説明

ボラン化合物と共役高分子化合物とを含む組成物及び素子

【課題】輝度半減寿命が長い有機EL素子を作成することができる有機材料の提供。
【解決手段】芳香族複素環を有するボラン化合物と、構造単位アリーレン基、フルオレンジイル基、2価の芳香族複素環基、2価の芳香族アミン残基を含む、交互重合体、ランダム重合体、ブロック重合体及びグラフト重合体の何れかである共役高分子化合物と、を含む組成物。下記式(B1)で表されるボラン化合物と、下記式(P1)で表される共役高分子化合物と、を含む組成物。



【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ボラン化合物と共役高分子化合物とを含む組成物、該組成物を用いて作製された薄膜及び該薄膜を含む素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機EL素子」又は「素子」という場合がある。)は、一対の電極間に発光層及び電荷輸送層等の有機層を備えたものであり、該素子を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが、次世代ディスプレイとして、近年注目されている。中でも、ディスプレイの大面積化に適した塗布法による成膜が可能な、高分子化合物を用いた有機EL素子の開発が盛んに行われている。例えば、電荷輸送性に優れた共役高分子化合物として、ポリフルオレンを用いた例(非特許文献1)やフルオレン類とアリーレン類を構造単位として含む高分子化合物を用いた例(特許文献1)が報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0003】
【非特許文献1】Advanced Materials, Vol.12(2000),362〜365
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第07/032437号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来の高分子化合物を用いた有機EL素子は輝度半減寿命が必ずしも十分であるとはいえず、実用に供するには未だ改善の余地がある。
そこで、本発明は、輝度半減寿命が長い、高分子化合物を用いた有機EL素子を作製することができる有機材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは上記課題を解決するために有機材料について鋭意検討した結果、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明によれば、下記〔1〕〜〔16〕が提供される。
〔1〕
下記式(B1):
【化1】

[式中、3個のArB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表す。3個のXB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は水素原子を表す。]
で表されるボラン化合物(以下、「ボラン化合物(B1)」という場合がある。)と、
下記式(P1):
【化2】

[式中、構造単位Arp1は、置換基を有していてもよいアリーレン基(但し、構造単位Flup1と異なる。)を表し、構造単位Flup1は、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基を表し、構造単位Hetp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表し、構造単位Amp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族アミン残基を表す。nAr、nFlu、nHet及びnAmは、それぞれ、共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1のモル比を表す数であり、nAr+nFlu+nHet+nAm=1としたとき、0.4≦nFlu≦1、0≦nAr≦0.6、0≦nHet≦0.6、及び0≦nAm≦0.6を満たす数である。共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1の重合形式は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合及びグラフト重合の何れであってもよい。構造単位Arp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Flup1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Hetp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Amp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。]
で表される共役高分子化合物(以下、「共役高分子化合物(P1)」という場合がある。)と、を含む組成物。
〔2〕
3個のArB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよいアリーレン基である、〔1〕に記載の組成物。
〔3〕
3個のArB1が、それぞれ独立に、
下記式(Ar−001):
【化3】

[式中、2個のR及び2個のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「*」は、ホウ素原子との結合位置を表し、記号「**」はXB1との結合位置を表す。]
で表される基である、〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。
〔4〕
が、アルキル基である、〔3〕に記載の組成物。
〔5〕
3個のArB1が、それぞれ独立に、
下記式(Ar−007):
【化4】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「*」は、ホウ素原子との結合位置を表し、記号「**」はXB1との結合位置を表す。]
で表される基である、〔1〕又は〔2〕に記載の組成物。
〔6〕
3個のXB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基である、〔1〕〜〔5〕の何れか一つに記載の組成物。
〔7〕
3個のXB1が、それぞれ独立に、
下記式(X−001):
【化5】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「**」はArB1との結合位置を表す。]
で表される基である、〔1〕〜〔6〕の何れか一つに記載の組成物。
〔8〕
3個のXB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよい一価の芳香族複素環基である〔1〕〜〔7〕の何れか一つに記載の組成物。
〔9〕
3個のXB1が、それぞれ独立に、
下記式(X−101):
【化6】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「**」はArB1との結合位置を表す。]
で表される基である、〔1〕〜〔6〕及び〔8〕の何れか一つに記載の組成物。
〔10〕
が水素原子又はアルキル基である、〔3〕〜〔9〕の何れか一つに記載の組成物。
〔11〕
Het及びnAmが0である、〔1〕〜〔10〕の何れか一つに記載の組成物。
〔12〕
Ar及びnHetが0である、〔1〕〜〔11〕の何れか一つに記載の組成物。
〔13〕
燐光発光性金属錯体をさらに含む、〔1〕〜〔12〕の何れか一つに記載の組成物。
〔14〕
溶媒又は分散媒をさらに含む、〔1〕〜〔13〕の何れか一つに記載の組成物。
〔15〕
〔1〕〜〔14〕の何れか一つに記載の組成物を用いて作製された薄膜。
〔16〕
〔15〕に記載の薄膜を含む素子。
〔17〕
前記素子が有機EL素子である、〔16〕に記載の素子。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、輝度半減寿命が長い、高分子化合物を用いた有機EL素子を作製することができる有機材料を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】
<用語の説明>
本明細書において、「n価の芳香族複素環基」(nは1又は2である。)という用語は、芳香族複素環式化合物からn個の水素原子を取り除いた残りの原子団を意味し、縮合環を有するものを含む。「複素環式化合物」という用語は、環式構造を有する有機化合物のうち、環を構成する原子として、炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む有機化合物を意味する。「芳香族複素環式化合物」という用語は、芳香族性を示す複素環式化合物を意味し、例えば、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、ジベンゾシロール及びジベンゾホスホール等の、複素環自体が芳香族性を示す複素環式化合物;並びにフェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール及びベンゾピラン等の、複素環それ自体は芳香族性を示さないが、該複素環に芳香環が縮環されている複素環式化合物が挙げられる。
本明細書において、Meはメチル基を表し、Etはエチル基を表し、tBuはtert−ブチル基を表す。
【0010】
本明細書において、「構造単位」という用語は、高分子化合物中に1個以上存在する単位を意味する。本発明においては、構造単位は、「繰り返し単位」(即ち、高分子化合物中に2個以上存在する単位)として高分子化合物中に存在することが好ましい。
【0011】
本明細書において、「Cm〜Cn」(m及びnは正の整数であり、m<nを満たす)という用語は、この用語の直後に記載された有機基の炭素原子数がm〜nであることを表す。例えば、「C1〜C12アルコキシフェノキシ基」は、該基中のアルコキシ部分の炭素数が1〜12であることを示し、「C1〜C12アルキルフェノキシ基」は、該基中のアルキル部分の炭素数が1〜12であることを示す。
【0012】
本明細書において、基の直前に付されている「置換基を有していてもよい」という用語は、該基の水素原子が置換基で置換されていない場合、及び、該基の水素原子の一部又は全部が置換基で置換されている場合の双方を意味する。
【0013】
本明細書において、「置換基」という用語は、特に説明のない限り、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基を意味する。
【0014】
置換基として用いられる、アルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、該アルキル基の炭素数は、通常、1〜20である。置換基として用いられるアルキル基としては、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、sec−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、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ドデシル基、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、及びパーフルオロオクチル基が挙げられる。
【0015】
置換基として用いられる、アリール基は、芳香族炭化水素から水素原子を1個取り除いた残りの原子団であり、縮合環を有する基、独立したベンゼン環および縮合環から選ばれる2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合した基も含まれる。前記アリール基の炭素数は、通常、6〜60であり、好ましくは6〜48であり、より好ましくは6〜20であり、更に好ましくは6〜14である。
【0016】
置換基として用いられる、1価の芳香族複素環基の炭素数は、通常、2〜60であり、好ましくは2〜20である。置換基として用いられる1価の芳香族複素環基としては、例えば、2−オキサジアゾリル基、2−チアジアゾリル基、2−チアゾリル基、2−オキサゾリル基、2−チエニル基、2−ピロリル基、2−フリル基、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−ピラジル基、2−ピリミジル基、2−トリアジル基、3−ピリダジル基、3−カルバゾリル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、2−フェノチアジニル基、及び3−フェノチアジニル基が挙げられる。
【0017】
置換基として用いられる、アルコキシ基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、該アルコキシ基の炭素数は、通常、1〜20である。置換基として用いられるアルコキシ基としては、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、ブトキシ基、sec−ブトキシ基、イソブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、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、ドデシルオキシ基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシルオキシ基、パーフルオロオクチルオキシ基、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基、及び2−エトキシエチルオキシ基が挙げられる。
【0018】
置換基として用いられる、アリールオキシ基の炭素数は、通常、6〜60である。置換基として用いられるアリールオキシ基としては、フェノキシ基、C1〜C12アルコキシフェノキシ基、C1〜C12アルキルフェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、及びペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。
【0019】
置換基として用いられる、アラルキル基の炭素数は、通常、7〜60である。置換基として用いられるアラルキル基としては、例えば、フェニル−C1〜C12アルキル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキル基、及びC1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキル基が挙げられる。
【0020】
置換基として用いられる、アリールアルコキシ基の炭素数は、通常、7〜60である。置換基として用いられるアリールアルコキシ基としては、例えば、フェニル−C1〜C12アルコキシ基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルコキシ基、及びC1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルコキシ基が挙げられる。
【0021】
置換基として用いられる、置換アミノ基は、その水素原子の1個又は2個が、アルキル基、アリール基、アラルキル基及び1価の芳香族複素環基等の置換基で置換されたアミノ基である。該置換アミノ基の炭素数は、通常、2〜60である。置換アミノ基は、該基中の置換基同士が直接的に、又は炭素原子、酸素原子若しくは硫黄原子等を介して結合して縮合環を形成していてもよい。該置換アミノ基としては、ジアルキルアミノ基及びジアリールアミノ基が好ましく、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、ジ−4−トリルアミノ基、ジ−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、N−カルバゾリル基、N−フェノキサジニル基、N−アクリジニル基、及びN−フェノチアジニル基が挙げられる。
【0022】
置換基として用いられる、置換カルボニル基は、カルボニル基にアルキル基、アリール基、アラルキル基又は1価の芳香族複素環基等が結合して得られる1価の基である。置換カルボニル基の炭素数は、通常、2〜60である。前記置換カルボニル基としては、例えば、アセチル基、ブチリル基、及びベンゾイル基が挙げられる。
【0023】
置換基として用いられる、置換カルボキシル基は、その水素原子が、アルキル基、アリール基、又は1価の芳香族複素環基等で置換されたカルボキシル基である。該置換カルボキシル基の炭素数は、通常、2〜60である。前記置換カルボキシル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、及びベンジルオキシカルボニル基が挙げられる。
【0024】
置換基として用いられる、ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
【0025】
上述の置換基は、さらに置換基(以下、「二次置換基」という場合がある。)を有していてもよい。二次置換基としては、特に記載のない限り、上述の置換基と同じものを用いてよい。
【0026】
本明細書において、「芳香族アミノ基」という用語は、その水素原子の少なくとも1つが、アリール基又は1価の芳香族複素環基で置換されたアミノ基を意味し、その炭素数は、通常、10〜60である。該炭素数には、芳香族アミノ基が有する置換基の炭素数は含まれない。
本明細書において、「置換基を有していてもよい芳香族アミノ基」という用語は、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい芳香族アミノ基を意味し、例えば、下記式201〜214で表される基が挙げられる。
【0027】
【化7】

(式中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基であり、Raは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基及びアラルキル基からなる群から選ばれる置換基である。複数のRは、互いに結合して環構造を形成してもよい。複数のRaは、互いに結合して環構造を形成してもよい。)
【0028】
式201〜式214中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基であり、水素原子、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、フッ素原子又はシアノ基であるが、水素原子、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、又は置換アミノ基が好ましく、水素原子、アルキル基、又はアリール基がより好ましく、水素原子、又はアルキル基がさらに好ましい。
Rで表される置換基は、さらに二次置換基を有していてもよい。
【0029】
式201〜式214中、複数のRaは、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基及びアラルキル基からなる群から選ばれる置換基を表す。
Raで表される置換基は、さらに二次置換基を有していてもよい。
【0030】
式201〜式214中、Raが有する二次置換基としては、アルキル基、アルコキシ基及びアリール基が好ましく、アリール基又はアルキル基がより好ましい。
【0031】
式201〜式214中、複数のRが互いに結合して形成する環構造としては、シクロペンチル環、シクロヘキシル環及びシクロヘプチル環が好ましく、これらは二次置換基を有していてもよい。二次置換基としては、アルキル基、アルコキシ基及びアリール基が好ましく、アリール基又はアルキル基がより好ましい。
式201〜式214中、複数のRaが互いに結合して形成する環構造としては、シクロペンチル環、シクロヘキシル環及びシクロヘプチル環が好ましく、これらは二次置換基を有していてもよい。二次置換基としては、アルキル基、アルコキシ基及びアリール基が好ましく、アリール基又はアルキル基がより好ましい。
【0032】
本明細書において、「アリーレン基」という用語は、芳香族炭化水素から水素原子を2個取り除いた残りの原子団を意味し、縮合環を有する基、及び独立したベンゼン環又は縮合環から選ばれる2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合した基も含まれる。前記アリーレン基の炭素数は、通常、6〜60である。該炭素数にはアリーレン基の有する置換基の炭素数は含まれない。
本明細書において、「置換基を有していてもよいアリーレン基」という用語は、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよいアリーレン基を意味し、
例えば、下記式001で表される1,4−フェニレン基、下記式002で表される1,3−フェニレン基、下記式003で表される1,2−フェニレン基等のフェニレン基;
下記式004で表されるナフタレン−1,4−ジイル基、下記式005で表されるナフタレン−1,5−ジイル基、下記式006で表されるナフタレン−2,6−ジイル基等のナフタレンジイル基;下記式007で表されるアントラセン−1,4−ジイル基、下記式008で表されるアントラセン−1,10−ジイル基、下記式009で表されるアントラセン−1,5−ジイル基、下記式010で表されるアントラセン−9,10−ジイル基、下記式011で表されるアントラセン−2,6−ジイル基等のアントラセンジイル基;下記式012で表される9,10−ジヒドロフェナントレン−2,7−ジイル基等のジヒドロフェナントレンジイル基;下記式013で表されるフルオレン−2,7−ジイル基、下記式014で表されるフルオレン−3,6−ジイル基等のフルオレンジイル基が挙げられる。
【0033】
【化8】

【0034】
【化9】

【0035】
【化10】

【0036】
【化11】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0037】
式001〜式014中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0038】
本明細書において、「2価の芳香族複素環基」という用語は、芳香族複素環式化合物から水素原子を2個取り除いた残りの原子団を意味し、縮合環を有するものも含む。前記2価の芳香族複素環基の炭素数は、通常、2〜60である。該炭素数には、2価の芳香族複素環基が有する置換基の炭素数は含まれない。
本明細書において、「置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基」という用語は、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を意味し、
例えば、下記式101で表されるピリジン−2,5−ジイル基、及び下記式102で表されるピリジン−2,6−ジイル基等のピリジンジイル基;下記式103で表されるピリミジン−4,6−ジイル基等のピリミジンジイル基;下記式104で表されるトリアジン−2,4−ジイル基;下記式105で表されるピラジン−2,5−ジイル基等のピラジンジイル基;下記式106で表されるピリダジン−3,6−ジイル基等のピリダジンジイル基;下記式107で表されるキノリン−2,6−ジイル基等のキノリンジイル基;下記式108で表されるイソキノリン−1,4−ジイル基等のイソキノリンジイル基;下記式109で表されるキノキサリン−5,8−ジイル基等のキノキサリンジイル基;下記式110で表される基及び下記式111で表される基等のカルバゾールジイル基;下記式112で表される基及び下記式113で表される基等のジベンゾフランジイル基;下記式114で表される基及び下記式115で表される基等のジベンゾチオフェンジイル基;下記式116で表される基及び下記式117で表される基等のジベンゾシロールジイル基;下記式118で表される基及び下記式119で表される基等のフェノキサジンジイル基;下記式120で表される基及び下記式121で表される基等のフェノチアジンジイル基;下記式122で表される基等のジヒドロアクリジンジイル基;下記式123で表される2価の基;下記式124で表されるピロ−ル−2,5−ジイル基等のピロールジイル基;下記式125で表されるフラン−2,5−ジイル基等のフランジイル基;下記式126で表されるチオフェン−2,5−ジイル基等のチオフェンジイル基;下記式127で表されるジアゾール−2,5−ジイル基等のジアゾールジイル基;下記式128で表されるトリアゾール−2,5−ジイル基等のトリアゾールジイル基;下記式129で表されるオキサゾール−2,5−ジイル基等のオキサゾールジイル基;下記式130で表されるオキサジアゾール−2,5−ジイル基;下記式131で表されるチアゾール−2,5−ジイル基等のチアゾールジイル基;下記式132で表されるチアジアゾール−2,5−ジイル基が挙げられる。
【0039】
【化12】

【0040】
【化13】

【0041】
【化14】

【0042】
【化15】

【0043】
【化16】

【0044】
【化17】

【0045】
【化18】

【0046】
【化19】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0047】
式101〜式132中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0048】
本明細書において、「置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基」という用語は、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基を意味する。「置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基」における1価の芳香族複素環基の炭素数は、通常、2〜60であり、好ましくは2〜20である。1価の芳香族複素環基としては、例えば、2−オキサジアゾリル基、2−チアジアゾリル基、2−チアゾリル基、2−オキサゾリル基、2−チエニル基、2−ピロリル基、2−フリル基、2−ピリジル基、3−ピリジル基、4−ピリジル基、2−ピラジル基、2−ピリミジル基、2−トリアジル基、3−ピリダジル基、3−カルバゾリル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、2−フェノチアジニル基、及び3−フェノチアジニル基が挙げられる。
【0049】
本明細書において、「置換基を有していてもよいアルキル基」という用語は、アルキル基、アリール基、1価の芳香族複素環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、置換カルボニル基、置換カルボキシル基、ハロゲン原子及びシアノ基からなる群から選ばれる置換基を有していてもよいアルキル基を意味する。「置換基を有していてもよいアルキル基」におけるアルキル基は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよく、その炭素数は、通常、1〜20である。「置換基を有していてもよいアルキル基」におけるアルキル基としては、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、sec−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、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、及びドデシル基が挙げられる。
【0050】
<ボラン化合物(B1)>
本発明の組成物に含まれるボラン化合物(B1)は、下記式(B1)で表される構造を有する。
【化20】

[式中、3個のArB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表す。3個のXB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は水素原子を表す。]
【0051】
式(B1)中、3個のArB1は、ボラン化合物(B1)の合成の容易さ及び本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減期寿命等の発光特性の観点からは、少なくとも一つが、置換基を有していてもよいアリーレン基であることが好ましく、全てが、置換基を有していてもよいアリーレン基であることがより好ましい。
【0052】
ArB1がとり得る、置換基を有していてもよいアリーレン基としては、下記式(Ar−001)〜(Ar−015)で表される基が好ましい。
【0053】
【化21】

(式中、Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rは、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Raの定義は前記と同じである。記号「*」は、ホウ素原子との結合位置を表し、記号「**」は、XB1との結合位置を表す。)
【0054】
式(Ar−001)〜式(Ar−015)中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0055】
式(Ar−001)〜式(Ar−015)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、アルキル基であることが好ましい。Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよいが、全てアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0056】
式(Ar−012)及び式(Ar−013)中、Raの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したRaのそれらと同じである。
【0057】
中でも、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の発光特性の観点からは、式(Ar−001)〜式(Ar−010)で表される基が好ましく、式(Ar−001)及び式(Ar−007)で表される基がより好ましい。
【0058】
特に、有機EL素子が燐光発光の有機EL素子である場合の発光特性の観点からは、式(Ar−001)〜式(Ar−006)で表される基が好ましく、式(Ar−001)〜式(Ar−003)で表される基がより好ましく、式(Ar−001)で表される基がさらに好ましい。
【0059】
ArB1がとり得る、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基としては、下記式(Ar−101)〜(Ar−119)で表される基が好ましい。
【化22】

(式中、R、R、Ra、記号「*」及び記号「**」の定義は、前記と同じである。)
【0060】
式(Ar−101)〜式(Ar−119)中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0061】
式(Ar−101)〜式(Ar−119)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、アルキル基であることが好ましい。Rが複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよいが、全てアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0062】
式(Ar−111)中、Raの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したRaのそれらと同じである。
【0063】
中でも、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の発光特性の観点からは、式(Ar−101)〜(Ar−110)で表される基が好ましく、式(Ar−101)〜式(Ar−103)、式(Ar−105)〜式(Ar−109)で表される基がより好ましい。
【0064】
式(B1)中、3個のArB1は、ボラン化合物(B1)の合成の容易さ、及び本発明の組成物を用いて得られる素子の発光特性の観点からは、少なくとも二つが同一の基であることが好ましく、全て同一の基であることがより好ましい。
【0065】
好適な一実施形態において、式(B1)中の3個のArB1は、それぞれ独立に、式(Ar−001)で表される基である。かかる実施形態において、式(Ar−001)中の2個のRがアルキル基である態様が特に好ましい。
好適な他の実施形態において、式(B1)中の3個のArB1は、それぞれ独立に、式(Ar−007)で表される基である。
【0066】
また、本発明の組成物の電荷輸送性の観点からは、XB1としては、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基、又は置換基を有していてもよい一価の芳香族複素環基が好ましい。
【0067】
B1がとり得る、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基としては、下記式(X−001)〜(X−011)で表される基が好ましい。
【化23】

(式中、Rの定義は前記と同じである。記号「**」は、ArB1との結合位置を示す。)
【0068】
式(X−001)〜式(X−011)中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0069】
中でも、本発明の組成物の電荷輸送性の観点からは、式(X−001)〜式(X−009)で表される基が好ましく、式(X−001)、式(Ar−005)〜式(X−009)で表される基がより好ましく、式(X−001)で表される基が更に好ましい。
【0070】
B1がとり得る、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基としては、下記式(X−101)〜式(X−110)、及び式(X−201)〜式(X−225)で表される基が好ましい。
【化24】

【0071】
【化25】

【0072】
【化26】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。記号「**」は、ArB1との結合位置を示す。)
【0073】
式(X−101)〜式(X−110)及び式(X−201)〜式(X−225)中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
で表される置換基は、二次置換基を有していてもよい。
【0074】
式(X−201)〜式(X−208)中、Raの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したRaのそれらと同じである。
【0075】
中でも、本発明の組成物の電荷輸送性の観点からは、式(X−101)〜式(X−110)及び式(X−201)〜式(X−225)で表される基が好ましく、式(X−101)〜式(X−105)、式(X−201)〜式(X−204)、式(X−215)〜式(X−222)及び式(X−225)で表される基がより好ましく、式(X−101)で表される基が更に好ましい。
【0076】
式(B1)中、3個のXB1は、化合物の合成の容易さ、及び素子の電荷輸送性の観点からは、少なくとも二つが同一の基であることが好ましく、全て同一の基であることがより好ましい。
【0077】
好適な一実施形態において、式(B1)中の3個のXB1は、それぞれ独立に、式(X−001)で表される基である。
好適な他の実施形態において、式(B1)中の3個のXB1は、それぞれ独立に、式(X−101)で表される基である。
【0078】
ボラン化合物(B1)の分子量は、共役高分子化合物(P1)との組み合わせにおいて素子の輝度半減寿命を顕著に改善し得るので、通常、200〜6000であり、400〜4000が好ましく、800〜3000がより好ましい。
【0079】
本発明に用いられるボラン化合物(B1)としては、例えば、下記式(B−001)〜式(B−021)で表される化合物が挙げられる。
【0080】
【化27】

【0081】
【化28】

【0082】
中でも、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減寿命の観点からは、該化合物中心のホウ素原子と結合した炭素原子(便宜上Cという。かかるCは、全例示化合物の各々に関し3個存在する。)に結合した炭素原子(便宜上Cという。かかるCは、全例示化合物の各々に関し6個存在する。)が、置換基(即ち、前記R)として、メチル基及びイソプロピル基等のアルキル基を有する式(B−010)〜式(B−017)で表される化合物、又は、前記炭素原子Cが縮合位置となりアントラセン等の縮合環を形成する式(B−018)〜式(B−021)で表される化合物が好ましく、前記炭素原子Cがアルキル基を置換基(即ち、前記R)として有する式(B−010)〜式(B−017)で表されるボラン化合物がより好ましい。
【0083】
<共役高分子化合物(P1)>
本発明の組成物に含まれる共役高分子化合物(P1)は、下記式(P1)で表される構造を有する。ここで、下記式(P1)は、共役高分子化合物(P1)を構成する各構造単位の種類及び各構造単位のモル比を表すものであり、式(P1)に示す順序で各構造単位がブロック重合している態様を限定的に表すものではない。後述するように、共役高分子化合物(P1)を構成する各構造単位の重合形式は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合及びグラフト重合の何れであってもよい。
【化29】

[式中、構造単位Arp1は、置換基を有していてもよいアリーレン基(但し、構造単位Flup1と異なる。)を表し、構造単位Flup1は、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基を表し、構造単位Hetp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表し、構造単位Amp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族アミン残基を表す。nAr、nFlu、nHet及びnAmは、それぞれ、共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1のモル比を表す数であり、nAr+nFlu+nHet+nAm=1としたとき、0.4≦nFlu≦1、0≦nAr≦0.6、0≦nHet≦0.6、及び0≦nAm≦0.6を満たす数である。共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1の重合形式は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合及びグラフト重合の何れであってもよい。構造単位Arp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Flup1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Hetp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Amp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。]
【0084】
式(P1)中、構造単位ArP1は、共役高分子化合物(P1)の合成の容易さの観点からは、全ての構造単位ArP1が同一であることが好ましく、共役高分子化合物(P1)の溶媒に対する溶解性の観点からは、互いに異なる複数種の構造単位ArP1が存在していることが好ましい。
【0085】
構造単位ArP1に用いられる、置換基を有していてもよいアリーレン基としては、下記式(PAr−001)〜(PAr−017)で表される基が好ましい。
【0086】
【化30】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0087】
式(PAr−001)〜式(PAr−017)中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0088】
式(P1)中、構造単位FluP1は、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基を表す。ここで、フルオレンジイル基は、フルオレン骨格を有する化合物から水素原子を2個取り除いた残りの原子団であり、縮合環を有するもの、及びヘテロ環構造を有するものを含む。式(P1)中、構造単位FluP1は、共役高分子化合物(P1)の合成の容易さの観点からは、全ての構造単位FluP1が同一であることが好ましく、共役高分子化合物(P1)の溶媒に対する溶解性の観点からは、互いに異なる複数種の構造単位FluP1が存在していることが好ましい。
【0089】
構造単位FluP1に用いられる、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基としては、下記式(PFlu−001)〜(PFlu−010)で表される基が好ましい。
【0090】
【化31】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0091】
式(PFlu−001)〜式(PFlu−010)中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0092】
本発明の組成物を用いて燐光発光性の有機EL素子を作製する場合、構造単位FluP1に用いられる、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基としては、式(PFlu−001)〜式(PFlu−003)で表される基が好ましく、式(PFlu−001)で表される基がより好ましい。
【0093】
式(P1)中、構造単位HetP1は、共役高分子化合物(P1)の合成の容易さの観点からは、全ての構造単位HetP1が同一であることが好ましく、共役高分子化合物(P1)の溶媒に対する溶解性の観点からは、互いに異なる複数種の構造単位HetP1が存在していることが好ましい。
【0094】
構造単位HetP1に用いられる、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基としては、下記式(PHet−001)〜(PHet−025)で表される基が例示される。
【0095】
【化32】

【0096】
【化33】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0097】
式(PHet−001)〜式(PHet−025)中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0098】
式(P1)中、構造単位AmP1は、共役高分子化合物(P1)の合成の容易さの観点からは、全ての構造単位AmP1が同一であることが好ましく、共役高分子化合物(P1)の溶媒に対する溶解性の観点からは、互いに異なる複数種の構造単位AmP1が存在していることが好ましい。
【0099】
構造単位AmP1に用いられる、置換基を有していてもよい2価の芳香族アミン残基としては、下記式(PAm−001)〜(PAm−009)で表される基が好ましい。
【0100】
【化34】

(式中、R及びRaの定義は前記と同じである。)
【0101】
式(PAm−001)〜式(PAm−009)中、R及びRaの例及び好ましい例は、式201〜式214において説明したR及びRaのそれらと同じである。
【0102】
共役高分子化合物(P1)の合成の容易さの観点からは、nHet又はnAmの何れかが0であることが好ましく、nHet及びnAmが何れも0であることがより好ましい。
【0103】
共役高分子化合物(P1)の正孔輸送性の観点からは、nAr又はnHetの何れかが0であることが好ましく、nAr又はnHetが何れも0であることがより好ましい。
【0104】
共役高分子化合物(P1)の電子輸送性の観点からは、nAr又はnHetの何れかが0でないことが好ましく、nHetが0でないことがより好ましい。
【0105】
共役高分子化合物(P1)は、有機EL素子の輝度半減寿命の観点から、ポリスチレン換算の数平均分子量が、5×10〜1×10であることが好ましく、1×10〜1×10であることがより好ましく、ポリスチレン換算の重量平均分子量が、5×10〜1×10であることが好ましく、1×10〜1×10であることがより好ましい。数平均分子量及び重量平均分子量は、例えば、サイズエクスクルージョンクロマトグラフィー(SEC)を用いて測定することができる。
【0106】
共役高分子化合物(P1)は、交互共重合体、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれかであってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子化合物、例えば、ブロック共重合部分を含有するランダム共重合体であってもよい。
【0107】
共役高分子化合物(P1)としては、ボラン化合物(B1)との組み合わせにおいて有機EL素子の輝度半減寿命を顕著に改善し得るので、下記式(Pex−001)〜式(Pex−004)で表される共役高分子化合物が好ましい。なお、下記式(Pex−001)〜式(Pex−004)において、共役高分子化合物中における各構造単位の重合形式は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合及びグラフト重合の何れであってもよい。また、下記式(Pex−001)〜式(Pex−004)において、末端基はフェニル基である。
【0108】
【化35】

〔式(Pex−001)中、複数のRexは、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数のArexは、それぞれ独立に、アルキル基、又はアリール基を表す。m01、m02、m03及びm04は、共役高分子化合物中における各構造単位のモル比を表す数であり、m01+m02+m03+m04=1としたとき、0.4≦m01≦0.6、0.2≦m02≦0.4、0≦m03≦0.3、及び0≦m04≦0.3を満たす数である。〕
【0109】
【化36】

〔式(Pex−002)中、複数のRexは、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数のArexは、それぞれ独立に、アルキル基、又はアリール基を表す。各構造単位に付された数値「0.5」は、共役高分子化合物中における各構造単位のモル比を表す。〕
【0110】
【化37】

〔式(Pex−003)中、複数のRexは、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数のArexは、それぞれ独立に、アルキル基、又はアリール基を表す。m05、m06及びm07は、共役高分子化合物中における各構造単位のモル比を表す数であり、m05+m06+m07=1としたとき、0.2≦m05≦0.5、0.2≦m06≦0.5、及び0.4≦m07≦0.6を満たす数である。〕
【0111】
【化38】

〔式(Pex−004)中、複数のRexは、それぞれ独立に、水素原子、又はアルキル基を表し、複数のAexは、それぞれ独立に、アルキル基を表す。m08、m09及びm10は、共役高分子化合物中における各構造単位のモル比を表す数であり、m08+m09+m10=1としたとき、0.2≦m08<0.5、0.2≦m09≦0.5、及び0<m10≦0.3を満たす数である。〕
【0112】
<組成物>
本発明の組成物は、前記ボラン化合物(B1)及び前記共役高分子化合物(P1)を含む。
【0113】
本発明の組成物中におけるボラン化合物(B1)の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、通常、1〜100重量部であり、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減寿命の観点からは、1〜50重量部が好ましく、3〜40重量部がより好ましく、10〜40重量部がさらに好ましく、15〜35重量部が特に好ましい。
【0114】
本発明の組成物において、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)は、それぞれ1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0115】
本発明の組成物は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)に加え、さらにその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分は1種類であっても複数種類であってもよい。
【0116】
本発明の組成物が含み得る、上記その他の成分としては、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の駆動電圧を低減する観点から、電荷輸送性材料が好ましい。
【0117】
電荷輸送性材料とは、有機EL素子において電荷の運搬を担う材料をいい、例えば、電荷輸送性を示す低分子化合物及び高分子化合物で、公知のものが挙げられる。中でも、電荷輸送性材料としては、電荷輸送性を示す高分子化合物が好ましい。
【0118】
前記電荷輸送性を示す高分子化合物としては、アリーレン基、2価の芳香族複素環基、及び、2価の芳香族アミン残基からなる群から選ばれる1種以上の基を構造単位として有することが好ましく、それらを繰り返し単位として有することがより好ましい。
【0119】
前記電荷輸送性を示す高分子化合物は、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減寿命の観点から、ポリスチレン換算の数平均分子量が5×10〜1×10であることが好ましく、8×10〜1×107であることがより好ましく、1×10〜1×10であることがさらに好ましい。
【0120】
電荷輸送性材料を用いる場合、本発明の組成物中における電荷輸送性材料の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、通常、1〜300重量部であり、3〜200重量部が好ましく、5〜100重量部がより好ましい。
【0121】
本発明の組成物が、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)に加えて含み得る、その他の成分としては、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の発光効率の観点から、発光材料が好ましい。
【0122】
発光材料としては、例えば、蛍光発光材料及び三重項発光材料(燐光発光材料)が挙げられる。蛍光発光材料及び三重項発光材料(燐光発光材料)は、それぞれ、低分子量の発光材料と高分子量の発光材料に分類できるが、蛍光発光材料の場合は、高分子量(即ち、ポリスチレン換算の数平均分子量5×10〜1×10)の発光材料が好ましい。三重項発光材料の場合は、低分子量(即ち、分子量5×10以下)の発光材料が好ましい。
【0123】
発光材料は、本発明の組成物を用いて得られる素子の発光効率が優れるので、三重項発光材料であることが好ましい。
【0124】
発光材料を用いる場合、本発明の組成物中における発光材料の含有量は、発光材料の種類に応じて適宜決定してよい。一実施形態では、本発明の組成物中における蛍光発光材料の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、通常、1〜300重量部であり、本発明の組成物を用いて得られる素子の輝度半減寿命の観点から、3〜200重量部が好ましく、5〜100重量部がより好ましい。一実施形態では、本発明の組成物中における三重項発光材料の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、通常、1〜100重量部であり、本発明の組成物を用いて得られる素子の輝度半減寿命の観点から、3〜80重量部が好ましく、5〜50重量部がより好ましい。
【0125】
三重項発光材料が低分子量の発光材料である場合、本発明の組成物中における該三重項発光材料の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減寿命の観点から、1〜50重量部であることが好ましく、2〜45重量部であることがより好ましく、5〜40重量部であることが更に好ましい。
【0126】
三重項発光材料が高分子量の発光材料である場合、本発明の組成物中における該三重項発光材料の中心金属原子の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、本発明の組成物を用いて得られる有機EL素子の輝度半減寿命の観点から、0.02〜10重量部であることが好ましく、0.05〜9重量部であることがより好ましく、0.1〜8重量部であることが更に好ましい。
【0127】
低分子量の蛍光発光材料としては、例えば、ナフタレン誘導体;アントラセン及びその誘導体;ペリレン及びその誘導体;ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系及びシアニン系等の色素類;8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体;芳香族アミン;テトラフェニルシクロペンタジエン及びその誘導体;テトラフェニルブタジエン及びその誘導体;特開昭57−51781号公報及び特開昭59−194393号公報に記載されている化合物;及び低分子量の三重項発光錯体が挙げられる。
【0128】
低分子量の三重項発光材料としては、例えば、イリジウムを中心金属とする、Ir(ppy)3(例えば、Appl. Phys. Lett., (1999), 75(1), 4、及びJpn. J. Appl. Phys., 34, 1883(1995)に記載)、ADS066GE(アメリカンダイソース社から市販)、Btp2Ir(acac)(例えば、Appl. Phys. Lett., (2001), 78(11), 1622に記載)、FIrpic(例えば、Inorg. Chem., 2007, 46, 11082に記載)、発光材料A、発光材料B、発光材料C、発光材料D及び発光材料E;白金を中心金属とするPtOEP(例えば、Nature,(1998), 395, 151に記載);ユーロピウムを中心金属とするEu(TTA)3phen;並びにProc. SPIE-Int. Soc. Opt.Eng.(2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and Devices IV), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 97(2), 113、Syn. Met., (1999), 99(2), 127、及びAdv. Mater., (1999), 11(10), 852等に記載されている錯体及びその誘導体が挙げられる。
【0129】
【化39】

【0130】
【化40】

【0131】
【化41】

【0132】
【化42】

【0133】
【化43】

【0134】
【化44】

【0135】
【化45】

【0136】
【化46】

【0137】
【化47】

【0138】
【化48】

【0139】
【化49】

【0140】
前記高分子量の蛍光発光材料としては、例えば、WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、特開2001−181618号公報、特開2001−123156号公報、特開2001−3045号公報、特開2000−351967号公報、特開2000−303066号公報、特開2000−299189号公報、特開2000−252065号公報、特開2000−136379号公報、特開2000−104057号公報、特開2000−80167号公報、特開平10−324870号公報、特開平10−114891号公報、特開平9−111233号公報、及び特開平9−45478号公報等の公報に開示されている、ポリフルオレン、その誘導体及びフルオレン共重合体、ポリアリーレン、その誘導体及びアリーレン共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体及びアリーレンビニレン共重合体、芳香族アミン及びその誘導体の(共)重合体が挙げられる。
【0141】
本発明の組成物が、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)に加えて含み得る、その他の成分としては、成膜性及び/又は素子の製造の容易さの観点から、溶媒又は分散媒が好ましい。
【0142】
溶媒又は分散媒は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0143】
溶媒又は分散媒は、本発明の組成物に用いられる固形分を均一に溶解又は分散することができるものであればよい。前記溶媒(又は分散媒)としては、例えば、塩素系溶媒(クロロホルム、塩化メチレン、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)、エーテル系溶媒(分散媒)(テトラヒドロフラン、ジオキサン等)、芳香族炭化水素系溶媒(分散媒)(ベンゼン、トルエン、キシレン等)、脂肪族炭化水素系溶媒(分散媒)(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−デカン等)、ケトン系溶媒(分散媒)(アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等)、エステル系溶媒(分散媒)(酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等)、多価アルコール及びその誘導体(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−ヘキサンジオール等)、アルコール系溶媒(分散媒)(メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール、シクロヘキサノール等)、スルホキシド系溶媒(分散媒)(ジメチルスルホキシド等)、及びアミド系溶媒(分散媒)(N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等)が挙げられる。
【0144】
溶媒又は分散媒を用いる場合、本発明の組成物中における溶媒又は分散媒の含有量は、特に限定されず、溶媒又は分散媒の種類、成膜方法、及び共役高分子化合物(P1)の数平均分子量等に応じて決定してよい。例えば、スピンコート法及びインクジェット法等の塗布法によって成膜を行う場合は、本発明の組成物中における溶媒の含有量は、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)の合計重量を100重量部としたとき、成膜性の観点から、500〜200000重量部であることが好ましく、1000〜100000重量部であることがより好ましい。
【0145】
<薄膜>
本発明の薄膜は、本発明の組成物を用いて作製された膜である。本発明の薄膜は、本発明の組成物を用いて公知の成膜方法により作製することができ、該成膜方法としては、例えば、真空蒸着法(抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法等)、スパッタリング法、LB法、分子積層法、及び塗布法(例えば、キャスティング法、スピンコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット法等)が挙げられる。中でも、簡便に本発明の薄膜を作製できるので、塗布法が好ましい。
【0146】
塗布法においては、溶媒又は分散媒を含む本発明の組成物を塗布した後、溶媒又は分散媒を留去させることにより本発明の薄膜を作製することができる。
【0147】
本発明の薄膜は、有機EL素子において、発光層、電荷輸送層及び電荷注入層等の機能層として好適に用いることができる。
【0148】
本発明の薄膜は、本発明の効果を阻害しない範囲において、本発明の組成物以外の成分を含んでいてもよい。本発明の組成物以外の成分は、本発明の薄膜の用途に応じて、適宜選択してよい。
【0149】
本発明の薄膜中における、本発明の組成物の含有量は、組成物仕込み時の全固形分量を基準として、通常、0.1〜100重量%であり、好ましくは30〜100重量%であり、より好ましくは50〜100重量%である。
本明細書において、薄膜中の組成物の含有量についていう「組成物仕込み時の全固形分量を基準として」は、薄膜中の組成物の含有量を算出するにあたり、組成物仕込み時に用いた溶媒又は分散媒(これらは薄膜形成過程において実質的に留去される)の重量を除外して、組成物仕込み時に用いた全固形分の重量を組成物重量として近似することを意味する。
【0150】
本発明の薄膜の厚さは、好ましくは1nm〜1μmであり、より好ましくは5nm〜500nmであり、更に好ましくは5nm〜200nmである。
【0151】
<素子>
本発明の素子は、本発明の薄膜を含む素子であり、例えば、陽極及び陰極からなる一対の電極間に本発明の薄膜を含む素子である。
以下、代表的な素子として、本発明の素子が有機EL素子である場合について説明する。
【0152】
本発明の有機EL素子は、陽極及び陰極からなる一対の電極と、該電極間に発光層を有する一層又は複数層からなる薄膜層とを有する素子である。本発明の有機EL素子において、前記薄膜層の少なくとも1層が、本発明の薄膜(以下、単に「前記薄膜」という場合がある。)である。
【0153】
本発明の有機EL素子が電極間に一層からなる薄膜層を有する単層型である場合には、前記一層の薄膜が発光層であり、該発光層が前記薄膜からなる。この場合、発光層中の本発明の組成物の含有量は、組成物仕込み時の全固形分量を基準として、通常、0.1〜100重量%であり、好ましくは30〜100重量%、より好ましくは50〜100重量%である。
【0154】
本発明の有機EL素子が電極間に複数層からなる薄膜層を有する多層型である場合には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、又は電子注入層の何れか1層以上が前記薄膜からなる。好ましくは、正孔輸送層、発光層、又は電子輸送層の何れか1層以上が前記薄膜からなり、更に好ましくは、発光層が前記薄膜からなる。
【0155】
本発明の有機EL素子が多層型である場合、陽極及び陰極に挟持される薄膜層のとり得る層構成の例を、以下に示す。
(a)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
(b)陽極/正孔注入層/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/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
(e)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(f)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(g)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極
ここで、記号「/」は、これをを挟んで両側に記載された各層が隣接して積層されていることを示す。なお、発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層は、それぞれ独立に、2層以上であってもよい。
【0156】
本発明の有機EL素子の陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層等に正孔を供給する機能を有し、4.5eV以上の仕事関数を有することが好ましい。
陽極の材料には、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができる。陽極の材料としては、例えば、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム及びインジウムスズ酸化物(ITO)等の導電性金属酸化物;金、銀、クロム及びニッケル等の金属;上記導電性金属酸化物と上記金属との混合物又は積層物;ヨウ化銅及び硫化銅等の無機導電性物質;ポリアニリン類、ポリチオフェン類(PEDOT等)及びポリピロール等の有機導電性材料;並びにこれらとITOとの積層物が挙げられる。
【0157】
本発明の有機EL素子の陰極は、電子注入層、電子輸送層、発光層等に電子を供給する機能を有する。
陰極の材料としては、金属、合金、金属ハロゲン化物、金属酸化物、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を用いることができ、例えば、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム等)並びにそのフッ化物及び酸化物、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、バリウム等)並びにそのフッ化物及び酸化物、金、銀、鉛、アルミニウム、合金及び混合金属類(ナトリウム−カリウム合金、ナトリウム−カリウム混合金属、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−アルミニウム混合金属、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−銀混合金属等)、及び希土類金属(イッテルビウム等)が挙げられる。
【0158】
本発明の有機EL素子の正孔注入層及び正孔輸送層は、陽極から正孔を注入する機能、正孔を輸送する機能、又は、陰極から注入された電子を障壁する機能を有する。
正孔注入層及び正孔輸送層の材料としては、公知の材料を使用でき、例えば、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、有機シラン誘導体、及びこれらを含む重合体が挙げられる。その他にも、アニリン系共重合体、チオフェンオリゴマー及びポリチオフェン等の導電性高分子オリゴマーが挙げられる。これらの材料は一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。また、前記正孔注入層及び前記正孔輸送層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0159】
本発明の有機EL素子の電子注入層及び電子輸送層は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、又は、陽極から注入された正孔を障壁する機能を有する。
電子注入層及び電子輸送層の材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン及びペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、及び有機シラン誘導体が挙げられる。これらの材料は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、前記電子注入層及び前記電子輸送層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
【0160】
本発明の有機EL素子において、電子注入層、電子輸送層の材料として、絶縁体又は半導体である無機化合物も使用してよい。電子注入層、電子輸送層が絶縁体又は半導体で構成されていれば、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることができる。
前記絶縁体としては、例えば、アルカリ金属カルコゲニド、アルカリ土類金属カルコゲニド、アルカリ金属のハロゲン化物、及びアルカリ土類金属のハロゲン化物が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲニドとしては、CaO、BaO、SrO、BeO、BaS、又はCaSeが好ましい。
前記半導体としては、例えば、Ba、Ca、Sr、Yb、Al、Ga、In、Li、Na、Cd、Mg、Si、Ta、Sb及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む酸化物、窒化物及び酸化窒化物が挙げられる。
これらの材料は1種単独で用いても2種以上を併用してもよい。
【0161】
本発明の有機EL素子において、陰極と接する膜との界面領域に還元性ドーパントが添加されていてもよい。
還元性ドーパントとしては、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属錯体、アルカリ土類金属錯体及び希土類金属錯体からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物が好ましい。
【0162】
本発明の有機EL素子の発光層は、電圧印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する。
発光層は、本発明の薄膜からなることが好ましく、前記組成物を含有することが好ましい。
【0163】
本発明の有機EL素子が備える薄膜層を構成する各層の厚さは、材料の種類や層構成によって異なるが、数nm〜1μmであることが好ましい。
【0164】
各層の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法(抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法等)、スパッタリング法、LB法、分子積層法、及び塗布法(キャスティング法、スピンコート法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビア印刷、スクリーン印刷、インクジェット法等)が挙げられる。
【0165】
これらの成膜方法の中でも、製造工程を簡便化し得るので、塗布法が好ましい。
本発明の組成物を含む層の成膜を塗布法により行う場合、溶媒又は分散媒を含む本発明の組成物を調製し、該組成物を所定の層(又は電極)上に塗布成膜し、さらに乾燥させることによって、ボラン化合物(B1)及び共役高分子化合物(P1)を含む本発明の薄膜を作製することができる。
塗布法を用いる場合、真空系などの大規模な設備を用いることなく、大気中で成膜することができるため、簡便な製造工程とすることができ、製造コストを削減することができる。
なおその他の層を塗布法により形成する場合にも適当な材料、溶媒等を用いて同様の工程とすることができる。
【0166】
溶媒又は分散媒を含む本発明の組成物は、酸化防止剤、粘度調整剤、バインダーとしての樹脂を含んでいてもよい。
【0167】
前記樹脂は溶媒に溶解状態としても分散状態としてもよい。前記樹脂としては、ポリビニルカルバゾール及びポリオレフィン等の高分子化合物を用いてよく、その具体例としては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、及びシリコン樹脂が挙げられる。
【0168】
<素子の用途>
本発明の素子は、例えば、面状光源、照明用光源、サイン用光源、バックライト用光源、ディスプレイ装置、プリンターヘッドに用いることができる。ディスプレイ装置としては、公知の駆動技術、駆動回路等を用い、セグンメント型、ドットマトリクス型等の任意の構成を選択することができる。
【実施例】
【0169】
以下に実施例を示して本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【0170】
共役高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)(島津製作所製:LC−10Avp)を用いて下記の手順で測定した。共役高分子化合物を、約0.05重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに10μL注入した。GPCの移動相としてテトラヒドロフランを用い、2.0mL/minの流速で流した。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(島津製作所製:SPD−10Avp)を用いた。
【0171】
NMRの測定は、下記の方法で行った。5mg〜40mgの測定試料を約0.5mLの重クロロホルム又は重ジクロロメタンに溶解させて、NMR装置(JEOL(日本電子)製、商品名JME−EX270 FT−NMR system、又は、バリアン(Varian,Inc.)製、商品名 MERCURY 300)を用いて測定した。
【0172】
赤外吸収スペクトル(IR)は、島津製作所製、商品名FTIR−8300 spectrometerを用いて測定した。
【0173】
GC−MSスペクトルは、島津製作所製、商品名GCMS−QP5000 ver.2を用いて測定した。
【0174】
ESI−MSスペクトルは、Waters(ウォーターズ)製、装置名micromass ZQ spectrometerを用いて測定した。
【0175】
LC−MSの測定は、以下の方法で行った。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て、LC−MS(アジレント・テクノロジー製、商品名:1100LCMSD)に1μL注入した。LC−MSの移動相には、イオン交換水、アセトニトリル、テトラヒドロフラン又はそれらの混合溶液を用い、必要に応じて酢酸を添加した。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。
【0176】
TLC−MSの測定は、以下の方法で行った。測定試料をクロロホルム、トルエン又はテトラヒドロフランに溶解させて、得られた溶液を予め切断したTLCガラスプレート(メルク製、商品名:Silica gel 60 F254)の表面に少量塗布した。これをTLC−MS(日本電子製、商品名:JMS−T100TD)にて、240〜350℃に加熱したヘリウムガスを用いて測定した。
【0177】
<合成例1>(低分子化合物B−01の合成)
下記のスキームにしたがって、低分子化合物B−01を合成した。
【0178】
【化50】

【0179】
事前に加熱乾燥させた3口フラスコに、無水リン酸三カリウム(12.1g、56.7mmol)、ヨウ化銅(I)(0.18g、0.95mmol)、及びカルバゾール(4.80g、28.4mmol)を加え、該フラスコ内の雰囲気をアルゴンガスで置換した。次いで、1,2−シクロヘキサンジアミン(456μL、3.79mmol)、事前に加熱して液体にした2,5−ジブロモ−m−キシレン(5.00g、18.9mmol)、及び1,4−ジオキサン(20mL)を加えた。その混合物を、110℃で16時間加熱撹拌した後、室温まで冷却した。得られた黒色懸濁液を酢酸エチル(50mL)に分散させ、吸引濾過をおこなった。濾液を飽和食塩水(50mL)にて3回分液洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて脱水した後、吸引濾過により、無機塩を除去した。濾液を減圧乾燥し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/クロロホルム=7/3(体積比))により精製し、溶媒を減圧留去して、無色固体として低分子化合物B−01を2.52g得た(収率39%)。
【0180】
融点:110.2℃−114.1℃
【0181】
IRνmax/cm−1 3055(CH), 1589(Ar), 1451(Ar), 1229(Ar), 1025(Ar), 748(Ar).
【0182】
GC−MS: m/z=349(M).
【0183】
H−NMR (CDCl、270 MHz):δ [ppm] 2.52 (s、6H、 CH),7.25−7.31 (mult、 2H、 3,6−Ar−H), 7.28 (s、 2H、 2’,6’−Ar−H), 7.36−7.44 (mult、 4H、 1,2,7,8−Ar−H), 8.13(td、 2H、 J=0.92 and 7.8Hz、 4,5−Ar−H).
【0184】
<合成例2>(ボラン化合物B−012の合成)
下記のスキームにしたがって、低分子化合物B−01からボラン化合物B−012を合成した。
【0185】
【化51】

【0186】
事前に加熱乾燥させたシュレンクフラスコに、低分子化合物B−01(2.28g、6.50mmol)を加え、該フラスコ内の雰囲気をアルゴンガスで置換した。次いで、脱水ジエチルエーテル(13mL)を加え、撹拌しながら反応器をアセトン/ドライアイス浴により冷却(約−78℃)した。そこへ、1.57mol/Lの濃度に調整されたtert−ブチルリチウムのn−ペンタン溶液(8.90mL、14.0mmol)をゆっくりと滴下した。滴下終了後、撹拌しながらゆっくりと室温まで昇温させ、室温で更に18時間撹拌した。得られた淡黄色の懸濁液に蒸留水(50mL)を加えて反応を停止させ、ジクロロメタン(150mL)により反応生成物を抽出した。有機層を蒸留水(30mL)にて3回分液洗浄し、無水硫酸ナトリウムにて脱水した後、吸引濾過により、無機塩を除去した。濾液を減圧乾燥し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:ヘキサン/クロロホルム=7/3(体積比))により精製し、溶媒を減圧留去した。得られた淡黄色固体を再結晶(ヘキサン/クロロホルム=7/3(体積比))により3回繰り返し精製し、ボラン化合物B−012を450mg得た(収率25%)。
【0187】
IRνmax/cm−1 3051(CH), 1591(Ar), 1451(Ar), 1346(Ar), 1230(Ar), 749(Ar) , 722(Ar).
【0188】
ESI−MS: m/z=841 [M+F].
【0189】
H−NMR (CDCl、270 MHz):δ [ppm] 2.35 (s、18H、 CH), 7.30 (s、 6H、 3’,5’−Ar−H), 7.30 (dt、 6H、J=1.0 and 7.4Hz、 3.6−Ar−H), 7.45 (dt、 6H、 J=1.3 and 7.6Hz、 2,7−Ar−H), 7.55 (d、 6H、J=8.2Hz、 1,8−Ar−H), 8.17 (d、 6H、J=7.8Hz、 4,5−Ar−H).
【0190】
<合成例3>(2−(3'−ブロモフェニル)ピリジンの合成)
2−(3'−ブロモフェニル)ピリジンを、WO02/066552に記載の合成法に従って合成した。すなわち、窒素雰囲気下、2−ブロモピリジンと、1.2当量の3−ブロモフェニルホウ酸との鈴木カップリング(触媒:テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)、塩基:2M炭酸ナトリウム水溶液、溶媒:エタノール、トルエン)により、2−(3'−ブロモフェニル)ピリジンを得た。
【化52】

【0191】
<合成例4>(配位子Aの合成)
下記のスキームにしたがって、配位子Aを合成した。
【化53】

【0192】
反応器に、2−(3'−ブロモフェニル)ピリジン(95g、0.406mol)、ビス(ピナコレート)ジボロン(113.4g、0.447mol)、酢酸カリウム(119.5g、1.22mol)及び脱水1,4−ジオキサン(2L)を加えた。該反応器の雰囲気を十分に窒素ガス置換した後に、〔1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)Cl)(16.6g、0.020mol)を加え、90℃で3時間加熱撹拌した。室温まで降温した後、セライトをプレコートした漏斗で濾過し、さらに酢酸エチル(1.5L)で濾過に用いたセライトを洗浄した。濾液を水(1L)、次いで食塩水(1L)で洗浄し、得られた有機相を硫酸ナトリウムを用いて脱水し、溶媒を減圧溜去すると、茶色の残渣として中間体A1が160g得られた。
【0193】
反応器に、得られた中間体A1(100g、0.352mol)、1,3,5−トリブロモベンゼン(443.4g、1.408mol)、炭酸カリウム(243.5g、1.76mol)、トルエン(4L)及び水(1L)を加えた。該反応器の雰囲気を十分にアルゴンガス置換した後に、〔1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)Cl)(2.88g、0.003mol)を加え、90℃で5時間加熱撹拌した。室温まで降温した後、セライトをプレコートした漏斗で濾過し、さらに酢酸エチル(1.2L)で濾過に用いたセライトを洗浄した。有機相と水相を分離し、水相はトルエン(500mL)で2回抽出された。分離した前記有機相と、水相より抽出したトルエン溶液をあわせ、食塩水(1L)で洗浄し、得られた有機相を硫酸ナトリウムを用いて脱水し、溶媒を減圧溜去すると、黄土色の残渣が約600g得られた。これを、カラムクロマトグラフィー(シリカゲル、展開溶媒;n−ヘキサン/酢酸エチル=90/10(体積比))により精製した。溶媒を減圧溜去すると、白色固体として中間体A2が88g得られた。一連の反応を繰り返し、必要量の中間体A2を合成した。
【0194】
反応器に、得られた中間体A2(90g、0.231mol)、ビス(4−tert−ブチルフェニル)アミン(182.1g、0.647mol)、ナトリウム−tert−ブトキシド(NaOtBu)(111g、1.156mol)、トルエン(2.5L)を加えた。十分にアルゴンガス置換した後、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム(0)(Pd(dba))(10.59g、0.115mol)、及びトリ−tert−ブチルホスホニウムテトラフルオロボラート((tBuPH)(BF)(4.69g、0.116mol)を加え、125℃で18時間加熱撹拌した。室温まで降温した後、セライトをプレコートした漏斗で濾過し、さらに酢酸エチル(1.2L)で濾過に用いたセライトを洗浄した。得られた濾液を水(1L)、次いで食塩水(1L)で洗浄し、得られた有機相を硫酸ナトリウムを用いて脱水し、溶媒を減圧溜去して得られた残渣にメタノールを加えて洗浄すると、黄褐色の固体が180g得られた。この固体をトルエンを用いてソックスレー抽出し、得られた固体を石油エーテルにて洗浄すると、白色固体として粗製の配位子Aが140g得られた。この粗製の配位子Aを酢酸エチルを用いた再結晶にて精製し、白色固体として配位子Aを53g得た。
【0195】
H−NMR (CDCl、 300 MHz):δ [ppm] 1.30 (s、 36H), 6.91−6.97 (m、 3H), 7.03−7.06 (m、 8H), 7.18−7.28 (m、 9H), 7.43−7.45 (m、 2H), 7.68−7.70 (m、 2H), 7.87−7.97 (m、 2H), 8.65−8.7 (m、 1H).
【0196】
13C−NMR (CDCl、 100 MHz): δ [ppm] 31.44, 34.21, 117.12, 118.33, 120.61, 122.13, 123.38, 125.84, 127.72, 128.91, 136.67, 139.64, 141.78, 142.76, 144.9, 145.16, 148.95, 149.61, 157.34.
【0197】
TLC−MS(DART、positive): m/z+=791 [M+H]+
【0198】
<合成例5>(発光材料01の合成)
下記のスキームにしたがって、発光材料01を合成した。
【化54】

【0199】
アルゴンガス雰囲気下、200mLの2口ナスフラスコに塩化イリジウム(III)3水和物(IrCl・3HO:3.00mmol、1.06g)、配位子A(7.50mmol、5.93g)、2−エトキシエタノール(36mL)、及びイオン交換水(12mL)を加え、攪拌しながら30分間アルゴンガスで混合液をバブリングした。次いで、160℃に設定されたオイルバスを用いて、16時間加熱攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、撹拌しながらメタノール(100mL)を加え、生じた沈殿を濾取した。この沈殿をイオン交換水(100mL)に分散させ、30分間攪拌した後、濾取した。得られた沈殿を、水(50mL)、メタノール(50mL)、ヘキサン(約50mL)の順で洗浄し、加熱乾燥させて、二核錯体Aを含む固体を6.1g得た。得られた二核錯体Aを含む固体を更に精製することなく、そのまま次の反応に用いた。本反応操作を繰り返し行うことで、十分な量の二核錯体Aを含む固体を合成した。
【0200】
アルゴンガス雰囲気下、200mLの2口ナスフラスコに前記二核錯体Aを含む固体(2.50mmol、9.03g)、配位子A(12.5mmol、9.88g)、ジエチレングリコールジメチルエーテル(diglym:25mL)を入れて攪拌した。次いで、トリフルオロメタンスルホン酸銀(AgOTf:5.00mmol、1.31g)を加えて、150℃に設定されたオイルバスにより、20時間加熱攪拌した。反応溶液を室温まで冷却した後、攪拌しながらメタノール(50mL)を加え、生じた沈殿を濾取した。この沈殿をイオン交換水(50mL)に分散させて、30分間攪拌した後、濾過した。この沈殿を水(50mL)、メタノール(50mL)、ヘキサン(約100mL)の順で洗浄した。得られた固体をトルエン(200mL)に加えて攪拌し、懸濁液をシリカゲルを敷いたグラスフィルターを用いてろ過した。濾液から溶媒を減圧留去して、10gの固体を得た。この固体を3倍量のトルエンに加えて、加熱溶解させた。加熱時に6倍量のアセトニトリルをゆっくり加えて再結晶を行った。この再結晶操作を3回繰り返して、発光材料01を4.19g得た(収率32.6%)。
【0201】
1H−NMR (300MHz、CDCl):δ [ppm] 1.29(s、36H),6.74(d、3.96Hz、3H),6.77−6.84(m、3H),6.83−6.90(m、4H),7.00(d、8.73Hz、24H),7.14−7.30(m、27H),7.43(d、3Hz、3H),7.45−7.52(m、3H),7.57(s、3H),7.72(d、4.16Hz、3H).
【0202】
LC−MS(ESI、positive):m/z=2560 [M+H]
【0203】
<合成例6>(2,5−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)−1,4−ジヘキシルベンゼンの合成)
【0204】
【化55】

【0205】
300mLの四つ口フラスコに、1,4-ジヘキシル−2,5-ジブロモベンゼン8.08g、ビス(ピナコレート)ジボロン12.19g、及び酢酸カリウム11.78gを入れ、フラスコ内の気相をアルゴンガスで置換した。次いで、脱水1,4−ジオキサン100mLを加え、気相をアルゴンガスで置換した。〔1,1’−ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン〕ジクロロパラジウム(II)(Pd(dppf)2Cl2)0.98gを加え、更に気相をアルゴンガスで置換し、6時間加熱還流させた。次いで、トルエンを加え、イオン交換水で洗浄した。洗浄後の有機層に、無水硫酸ナトリウム及び活性炭を加え、セライトをプレコートした漏斗で濾過した。得られた濾液を濃縮し、こげ茶色の結晶11.94gを得た。この結晶をn−ヘキサンで再結晶し、メタノールで結晶を洗浄した。得られた結晶を減圧乾燥させ、白色針状結晶として2,5−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)−1,4−ジヘキシルベンゼンを4.23g得た(収率42%)。
【0206】
1H−NMR (CDCl、300 MHz): δ [ppm] 0.88 (t、 6H), 1.23−1.40 (m、 36H), 1.47−1.56 (m、 4H), 2.81(t、 4H), 7.52(s、 2H).
LC−MS(ESI、positive): m/z=573 [M+K]
【0207】
<合成例7>(N,N−ビス(4−ブロモフェニル)−N−(ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イル)−アミンの合成
【0208】
【化56】

【0209】
窒素ガスで置換した500mLの三つ口丸底フラスコに、酢酸パラジウム(II)196mg、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン731mg、及びトルエン100mLを入れ、室温で撹拌した。次いで、ジフェニルアミン20.0g、3−ブロモビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン23.8g及びトルエン400mLを加えた後、ナトリウム−tert−ブトキシド22.8gを添加し、22時間加熱還流させた。反応溶液に、1mol/Lの塩酸30mLを添加することによって、反応を停止させた。得られた反応混合物を2mol/Lの炭酸ナトリウム水溶液100mLで洗浄し、有機層をアルミナに通した。溶出液を収集し、溶媒を減圧留去した。得られた黄色オイル状の残渣にイソプロピルアルコールを加えた後に撹拌し、生成した沈殿を濾取した。この沈殿に対して、イソプロピルアルコールにて再結晶を行い、3−N,N−ジフェニルアミノビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエンを得た。250mLの丸底フラスコに、得られた3−N,N−ジフェニルアミノビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン(8.00g)と、氷酢酸5滴を含有するジメチルホルムアミド(DMF)100mLを入れ撹拌した。そこへ、N−ブロモスクシンイミド(NBS)(10.5g)を添加し、5時間撹拌した。得られた反応混合物をメタノール/水(体積比1/1)600mLに注ぎ入れ、反応を停止させたところ沈殿が生じた。この沈殿を濾取し、イソプロピルアルコールにて再結晶を行い、N,N−ビス(4−ブロモフェニル)−N−(ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イル)−アミンを得た。
【0210】
1H NMR(300MHz、CDCl):δ[ppm] 3.11−3.15(m、4H)、6.80(br、1H)、6.87−6.92(m、5H)、6.96(d、1H)、7.27−7.33(m、4H).
【0211】
<合成例8>(共役高分子化合物ILの合成)
窒素ガス雰囲気下、9,9−ジオクチル−(1,3,2−ジオキサボロラン−2−イル)−フルオレン(21.218g)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(5.487g)、N,N−ビス(4−ブロモフェニル)−N’,N’−ビス(4−n−ブチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン(16.377g)、合成例7で得たN,N−ビス(4−ブロモフェニル)−N−(ビシクロ[4.2.0]オクタ−1,3,5−トリエン−3−イル)−アミン(2.575g)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat(登録商標)336、アルドリッチ社製)(5.17g)とトルエン(400mL)との混合物を加熱撹拌した。次いで、ビストリフェニルホスフィンパラジウムジクロリド(56.2mg)及び17.5重量%炭酸ナトリウム水溶液(109mL)を加え、加熱還流下、6時間攪拌した。得られた反応液に、フェニルボロン酸(0.49g)を加え、還流下、2時間攪拌した。反応液から水層を分液除去した後、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(24.3g)をイオン交換水(240mL)に溶解した溶液を加え、85℃にて2時間攪拌した。有機層を水層と分離した後、有機層をイオン交換水で2回、3重量%酢酸水溶液で2回、イオン交換水で2回、順次洗浄した。有機層をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させ、ろ取、乾燥させることにより、固体を得た。得られた固体をトルエンに溶解させ、予めトルエンを通液したシリカゲルカラム及びアルミナカラムに通液した。得られた溶液をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させた後、ろ取、乾燥させることにより、共役高分子化合物ILを26.23g得た。共役高分子化合物ILのポリスチレン換算のMn及びMwは、Mn=7.8×10、Mw=2.6×10であった。
なお、合成に用いたN,N−ビス(4−ブロモフェニル)−N’,N’−ビス(4−n−ブチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミンは、欧州特許第1310539号公報に記載の方法で合成した。
【0212】
共役高分子化合物ILは、単量体の仕込み比から、以下の構造単位及びモル比率を有し、(PA)の構造単位と(PB)から選ばれる構造単位とが交互に重合した共役高分子化合物と推定される。
【化57】

【0213】
<合成例9>(共役高分子化合物P−01の合成)
窒素ガス雰囲気下、合成例6で得た2,5−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)−1,4−ジヘキシルベンゼン(2.742g)、9,9−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−2,7−ジブロモフルオレン(3.545g)とトルエン(55mL)との混合物を加熱撹拌した。次いで、酢酸パラジウム(II)(1.9mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(11.7mg)、及び20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(18.5mL)を加え、加熱還流下、5時間攪拌した。得られた反応液に、フェニルボロン酸(67.1mg)、酢酸パラジウム(II)(2.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(11.6mg)、及び20重量%テトラエチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(18.5mL)を加え、還流下、17時間攪拌した。反応液から水層を分液除去した後、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(3.35g)をイオン交換水(33mL)に溶解した溶液を加え、85℃にて2時間攪拌した。有機層を水層と分離した後、有機層をイオン交換水で2回、3重量%酢酸水溶液で2回、イオン交換水で2回、順次洗浄した。有機層をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させた後、ろ取、乾燥させることにより、固体を得た。得られた固体をトルエンに溶解させ、予めトルエンを通液したシリカゲルカラム及びアルミナカラムに通液した。得られた溶液をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させた後、ろ取、乾燥させることにより、共役高分子化合物P−01を3.18g得た。共役高分子化合物P−01のポリスチレン換算のMn及びMwは、Mn=3.5×10、Mw=1.0×10であった。
【0214】
共役高分子化合物P−01は、単量体の仕込み比から、以下の構造単位及びモル比率を有し、各々の構造単位が交互に重合した共役高分子化合物と推定される。
【化58】

【0215】
<合成例10>(共役高分子化合物P−02の合成)
窒素ガス雰囲気下、9,9−ビス(4−n−ヘキシルフェニル)−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)−フルオレン(7.389g)、9,9−ジオクチル−2,7−ジブロモフルオレン(4.936g)、N,N’−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ビス(2,6−ジメチル−4−tert−ブチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミン(0.740g)、メチルトリオクチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat(登録商標)336、アルドリッチ社製)(1.29g)とトルエン(100mL)との混合物を加熱撹拌した。次いで、ビストリフェニルホスフィンパラジウムジクロリド(7.0mg)、及び17.5重量%炭酸ナトリウム水溶液(27mL)を加え、加熱還流下、4時間攪拌した。得られた反応液に、N,N−ジエチルジチオカルバミド酸ナトリウム三水和物(6.1g)をイオン交換水(60mL)に溶解した溶液を加え、85℃にて2時間攪拌した。有機層を水層と分離した後、有機層をイオン交換水で2回、3重量%酢酸水溶液で2回、イオン交換水で2回、順次洗浄した。有機層をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させた後、ろ取、乾燥させることにより、固体を得た。得られた固体をトルエンに溶解させ、予めトルエンを通液したシリカゲルカラム及びアルミナカラムに通液した。得られた溶液をメタノールに滴下し高分子化合物を沈殿させた後、ろ取、乾燥させることにより、共役高分子化合物P−02を5.86g得た。共役高分子化合物P−02のポリスチレン換算のMn及びMwは、Mn=1.1×10、Mw=3.6×10であった。
なお、合成に用いたN,N’−ビス(4−ブロモフェニル)−N,N’−ビス(2,6−ジメチル−4−tert−ブチルフェニル)−1,4−フェニレンジアミンは、欧州特許第1394188号公報に記載の方法で合成した。
【0216】
共役高分子化合物P−02は、単量体の仕込み比から、以下の構造単位及びモル比率を有し、(PA)の構造単位と(PB)から選ばれる構造単位とが交互に重合した共役高分子化合物と推定される。
【化59】

【0217】
<比較例1>(有機EL素子Ref01の作製)
スパッタ法により厚さ45nmのITO膜を設けたガラス基板に、ポリチオフェン・スルホン酸系の正孔注入材料であるAQ−1200(Plextronics社製)をスピンコート法により50nmの厚さで成膜し、ホットプレート上で170℃、15分間乾燥した。次に、共役高分子化合物ILの0.7重量%キシレン溶液をスピンコート法(3200rpm)により、約20nmの厚さになるように成膜した。その後、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下において、ホットプレート上で180℃、60分間熱処理した。この上に、共役高分子化合物P−01の2.2重量%キシレン溶液と、発光材料01の2.2重量%キシレン溶液とを、共役高分子化合物P−01:発光材料01(重量比)=90:10となるように混合して調製した組成物Ref01を、スピンコート法(2540rpm)により成膜した(厚さ約80nm)。その後、酸素濃度及び水分濃度が10ppm以下(重量基準)の窒素雰囲気下において、130℃で10分間乾燥した。次に、フッ化ナトリウム(厚さ約3nm)、アルミニウム(約80nm)を順次蒸着して陰極を形成した。蒸着後、ガラス基板を用いて封止して、有機EL素子Ref01を作製した。なお、真空度が、1×10−4Pa以下に到達した後に金属の蒸着を開始した。
得られた有機EL素子Ref01に電圧を印加したところ、該素子は、発光材料01に由来するEL発光(ピーク波長515nm)を呈した。該素子の最大発光効率は15.40cd/Aであった。
得られた有機EL素子Ref01を初期輝度が8000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子Ref01の輝度半減寿命は4.6時間であった。
【0218】
<実施例1>(有機EL素子01の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−01の2.2重量%キシレン溶液、ボラン化合物B−012の2.2重量%キシレン溶液、及び発光材料01の2.2重量%キシレン溶液を、共役高分子化合物P−01:ボラン化合物B−012:発光材料01(重量比)=80:10:10となるように混合して調製した組成物01を用い、且つ、該組成物01をスピンコート法により成膜する際の条件を2100rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子01」という。)を得た。
得られた有機EL素子01に電圧を印加したところ、該素子は、発光材料01に由来するEL発光(ピーク波長515nm)を呈した。該素子の最大発光効率は43.20cd/Aであった。
得られた有機EL素子01を初期輝度が8000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子01の輝度半減寿命は9.0時間であった。
即ち、有機EL素子01は、有機EL素子Ref01に比し、2.0倍の輝度半減寿命を示した。
【0219】
<実施例2>(有機EL素子02の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−01の2.2重量%キシレン溶液、ボラン化合物B−012の2.2重量%キシレン溶液、及び発光材料01の2.2重量%キシレン溶液を、共役高分子化合物P−01:ボラン化合物B−012:発光材料01(重量比)=60:30:10となるように混合して調製した組成物02を用い、且つ、該組成物02をスピンコート法により成膜する際の条件を1450rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子02」という。)を得た。
得られた有機EL素子02に電圧を印加したところ、該素子は、発光材料01に由来するEL発光(ピーク波長515nm)を呈した。該素子の最大発光効率は30.90cd/Aであった。
得られた有機EL素子02を初期輝度が8000cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子02の輝度半減寿命は10.4時間であった。
即ち、有機EL素子02は、有機EL素子Ref01に比し、2.3倍の輝度半減寿命を示した。
【0220】
<比較例2>(有機EL素子Ref02の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−02の1.2重量%キシレン溶液(組成物Ref02)を用い、且つ該組成物Ref02をスピンコート法により成膜する際の条件を2230rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子Ref02」という。)を得た。
得られた有機EL素子Ref02に電圧を印加したところ、該素子は、ピーク波長470nmのEL発光を呈した。該素子の最大発光効率は7.84cd/Aであった。
得られた有機EL素子Ref02を初期輝度が2500cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子Ref02の輝度半減寿命は0.14時間であった。
【0221】
<比較例3>(有機EL素子Ref03の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−02の1.2重量%キシレン溶液と、4,4'−ビス(9-カルバゾリル)−2,2'−ジメチル−ビフェニル(製品名:CDBP、Luminescence Technology Corp.社製)の1.2重量%キシレン溶液とを、共役高分子化合物P−02:CDBP(重量比)=90:10となるように混合して調製した組成物Ref03を用い、且つ該組成物Ref03をスピンコート法により成膜する際の条件を2230rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子Ref03」という。)を得た。
得られた有機EL素子Ref03を初期輝度が2500cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子Ref03の輝度半減寿命は0.49時間であった。
【0222】
<実施例3>(有機EL素子03の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−02の1.2重量%キシレン溶液と、ボラン化合物B−012の1.2重量%キシレン溶液とを、共役高分子化合物P−02:ボラン化合物B−012(重量比)=90:10となるように混合して調製した組成物03を用い、且つ該組成物03をスピンコート法により成膜する際の条件を2100rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子03」という。)を得た。
得られた有機EL素子03に電圧を印加したところ、該素子は、ピーク波長425nmのEL発光を呈した。該素子の最大発光効率は4.38cd/Aであった。
得られた有機EL素子03を初期輝度が2500cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子03の輝度半減寿命は2.2時間であった。
即ち、有機EL素子03は、有機EL素子Ref02に比し16倍、有機EL素子Ref03に比し4.5倍の輝度半減寿命を示した。
【0223】
<実施例4>(有機EL素子04の作製)
組成物Ref01に代えて、共役高分子化合物P−02の1.2重量%キシレン溶液と、ボラン化合物B−012の1.2重量%キシレン溶液とを、共役高分子化合物P−02:ボラン化合物B−012(重量比)=80:20となるように混合して調製した組成物04を用い、且つ該組成物04をスピンコート法により成膜する際の条件を1740rpmとした以外は、比較例1と同様にして有機EL素子(以下、「有機EL素子04」という。)を得た。
得られた有機EL素子04に電圧を印加したところ、該素子は、ピーク波長490nmのEL発光を呈した。該素子の最大発光効率は4.04cd/Aであった。
得られた有機EL素子04を初期輝度が2500cd/mとなるように電流値を設定後、定電流で駆動させ、輝度の時間変化を測定した。その結果、有機EL素子04の輝度半減寿命は4.6時間であった。
即ち、有機EL素子04は、有機EL素子Ref02に比し33倍、有機EL素子Ref03に比し9.4倍の輝度半減寿命を示した。
【0224】
以上の通り、共役高分子化合物(P1)とボラン化合物(B1)とを含む本発明の組成物を用いることにより、素子の輝度半減寿命が顕著に改善されることが確認された。
【0225】
実施例及び比較例において作製した有機EL素子の発光層の組成及び発光素子特性を下表にまとめた。
【0226】
【表1】

【0227】
上記の表からも把握されるように、共役高分子化合物(P1)とボラン化合物(B1)とを含む本発明の組成物を用いて作製された有機EL素子は、ボラン化合物を含まない従来の有機EL素子に比して輝度半減寿命が顕著に改善されることが確認された。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(B1):
【化1】

[式中、3個のArB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基又は置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表す。3個のXB1は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基、置換基を有していてもよい1価の芳香族複素環基、置換基を有していてもよいアルキル基、又は水素原子を表す。]
で表されるボラン化合物と、
下記式(P1):
【化2】

[式中、構造単位Arp1は、置換基を有していてもよいアリーレン基(但し、構造単位Flup1と異なる。)を表し、構造単位Flup1は、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基を表し、構造単位Hetp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族複素環基を表し、構造単位Amp1は、置換基を有していてもよい2価の芳香族アミン残基を表す。nAr、nFlu、nHet及びnAmは、それぞれ、共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1のモル比を表す数であり、nAr+nFlu+nHet+nAm=1としたとき、0.4≦nFlu≦1、0≦nAr≦0.6、0≦nHet≦0.6、及び0≦nAm≦0.6を満たす数である。共役高分子化合物中における構造単位Arp1、構造単位Flup1、構造単位Hetp1及び構造単位Amp1の重合形式は、交互重合、ランダム重合、ブロック重合及びグラフト重合の何れであってもよい。構造単位Arp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Flup1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Hetp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。構造単位Amp1が複数存在する場合、それらは互いに同じでも異なっていてもよい。]
で表される共役高分子化合物と、を含む組成物。
【請求項2】
3個のArB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよいアリーレン基である、請求項1に記載の組成物。
【請求項3】
3個のArB1が、それぞれ独立に、
下記式(Ar−001):
【化3】

[式中、2個のR及び2個のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「*」は、ホウ素原子との結合位置を表し、記号「**」は、XB1との結合位置を表す。]
で表される基である、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項4】
が、アルキル基である、請求項3に記載の組成物。
【請求項5】
3個のArB1が、それぞれ独立に、
下記式(Ar−007):
【化4】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「*」は、ホウ素原子との結合位置を表し、記号「**」は、XB1との結合位置を表す。]
で表される基である、請求項1又は2に記載の組成物。
【請求項6】
3個のXB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよい芳香族アミノ基である、請求項1〜5の何れか一項に記載の組成物。
【請求項7】
3個のXB1が、それぞれ独立に、
下記式(X−001):
【化5】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「**」は、ArB1との結合位置を表す。]
で表される基である、請求項1〜6の何れか一項に記載の組成物。
【請求項8】
3個のXB1のうち少なくとも一つが、置換基を有していてもよい一価の芳香族複素環基である、請求項1〜6の何れか一項に記載の組成物。
【請求項9】
3個のXB1が、それぞれ独立に、
下記式(X−101):
【化6】

[式中、複数のRは、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。記号「**」は、ArB1との結合位置を表す。]
で表される基である、請求項1〜6及び請求項8の何れか一項に記載の組成物。
【請求項10】
が、水素原子又はアルキル基である、請求項3〜9の何れか一項に記載の組成物。
【請求項11】
Het及びnAmが0である、請求項1〜10の何れか一項に記載の組成物。
【請求項12】
Ar及びnHetが0である、請求項1〜11の何れか一項に記載の組成物。
【請求項13】
燐光発光性金属錯体をさらに含む、請求項1〜12の何れか一項に記載の組成物。
【請求項14】
溶媒又は分散媒をさらに含む、請求項1〜13の何れか一項に記載の組成物。
【請求項15】
請求項1〜14の何れか一項に記載の組成物を用いて作製された薄膜。
【請求項16】
請求項15に記載の薄膜を含む素子。
【請求項17】
前記素子が有機EL素子である、請求項16に記載の素子。

【公開番号】特開2013−49806(P2013−49806A)
【公開日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−189464(P2011−189464)
【出願日】平成23年8月31日(2011.8.31)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【出願人】(504173471)国立大学法人北海道大学 (971)
【Fターム(参考)】