1〜6の整数を表す。)
(式中、Y3は13族の原子を表し、Ar3は電子吸引基を有するアリール基または電子吸引基を有する1価の複素環基を表し、Q3は酸素原子または直接結合を表し、V3は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY3、Ar3、Q3およびV3はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、fは1〜6の整数を表す。)
パーフルオロアリール基としては、ペンタフルオロフェニル基、ヘプタフルオロ−1−ナフチル基、ヘプタフルオロ−2−ナフチル基、ノナフルオロ−1−ビフェニル基、ノナフルオロ−2−ビフェニル基、ノナフルオロ−1−アントラセニル基、ノナフルオロ−2−アントラセニル基、ノナフルオロ−9−アントラセニル基が例示される。
パーフルオロアリールオキシ基としては、ペンタフルオロフェニルオキシ基、ヘプタフルオロ−1−ナフチルオキシ基、ヘプタフルオロ−2−ナフチルオキシ基、ノナフルオロ−1−ビフェニルオキシ基、ノナフルオロ−2−ビフェニルオキシ基、ノナフルオロ−1−アントラセニルオキシ基、ノナフルオロ−2−アントラセニルオキシ基、ノナフルオロ−9−アントラセニルオキシ基が例示される。
また、アルケニル基には1,3−ブタジエニル基などのアルカジエニル基も含まれる。
置換シリルオキシ基は、炭素数が通常1〜60程度、好ましくは炭素数3〜30であり、その具体例としては、トリメチルシリルオキシ基、トリエチルシリルオキシ基、トリ−n−プロピルシリルオキシ基、トリ−i−プロピルシリルオキシ基、t−ブチルシリルジメチルシリルオキシ基、トリフェニルシリルオキシ基、トリ−p−キシリルシリルオキシ基、トリベンジルシリルオキシ基、ジフェニルメチルシリルオキシ基、t−ブチルジフェニルシリルオキシ基、ジメチルフェニルシリルオキシ基などが例示される。
置換シリルチオ基は、炭素数が通常1〜60程度、好ましくは炭素数3〜30であり、その具体例としては、トリメチルシリルチオ基、トリエチルシリルチオ基、トリ−n−プロピルシリルチオ基、トリ−i−プロピルシリルチオ基、t−ブチルシリルジメチルシリルチオ基、トリフェニルシリルチオ基、トリ−p−キシリルシリルチオ基、トリベンジルシリルチオ基、ジフェニルメチルシリルチオ基、t−ブチルジフェニルシリルチオ基、ジメチルフェニルシリルチオ基などが例示される。
置換シリルアミノ基は、炭素数が通常1〜120程度、好ましくは炭素数3〜60であり、その具体例としては、トリメチルシリルアミノ基、トリエチルシリルアミノ基、トリ−n−プロピルシリルアミノ基、トリ−i−プロピルシリルアミノ基、t−ブチルシリルジメチルシリルアミノ基、トリフェニルシリルアミノ基、トリ−p−キシリルシリルアミノ基、トリベンジルシリルアミノ基、ジフェニルメチルシリルアミノ基、t−ブチルジフェニルシリルアミノ基、ジメチルフェニルシリルアミノ基、ジ(トリメチルシリル)アミノ基、ジ(トリエチルシリル)アミノ基、ジ(トリ−n−プロピルシリル)アミノ基、ジ(トリ−i−プロピルシリル)アミノ基、ジ(t−ブチルシリルジメチルシリル)アミノ基、ジ(トリフェニルシリル)アミノ基、ジ(トリ−p−キシリルシリル)アミノ基、ジ(トリベンジルシリル)アミノ基、ジ(ジフェニルメチルシリル)アミノ基、ジ(t−ブチルジフェニルシリル)アミノ基、ジ(ジメチルフェニルシリル)アミノ基などが例示される。
Z1はM’(=O)p (式中 M’は、3族、4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、11族、12族、13族、14族、15族、16族もしくは17族の原子を表し、pは0〜2の整数を表す。)を表すか、b価の脂肪族炭化水素基、b価の芳香族炭化水素基、b座の複素環基、−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−、−OH−または直接結合を表す。
上述の通り、bは2〜6の整数を表すが、Z1が−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−または−OH−の場合、b=2である。また、Z1がM’(=O)pの場合、bはM’がとりうる結合手の数を超えない。
p=1、2の場合の具体例としては、Ti(=O)、V(=O)、Cr(=O)、Cr(=O)2、Zr(=O)、Mo(=O)、W(=O)などがあげられる。
脂肪族炭化水素の具体例としては、メタン、エタン、プロパン、シクロプロパン、ブタン、シクロブタン、2−メチルプロパン、ペンタン、シクロペンタン、2−メチルブタン、2,2−ジメチルプロパン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、オクタン、2−エチルヘキサン、ノナン、デカン、3,7−ジメチルオクタンなどが例示される。
芳香族炭化水素の具体例としては、ベンゼン、C1〜C12アルコキシベンゼン(C1〜C12は、炭素数1〜12であることを示す。以下も同様である。)、C1〜C12アルキルベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、ペンタセンなどが例示される。
b座の複素環基としてはは、複素環化合物から少なくとも1個の水素原子を除いたb個の配位座を有する原子団があげられる。置換基を有していてもよく、炭素数が通常2〜60程度であり、好ましくは2〜20である。
2個の共有結合部位を有するもの(2価の複素環基)、1個の共有結合部位と1個の配位結合部位を有するもの(1価2座の複素環基)が挙げられる。2価の複素環基の具体例としては下記が例示される。
ヘテロ原子として、窒素を含む2価の複素環基;ピリジンジイル基(下図の式39〜44)、ジアザフェニレン基(下図の式45〜48)、キノリンジイル基(下図の式49〜63)、キノキサリンジイル基(下図の式64〜68)、アクリジンジイル基(下図の式69〜72)、ビピリジルジイル基(下図の式73〜75)、フェナントロリンジイル基(下図の式76〜78)、など。
ヘテロ原子としてけい素、窒素、硫黄、セレンなどを含みフルオレン構造を有する基(下図の式79〜93)。また、窒素原子を含む式82〜84のカルバゾールやトリフェニルアミンジイル基などの芳香族アミンモノマーを有していることが発光効率の点で望ましい。
ここで、Rは、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換アミノ基、アミド基、酸イミド基、アシルオキシ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アシル基、イミン残基、置換シリル基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基、カルボキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。
その中で式(2)の陰イオンは、
(式中、Y2は13族の原子を表し、Ar2は電子吸引基を有するアリール基または電子吸引基を有する1価の複素環基を表し、Q2は酸素原子または直接結合を表し、X2はハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換アミノ基、アミド基、酸イミド基、アシルオキシ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、シアノ基またはニトロ基を表し、dおよびd’はそれぞれ独立に1または2を表し、V2は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY2、Ar2、Q2およびV2は同一でも異なっていてもよく、X2が複数存在する場合、それらは同一であっても異なっていてもよく、eは1〜6の整数を表す。)
である。
X2におけるハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、置換アミノ基、アミド基、酸イミド基、アシルオキシ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基およびヘテロアリールチオ基の定義、具体例等は、前記X2におけるそれと同様であり、V2における16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基の定義、具体例等は、前記V1におけるそれと同様である。Q2は酸素原子または直接結合を表すが、直接結合が好ましい。
その中で式(3)の陰イオンは、
(式中、Y3は13族の原子を表し、Ar3は電子吸引基を有するアリール基または電子吸引基を有する1価の複素環基を表し、Q3は酸素原子または直接結合を表し、V3は
16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY3、Ar3、Q3およびV3はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、fは1〜6の整数を表す。)
である。
下記式に示す環状脂肪族アンモニウム塩、
下記式に示す芳香族アンモニウム塩、
下記式に示す窒素原子を含む複素環のオニウム、
下記式(6)などが例示される。
2価の複素環基の具体例としては、上記Z1に例示の基が挙げられる。
具体的にはアルカリ金属のカチオンとしては、リチウムイオン、ナトリムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、フランシウムイオンが挙げられる。
アルカリ土類金属のカチオンとしては、ベリリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、(MgCl)+、(MgBr)+、(MgI)+が挙げられ、
希土類のカチオンとしては、スカンジウムイオン、イットリウムイオンが挙げられ、
遷移金属のカチオンとしては、チタニウムイオン、ジルコニウムイオン、ハフニウムイオン、バナジウムイオン、クロミウムイオン、[ビス(η5−ベンゼン)Cr]+、マンガンイオン、鉄イオン、[(η5−シクロペンタジエニル)(η6−ベンゼン)Fe]+、[(η5−シクロペンタジエニル)(η6−トルエン)Fe]+、[(η5−シクロペンタジエニル)(η6−1−メチルナフタリン)Fe]+、[(η5−シクロペンタジエニル)(η6−クメン)Fe]+、[ビス(η5−メシチレン)Fe]+、コバルトイオン、ニッケルイオン、銅イオン、亜鉛イオンなどが例示される。
芳香族アンモニウム塩系であるものとしては下記のイオン対が例示される。
式中、E2+は、ピリジニウムカチオン、4級アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、オキソニウムカチオン、スルホニウムカチオンまたはヨードニウムカチオンを表す。X2-はハロゲン化物イオン、アルキルスルホネートイオン、アリールスルホネートイオンを表す。
発光性および/または導電性を有する高分子化合物としては下記(A)〜(C)が挙げられる。
(A)発光性を有し、導電性を有しない高分子化合物
(B)発光性および導電性を有する高分子化合物
(C)導電性を有し、発光性を有しない高分子化合物
(A)および(B)を総称して高分子発光体とよぶことができ、(B)および(C)を総称して導電性高分子とよぶことができる。
ここに、発光性を有するとは、例えば、ルミネセンス現象を示し得ることをいい、
導電性を有するとは、例えば、電気伝導率が103〜10-10S/cm程度であることをいう。
本発明に用いる発光性および/または導電性を有する高分子化合物は、さらに、電荷注入性、電荷輸送性等を有していても良い。
発光材料として用いる場合には、高分子発光体、即ち少なくとも発光性を有するもの((A)、(B))が好ましく、(B)がより好ましい。
本発明に用いる発光性および/または導電性を有する高分子化合物の中では共役系高分子化合物であるものが好ましい。ここに、共役系高分子化合物とは高分子化合物の主鎖骨格に沿って非局在π電子対が存在している高分子化合物を意味する。この非局在電子としては、2重結合のかわりに不対電子または孤立電子対が共鳴に加わる場合もある。
;ポリパラフェニレンビニレン、ポリチエニレンビニレン等のポリアリーレンビニレン系(例えば、WO98/27136号公開明細書)
;ポリフェニレンサルファイド、ポリカルバゾール等が挙げられる。
〔総説としては、例えば「Advanced Materials Vol.12 1737-1750 (2000)」や、「有機ELディスプレイ技術 月刊ディスプレイ 12月号増刊 P68〜73」〕
ポリアリーレン系の高分子化合物が含む繰り返し単位としては、2価の芳香族炭化水素基(アリーレン基)、2価の複素環基があげられる。
ここに、2価の芳香族炭化水素基の環を構成する炭素数は通常6〜60程度であり、その具体例として、フェニレン基、ビフェニレン基、ターフェニレン基、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、ペンタレンジイル基、インデンジイル基、ヘプタレンジイル基、インダセンジイル基、トリフェニレンジイル基、ビナフチルジイル基、フェニルナフチレンジイル基、スチルベンジイル基、フルオレンジイル基(例えば、下式(4)で、A=−C(R’)(R’)−である場合)等があげられる。
また、2価の複素環基の環を構成する炭素数は通常3〜60程度であり、具体例としては、ピリジンージイル基、ジアザフェニレン基、キノリンジイル基、キノキサリンジイル基、アクリジンジイル基、ビピリジルジイル基、フェナントロリンジイル基、下式(4)で、X=-O-、-S-、-Se-、−NR’’−、−C(R’)(R’)−、または−Si(R’)(R’)−である場合があげられる。
(式中、Aは、式中の2個のベンゼン環上の4個の炭素原子と一緒になって5員環または6員環を完成させるための原子または原子群を表し、R4a、R4b、R4c、R5a、R5bおよびR5cは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基またはカルボキシル基を表し、R4bとR4c、およびR5bとR5cは、それぞれ一緒になって環を形成していてもよい。)
式中、Rはそれぞれ独立にハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシルオキシ基、置換アミノ基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基または1価の複素環基を表す。R’はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基または1価の複素環基を表す。R''はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基または1価の複素環基を表す。
Aの中では、−O−、−S−、−Se−、−NR''−、−CR’R’−または−SiR’R’−が好ましく、-O-、-S-、−CR’R’−がより好ましい。
式中、ベンゼン環上の水素原子は、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基または1価の複素環基に置換されていてもよい。ベンゼン環の隣接位に2つの置換基が存在する場合、それらが互いに結合して環を形成してもよい。
この場合、2価の芳香族炭化水素基、2価の複素環基からなる繰り返し単位と芳香族アミンから誘導される繰り返しのモル比率は、通常99:1〜20:80の範囲である。
高分子化合物を高分子LEDの発光材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与えるため、重合前のモノマーを蒸留、昇華精製、再結晶等の方法で精製したのちに重合することが好ましく、また合成後、再沈精製、クロマトグラフィーによる分別等の純化処理をすることが好ましい。
イオン対の含有量が、発光性および/または導電性を有する高分子化合物の総重量を100重量部としたとき、通常0.001〜10重量部程度であり、好ましくは、0.001〜5重量部、より好ましくは0.001〜1重量部、さらに好ましくは0.01〜1重量部である。
また、本発明の高分子LEDは、陽極および陰極からなる電極間に、上記高分子溶液組成物を用いて形成された層を有することを特徴とする。
本発明の高分子組成物を含む層、高分子溶液組成物を用いて形成された層は、例えば、発光層、電荷輸送層、電荷注入層等であり、発光層であることが好ましい。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)
ここで、発光層とは、発光する機能を有する層であり、正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する層であり、電子輸送層とは、電子を輸送する機能を有する層である。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶ。
発光層、正孔輸送層、電子輸送層は、それぞれ独立に2層以上用いてもよい。
e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極
f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極
g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極
h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
k)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/陰極
l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
電荷注入層の具体的な例としては、導電性高分子を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層などが例示される。
q)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/陰極
r)陽極/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
s)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
t)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/陰極
u)陽極/正孔輸送層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
v)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
w)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送層/陰極
x)陽極/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
y)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
z)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
aa)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
ab)陽極/膜厚2nm以下の絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/膜厚2nm以下の絶縁層/陰極
熱処理の条件は、通常は、熱処理によりオニウム塩が分解する条件があげられ
熱処理の温度は、50℃以上であり、 50℃〜 300℃の範囲が好ましい。
熱処理の時間は通常 1秒〜24時間 程度である。
熱処理は、例えば、ホットプレート、オーブン、赤外線ランプなどを用いて行うことができる。また、熱処理は、減圧下で行ってもよい。
熱処理は、発光層を形成後に実施することが好ましく、発光層を形成した直後であることがより好ましい。
ここで、数平均分子量については、クロロホルムを溶媒として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によりポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。
300mlナス型フラスコを窒素置換し、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン5.00gを200mlの脱水ジエチルエーテルに溶解し、シアン化カリウム0.31gを加えた。3時間還流した後、溶媒を留去し、5.71gの化合物Aを得た。
MS(ESI−negative)
m/z 1049.8([M−K]-)
25mlシュレンク管を窒素置換し、1,1‘−ジメチル−4,4’−ビピリジニウムジクロライド40mgを4.0mlの水に溶解させ、化合物A 400mgを加えた。クロロホルム4.0mlを加え、4.5時間攪拌した。濾過、水洗し、溶媒を留去したところ、288mgの化合物Bを得た。
1H-NMR(300MHz、DMSO-d6)
δ9.30(4H、brs)、8.78(4H、brs)、4.47(6H、s)
25mlシュレンク管を窒素置換し、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフラート150mgを取り、4mlの水に懸濁させた。化合物A 392mgを加え、更にトルエン3ml加えると、不溶物は溶解した。8時間攪拌後、分液し、水相をトルエンで抽出した。硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去し、373mgの化合物Cを得た。
1H-NMR(DMSO-d6、300MHz)
δ8.16(4H、d)、7.55(4H、m)、1.26(18H、s)
19F-NMR(DMSO-d6、300MHz)
δ−132.5、−133.6、−134.1、−157.8、−159.7、−164.1、−165.2
25mlシュレンク管を窒素置換し、トリフェニルスルホニウムブロミド100mgを取り、4mlの水に溶解させた。化合物A 408mgを加えると溶液が白濁した。トルエン3ml加えて8時間攪拌後、分液し、水相をトルエン、ジエチルエーテルで抽出した。硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去し、449mgの化合物Dを得た。
1H-NMR(DMSO-d6、300MHz)
δ7.90〜7.75(15H、m)
19F-NMR(DMSO-d6、300MHz)
δ−132.7、−133.7、−134.1、−157.9、−160.0、−164.2、−165.3
<高分子化合物1の合成>
2,7−ジブロモ−9,9−ジオクチルフルオレン(26g、0.047mol)、2,7−ジブロモ−9,9−ジイソペンチルフルオレン(5.6g、0.012mol)および2,2’−ビピリジル(22g、0.141mol)を脱水したテトラヒドロフラン1600mLに溶解した後、窒素でバブリングして系内を窒素置換した。窒素雰囲気下において、この溶液に、ビス(1、5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}(40g、0.15mol)加え、60℃まで昇温し、8時間反応させた。反応後、この反応液を室温(約25℃)まで冷却し、25%アンモニア水200mL/メタノール1200mL/イオン交換水1200mL混合溶液中に滴下して30分間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して風乾した。その後、トルエン1100mLに溶解させてからろ過を行い、ろ液をメタノール3300mLに滴下して30分間攪拌した。析出した沈殿をろ過し、メタノール1000mLで洗浄した後、5時間減圧乾燥した。得られた共重合体の収量は20gであった(以後、高分子化合物1と呼ぶ)。高分子化合物1のポリスチレン換算の平均分子量および重量平均分子量は、それぞれMn=9.9×104、Mw=2.0×105であった(移動相:クロロホルム)。
<4−t−ブチル−2,6−ジメチルブロモベンゼンの合成>
不活性雰囲気下で、500mlの3つ口フラスコに酢酸225gを入れ、5−t−ブチル−m−キシレン24.3gを加えた。続いて臭素31.2gを加えた後、15〜20℃で3時間反応させた。
反応液を水500mlに加え析出した沈殿をろ過した。水250mlで2回洗浄し、白色の固体34.2gを得た。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ(ppm) = 1.3〔s,9H〕、2.4〔s,6H〕、7.1〔s,2H〕
MS(FD+)M+ 241
<N,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミンの合成>
不活性雰囲気下で、100mlの3つ口フラスコに脱気した脱水トルエン36mlを入れ、トリ(t−ブチル)ホスフィン0.63gを加えた。続いてトリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム0.41g、上記の4−t−ブチル−2,6−ジメチルブロモベンゼン9.6g、t−ブトキシナトリウム5.2g、N,N’−ジフェニル−1,4−フェニレンジアミン4.7gを加えた後、100℃で3時間反応させた。
反応液を飽和食塩水300mlに加え、約50℃に温めたクロロホルム300mlで抽出した。溶媒を留去した後、トルエン100mlを加えて、固体が溶解するまで加熱、放冷した後、沈殿をろ過し、白色の固体9.9gを得た。
<N,N’−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ビス(4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミンの合成>
不活性雰囲気下で、1000mlの3つ口フラスコに脱水N,N−ジメチルホルムアミド350mlを入れ、上記のN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン5.2gを溶解した後、氷浴下でN−ブロモスクシンイミド3.5g/N,N−ジメチルホルムアミド溶液を滴下し、一昼夜反応させた。
反応液に水150mlを加え、析出した沈殿をろ過し、メタノール50mlで2回洗浄し白色の固体4.4gを得た。
1H−NMR(300MHz/THF−d8):
δ(ppm) = 1.3〔s,18H〕、2.0〔s,12H〕、6.6〜6.7〔d,4H〕、6.8〜6.9〔br,4H〕、7.1〔s,4H〕、7.2〜7.3〔d,4H〕
MS(FD+)M+ 738
<高分子化合物2の合成>
上記2,7−ジブロモ−3,6−ジオクチルオキシジベンゾチオフェン(特開2004−002703に従い合成、5.4g、9mmol)、上記N,N’−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ビス(4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン(4.5g、6mmol)および2,2’−ビピリジル(5.1g、33mmol)を脱水したテトラヒドロフラン420mLに溶解した後、窒素でバブリングして系内を窒素置換した。窒素雰囲気下において、この溶液に、ビス(1、5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}(9.0g、33mmol)加え、60℃まで昇温し、攪拌しながら3時間反応させた。反応後、この反応液を室温(約25℃)まで冷却し、25%アンモニア水150mL/メタノール1500mL/イオン交換水600mL混合溶液中に滴下して1時間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して2時間減圧乾燥し、トルエン450mLに溶解させた。その後、1N塩酸450mLを加えて1時間攪拌し、水層を除去し、有機層に4%アンモニア水450mLを加え、1時間攪拌した後に水層を除去した。有機層はメタノール1350mLに滴下して1時間攪拌し、析出した沈殿をろ過して2時間減圧乾燥し、トルエン400mLに溶解させた。その後、アルミナカラム(アルミナ量100g)を通して精製を行い、回収したトルエン溶液をメタノール1350mLに滴下して1時間攪拌し、析出した沈殿をろ過して2時間減圧乾燥させた。得られた共重合体(以後、高分子化合物2と呼ぶ)の収量は5.5gであった。ポリスチレン換算の平均分子量および重量平均分子量は、それぞれMn=3.0×104、Mw=1.8×105であった(移動相:クロロホルム)。
(化合物Pの合成)
化合物P
不活性雰囲気下、300ml三つ口フラスコに1‐ナフタレンボロン酸5.00g(29mmol)、2−ブロモベンズアルデヒド6.46g(35mmol)、炭酸カリウム10.0g(73mmol)、トルエン36ml、イオン交換水36mlを入れ、室温で撹拌しつつ20分間アルゴンバブリングした。続いてテトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム16.8mg(0.15mmol)を入れ、さらに室温で撹拌しつつ10分間アルゴンバブリングした。100℃に昇温し、25時間反応させた。室温まで冷却後、トルエンで有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥後、溶媒を留去した。トルエン:シクロヘキサン=1:2混合溶媒を展開溶媒としたシリカゲルカラムで生成することにより、化合物P5.18g(収率86%)を白色結晶として得た。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ7.39〜7.62(m、5H)、7.70(m、2H)、7.94(d、2H)、8.12(dd、2H)、9.63(s、1H)
MS(APCI(+)):(M+H)+ 233
化合物Q
不活性雰囲気下で300mlの三つ口フラスコに化合物P8.00g(34.4mmol)と脱水THF46mlを入れ、−78℃まで冷却した。続いてn−オクチルマグネシウムブロミド(1.0mol/lTHF溶液)52mlを30分かけて滴下した。滴下終了後0℃まで昇温し、1時間撹拌後、室温まで昇温して45分間撹拌した。氷浴して1N塩酸20mlを加えて反応を終了させ、酢酸エチルで有機層を抽出、硫酸ナトリウムで乾燥した。溶媒を留去した後トルエン:ヘキサン=10:1混合溶媒を展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物Q7.64g(収率64%)を淡黄色のオイルとして得た。HPLC測定では2本のピークが見られたが、LC−MS測定では同一の質量数であることから、異性体の混合物であると判断した。
化合物R
不活性雰囲気下、500ml三つ口フラスコに化合物Q(異性体の混合物)5.00g(14.4mmol)と脱水ジクロロメタン74mlを入れ、室温で撹拌、溶解させた。続いて、三フッ化ホウ素のエーテラート錯体を室温で1時間かけて滴下し、的か終了後室温で4時間撹拌した。撹拌しながらエタノール125mlをゆっくりと加え、発熱がおさまったらクロロホルムで有機層を抽出、2回水洗し、硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を留去後、ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物R3.22g(収率68%)を無色のオイルとして得た。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ0.90(t、3H)、1.03〜1.26(m、14H)、2.13(m、2H)、4.05(t、1H)、7.35(dd、1H)、7.46〜7.50(m、2H)、7.59〜7.65(m、3H)、7.82(d、1H)、7.94(d、1H)、8.35(d、1H)、8.75(d、1H)
MS(APCI(+)):(M+H)+ 329
化合物S
不活性雰囲気下200ml三つ口フラスコにイオン交換水20mlをいれ、撹拌しながら水酸化ナトリウム18.9g(0.47mol)を少量ずつ加え、溶解させた。水溶液が室温まで冷却した後、トルエン20ml、化合物R5.17g(15.7mmol)、臭化トリブチルアンモニウム1.52g(4.72mmol)を加え、50℃に昇温した。臭化n−オクチルを滴下し、滴下終了後50℃で9時間反応させた。反応終了後トルエンで有機層を抽出し、2回水洗し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ヘキサンを展開溶媒とするシリカゲルカラムで精製することにより、化合物S5.13g(収率74%)を黄色のオイルとして得た。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ0.52(m、2H)、0.79(t、6H)、1.00〜1.20(m、22H)、2.05(t、4H)、7.34(d、1H)、7.40〜7.53(m、2H)、7.63(m、3H)、7.83(d、1H)、7.94(d、1H)、8.31(d、1H)、8.75(d、1H)
MS(APCI(+)):(M+H)+ 441
化合物T
空気雰囲気下、50mlの三つ口フラスコに化合物S4.00g(9.08mmol)と酢酸:ジクロロメタン=1:1混合溶媒57mlを入れ、室温で撹拌、溶解させた。続いて三臭化ベンジルトリメチルアンモニウム7.79g(20.0mmol)を加えて撹拌しつつ、塩化亜鉛を三臭化ベンジルトリメチルアンモニウムが完溶するまで加えた。室温で20時間撹拌後、5%亜硫酸水素ナトリウム水溶液10mlを加えて反応を停止し、クロロホルムで有機層を抽出、炭酸カリウム水溶液で2回洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。ヘキサンを展開溶媒とするフラッシュカラムで2回精製した後、エタノール:ヘキサン=1:1、続いて10:1混合溶媒で再結晶することにより、化合物T4.13g(収率76%)を白色結晶として得た。
1H−NMR(300MHz/CDCl3):
δ0.60(m、2H)、0.91(t、6H)、1.01〜1.38(m、22H)、2.09(t、4H)、7.62〜7.75(m、3H)、7.89(s、1H)、8.20(d、1H)、8.47(d、1H)、8.72(d、1H)
MS(APPI(+)):(M+H)+ 598
<高分子化合物3の合成>
化合物T(8.0g)、および2,2’−ビピリジル(5.9g)を脱水したテトラヒドロフラン300mLに溶解した後、窒素でバブリングして系内を窒素置換した。窒素雰囲気下において、この溶液を60℃まで昇温し、ビス(1、5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}(10.4g、0.038mol)加え、5時間反応させた。反応後、この反応液を室温(約25℃)まで冷却し、25%アンモニア水40mL/メタノール300mL/イオン交換水300mL混合溶液中に滴下して30分間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して風乾した。その後、トルエン400mLに溶解させてからろ過を行い、ろ液をアルミナカラムを通して精製し、1N塩酸約300mLを加えて3時間攪拌し、水層を除去し、有機層に4%アンモニア水約300mLを加え、2時間攪拌した後に水層を除去した。有機層にイオン交換水約300mLを加え1時間攪拌した後、水層を除去した。有機層にメタノール約100mLを滴下して1時間攪拌し、続いて静置した後、上澄み液をデカンテーションで除去した。得られた沈殿物をトルエン100mLに溶解して、メタノール約200mLに滴下して1時間攪拌し、ろ過して2時間減圧乾燥した。得られた共重合体の収量は4.1gであった(以後、高分子化合物3と呼ぶ)。高分子化合物3のポリスチレン換算の平均分子量および重量平均分子量は、それぞれMn=1.5×105、Mw=2.7×105であった(移動相:テトラヒドロフラン)。
<高分子化合物4の合成>
化合物T(0.65g)、N,N’−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ビス(4−t−ブチル−2,6−ジメチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン(0.34g)および2,2’−ビピリジル(0.58g)を脱水したテトラヒドロフラン100mLに溶解した後、窒素でバブリングして系内を窒素置換した。窒素雰囲気下において、この溶液に、ビス(1、5−シクロオクタジエン)ニッケル(0){Ni(COD)2}(1.0g)加え、60℃まで昇温し、攪拌しながら3時間反応させた。反応後、この反応液を室温(約25℃)まで冷却し、25%アンモニア水10mL/メタノール約100mL/イオン交換水約100mL混合溶液中に滴下して1時間攪拌した後、析出した沈殿をろ過して3時間減圧乾燥し、その後、トルエン50mLに溶解させてからろ過を行い、ろ液をアルミナカラムを通して精製し、4%アンモニア水約50mLを加え、2時間攪拌した後に水層を除去した。有機層にイオン交換水約50mLを加え1時間攪拌した後、水層を除去した。有機層はメタノール約100mLに滴下して1時間攪拌し、続いて静置した後、上澄み液をデカンテーションで除去した。得られた沈殿物をトルエン50mLに溶解して、メタノール約200mLに滴下して1時間攪拌し、ろ過して2時間減圧乾燥した。得られた共重合体の収量は390mgであった(以後、高分子化合物4と呼ぶ)。高分子化合物4のポリスチレン換算の平均分子量および重量平均分子量は、それぞれMn=1.6×104、Mw=7.4×104であった(移動相:テトラヒドロフラン)。
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、トリ(4−t−ブチルフェニルスルホニウム)トリフルオロメタンスルホネート0.486g、化合物 A0.873g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で16時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離した。イオン交換水30mlでエーテル層を3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。室温氏下エバポレータでエーテル層を濃縮し、次に70〜75℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.19gの化合物Eを得た。
1H−NMR(300MHz、DMSO-D6)
δ7.78(12H,m)、1.32(27H、s)
50ml4つ口フラスコを窒素置換し、ポリ(1−n−ブチルー4−ビニルピリジニウム トリフロロメタンスルホンイミド)0.309g、化合物 A1.088g、ジメチルホルムアミド30mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で16時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移しトルエン90mlを仕込みイオン交換水50mlでDMFを抽出した。水50mlでトルエン層を3回洗浄した。トルエン層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータでトルエン層を70〜75℃で濃縮し、次に真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.08gの化合物Fを得た。
1H−NMR(300MHz、DMSO−D6)
δ5.8、7.4、9.1
19F−NMR(300MHz、DMSO−D6)
δ−132.7、−133.6、−134.8、−157.7、−159.8、−162.5、−164.0、−165.2、−166.0
カリウム塩の合成
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、K2〔Ni(CN)4〕3.01g、トリス(ペンタフロロフェニル)ボラン25.5g、ジエチルエーテル100mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で16時間反応させた。析出した結晶を濾過しケーキを酢酸エチル100mlで洗浄した。 フィルター上の残存K2〔Ni(CN)4〕は5%次亜塩素酸ナトリウムで処理した。 濾液を500ml分液ロートに移しイオン交換水100mlで3回洗浄した。有機層を500ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータで溶媒を濃縮し粗ケーキ31.4gを得た。粗ケーキにジエチルエーテル60ml、n−ヘキサン120mlを加え室温で1時間攪拌した後濾過した、ケーキはn−ヘキサン50mlで洗浄した。70〜75℃で減圧乾燥機で恒量になるまで乾燥した。カリウム塩24.4gを得た。
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、カリウム塩3.0g、ジエチルエーテル100ml、イオン交換水20mlをしこみ攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した。21〜23℃で攪拌下1%塩酸 15gを10分で滴下しその後1時間攪拌した。フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離した。次にエーテル層をイオン交換水で3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。室温下濾液をエバポレータで濃縮し、次に70〜75℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。化合物G2。81gを得た。
19F−NMR(300MHz、DMSO−D6)
δ−132.7、−133.7、−134.3、−154.8、−157.8、−159.2、−161.0、−162.9、−164.3、−165.4、−165.8、−166.5
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、1,1’―ジ−2−エチルヘキシル−4、4’−ビピリジニウムジアイオダイド0.323g、化合物A1.223g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で22時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離し、エーテル層をイオン交換水40mlで3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータでエーテル層を濃縮した。トルエン50mlを加え60〜65℃で0.5時間攪洗浄し室温まで冷却後濾過をした。この洗浄操作を3回実施後80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.15gの化合物Hを得た。
1H−NMR(270MHz、CD3OD)
δ9.258(4H、m)、8.687(4H、m)、4.665(4H、d)、
2.049(2H、m)、1.387(16H、m)、0.943(12H、m)
4級塩の合成
50ml4つ口フラスコを窒素置換し、1,8−ジオアザビシクロ〔5,4,0〕ウンデカ−7−エン27.4g、n−オクチルブロマイド11.6gを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後110〜115℃で5.5時間反応させた。80℃まで冷却後トルエン50ml、ヘキサン150mlを仕込み5℃まで冷却した。5℃以下で1時間攪拌し同温度で1時間静置後上澄みをデカンテーションで除いた。フラスコにトルエン50ml、ヘキサン150mlを仕込み60〜65℃で1時間攪拌した後5℃まで冷却した。5℃以下で1時間攪拌し同温度で1時間静置後上澄みをデカンテーションで除いた。この操作を再度行った後残存溶媒をエバポレータで留去した。次に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥し4級塩19.5gを得た。
4級塩 1H−NMR(270MHz、CD3OD)
δ3.676(2H、m)、3.545(6H、m)、2.054(2H、m)、
1.722(10H、m)1.332(10H、m)、0.798(3H、m)
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、4級塩0.590g、化合物A1.240、イオン交換20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で24時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離し、エーテル層をイオン交換水40mlで3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータでエーテル層を濃縮した。更に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.53gの化合物Iを得た。
化合物I 1H−NMR(270MHz、CD3OD)
δ3.660(2H、m)、3.520(6H、m)、2.064(2H、m)、
1.748(10H、m)1.296(10H、m)、0.867(3H、m)
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、1,1’−ジ−2−エチルヘキシル−4、4’−ビピリジニウムジアイオダイド0.318g、合成例12化合物Gの合成で得たカリウム塩1.144g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で18時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し酢酸エチル50mlを加え水層を分離した。次に有機層をイオン交換水30mlで3回洗浄した。有機層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータで有機層を濃縮した。更に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.18gの化合物Kを得た。
1H−NMR(270MHz、DMSO-D6)
δ9.385(4H、d)、8.805(4H、d)、4.634(4H、m)、
2.073(2H、m)1.300(16H、m)、0.870(12H、m)
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、1,1’―ジベンジル−4、4’−ビピリジニウムジクロラ
イド0.205g、化合物A1.089g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で18時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離した。次にエーテル層をイオン交換水30mlで3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータでエーテル層を濃縮した。更に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.21gの化合物Lを得た。
1H−NMR(270MHz、DMSO-D6)
δ9.501(4H、d)、8.733(4H、d)、7.606(4H、m)、
7.479(6H、m)
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、トリ(4−t−ブチルフェニルスルホニウム)トリフロロメタンスルホネート0.595g、合成例12化合物Gの合成で得たカリウム塩1.144g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル60mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で16時間反応させた。反応後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し酢酸エチル50mlを加え水層を分離した。次に有機層をイオン交換水30mlで3回洗浄した。有機層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータで有機層を濃縮した。更に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.24gの化合物Mを得た。
1H−NMR(300MHz、DMSO-D6)
δ7.774(12H,m)、1.313(27H、s)
200ml4つ口フラスコを窒素置換し、化合物A1.089g、イオン交換水20ml、ジエチルエーテル50mlを仕込んだ。攪拌棒、温度計、コンデンサ−を装着した後21〜23℃で攪拌下1%塩酸11gを10分で滴下した。2時間攪拌後フラスコ内容物を200ml分液ロートに移し水層を分離した。次にエーテル層をイオン交換水30mlで3回洗浄した。エーテル層を200ml三角フラスコに移し無水硫酸ナトリウムを加え脱水した後、無水硫酸ナトリウムを濾別した。エバポレータで有機層を濃縮した。更に80〜85℃で真空ポンプで恒量になるまで乾燥した。1.06gの化合物Nを得た。
19F−NMR(300MHz、DMSO−D6)
δ−132.7、−133.7、−134.3、−154.8、−157.8、−159.2、−161.0、−162.9、−164.3、−165.4、−165.8、−166.5
<高分子化合物溶液組成物の調製1>
高分子化合物2と高分子化合物1の25:75(重量比)混合物をトルエン/酢酸エチル=80/20(重量比)の混合溶媒に0.9wt%、さらに添加物としてイオン対を表1に示される添加量で混合し溶解させた。その後0.2ミクロン径のテフロン(登録商標)フィルターでろ過して塗布溶液を調整した。イオン対としては、合成例で合成したものを用いた。イオン対の添加量は、高分子化合物全体の重量100重量部に対する重量部で表した。
イオン対を含まない塗布溶液を用いて作成した評価比較例1の素子に比べて、イオン対を含む本発明の高分子組成物溶液を塗布溶液として用いて作成した評価実施例1〜12の素子は、は、著しい寿命の改善が見られた。
<高分子溶液組成物の調製2>
高分子化合物3と高分子化合物4の70:30(重量比)混合物をトルエン/酢酸エチル=80/20(重量比)の混合溶媒に1.2wt%、さらに添加物としてイオン対を表2に示される添加量で混合し溶解させた。その後0.2ミクロン径のテフロン(登録商標)フィルターでろ過して高分子溶液組成物(塗布溶液)を調整した。イオン対としては、合成例で合成したものを用いた。イオン対の添加量は、高分子化合物全体の重量100重量部に対する重量部で表した。
Claims (14)
- 発光性および/または導電性を有する共役系高分子化合物と、イオン対とを含有する高分子組成物であって、該イオン対の陰イオンが、下記式(1)、(2)または(3)で示され、該イオン対の含有量が、該発光性および/または導電性を有する共役系高分子化合物の総重量を100重量部としたとき、0.001〜10重量部であることを特徴とする高分子組成物。
(式中、Y1は13族の原子を表し、Ar1はパーフルオロアリール基を表し、V1は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−、−N=N=N−または直接結合を表し、bは2〜6の整数を表し、Z1はM’(=O)p (式中 M’は、3族、4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、11族、12族、13族、14族、15族、16族もしくは17族の原子を表し、pは0〜2の整数を表す。)を表すか、b価の脂肪族炭化水素基、b価の芳香族炭化水素基、b座の複素環基、−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−、−OH−または直接結合を表す。ただし、Z1が−C≡N−、−N=N=N−、−NH−、−NH2−または−OH−の場合、b=2である。Z1とV1とは相異なり、Ar1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、複数のV1はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、cは1〜6の整数を表す。)
(式中、Y2は13族の原子を表し、Ar2はパーフルオロアリール基を表し、V2は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY2、Ar2およびV2は同一でも異なっていてもよく、eは1〜6の整数を表す。)
(式中、Y3は13族の原子を表し、Ar3はパーフルオロアリール基を表し、Q3は直接結合を表し、V3は16族の原子、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、2座の複素環基、−C≡N−または−N=N−を表し、複数のY3、Ar3、Q3およびV3はそれぞれ同一であっても異なっていてもよく、fは1〜6の整数を表す。) - 上記式(1)において、Z1またはV1が−C≡N−であることを特徴とする請求項1に記載の高分子組成物。
- イオン対の陽イオンが、水素イオン、金属カチオンもしくはカルボカチオンであるかまたは窒素原子、酸素原子、リン原子、硫黄原子、塩素原子、セレン原子、臭素原子、テルル原子およびヨウ素原子から選択される元素のオニウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の高分子組成物。
- 発光性および/または導電性を有する共役系高分子化合物が、下記式(4)で表される繰返し単位を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の高分子組成物。
(式中、Aは、式中の2個のベンゼン環上の4個の炭素原子と一緒になって5員環または6員環を完成させるための原子または原子群を表し、R4a、R4b、R4c、R5a、R5bおよびR5cは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アリールアルキル基、アリールアルキルオキシ基、アリールアルキルチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アシル基、アシルオキシ基、アミド基、酸イミド基、イミン残基、置換アミノ基、置換シリル基、置換シリルオキシ基、置換シリルチオ基、置換シリルアミノ基、シアノ基、ニトロ基、1価の複素環基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールチオ基、アルキルオキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールアルキルオキシカルボニル基、ヘテロアリールオキシカルボニル基またはカルボキシル基を表し、R4bとR4c、およびR5bとR5cは、それぞれ一緒になって環を形成していてもよい。) - 発光性および/または導電性を有する共役系高分子化合物が発光性を有する高分子化合物であるか、または発光性および導電性を有する共役系高分子化合物であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の高分子組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の高分子組成物がさらに溶媒を含有することを特徴とする高分子溶液組成物。
- 陽極および陰極からなる電極間に、請求項1〜6のいずれかに記載の高分子組成物を含む層を有することを特徴とする高分子発光素子。
- 高分子組成物を含む層が発光層である請求項8に記載の高分子発光素子。
- 陽極および陰極からなる電極間に、請求項7に記載の高分子溶液組成物を用いて形成された層を有することを特徴とする高分子発光素子。
- 高分子溶液組成物を用いて形成された層が発光層である請求項10に記載の高分子発光素子。
- 高分子組成物を含む層を形成する際または形成後に、50℃以上の温度で熱処理して製造されることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の高分子発光素子。
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