説明

新規のポリマー

本発明は、式(I)で示される繰り返し単位を含むポリマー、及び電子素子におけるそれらの使用に関する。本発明によるポリマーは、有機溶媒における優れた溶解性及び優れた膜形成特性を有する。さらに、本発明によるポリマーをポリマー発光ダイオード(PLED)において使用する場合、高電荷キャリア移動性及び発光色の高温安定性が観察される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、式Iの繰り返し単位を含む新規のポリマー、及び電子素子におけるそれらの使用に関する。本発明によるポリマーは、有機溶媒における優れた溶解性及び優れた膜形成特性を有する。さらに、本発明によるポリマーをポリマー発光ダイオード(PLED)において使用する場合、高電荷キャリア移動性及び発光色の高温安定性を観察することができる。
【0002】
JP11092420は、液晶材料として有用である、式:
【化1】


[式中、Ar〜Arは、各々、アリールなどであり;R11〜R16は、各々、式:
【化2】


(R〜Rは、各々、例えばHである)であり;R21〜R26は、各々、例えば、アルキルであり;m1〜m6は、各々、0又は1であり;n1〜n6は、各々、0、1又は2である]で示されるトリフェニレン誘導体に関する。下記の化合物:
【化3】


(R=Cl、Br、又はF)
が明確に開示されている。
【0003】
JP2006143845は、式:
【化4】


(式中、Z、Zは、芳香族炭化水素環、芳香族ヘテロ環式環であり;R〜Rは、H、置換基であり;n1=0〜3であり;n2、n3=0〜4であり;L1=連結基、単結合である)で示される化合物に関する。化合物は、高いルミネセンス効率及び長い耐用年数を示す。下記:
【化5】


の化合物が、上記の化合物の製造についての出発材料として使用される。
【0004】
WO2006038709は、一般式:
【化6】


[式中、R〜Rは、各々、独立して、水素、又は一般式−C≡CSiRaRbRcで表される置換基であり、但し、R〜Rの少なくとも1つは、一般式−C≡CSiRaRbRcで表される置換基であり、ここで、Ra、Rb、Rcは、各々独立して、C−C10脂肪族炭化水素基または芳香族炭化水素基である]で示される化合物に関する。前記化合物は、ハロゲン化トリフェニレン化合物:
【化7】


(X〜Xは、各々、独立して、H、Br、ヨードであり、但し、X1〜X6の少なくとも1つはBr又はヨードである)と一般式HC≡CSiRaRbRc(Ra、Rb、Rc=上記と同じである)のシリルアセチレンとのカップリングで製造される。式:
【化8】


で示される化合物の少なくとも1つとりん光性ドーパントとを含む発光層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子も開示されている。式:
【化9】


(式中、X〜Xは、各々、Brである)で示される化合物が、明確に開示されている。
【0005】
US2005025993は、アノード;カソード;アノードとカソードとの間に配置された第1の有機層(ここで、第1の有機層は、電圧がアノード及びカソード間に加えられるとりん光発光を生じる材料を含む);並びに第1の有機層とカソードとの間に配置された第2の有機層(ここで、第2の有機層は第1の有機層と直接接触しており、そしてここで、第2の有機層は非ヘテロ環式芳香族炭化水素材料、例えば:
【化10】


を含む)を備えるエレクトロルミネッセンス素子に関する。
【0006】
US2004209117は、式:
【化11】


[式中、Yは、O、S、及び−N(R)−(式中、Rは、1〜約30個の炭素のヒドロカルビル基である)からなる群より選択される原子又は基であり;Z及びZは、各々、水素、1〜約25個の炭素原子のアルキル基、約6〜約30個の炭素原子のアリール基、1〜約25個の炭素原子のアルコキシ基、ハロゲン、及びシアノ基からなる群より選択される置換基であり;そしてArは芳香族成分である]で示されるアゾール化合物を含むEL素子に関する。JP2004161892、JP2002050473及びJP2001023777は、フェナントロイミダゾール化合物及びEL素子におけるこれらの使用を開示している。
【0007】
WO04/030029は、基:
【化12】


を含有するポリマーを含む、光起電性ELセルに関する。
【0008】
WO03/020790は、スピロビフルオレン単位を含む共役ポリマーに関する。ポリマーは、下記:
【化13】

【0009】
の化合物から誘導される繰り返し単位を含むことができる。EP0757035A1は、一般式:
【化14】


で表されるフェナントリレンジアミン誘導体に関し、これらは、電荷移動能、結合樹脂との相溶性、及び安定性に優れており、従って、高感度でありかつ耐久性に優れている感光性材料を提供する。
【0010】
US2001008711は、発光層又は一対の電極間に形成された発光層を含む複数の有機化合物薄層を備える有機発光素子[ここで、少なくとも1つの層は、以下の式NR111213(式中、R11、R12及びR13は、各々、3又はそれ以上の環が環縮合されている、環縮合された多環式炭化水素構造を有する基を示す)で表される少なくとも1種の化合物を含む];及び新規の環縮合された多環式炭化水素化合物に関する。
【0011】
US2004/0028944は、一般式N(Ar)(Ar)(Ar)(式中、Ar〜Arは置換又は非置換アリール基であり、そしてAr〜Arの少なくとも1つは9−フェナントリル基である)で表されるトリアリールアミン誘導体を含む有機エレクトロルミネッセンス素子に関する。
【0012】
EP1440959A1は、以下の式:
【化15】


(式中、Arは、置換若しくは非置換アントラセンジイル基、又は置換若しくは非置換フルオレンジイル基を示す)で示される新規の可溶性化合物並びにエレクトロルミネッセンス素子におけるその使用に関する。
【0013】
WO03/064373は、トリアリールアミン誘導体、並びに有機エレクトロルミネッセンス素子及び電子写真素子におけるホール輸送材料としてのその使用に関する。
【0014】
WO04/005288は、以下の式:
【化16】


(式中:R及びRは、各出現で、同一であるか又は異なり、そしてH、F、Cl、Br、アルキル、ヘテロアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、ヘテロアリール、C、OC、C、及びOCより選択され;a、b、c、及びdは、a+b=2n+1、かつc+d=5となるような、0又は整数であり、nは整数であり;xは、0、又は1〜3の整数であり;yは、0、1又は2であり;但し、芳香族基上に、F、C、OC、C、及びOCより選択される少なくとも1つの置換基が存在する)を有するフェナントロリン誘導体を含む電荷輸送組成物に関する。
【0015】
WO05/014689は、式:
【化17】


のジヒドロフェナントレン単位を含む共役ポリマー、及びポリマー有機発光ダイオードにおけるそれらの使用に関する。
【0016】
WO05/104264は、式:
【化18】


(式中、特に、両方の基Rは、一緒になって、単環式又は多環式、脂肪族環系を形成することができる)で示される構造単位を含むポリマーに関する。
【0017】
WO07/017066は、本発明よりも早い優先日を享受するが、本発明の優先日の後に公開され、式:
【化19】


(式中、特に、両方の基Rは、一緒になって、単環式又は多環式、芳香族脂肪族環系を形成することができる)で示される構造単位を含むポリマーに関する。
【0018】
WO2005030828は、式:
【化20】


(式中、Xは、CR、N(R)、−CR−CR−、又は−N(R)−CR−であり、そしてZは、CR、又はNである)で示される繰り返し単位を含むポリマーに関する。ポリマーは、高い溶解性を有し、ポリマー有機発光ダイオード(PLED)において使用した場合、より長い稼動の間、優れた空気安定性及び低い電圧上昇を示す。
【0019】
それらの性能を既存の技術と比較した場合、有機ELディスプレイの導入が直面する多数の難題が存在する。特定のガイドライン(即ち、NTSC)で要求される正確な色座標を得ることが、問題であった。EL素子の稼動寿命は、ブラウン管(CRT)及び液晶ディスプレイ(LCD)についての既存の無機技術と対比した場合、依然として短い。さらに、純粋な青色及び長寿命を有する材料を作製することは、この産業について最も大きな問題の1つである。
【0020】
従って、本発明の目的は、電気光学素子に組み込まれた場合、色純度、素子効率及び/又は稼動寿命において顕著な利点を示す新規の材料を提供することである。
【0021】
前記目的は、式Iの繰り返し単位を含む本発明のポリマーで解決される。本発明のポリマーを含む、有機発光素子(OLED)は、色純度、素子効率及び/又は稼動寿命において顕著な利点を示すことができる。さらに、該ポリマーは、良好な溶解性特徴及び比較的高いガラス転移温度を有することができ、このことは、熱的及び機械的に安定でありかつ欠陥を比較的含まない被覆及び薄膜へのそれらの作製を促進する。該ポリマーが、架橋され得る末端基を含む場合、膜又は被覆が形成された後のこのような基の架橋は、それらの耐溶剤性を増加させ、このことは、材料の1以上の溶媒ベースの層がその上に堆積される適用において有利である。
【0022】
従って、本発明は、式:
【化21】


(式中、
、R、R、R、R及びRは、互いに独立して、水素、F、SiR100101102、若しくは有機置換基であるか、或いは
互いに隣接する、R及びR、R及びR、R及びR、並びに/又は置換基R及び/若しくはRのいずれかは、一緒になって、芳香族、若しくはヘテロ芳香族環、又は環系を形成し、これは場合により置換されていることができ、mは、0、又は1〜3の整数であり;
n1及びn2は、0、又は1、若しくは2の整数であり、
100、R101及びR102は、互いに独立して、C−C18アルキル、置換又は非置換C−C18アリールであり、そして
Ar及びArは、各々、互いに独立して、置換若しくは非置換アリーレン、又はヘテロアリーレン基、例えば、置換若しくは非置換フェニレン基、置換若しくは非置換ナフタレン基、置換若しくは非置換アントラセン基、置換若しくは非置換ジフェニルアントラセン基、置換若しくは非置換フェナントレン基、置換若しくは非置換アセナフテン基、置換若しくは非置換ビフェニレン基、置換若しくは非置換フルオレン基、置換若しくは非置換カルバゾリル基、置換若しくは非置換チオフェン基、置換若しくは非置換トリアゾール基、又は置換若しくは非置換チアジアゾール基である)
で示される繰り返し単位を含むポリマーに関する。
【0023】
本発明のポリマーは、100℃を超えるガラス転移温度、特に150℃を超えるガラス転移温度を有するべきである。
【0024】
及びR、並びにR及びRは、互いに異なることができるが、好ましくは同一である。R、R、R及びRは、好ましくは、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキルより選択され、そして最も好ましいのは、場合により置換されたC−C24アリール、又はC−C20ヘテロアリール基である。
【0025】
本発明の好ましい実施態様において、R、R、R及びRの少なくとも1つ、非常に特に少なくとも2つが、Hと異なる。最も好ましくは、置換基R、R、R及びRの全てがHと異なる。本発明の別の好ましい実施態様において、置換基R、R、R及びRの少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つは、場合により置換されたC−C24アリール、又はC−C20ヘテロアリール基である。最も好ましくは、置換基R、R、R及びRの全てが、場合により置換されたC−C24アリール、又はC−C20ヘテロアリール基である。
【0026】
好ましくは、本発明のポリマーは、式I:
(式中、
及びRは、互いに独立して、H、F、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリールであり;
及びRは、互いに独立して、H、F、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリールであり;ここで、R、R、R及びRの、特に少なくとも1つ、非常に特に少なくとも2つは、Hと異なり、
各基R及びRは、各出現において互いに独立して、H、ハロゲン、特にF、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリール、C−C18アルケニル、C−C18アルキニル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アラルキル、CN、又は−CO−R28であり、
mは、0、又は1〜3の整数であり、
Dは、−CO−;−COO−;−S−;−SO−;−SO−;−O−;−NR25−;−SiR3031−;−POR32−;−CR23=CR24−;又は−C≡C−であり;そして
Eは、−OR29;−SR29;−NR2526;−COR28;−COOR27;−CONR2526;−CN;又はハロゲン、特にFであり;
Gは、E、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、又は、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシであり、
23、R24、R25及びR26は、互いに独立して、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり;
27は、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;特にC−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
28は、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
29は、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
30及びR31は、互いに独立して、C−C18アルキル、C−C18アリール、又はC−C18アルキルで置換されているC−C18アリールであり、そして
32は、C−C18アルキル、C−C18アリール、又はC−C18アルキルで置換されているC−C18アリールである)で示される繰り返し単位を含む。
【0027】
特に好ましい実施態様において、ポリマーは、式:
【化22】


(式中、R、R及びRは、互いに独立して、場合により1以上の基Gで置換されていてもよいC−C12アリール、又はC−C11ヘテロアリールであり、ここで、Gは上記に定義されたとおりであり、そしてRは、Rの意味を有するか、又はC−C18アルキル、特にC−C18アルキルである)で示される繰り返し単位を含む。R、R及びRが互いに独立して:
【化23】


(式中、nは、0、又は整数1、2、3若しくは4、特に、0、1若しくは2であり;nは、0、又は整数1、2若しくは3、特に、0、1若しくは2であり;nは、0、又は整数1、2、3、4若しくは5、特に、0、1、2若しくは3であり;そしてR10及びR11は、互いに独立して、C−C25アルキル、又はC−C25アルコキシである)であり、そしてRは、Rの意味を有するか、又はC−C18アルキル、特にC−C18アルキルである、式(IIa)の繰り返し単位を含むポリマーがなおより好ましい。
【0028】
好ましくは、R及びRは、互いに独立して、H、C−C18アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、t−ブチル、2−メチルブチル、n−ペンチル、イソペンチル、n−ヘキシル、2−エチルヘキシル、又はn−ヘプチル;Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、例えば−CHOCH、−CHOCHCH、−CHOCHCHOCH、又は−CHOCHCHOCHCH;C−C18アルコキシ、例えばメトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、iso−プロポキシ、n−ブトキシ、イソブトキシ、sec−ブトキシ、t−ブトキシ、2−メチルブトキシ、n−ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n−ヘキシルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、又はn−ヘプチルオキシ;C−C14アリール、例えばフェニル、ナフチル、又はビフェニルイル、C−C12シクロアルキル、例えばシクロヘキシル、Gで置換されているC−C14アリール、例えば−COCH、−COCHCH、−C(OCH、又は−C(OCHCH、−CCH、−C(CH、−C(CH、−COtBu、又は−CtBuである。最も好ましいR及びRは、Hである。
【0029】
mは、好ましくは、0、1又は2である。2以上の基R又はRが1分子内に存在する場合、それらは異なる意味を有することができる。
【0030】
Dは、好ましくは、−CO−、−COO−、−S−、−SO−、−SO−、−O−、−NR25−であり、ここで、R25は、C−C12アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、イソブチル、若しくはsec−ブチル、又はC−C14アリール、例えば、フェニル、ナフチル、若しくはビフェニルイルである。
Eは、好ましくは、−OR29;−SR29;−NR2525;−COR28;−COOR27;−CONR2525;又は−CNであり;ここで、R25、R27、R28及びR29は、互いに独立して、C−C12アルキル、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、若しくは2−エチル−ヘキシル、又はC−C14アリール、例えば、フェニル、ナフチル、若しくはビフェニルイルである。
Gは、Eと同一の選択を有するか、又はC−C18アルキル、特にC−C12アルキル、例えばメチル、エチル、n−プロピル、iso−プロピル、n−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ヘキシル、オクチル、1−(2−ヘキシル)−デカン、若しくは2−エチル−ヘキシルである。
【0031】
式(IIa)の繰り返し単位を含む、特に好ましいポリマーの例を以下に示す:
【表1】









【0032】
本発明のポリマーの製造のためのモノマーは、新規であり、本発明のさらなる実施態様を形成する。従って、本発明はまた、以下の式:
【化24】


(式中、
Ar、Ar、n、n、m、R、R、R、R、R、R及びmは、上記に定義されたとおりであり、X11は、各出現において独立して、ハロゲン原子、特にI、Cl若しくはBr;−ZnX12、−SnR207208209であり、ここで、R207、R208及びR209は、同一であるか又は異なり、そしてH又はC−Cアルキルであり、ここで、2つの基は、場合により共通の環を形成し、そしてこれらの基は、場合により分岐鎖又は非分岐鎖であり、そしてX12は、ハロゲン原子、非常に特にI若しくはBr;又は−OS(O)CF、−OS(O)−アリール、特に
【化25】


−OS(O)CH、−B(OH)、−B(OY11
【化26】


−BFNa、又は−BFKであり、ここでY11は、各出現において独立して、C−C10アルキル基であり、そしてY12は、各出現において独立して、C−C10アルキレン基、例えば−CY1314−CY1516−、又は−CY1718−CY1920−CY2122−であり、ここでY13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18、Y19、Y20、Y21及びY22は、互いに独立して、水素、又はC−C10アルキル基、特に−C(CHC(CH−、若しくは−C(CHCHC(CH−であるが、但し、下記:
【表2】


R=Cl、Br又はF
の化合物は除かれる)のモノマーに関する。
【0033】
式XIの化合物は、式XIVの化合物と式R−≡−Rのアルキンとを反応させることで得られる:
【化27】

【0034】
ディールス−アルダー反応は、Klaus Mullen et al., J. Am. Chem. Soc 2004, 126, 7794-7795及びKlaus Mullen et al., J. Am. Chem. Soc 2006, 128, 1334-1339に記載の方法に従って、又はこれらと同様に実行することができる。
【0035】
式XIVの化合物は、新規であり、本発明のさらなる実施態様を形成する。従って、本発明はまた、式:
【化28】


{式中、X11、Ar、Ar、n、n、R、R、R、R及びmは、上記に定義されたとおりであるが、但し、下記の化合物:
【化29】


は除かれ;そしてさらに但し、式XIV[ここで、R及びRは、下記式:
【化30】


(式中、Aは、フェノール性OHを有するカップリング残基である)で示される基であり、X11は、ハロゲンであり、n、n及びmは、0である]の化合物は除かれる}で示される化合物に関する。
【0036】
式XIVの化合物は、「クネーフェナーゲル」縮合を経て合成することができる:
【化31】


(例えば、Klaus Mullen et al., J. Am. Chem. Soc 2006, 128, 1334-1339及びそこに引用される文献を参照のこと)。
【0037】
アルキンは、Sonogashiraカップリングを経て製造することができる(例えば、Jason M. Nolan and Daniel L. Comins, J Org. Chem. 2003, 68, 3736-3738;Zhaoguo Zhang et al., J Org. Chem. 2004, 69, 5428-5432;Dmitri Gelman, Stephen L. Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 5993-5996;Rik R. Tykwinski, Angew. Chem. 2003, 115, 1604-1606を参照のこと)。
【0038】
一つの実施態様において、本発明によるポリマーは、式Iの繰り返し単位の1つのタイプのみ又は複数のタイプからなる。好ましい実施態様において、本発明によるポリマーは、式Iの繰り返し単位の正確に1つのタイプからなる(ホモポリマー)。
【0039】
本発明によれば、用語「ポリマー」は、ポリマー並びにオリゴマーを含み、ここでポリマーは、高い相対分子質量の分子であり、その構造は、実際に又は概念的に、低い相対分子質量の分子から誘導される単位の繰り返しを本質的に含み、そしてオリゴマーは、中間の分子質量の分子であり、その構造は、実際に又は概念的に、低い相対分子質量の分子から誘導される少ない複数の単位を本質的に含む。1個又は数個の単位の除去で顕著に変化しない性質を有する場合、分子は、比較的高い相対分子質量を有するとみなされる。1個又は数個の単位の除去で顕著に変化する性質を有する場合、分子は、中間の相対分子質量を有するとみなされる。
【0040】
本発明によれば、ホモポリマーは、1種の(実際の、潜在的な、又は仮想の)モノマーから誘導されたポリマーである。多くのモノマーは、相補的なモノマーの相互の反応で作製される。これらのモノマーは、反応し「潜在的なモノマー」を提供するとして容易に視覚化することができ、このホモ重合は、ホモポリマーと見なすことができる実際の生成物を提供する。あるポリマーは他のポリマーの化学修飾で得られ、その結果、得られるポリマーを構成する高分子の構造が仮想のモノマーのホモ重合で形成されたと考えることができる。
【0041】
従って、コポリマーは、2種以上のモノマーから誘導されたポリマー、例えば、バイポリマー、ターポリマー、クオーターポリマーなどである。
【0042】
本発明のオリゴマーは、<2,000ダルトンの重量平均分子量を有する。本発明のポリマーは、好ましくは、2,000ダルトン以上、特に2,000〜2,000,000ダルトン、より好ましくは10,000〜1,000,000、そして最も好ましくは20,000〜500,000ダルトンの重量平均分子量を有する。分子量は、ポリスチレン標準を使用するゲル浸透クロマトグラフィーに従って測定される。
【0043】
本発明は、下記の特に好ましい実施態様に基づいてより詳細に示されるが、それに限定されるべきでない。前記実施態様において、ポリマーは、以下の式:
【化32】


{式中、
Ar、n、Ar、n、R、R、R、R、R、R及びmは、上記に定義されたとおりであり、T及びArは、WO06/097419に定義されたとおりであり、ここで、Arはまた、WO06/097419に記載されるように、以下の式:
【化33】


[式中、
7’は、有機置換基であり、ここで、同一分子内の2以上の置換基R7’は、異なる意味を有していてもよいか、又は一緒になって芳香族、若しくはヘテロ芳香族環、又は環系を形成することができ、そして
X’は、0、又は1〜5の整数であり、
Aは、窒素、酸素及び硫黄より選択される1つのヘテロ原子を含む、5、6、又は7員のヘテロ芳香族環であり、これは、置換されることができる及び/又は縮合された芳香族若しくはヘテロ芳香族環系の一部であることができ、
1’及びR4’は、水素であり、
2’、R3’、R5’及びR6’は、互いに独立して、H、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、Dで中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アラルキル、又は基−X−R18’であり、
8’及びR9’は、互いに独立して、H、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、Dで中断されているC−C18アルコキシ、又は基−X−R18’であり、或いは
互いに隣接する2つの置換基R2’及びR3’並びに/又はR5’及びR6’は、一緒になって以下の基:
【化34】


を形成し、又は
互いに隣接する2つの置換基R5’及びR3’は、一緒になって以下の基:
【化35】


を形成し、又は
及びRは、一緒になって以下の基:
【化36】


(式中、R205’、R206’、R207’、R208’、R209’及びR210’は、互いに独立して、H、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C18アルコキシ、又はEで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、C−C18ペルフルオロアルキルである)を形成し、
10’は、H、Gで置換されていることができるC−C18アリール、Gで置換されていることができるC−C18ヘテロアリール、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、又は基−X−R18’であり、ここで、Xは、スペーサー、例えばC−C12アリール又はC−C12ヘテロアリール、特に、フェニル又はナフチルであり、これは、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、又は、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシで1回以上、特に1〜2回、置換されていることができ;そしてR18’は、H、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、Dで中断されているC−C18アルコキシ、又は−NR25’26’−であり;
Xは、O、S、又はNR17’であり、
11’及びR14’は、水素であり、
12’、R13’、R15’及びR16’は、水素であり、
17’は、C−C18アリール;C−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり;或いは
互いに隣接する2つの置換基R11’及びR12’、並びに/又はR14’及びR16’、R12’及びR13’、並びに/又はR15’及びR16’は、一緒になって基:
【化37】


を形成するか、又は
互いに隣接する2つの置換基R15’及びR13’は、一緒になって基:
【化38】


を形成し、
105’、R106’、R107’及びR108’は、互いに独立して、H、又はC−Cアルキルであり、
D、E及びGは、上記で定義されたとおりである]の繰り返し単位であることができ;
aは、1であり、
bは、0又は1であり、
cは、0.005〜1であり、
dは、0又は1であり、
eは、0又は1であり、ここで、dが0である場合、eは1ではなく、
fは、0.995〜0であり、ここで、c及びfの合計は1である}
で示されるポリマーである。
【0044】
Arは、好ましくは、式:
【化39】


(式中、
44及びR41は、水素、C−C18アルキル、又はC−C18アルコキシであり、
45は、H、C−C18アルキル、又はEで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、特に−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
116及びR117は、互いに独立して、H、ハロゲン、−CN、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリール、C−C18アルケニル、C−C18アルキニル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アラルキル、−C(=O)−R127、−C(=O)OR127、又は−C(=O)NR127126であり、
119及びR120は、互いに独立して、H、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリール、C−C18アルケニル、C−C18アルキニル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、又はC−C25アラルキルであり、或いは
119及びR120は、一緒になって、式=CR121122の基を形成し、ここで
121及びR122は、互いに独立して、H、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、又はC−C20ヘテロアリール、又はGで置換されているC−C20ヘテロアリールであり、或いは
119及びR120は、一緒になって5又は6員環を形成し、これは、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリール、C−C18アルケニル、C−C18アルキニル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アラルキル、又は−C(=O)−R127で場合により置換されていることができ、そして
126及びR127は、互いに独立して、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
G、D及びEは、上記に定義されたとおりである)
で示される繰り返し単位より選択される。
【0045】
繰り返し単位Tは、特に、以下の群VI:
【化40】


[式中、
は、水素原子、又はシアノ基であり、
116及びR117は、上記に定義されたとおりであり、
41は、各出現で同一であるか又は異なることができ、そしてCl、F、CN、N(R45、C−C25アルキル基、C−C18シクロアルキル基、C−C25アルコキシ基(ここで、互いに隣接していない1以上の炭素原子が、−NR45−、−O−、−S−、−C(=O)−O−、若しくは−O−C(=O)−O−で置き換えられることができる及び/又は、1以上の水素原子が、Fで置き換えられることができる)、C−C24アリール基、又はC−C24アリールオキシ基であり、ここで、1以上の炭素原子が、O、S、若しくはNで置き換えられることができる及び/又は、これは1以上の非芳香族基R41で置換されていることができるか、或いは2以上の基R41は、環系を形成し;
45は、H、C−C25アルキル基、C−C18シクロアルキル基(ここで、互いに隣接していない1以上の炭素原子が、−NR45’−、−O−、−S−、−C(=O)−O−、若しくは−O−C(=O)−O−で置き換えられることができる、及び/又は、ここで、1以上の水素原子が、Fで置き換えられることができる)、C−C24アリール基、又はC−C24アリールオキシ基であり、ここで、1以上の炭素原子が、O、S、若しくはNで置き換えられることができる、及び/又は、これは1以上の非芳香族基R41で置換されていることができ、
45’は、H、C−C25アルキル基、又はC−C18シクロアルキル基であり、
nは、各出現で同一であるか又は異なることができ、そして0、1、2、若しくは3、特に0、1、若しくは2、非常に特に0若しくは1であり、そしてuは、1、2、3、若しくは4であり;
は、C−C24アリール基、C−C30ヘテロアリール基、特にフェニル、ナフチル、アントリル、ビフェニルイル、2−フルオレニル、フェナントリル、又はペリレニルであり、これは、1以上の非芳香族基R41で置換されていることができる]より選択され、ここで、Tは、好ましくは、式VIa、VIb又はVIfの繰り返し単位である。
【0046】
a=1、b=0、c=1、d=0、e=0、f=0である式VIIのホモポリマーは、例えば、ニッケルカップリング反応、特にYamamoto反応で得られる:
【化41】


(式中、Ar、n、Ar、n、R、R、R、R、R、R及びmは、上記に定義されたとおりである)。前記態様において、式IIIaの繰り返し単位からなるホモポリマーが好ましく、そして式IIaの繰り返し単位からなるホモポリマーが最も好ましい。
【0047】
式Iの繰り返し単位及び−Ar−を含む、式VII(a=1、c=0.995〜0.005、b=0、d=1、e=0、f=0.005〜0.995)のコポリマーは、ニッケルカップリング反応で得ることができる:
【化42】


(式中、X10は、式I、特にII及びIII、非常に特にIIa及びIIIaの繰り返し単位であり、c、f及びArは、上記に定義されたとおりである)。
【0048】
ジハロ官能性反応物のみを含む重合プロセスを、ニッケルカップリング反応を使用して実施してもよい。1つのこのようなカップリング反応が、Colon et al., J. Pol. Sci., Part A, Polymer Chemistry Edition 28 (1990) 367、及びColon et al., J. Org. Chem. 51 (1986) 2627に記載された。反応は、典型的に、触媒量のニッケル塩、実質的な量のトリフェニルホスフィン、及び大過剰量の亜鉛末を用いて、極性非プロトン性溶媒(例えば、ジメチルアセトアミド)中において行われる。このプロセスの変形法が、Ioyda et al., Bull. Chem. Soc. Jpn, 63 (1990) 80において記載されており、ここで、有機可溶性ヨウ化物が促進剤として使用される。
【0049】
別のニッケルカプリング反応が、Yamamoto, Progress in Polymer Science 17 (1992) 1153において開示され、ここで、ジハロ芳香族化合物の混合物が、不活性溶媒中において過剰量のニッケル(1,5−シクロオクタジエン)錯体で処理される。2以上の芳香族ジハライドの反応物混合物へ適用される場合、全てのニッケルカップリング反応は、本質的にランダムコポリマーを生じさせる。このような重合反応は、重合反応混合物へ少量の水を添加することで終了してもよく、これで末端ハロゲン基が水素基で置換されるであろう。あるいは、一官能性ハロゲン化アリールが、このような反応において連鎖停止剤として使用されてもよく、これで末端アリール基が形成されるであろう。
【0050】
ニッケルカップリング重合で、本質的に、ホモポリマー又は式Iの単位及び他のモノマーから誘導される単位を含むランダムコポリマーが作製される。
【0051】
a=1、c=1、b=0、d=1、e=0、f=1である式VIIのホモポリマーは、例えば、Suzuki反応で得ることができる:
【化43】


(式中、X10及びArは、上記に定義されたとおりである)。
【0052】
一般的に「Suzuki反応」と呼ばれる、芳香族ボロネート及びハロゲン化物(特に、臭化物)の縮合反応は、N. Miyaua and A. Suzuki., Chemical Reviews, Vol. 95, pp. 457-2483 (1995) において報告されるように、種々の有機官能基の存在に耐える。この反応は、高分子量ポリマー及びコポリマーを製造することに適用できる。好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−アルコキシビフェニル/酢酸パラジウム(II)である。特に好ましい触媒は、2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−メトキシビフェニル(sPhos)/酢酸パラジウム(II)である。
【0053】
式VIIcに対応するポリマーを製造するために、ジハロゲン化物、例えば二臭化物又は二塩化物、特に、式:
【化44】


に対応する二臭化物を、Pd及びホスフィン配位子、特にトリフェニルホスフィンの触媒作用下で、等モル量の式:
【化45】


(式中、X11は、各出現において独立して、−B(OH)、−B(OY11又は:
【化46】


であり、ここで、Y11は、各出現において独立して、C−C10アルキル基であり、そしてY12は、各出現において独立して、C−C10アルキレン基、例えば−CY1314−CY1516−、又は−CY1718−CY1920−CY2122−であり、ここで、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18、Y19、Y20、Y21及びY22は、互いに独立して、水素、又はC−C10アルキル基、特に−C(CHC(CH−、若しくは−C(CHCHC(CH−である)に対応するジボロン酸又はジボロネートと反応させる。反応は、典型的に、芳香族炭化水素溶媒、例えばトルエン中において、約70℃〜180℃で行われる。他の溶媒、例えば、ジメチルホルムアミド及びテトラヒドロフランもまた、単独で、又は芳香族炭化水素と混合して、使用することができる。水性塩基、好ましくは炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、KPO、又は炭酸水素塩が、HBr捕捉剤として使用される。反応物の反応性に依存して、重合反応は、2〜100時間かかる場合がある。有機塩基、例えば、水酸化テトラアルキルアンモニウム、及び相間移動触媒、例えば、TBABが、ホウ素の活性を促進させることができる(例えば、Leadbeater & Marco; Angew. Chem. Int. Ed. Eng. 42 (2003) 1407及びそこで引用される参考文献を参照のこと)。反応条件の他の変形が、T. I. Wallow and B. M. Novak, J. Org. Chem. 59 (1994) 5034-5037;及びM. Remmers, M. Schulze, and G. Wegner, Macromol. Rapid Commun. 17 (1996) 239-252に与えられている。
【0054】
必要に応じて、一官能性ハロゲン化アリール又はアリールボロネートが、このような反応において連鎖停止剤として使用することができ、これにより、末端アリール基が形成される。
【0055】
Suzuki反応においてモノマー供給物の組成及び順序を制御することで、得られるコポリマー中のモノマー単位の順序付けを制御することが可能である。
【0056】
a=1、c=1、b=1、d=0、e=0、f=0である式VIIのホモポリマーは、例えばHeck反応で得ることができる:
【化47】


(式中、X10及びTは、上記に定義されたとおりである)。
【0057】
ポリフェニレンエテニレン誘導体及びポリフェニレンエチニレン誘導体は、Heck反応(R. F. Heck, Palladium Reagents in Organic Synthesis, Academic Press, New York 1985, pp. 179;L. S. Hegedus, Organometalics in Synthesis, Ed. M. Schlosser, Wiley, Chichester, UK 1994, pp. 383;Z. Bao, Y. Chen, R. Cai, L. Yu, Macromolecules 26 (1993) pp. 5281;W.-K. Chan, L. Yu, Macromolecules 28 (1995) pp. 6410;A. Hilberer, H. -J. Brouwer, B.-J. van der Scheer, J. Wildeman, G. Hadziioannou, Macromolecules 1995, 28, 4525)及びSonogaschira反応(Dmitri Gelman and Stephen L. Buchwald, Angew. Chem. Int. Ed. 42 (2003) 5993-5996;Rik R. Tykwinski, Angew. Chem. 115 (2003) 1604-1606;Jason M. Nolan and Daniel L. Comins, J. Org. Chem. 68 (2003) 3736-3738;Jiang Cheng et al., J. Org. Chem. 69 (2004) 5428-5432;Zolta'n Nova'k et al., Tetrahedron 59 (2003) 7509-7513)による、ジビニル又はジエチニル化合物とジハロゲン化合物との重合で得ることができる:
【化48】

【0058】
aが1であり、bが1であり、cが0.005〜0.995であり、dが1であり、eが1であり、fが0.995〜0.005であり、c及びfの合計が1である、式VIIの(ランダム)コポリマーもまた、Heck反応で得ることができる:
【化49】


(式中、a、b、c、d、e、f、X10、Ar及びTは、上記に定義されたとおりである)。
【0059】
式(I)の基を含むポリマーは、任意の好適なプロセスで製造してもよいが、好ましくは上述のプロセスで製造される。
【0060】
本発明のポリマーは、場合により、末端部分Eを含むことができ、ここで、Eは、鎖延長又は架橋を受け得る反応基で場合により置換されていてもよいアリール部分、又はトリ(C−C18)アルキルシロキシ基である。本明細書中において使用される場合、鎖延長又は架橋を受け得る反応基は、同一の基の別のもの又は別の基と反応し、連結を形成し、ポリマーを製造し得る任意の基を指す。好ましくは、このような反応基は、ヒドロキシ、グリシジルエーテル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、エテニル、エチニル、マレイミド、ナフチミド(naphthimide)、オキセタン、トリフルオロビニルエーテル部分、又はEの芳香族環へ融合されたシクロブテン部分である。
【0061】
が上記で定義された反応基である、本発明のポリマーは、架橋し、耐溶剤性・耐熱性フィルム(100℃以上、より好ましくは150℃以上で)を形成し得る。好ましくは、このような架橋は、350℃以下、より好ましくは300℃以下、そしてもっとも好ましくは250℃以下で生じる。本発明の架橋性ポリマーは、100℃以上、より好ましくは150℃以上で安定である。「安定な」は、本明細書中において使用される場合、このようなポリマーが、記載される温度以下で架橋又は重合反応を受けないことを意味する。架橋性材料が望ましい場合、Eは、好ましくは、ビニルフェニル、エチニルフェニル、又は4−(若しくは3−)ベンゾシクロブテニル基である。別の実施態様において、Eは、式−C−O−Y:(式中、Yは、
【化50】


である)のフェノール誘導体の群より選択される。必要に応じて、架橋性基が、ポリマー鎖の他の部分中に存在することができる。例えば、コモノマーTの置換基の1つは、架橋性基Eである場合がある。
【0062】
得られるポリマーが反応性基Eで実質的にキャップされる条件下で、末端キャッピング剤E−X12(Eは上記で定義されたとおりであり、X12はCl又はBrである)が、本発明のポリマーに組み込まれる。この目的に有用な反応は、上述のニッケルカップリング、Heck反応及びSuzuki反応である。平均重合度は、モノマーと末端キャッピング剤とのモル比で制御される。
【0063】
本発明によるポリマーは、例えば、D. Braun, H. Cherdron, H. Ritter, Praktikum der makromolekularen Stoffe, 1st Edn., Wiley VCH, Weinheim 1999, p. 68-79又はR. J. Young, P. A. Lovell, Introduction to Polymers, Chapman & Hall, London 1991に記載されているような、当業者によく知られている公知の方法で後処理することができる。例えば、反応混合物は、濾過され、酸性水溶液で希釈され、抽出され、そして溶媒の乾燥及び除去後に得られる粗生成物は、沈殿剤の添加での好適な溶媒からの再沈殿でさらに精製することができる。残存するパラジウムは、活性炭、クロマトグラフィーなどを使用することで除去することができる。有利には、残存するパラジウムは、ポリマーを含有する粗有機溶媒層を室温〜有機溶媒の沸点においてL−システインの水溶液で洗浄することで、特に、ポリマーを含有するトルエン層を85〜90℃においてL−システインの水溶液で洗浄することで、場合により、続いて、78〜82℃においてチオ硫酸ナトリウム及びL−システインの水溶液で洗浄することで、<3ppmへ減少させることができた(Mahavir Prashad, Yugang Liu, Oljan Repicoe, Adv. Synth. Catal. 2003, 345, 533-536;Christine E. Garrett, Kapa Prasad, Adv. Synth. Catal. 2004, 346, 889-900)。さらに、Pdは、US−B−6,956,095に記載されるように、ポリマーをNaCN水溶液で洗浄することで除去することができる。続いて、ポリマー類似反応が、ポリマーのさらなる官能化のために実施することができる。従って、例えば、末端ハロゲン原子は、例えば、LiAlHでの還元で、還元的に除去することができる(例えば、J. March, Advanced Organic Chemistry, 3rd Edn. McGraw-Hill, p.510を参照のこと)。
【0064】
本発明の別の態様は、式Iの単位を含む少なくとも1つのポリマーを1〜99%含有するポリマーブレンドに関する。ブレンドの残りの1〜99%は、連鎖成長ポリマー、例えば、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ(メタクリル酸メチル)、及びポリ(エチレンオキシド);逐次ポリマー、例えば、フェノキシ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル、ポリウレタン、及びポリイミド;並びに架橋ポリマー、例えば、架橋エポキシ樹脂、架橋フェノール樹脂、架橋アクリル樹脂、及び架橋ウレタン樹脂より選択される1又は複数のポリマー材料から構成される。これらのポリマーの例は、Preparative Methods of Polymer Chemistry, W. R. Sorenson and T. W. Campbell, Second Edition, Interscience Publishers (1968) に見る場合がある。さらに、ブレンドにおいて、共役ポリマー、例えばポリ(フェニレンビニレン)、置換ポリ(フェニレンビニレン)、置換ポリフェニレン、及びポリチオフェンも使用してもよい。これらの共役ポリマーの例は、Greenham and Friend, Solid State Physics, Vol. 49, pp. 1-149 (1995) に与えられている。
【0065】
好ましい実施態様において、本発明は、式:
【化51】


(式中、R、R、R及びRは、互いに独立して、H、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルキル、又は、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルコキシであり、
44及びR44’は、互いに独立して、H、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルキル、又は、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルコキシであり、そして
n1及びn2は、互いに独立して、1、2、又は3である)で示されるポリマーに関する。
【0066】
特に好ましい実施態様において、本発明は、式:
【化52】


{式中、R、R、R及びRは、互いに独立して、
【化53】


(式中、nは、0、又は整数1、2、若しくは3、特に0、若しくは1であり;そしてR11は、同一であるか又は異なることができ、そしてH、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルキル、又は、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルコキシである)であり、そして
Ar3’は、
【化54】


[式中、
44、R116、R117、R119及びR120は、上記で定義されたとおりであり、
8’及びR9’は、互いに独立して
【化55】


(式中、n及びR11は、上記で定義されたとおりである)であり、
17’は、場合によりOで中断されていることができるC−C25アルキルであり、そして
10’は、R8’又は
【化56】


(式中、n2は、0、1、又は2である)である]である}で示されるポリマーに関する。
【0067】
以下のポリマーが特に好ましい:
【化57】





【0068】
本発明のポリマーは、高いフォトルミネッセンス及び/又はエレクトロルミネッセンスを示すことができる。
【0069】
ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素及びヨウ素である。
【0070】
−C25アルキルは、可能である場合、典型的に、直鎖又は分岐鎖である。例えば、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、1,1,3,3−テトラメチルペンチル、n−ヘキシル、1−メチルヘキシル、1,1,3,3,5,5−ヘキサメチルヘキシル、n−ヘプチル、イソヘプチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、1−メチルヘプチル、3−メチルヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル及び2−エチルヘキシル、n−ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシル、エイコシル、ヘンエイコシル、ドコシル、テトラコシル、又はペンタコシルが挙げられる。C−Cアルキルは、典型的に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、2−ペンチル、3−ペンチル、2,2−ジメチルプロピル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチル、1,1,3,3−テトラメチルブチル、及び2−エチルヘキシルである。C−Cアルキルは、典型的に、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチルである。
【0071】
−C25アルコキシ基は、直鎖又は分岐鎖アルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、アミルオキシ、イソアミルオキシ、又はtert−アミルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、イソオクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、ヘプタデシルオキシ、及びオクタデシルオキシである。C−Cアルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシ、n−ペンチルオキシ、2−ペンチルオキシ、3−ペンチルオキシ、2,2−ジメチルプロポキシ、n−ヘキシルオキシ、n−ヘプチルオキシ、n−オクチルオキシ、1,1,3,3−テトラメチルブトキシ及び2−エチルヘキシルオキシ、好ましくはC−Cアルコキシ、例えば、典型的に、メトキシ、エトキシ、n−プロポキシ、イソプロポキシ、n−ブトキシ、sec−ブトキシ、イソブトキシ、tert−ブトキシである。用語「アルキルチオ基」は、エーテル結合の酸素原子が硫黄原子で置換されていることを除いて、アルコキシ基と同一の基を意味する。
【0072】
−C25アルケニル基は、直鎖又は分岐鎖アルケニル基、例えば、ビニル、アリル、メタリル、イソプロペニル、2−ブテニル、3−ブテニル、イソブテニル、n−ペンタ−2,4−ジエニル、3−メチル−ブタ−2−エニル、n−オクタ−2−エニル、n−ドデカ−2−エニル、イソドデセニル、n−ドデカ−2−エニル、又はn−オクタデカ−4−エニルである。
【0073】
2−24アルキニルは、直鎖又は分岐鎖の、そして好ましくはC2−8アルキニルであり、これは非置換であっても又は置換されていてもよく、例えば、エチニル、1−プロピン−3−イル、1−ブチン−4−イル、1−ペンチン−5−イル、2−メチル−3−ブチン−2−イル、1,4−ペンタジイン−3−イル、1,3−ペンタジイン−5−イル、1−ヘキシン−6−イル、cis−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、trans−3−メチル−2−ペンテン−4−イン−1−イル、1,3−ヘキサジイン−5−イル、1−オクチン−8−イル、1−ノニン−9−イル、1−デシン−10−イル、又は1−テトラコシン−24−イルである。
【0074】
−C18ペルフルオロアルキル、特にC−Cペルフルオロアルキルは、分岐又は非分岐の基、例えば−CF、−CFCF、−CFCFCF、−CF(CF、−(CFCF、及び−C(CFなどである。
【0075】
用語「ハロアルキル、ハロアルケニル及びハロアルキニル」は、上述のアルキル基、アルケニル基及びアルキニル基をハロゲンで部分的に又は全体的に置換することで与えられる基、例えば、トリフルオロメチルなどを意味する。「アルデヒド基、ケトン基、エステル基、カルバモイル基及びアミノ基」は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はヘテロ環式基で置換されているものを含み、ここで、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基及びヘテロ環式基は、非置換であっても置換されていてもよい。用語「シリル基」は、式−SiR626364の基を意味し、ここで、R62、R63及びR64は、互いに独立して、C−Cアルキル基、特にC−Cアルキル基、C−C24アリール基又はC−C12アラルキル基であり、例えばトリメチルシリル基である。用語「シロキサニル基」は、式−O−SiR626364の基を意味し、例えばトリメチルシロキサニル基であり、ここで、R62、R63及びR64は上記に定義されたとおりである。
【0076】
用語「シクロアルキル基」は、典型的に、C−C12シクロアルキル、例えばシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、シクロウンデシル、シクロドデシル、好ましくはシクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、又はシクロオクチルであり、これは、非置換であっても又は置換されていてもよい。用語「シクロアルケニル基」は、1以上の二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基、例えば、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセニルなどを意味し、これは、非置換であっても又は置換されていてもよい。シクロアルキル基、特に、シクロヘキシル基は、C−C−アルキル、ハロゲン及びシアノで1〜3回置換されていることができるフェニルで1又は2回縮合されていることができる。このような縮合シクロヘキシル基の例は、以下:
【化58】


特に
【化59】


(式中、R51、R52、R53、R54、R55及びR56は、互いに独立して、C−C−アルキル、C−C−アルコキシ、ハロゲン及びシアノ、特に水素である)である。
【0077】
アリールは、通常、C−C30アリール、好ましくはC−C24アリールであり、これは場合により置換されていることができ、例えばフェニル、4−メチルフェニル、4−メトキシフェニル、ナフチル、特に1−ナフチル、若しくは2−ナフチル、ビフェニルイル、テルフェニルイル、ピレニル、2−若しくは9−フルオレニル、フェナントリル、アントリル、テトラシル、ペンタシル、ヘキサシル、又はクアデルフェニルイルであり、これは、非置換であっても又は置換されていてもよい。
【0078】
用語「アラルキル基」は、典型的に、C−C24アラルキル、例えば、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル、ω−フェニル−オクタデシル、ω−フェニル−エイコシル、又はω−フェニル−ドコシル、好ましくは、C−C18アラルキル、例えば、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル,ω−フェニル−ブチル、ω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチル、ω−フェニル−ドデシル、又はω−フェニル−オクタデシル、及び特に好ましくは、C−C12アラルキル、例えば、ベンジル、2−ベンジル−2−プロピル、β−フェニル−エチル、α,α−ジメチルベンジル、ω−フェニル−ブチル、又はω,ω−ジメチル−ω−フェニル−ブチルであり、ここで、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基は両方とも、非置換であっても又は置換されていてもよい。
【0079】
用語「アリールエーテル基」は、典型的に、C6−24アリールオキシ基、即ち、O−C6−24アリール、例えば、フェノキシ又は4−メトキシフェニルである。用語「アリールチオエーテル基」は、典型的に、C6−24アリールチオ基、即ち、S−C6−24アリール、例えば、フェニルチオ又は4−メトキシフェニルチオである。用語「カルバモイル基」は、典型的に、C1−18カルバモイル基、好ましくはC1−8カルバモイル基であり、これは、非置換であっても又は置換されていてもよく、例えば、カルバモイル、メチルカルバモイル、エチルカルバモイル、n−ブチルカルバモイル、tert−ブチルカルバモイル、ジメチルカルバモイルオキシ、モルホリノカルバモイル、又はピロリジノカルバモイルである。
【0080】
アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルアリールアミノ基、アリールアミノ基、及びジアリール基における用語「アリール」及び「アルキル」は、典型的に、それぞれ、C−C25アルキル及びC−C24アリールである。
【0081】
アルキルアリールは、アルキル置換されたアリール基、特に、C−C12アルキルアリールを指す。例は、トリル、例えば、3−メチル−、若しくは4−メチルフェニル、又はキシリル、例えば3,4−ジメチルフェニル、若しくは3,5−ジメチルフェニルが挙げられる。
【0082】
ヘテロアリールは、典型的に、C−C26ヘテロアリール、即ち、5〜7環原子を有する環又は縮合環系であり、ここで、窒素、酸素、又は硫黄が、可能なヘテロ原子であり、そして典型的に、少なくとも6個の共役π電子を有する5〜30個の原子を有する不飽和ヘテロ環式基、例えば、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾ[b,d]チエニル、チアントレニル、フリル、フルフリル、2H−ピラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、フェノキシチエニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、ピリジル、ビピリジル、トリアジニル、ピリミジニル、ピラジニル、ピリダジニル、インドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、キノリジニル、キノリル、イソキノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、キノリニル、プテリジニル、カルバゾリル、カルボリニル、ベンゾトリアゾリル、ベンゾオキサゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、ピリミジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、イソチアゾリル、フェノチアジニル、イソオキサゾリル、フラザニル、又はフェノキサジニルであり、これは、非置換であっても又は置換されていてもよい。
【0083】
上述した基の可能な置換基は、C−Cアルキル、ヒドロキシル基、メルカプト基、C−Cアルコキシ、C−Cアルキルチオ、ハロゲン、ハロ−C−Cアルキル、シアノ基、アルデヒド基、ケトン基、カルボキシル基、エステル基、カルバモイル基、アミノ基、ニトロ基、又はシリル基である。
【0084】
置換基、例えば、Rが基において2回以上出現する場合、それは、各出現において異なることができる。
【0085】
表現「Gで置換された」は、1個、又はそれ以上、特に1〜3個の置換基Gが存在していてもよいことを意味する。
【0086】
上記に記載されるように、上述の基は、Eで置換されていてもよく、及び/又は、必要に応じて、Dで中断されていてもよい。中断は、当然ながら、単結合で互いに結合された少なくとも2つの炭素原子を基が含む場合においてのみ可能であり;C−C18アリールは、中断されず;中断されたアリールアルキル又はアルキルアリールは、アルキル部分に単位Dを含む。1以上のEで置換されている及び/又は1以上複数の単位Dで中断されているC−C18アルキルは、例えば、(CHCHO)1−9−R[式中、Rは、H又はC−C10アルキル又はC−C10アルカノイル(例えば、CO−CH(C)C)である];CH−CH(OR')−CH−O−R(式中、Rは、C−C18アルキル、C−C12シクロアルキル、フェニル、C−C15フェニルアルキルであり、そしてR'は、Rと同一の定義を包含するか又はHである);C−Cアルキレン−COO−R、例えばCHCOOR、CH(CH)COOR、C(CHCOOR(式中、Rは、H、C−C18アルキル、(CHCHO)1−9−Rであり、そしてRは上記に記載の定義を含む);CHCH−O−CO−CH=CH;CHCH(OH)CH−O−CO−C(CH)=CHである。
【0087】
好ましいアリーレン基は、1,4−フェニレン、2,5−トリレン、1,4−ナフチレン、1,9−アントラシレン、2,7−フェナントリレン、及び2,7−ジヒドロフェナントリレンである。
【0088】
好ましいヘテロアリーレン基は、2,5−ピラジニレン、3,6−ピリダジニレン、2,5−ピリジニレン、2,5−ピリミジニレン、1,3,4−チアジアゾール−2,5−イレン、1,3−チアゾール−2,4−イレン、1,3−チアゾール−2,5−イレン、2,4−チオフェニレン、2,5−チオフェニレン、1,3−オキサゾール−2,4−イレン、1,3−オキサゾール−2,5−イレン及び1,3,4−オキサジアゾール−2,5−イレン、2,5−インデニレン及び2,6−インデニレンである。
【0089】
本発明の別の態様は、本発明のポリマーから形成されたフィルムである。このようなフィルムは、ポリマー発光ダイオード(PLED)において使用することができる。好ましくは、このようなフィルムは、発光層として使用される。これらのフィルムはまた、電子素子についての保護コーティングとして、及び蛍光コーティングとして使用される場合がある。コーティング又はフィルムの厚みは、最終的な用途に依存する。一般的に、このような厚みは、0.01〜200ミクロンであることができる。コーティングが蛍光コーティングとして使用される実施態様において、コーティング又はフィルム厚みは、10〜200ミクロンである。コーティングが電子保護層として使用される実施態様において、コーティングの厚みは、5〜20ミクロンであることができる。コーティングがポリマー発光ダイオードにおいて使用される実施態様において、形成される層の厚みは、0.01〜0.5ミクロンである。本発明のポリマーは、良好でありピンホール及び欠陥を含まないフィルムを形成する。このようなフィルムは、スピンコーティング、スプレーコーティング、ディップコーティング及びローラーコーティングを含む当該分野において周知の手段で製造することができる。このようなコーティングは、組成物を基板へ適用し、そして適用した組成物を、フィルムが形成されるような条件へさらすことを含むプロセスで製造される。フィルムを形成する条件は、適用技術に依存する。好ましくは、溶液は、0.1〜10重量%のポリマーを含有する。この組成物を、所望の方法で好適な基板へ適用し、そして溶媒を蒸発させる。残存する溶媒を、真空及び/又は加熱乾燥で除去してもよい。フィルムは、好ましくは、厚みが実質的に均一であり、ピンホールを実質的に含まない。別の実施態様において、ポリマーを、部分的に硬化してもよい。これは、Bステージング(B-staging)として公知である。
【0090】
本発明のさらなる実施態様は、基板と本発明によるポリマーとを含む、電子素子又はそのコンポーネントに関する。
【0091】
このような素子において、本発明によるポリマーは、エレクトロルミネッセンス材料として使用される。本発明の目的について、用語「エレクトロルミネッセンス材料」は、エレクトロルミネッセンス素子における活性層として又はこれにおいて使用されすることができる材料を意味するとされる。用語「活性層」は、該層が電場の適用時に光を発し得る(発光層)こと、及び/又は、それが正電荷及び/又は負電荷の注入及び/又は輸送を改善する(電荷注入又は電荷輸送層)ことを意味する。従って、本発明はまた、エレクトロルミネッセンス材料としての本発明によるポリマーの使用に関する。本発明はさらに、本発明によるポリマーを含むエレクトロルミネッセンス材料に関する。エレクトロルミネッセンス素子は、例えば、自己照明ディスプレイエレメント、例えば、コントロールランプ、英数字ディスプレイ、標識として及びオプトエレクトロニックカプラーにおいて使用される。
【0092】
本発明による素子は、WO99/48160の開示に従って製造されることができ、この内容は参照により組み入れられる。本発明によるポリマーは、唯一の発光ポリマーとして、又は、ホール及び/又は電子輸送ポリマーをさらに含むブレンド中の成分として、素子中に存在してもよい。あるいは、素子は、本発明のポリマー、ホール搬送ポリマー及び/又は電子輸送ポリマーの、別個の層を含んでいてもよい。
【0093】
1実施態様において、電子素子は、エレクトロルミネッセンス素子を含み、これは、以下を含む:
(a)正電荷キャリアを注入するための電荷注入層、
(b)負電荷キャリアを注入するための電荷注入層、
(c)本発明によるポリマーを含む、層(a)と層(b)との間に配置された発光層。
【0094】
層(a)は、発光層(c)とアノード電極層との間に配置されている正電荷キャリア輸送層であってもよく、又はアノード電極層であってもよい。層(b)は、発光層(c)とカソード電極層との間に配置されている負電荷キャリア輸送層であってもよく、又はカソード電極層であってもよい。場合により、有機電荷輸送層が、発光層(c)と電荷キャリア注入層(a)及び(b)の1つとの間に配置されていることができる。
【0095】
EL素子は、400nm〜780nm、好ましくは青色について430nm〜470nm、好ましくは緑色について520nm〜560nm、好ましくは赤色について600nm〜650nmの、可視電磁スペクトル内の光を発する。ポリマーの骨格中に特定の繰り返し単位を組み込むことで、発光は、近赤外(NIR、>780nm)へさらにシフトすることができる。
【0096】
発光層は、1又は複数の本発明によるポリマー、及び場合により追加の異なるポリマーを含む材料のブレンド又は混合物から作製されてもよいことが理解される。前記追加の異なるポリマーは、いわゆる、ホール輸送ポリマー(即ち、発光材料へのホール輸送の効率を改善するため)又は電子輸送ポリマー(即ち、発光材料への電子輸送の効率を改善するため)であってもよい。好ましくは、前記ブレンド又は混合物は、本発明によるポリマーを少なくとも0.1重量%、好ましくは少なくとも0.5重量%、より好ましくは少なくとも1重量%含む。
【0097】
有機EL素子は、典型的に、アノードとカソードとの間に挟まれた有機フィルムからなり、正バイアスが素子へ印加されると、ホールがアノードから有機フィルムへ注入され、そして電子がカソードから有機フィルムへ注入される。ホールと電子との結合は、励起子を生じさせることができ、これは、光子を放出することで基底状態への放射崩壊を受け流場合がある。実際に、アノードは、一般的に、その導電性及び透明性のために、スズ及びインジウムの混合酸化物である。混合酸化物(ITO)は、有機フィルムで発せられる光が観察されてもよいように、ガラス又はプラスチックなどの透明基板上に堆積される。有機フィルムは、別個の機能のために各々設計された、複数の個々の層の複合材料であってもよい。ホールがアノードから注入されるので、アノードの隣の層は、ホールを輸送する機能性を有する必要がある。同様に、カソードの隣の層は、電子を輸送する機能性を有する必要がある。多くの場合、ホール−(電子)輸送層は、発光層としても作用する。ある場合、1つの層は、ホール及び電子輸送並びに発光の組み合わされた機能を実行することができる。有機フィルムの個々の層は、本質的に全てポリマー性であってもよく、又は、ポリマーのフィルムと熱蒸発で蒸着された小分子のフィルムとの組み合わせであってもよい。有機フィルムの全厚みは1000ナノメートル(nm)未満であることが好ましい。全厚みが500nm未満であることが、より好ましい。全厚みが300nm未満であることが、最も好ましい。活性(発光)層の厚みは400ナノメートル(nm)未満であることが好ましい。厚みは40〜160nmの範囲内にあることが、より好ましい。
【0098】
基板及びアノードとして役立つ、ITOガラスは、洗剤、有機溶媒での通常の洗浄及びUV−オゾン処理後、コーティングについて使用してもよい。それはまた、先ず、ホール注入を促進するために導電性物質の薄層でコーティングされてもよい。このような物質としては、銅フタロシアニン、ポリアニリン(PANI)及びポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)(PEDOT)が挙げられ;最後の2つは、それらの(ドープされた)導電性形態において、例えば、FeCl又はNaでドープされている。それらは、水溶性を確実にするために対イオンとしてポリ(スチレンスルホン酸)(PSS)を含有する。この層の厚みは200nm以下であることが好ましく;厚みは100nm以下であることがより好ましい。
【0099】
ホール輸送層が使用される場合、米国特許第5,728,801号に記載されるポリマーアリールアミンが使用されてもよい。他の公知のホール導電性ポリマー、例えば、ポリビニルカルバゾールも使用されてもよい。次に適用されるコポリマーフィルムの溶液による侵食に対するこの層の耐性は、多層素子の首尾よい作製に明らかに重要である。この層の厚みは、500nm以下、好ましくは300nm以下、最も好ましくは150nm以下であってもよい。
【0100】
電子輸送層を使用する場合、それは、低分子量材料の熱蒸発で、又は下層のフィルムに対して顕著な損傷を引き起こさない溶媒でのポリマーの溶液コーティングで、適用されてもよい。
【0101】
低分子量材料の例としては、8−ヒドロキシキノリンの金属錯体(Burrows et al., Appl. Phys. Lett. 64 (1994) 2718-2720に記載される)、10−ヒドロキシベンゾキノリンの金属錯体(Hamada et al., Chem. Lett. (1993) 906-906に記載される)、1,3,4−オキサジアゾール(Hamada et al., Optoelectronics-Devices and Technologies 7 (1992) 83-93に記載される)、1,3,4−トリアゾール(Kido et al., Chem. Lett. (1996) 47-48に記載される)、及びペリレンのジカルボキシイミド(Yoshida et al., Appl. Phys. Lett. 69 (1996) 734-736に記載される)が挙げられる。
【0102】
ポリマー性電子輸送材料は、例えば、1,3,4−オキサジアゾール含有ポリマー(Li et al., J. Chem. Soc. (1995) 2211-2212、Yang and Pei, J. Appl. Phys. 77 (1995) 4807-4809に記載される)、1,3,4−トリアゾール含有ポリマー(Strukelj et al., Science 267 (1995) 1969-1972に記載される)、キノキサリン含有ポリマー(Yamamoto et al., Jpn. J. Appl. Phys. 33 (1994) L250-L253、O'Brien et al., Synth. Met. 76 (1996) 105-108に記載される)、及びシアノ−PPV(Weaver et al., Thin Solid Films 273 (1996) 39-47に記載される)である。この層の厚みは、500nm以下、好ましくは300nm以下、最も好ましくは150nm以下であってもよい。
【0103】
カソード材料は、熱蒸発又はスパッタリングで堆積されてもよい。カソードの厚みは、1nm〜10,000nm、好ましくは5nm〜500nmであってもよい。
【0104】
本発明に従って作製されたOLEDは、100%に迫る内部量子効率を達成することができる、素子の発光層中に分散されたりん光性ドーパントを含んでいてもよい。本明細書中において使用される場合、用語「りん光」は、有機又は金属−有機分子の三重項励起状態からの発光を指す。りん光性ドーパントを使用する高効率有機発光素子は、いくつかの異なる導電性ホスト材料を使用して実証された(M. A. Baldo et al., Nature, Vol 395, 151 (1998)、C. Adachi et al., Appl. Phys. Lett., Vol. 77, 904 (2000))。
【0105】
好ましい実施態様において、エレクトロルミネッセンス素子は、アノード材料とカソード材料との間に配置された、本発明のポリマーから構成される発光ポリマーフィルム及び少なくとも1つのホール輸送ポリマーフィルムを含み、その結果、印加された電圧下で、該素子が順バイアスされると、ホールが、アノード材料からホール輸送ポリマーフィルム中へ注入され、そして、電子が、カソード材料から発光ポリマーフィルム中へ注入され、発光層から発光が生じる。
【0106】
別の好ましい実施態様において、ホール輸送ポリマーの層は、アノードに最も近い層がより低い酸化電位を有するように配置され、隣接する層は、徐々により高い酸化電位を有する。これらの方法で、単位電圧当たり比較的高い光出力を有するエレクトロルミネッセンス素子を製造してもよい。
【0107】
用語「ホール輸送ポリマーフィルム」は、本明細書中において使用される場合、場が適用される2つの電極間に配置されそしてホールがアノードから注入されると、発光ポリマー中へのホールの適切な輸送を可能にする、ポリマーのフィルムの層を指す。ホール輸送ポリマーは、典型的に、トリアリールアミン部分から構成される。用語「発光ポリマーフィルム」は、本明細書中において使用される場合、その励起状態が、可視光範囲の波長に好ましくは対応する光子を放射することで、基底状態へ緩和できるポリマーのフィルムの層を指す。用語「アノード材料」は、本明細書中において使用される場合、4.5エレクトロンボルト(eV)〜5.5eVの仕事関数を有する、半透明、又は透明の、導電性フィルムを指す。例えば、金、銀、銅、アルミニウム、インジウム、鉄、亜鉛、スズ、クロム、チタン、バナジウム、コバルト、ニッケル、鉛、マンガン、タングステンなど、金属合金、例えば、マグネシウム/銅、マグネシウム/銀、マグネシウム/アルミニウム、アルミニウム/インジウムなど、半導体、例えば、Si、Ge、GaAsなど、金属酸化物、例えば、インジウムスズ酸化物(「ITO」)、ZnOなど、金属化合物、例えば、CuIなど、及びさらに、導電性ポリマー、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリパラフェニレンなどが挙げられる。インジウム及びスズの酸化物及び混合酸化物、並びに金が好ましい。最も好ましいのは、ITO、特に、基板としてのガラス上又はプラスチック材料(例えば、ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET))上のITOである。
【0108】
用語「カソード材料」は、本明細書中において使用される場合、2.0eV〜4.5eVの仕事関数を有する導電性フィルムを指す。例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、13族元素、銀、及び銅、並びにそれらの合金又は混合物、例えば、ナトリウム、リチウム、カリウム、カルシウム、フッ化リチウム(LiF)、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、バリウム、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−銅合金、マグネシウム−アルミニウム合金、マグネシウム−インジウム合金、アルミニウム、アルミニウム−酸化アルミニウム合金、アルミニウム−リチウム合金、インジウム、カルシウム、及びEP−A499,011に例示される材料、例えば、導電性ポリマー、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリアセチレンなどが挙げられる。好ましくは、リチウム、バリウム、カルシウム、マグネシウム、インジウム、銀、アルミニウム、又は上述のブレンド及び合金が使用される。電極のための材料として金属又は金属合金を使用する場合、電極を、真空蒸着法でも形成することができる。電極を形成する材料として金属又は金属合金を使用する場合、電極を、さらに、化学めっき法でも形成することができる(例えば、Handbook of Electrochemistry, pp 383-387, Mazuren, 1985を参照のこと)。導電性ポリマーを使用する場合、電極は、予め導電性コーティングが提供されている基板上へ陽極酸化重合法でそれをフィルムに形成することで作製することができる。
【0109】
薄膜を形成するための方法としては、例えば、真空蒸着法、スピンコーティング法、キャスティング法、Langmuir−Blodgett(「LB」)法、インクジェット印刷法などがある。これらの方法の中でも、真空蒸着法、スピンコーティング法、インクジェット印刷法及びキャスティング法が、操作の容易さ及び費用を考慮して、特に好ましい。
【0110】
スピンコーティング法、キャスティング法及びインクジェット印刷法を使用することで層を形成する場合、コーティングは、組成物を0.0001〜90重量%の濃度で好適な有機溶媒、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、アセトニトリル、アニソール、ジクロロメタン、ジメチルスルホキシド、及びそれらの混合液中に溶解することで調製された溶液を使用して、実施することができる。
【0111】
大型高解像度ディスプレイのためのアクティブマトリクスOLED(AMOLED)材料のパターニングは、レーザー励起熱転写法(Laser Induced Thermal Imaging)(LITI;Organic Light-Emitting Materials and Devices VII, edited by Zakya H. Kafafi, Paul A. Lane, Proceedings of SPIE Vol. 5519, 12-23)を使用して行うことができる。
【0112】
本発明の有機EL素子は、壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ、フラット発光素子、例えば、壁紙、コピー機又はプリンターについての光源、液晶ディスプレイ又はカウンターについての光源、ディスプレイ掲示板及び信号灯についての未来の代替技術として考えられ、そして恐らく白熱灯及び蛍光灯の代わりとなるとさえ考えられる。本発明のポリマー及び組成物は、有機EL素子、光起電素子、電子写真感光体、光電交換器、太陽電池、画像センサーなどの分野において使用することができる。
【0113】
従って、本発明はまた、1又は複数の本発明によるポリマーを含む、PLED、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機薄膜トランジスタ(OTFT)、有機太陽電池(O−SC)、熱電素子、又は有機レーザーダイオードに関する。
【0114】
以下の実施例は、例示目的のみのために含まれ、特許請求の範囲を限定しない。特に記載しない限り、全ての部及びパーセンテージは重量による。重量平均分子量(M)及び多分散性(M/M=PD)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で測定される[装置:GPCmax+TDA 302、Viscotek(Houston,TX,USA)製、屈折率(RI)、小角光散乱(LALS)、直角光散乱(RALS)、及び示差粘度(DP)測定からの応答を生じる。クロマトグラフィー条件:カラム:PLgel mixed C(300×7.5mm,5μm粒子)、約1×10〜約2.5×10Daの分子量範囲を変換、Polymer Laboratories(Church Stretton,UK)製;移動相:5g/lのトリフルオロ酢酸ナトリウムを含有するテトラヒドロフラン;移動相流量:0.5又は0.7ml/分;溶質濃度:約1〜2mg/ml;注入量:100μl;検出:RI、LALS、RALS、DP。分子量較正の手順:相対的な較正を、1’930’000Da〜5’050Daの分子量範囲にわたるPolymer Laboratories(Church Stretton,UK)製の10個のポリスチレン較正標準のセット、即ち、PS 1’930’000、PS 1’460’000、PS 1’075’000、PS 560’000、PS 330’000、PS 96’000、PS 52’000、PS 30’300、PS 10’100、PS 5’050Daを使用して行う。絶対的な較正を、LALS、RALS及びDPの応答に基づいて行う。多数の研究において経験されるように、この組み合わせは、分子量データの最適な計算を提供する。通常、PS 96’000が、分子量較正標準として使用されるが、一般的に、測定される分子量範囲にある全ての他のPS標準が、この目的について選択することができる。
【0115】
下記の実施例に与えられる全てのポリマー構造は、記載された重合手順を経て得られるポリマー生成物の理想化された表示である。2を超える成分が互いに共重合される場合、ポリマー中の順序は、重合条件に依存して、交互又はランダムとなることができる。
【0116】
実施例
実施例1
【化60】


a)メタノール5.6ml中の水酸化カリウム1.40gの溶液を、メタノール300ml中の2,7−ジブロモ−フェナントレン−9,10−ジオン9.15g(25mmol)及び1,3−ジフェニル−プロパン−2−オン5.78g(27.5mmol)に添加した。反応混合物を30分間還流し、そして25℃に冷却した。生成物を濾別し、メタノールで洗浄し、そして乾燥した(収量:11.5g(85%))。
【0117】
【化61】


b)ビフェニルエーテル1mlを、実施例1aの生成物540mg(1mmol)及びジフェニルアセチレン200mg(1.10mmol)に添加した。反応混合物を250℃で5時間アルゴン下において加熱した。ビフェニルエーテルを蒸留除去した。生成物を、トルエン/シクロヘキサン(1/5)を用いてのシリカゲル上でのクロマトグラフィーで精製した(収量:310mg(45%);融点:289−292℃)。
【0118】
実施例2
【化62】


シュレンク管中、トルエン5ml中のNi(COD)83mg及びビピリジン48mgの溶液を、15分間脱気した。対応のジブロモ化モノマー310mgをこの溶液へ添加し、次いで混合物を80℃へ加熱し、そして一晩激しく撹拌した。溶液を、1/1/1 メタノール/HCl/アセトン混合液100mlに注ぎ、そして1時間撹拌した。次いで、沈殿物を濾過し、CHClに溶解し、そして、さらに1時間、エチレンジアミン四酢酸(EDTA)四ナトリウム塩の水溶液と共に、60℃で激しく撹拌した。有機相を水で洗浄し、濃縮し、そしてメタノール中に沈殿させた。残渣を、メタノール及びヘキサンを使用するソックスレー抽出で精製し、次いでポリマーをCHClで抽出し、115mgの赤色粉末を得た。
=21000
溶解度 クロロホルム中において約1重量%
【0119】
光物理的性質:
2つの異なる温度でのクロロホルム溶液、及びクロロホルム溶液から作製されたガラス基板上のスピンコーティングされたフィルムのUV:
【表3】


460nmでのバンドの深色シフトは、強力な凝集挙動の出現を示す。
【0120】
適用実施例1−電界効果トランジスタ
a)実験:
p−Siゲートを有するボトムゲート型薄膜トランジスタ(TFT)構造を、全ての実験について使用した。高品質サーマルSiO層は、単位面積当たりC=32.6nF/cm2静電容量のゲート絶縁体として役立った。ソース及びドレイン電極を、ゲート酸化物上に直接フォトリソグラフィーでパターニングした(ボトム接触構成)。各基板において、16個のトランジスタが、異なる長さのチャネルを規定するAuソース/ドレイン電極と共に存在した。有機半導体の堆積前に、SiO表面を、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)又はオクタデシルトリクロロシラン(OTS)で誘導体化した。実施例1において得たポリマーを異なる溶媒中にドロップキャスティングするか又はスピンキャスティングすることで、フィルムを作製した。トランジスタ動作を、CSEMで製造された自動テスター、Transistor Prober TP−10において測定した。
b)トランジスタ性能:
前記薄膜トランジスタは、透明p型トランジスタ動作を示した。飽和伝達特性の平方根への線形フィットから、10−4cm2/Vsの電界効果移動度が測定され得た。トランジスタは、約0V〜4Vの閾値電圧を示した。トランジスタは、10の適正なオン/オフ電流比を示した。
【0121】
実施例3
【化63】


1,4−ジオキサン5ml及びトルエン5ml中の実施例1bの生成物752.2mg(1.089mmol)及び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−ジオクチルフルオレン700.0mg(1.089mmol)の溶液を脱気した。酢酸パラジウム2.4mg(0.011mmol)及び2−ジシクロヘキシルホスフィノ−2’,6’−ジ−メトキシビフェニル27mg(0.065mmol)を添加した。反応混合物を脱気した。水3ml中のリン酸三カリウム一水和物1.32g(5.45mmol)の脱気した溶液を添加した。反応混合物を、トルエン5及び10mlの添加後、それぞれ3時間及び3.5時間還流した。脱気したトルエン30ml及び脱気したブロモベンゼン260mg(1.63mmol)を添加した。反応混合物を15時間還流した。脱気したトルエン20ml及び脱気したトルエン3ml中の4,4,5,5−テトラメチル−2−フェニル−1,3,2−ジオキサボロラン560mg(2.50mmol)を添加した。反応混合物を3時間撹拌した。トルエン30mlを添加し、そして反応混合物を1%シアン化ナトリウム溶液100mlで洗浄した。トルエンを部分的に蒸留除去し、そして残りの溶液をメタノール中へ注いだ。ポリマーを濾別し、そしてメタノール、水 アセトンそしてメタノールで洗浄した。ポリマーをトルエンに溶解し、そして1%シアン化ナトリウム溶液100mlと共に90℃で2時間撹拌した。有機相を分別し、そしてトルエンを部分的に蒸留除去した。残りの溶液をメタノールへ注ぎ、そしてポリマーを濾別した。ポリマーをメタノールで洗浄した(収量:0.89g(89%))。
GPC(ポリスチレン標準):M=13000、PD=5.4。
【0122】
実施例4
【化64】


a)DMF100ml中の(4−ヒドロキシ−フェニル)−酢酸メチルエステル10.0g(60.2mmol)及び3−ブロモメチル−ヘプタン12.8g(66.2mmol)に、炭酸カリウム25.0g(181mmol)を窒素下で添加した。反応混合物を2時間120℃に加熱した。追加の3−ブロモメチル−ヘプタン5.81g(3.01mmol)及び炭酸カリウム12.5g(9.03mmol)を添加した。反応混合物をさらに5時間120℃に加熱した。固体を濾別し、ジエチルエーテルで洗浄し、有機相を水で洗浄し、そして硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を真空において除去した(収量:14.1g(84%))。
【0123】
【化65】


b)無水ジエチルエーテル10ml中のマグネシウム1.20g(5.01mmol)に、ジエチルエーテル10ml中の2−ブロモ−プロパン6.68g(5.43mmol)を窒素下で徐々に添加した。2−ブロモ−プロパンを添加した後、反応混合物を30分還流した。この反応混合物に、実施例4aの生成物12.0g(4.18mmol)を0℃で添加した。反応混合物を25℃で3時間撹拌し、氷を反応混合物に添加し、反応混合物を硫酸(96%)で酸性化し、そして30分間撹拌した。反応混合物をジエチルエーテルで抽出した。溶媒を蒸留除去した。氷酢酸100ml及び20%塩酸20mlを添加した。反応混合物を2.5時間還流した。形成されたオイルを分離し、ジエチルエーテルで希釈し、そして水で洗浄した。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を蒸留除去した(収量:8.86g(91%))。
【0124】
【化66】


c)メタノール200ml中の実施例4bの生成物8.42g(18.0mmol)及び2,7−ジブロモ−フェナントレン−9,10−ジオン5.50g(15.0mmol)に、メタノール5ml中の水酸化カリウム840mg(15.0mmol)をアルゴン下で添加した。反応混合物を3時間還流した。反応混合物を25℃に冷却し、そして生成物を濾別した(収量:8.26g(70%))。
【0125】
【化67】


d)ジフェニルエーテル16ml中の実施例4cの生成物8.00g(10.0mmol)に、ジフェニルアセチレン1.97g(11.1mmol)をアルゴン下で添加した。反応混合物を2.5時間250℃(外部温度)に加熱した。ジフェニルエーテルを蒸留除去した。粗生成物をシクロヘキサンに溶解させ、そしてシリカゲルにおいて濾過した。溶媒を蒸留除去した。シクロヘキサン/酢酸エチル(40/1)でのシリカゲルにおけるカラムクロマトグラフィーで、所望の生成物が得られた(収量:2.61g(27%))。
【0126】
【化68】


e)実施例3の生成物の代わりに実施例4dの生成物を使用することを除いて、実施例3を繰り返した(GPC(ポリスチレン標準):M=39000,PD=13.8)。
【0127】
実施例5
【化69】


a)生成物を実施例4bに従って製造した。
【化70】


b)生成物を実施例4cに従って製造した。
【化71】


c)生成物を実施例4dに従って製造した(融点:302〜308℃)。
【0128】
適用実施例2
単一の有機層を有する有機ルミネッセンス素子を、以下の様式で作製した:ガラス基板に、100nm厚のITOフィルムを、スパッタリング引き続いてパターニングで形成した。酸素プラズマ処理されたITOフィルム上へ、PEDOT:PSS(Baytron P,AI4083,HC Starck)を使用する80nm厚のホール注入層を、スピンコーティングし続いて200℃で加熱する(5分)ことで形成した。トルエン10g中の実施例3のポリマー66mg及び2−(4−ビフェニルイル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(PBD)33mgの溶液を、スピンコーティング(2500rpm;10秒)で適用し、80nmの厚さが得られた。その後、基板を真空蒸着チャンバにセットし、2層電極構造を有するカソードを、50nmバリウム続いて100nmアルミニウムを蒸着させることで形成した。素子を10mA/cm2の電流密度で駆動した場合、得られる電流効率は、0.21、0.20のCIEで1.07cd/Aであった。
【0129】
適用実施例3
エミッターポリマー2/3と周知のホール輸送分子N,N’−ジフェニル−N,N’−(ビス(3−メチルフェニル)−[1,1−ビ−フェニル]−4,4’−ジアミン(TPD)1/3とのブレンド中において実施例4eのポリマーを使用したことを除いて、適用実施例2に記載されるのと同一の様式で素子を作製しそして評価した。色座標x=0.33、y=0.44で、電流効率は、6Vで0.18cd/Aであった。
【0130】
実施例6
【化72】


>259℃で溶媒としてジフェニルエーテルを使用する実施例1aの生成物(378mg,0.7mmol)と1当量の1−フェニル−1−ノニン(140mg,0.7mmol)とのディールス−アルダー反応で、所望のモノマー6,11−ジブロモ−2−ヘプチル−1,3,4−トリフェニル−トリフェニレンを得た。ビフェニルを蒸留除去し、そして生成物を、ヘキサンを用いるシリカゲルカラムで分離し、250mg(収率50%)を得た。
【0131】
実施例7
【化73】


1−(ドデカ−1−イニル)−4−オクチルベンゼンが得られ、50℃で触媒Pd(PPh/CuI及び塩基ピペリジンの存在下で1−ドデシンと0.8当量の1−ブロモ−4−オクチル−ベンゼンとをSonogashiraカップリングを経て、収率70%で1−(ドデカ−1−イニル)−4−オクチルベンゼンを得た。続いて>259℃で溶媒としてジフェニルエーテルを使用する実施例1aの生成物990mg(1.85mmol)と1−(ドデカ−1−イニル)−4−オクチルベンゼン656mg(1.85mmol)とのディールス−アルダー反応で、ヘキサンからのカラムクロマトグラフィー後、生成物880mg(収率55%)を得た。
【0132】
実施例8
【化74】


マイクロ波の補助されたスズキ反応を、実施例7からのモノマー229.9mg(0.265mmol)及び1当量のビス(ピナコラート)ジボロン(0.265mmol,87.56mg)並びに触媒Pd(PPh(0.013266mmol,15.329mg)及び2mlのKCO(2M/HO溶液)を使用してトルエン中において100℃で1時間(50W及び7bar)行い、ポリマーを得た。250mlメタノール/10ml HCl(37%)での洗浄及び酢酸エチル中でのソックスレー抽出(収率50%)後、ポリマー生成物についてのGPC分析で、Mn=2510g/mol、Mw=3510g/mol、P50%収率 D=1.4(THF、PPP標準)を示した。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
以下の式:
【化75】


(式中、
、R、R、R、R及びRは、互いに独立して、水素、F、SiR100101102、又は有機置換基であるか、或いは
互いに隣接する、R及びR、R及びR、R及びR、並びに/又は置換基R及び/若しくはRのいずれかは、一緒になって、芳香族、又はヘテロ芳香族環、又は環系を形成し、これは場合により置換されていることができ、
mは、0、又は1〜3の整数であり;
n1及びn2は、0、又は1、若しくは2の整数であり、
100、R101及びR102は、互いに独立して、C−C18アルキル、置換又は非置換C−C18アリールであり、そして
Ar及びArは、各々、互いに独立して、置換若しくは非置換アリーレン、又はヘテロアリーレン基、例えば、置換若しくは非置換フェニレン基、置換若しくは非置換ナフタレン基、置換若しくは非置換アントラセン基、置換若しくは非置換ジフェニルアントラセン基、置換若しくは非置換フェナントレン基、置換若しくは非置換アセナフテン基、置換若しくは非置換ビフェニレン基、置換若しくは非置換フルオレン基、置換若しくは非置換カルバゾリル基、置換若しくは非置換チオフェン基、置換若しくは非置換トリアゾール基、又は置換若しくは非置換チアジアゾール基である)
で示される繰り返し単位を含むポリマー。
【請求項2】
及びRが、互いに独立して、H、F、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリールであり;
及びRが、互いに独立して、H、F、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリールであり;ここで、R、R、R及びRの、特に少なくとも1つ、非常に特に少なくとも2つは、Hと異なり、
各基R及びRが、各出現において互いに独立して、H、ハロゲン、特にF、C−C18アルキル、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C24アリール、Gで置換されているC−C24アリール、C−C20ヘテロアリール、Gで置換されているC−C20ヘテロアリール、C−C18アルケニル、C−C18アルキニル、C−C18アルコキシ、Eで置換されている及び/又はDで中断されているC−C18アルコキシ、C−C25アラルキル、CN、又は−CO−R28であり、
mが、0、又は1〜3の整数であり、
Dが、−CO−;−COO−;−S−;−SO−;−SO−;−O−;−NR25−;−SiR3031−;−POR32−;−CR23=CR24−;又は−C≡C−であり;そして
Eが、−OR29;−SR29;−NR2526;−COR28;−COOR27;−CONR2526;−CN;又はハロゲン、特にFであり、
Gが、E、C−C18アルキル、Dで中断されているC−C18アルキル、C−C18ペルフルオロアルキル、C−C18アルコキシ、又はEで置換されている及び/若しくはDで中断されているC−C18アルコキシであり、
23、R24、R25及びR26が、互いに独立して、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり;
27が、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;特にC−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
28が、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
29が、H;C−C18アリール;C−C18アルキル若しくはC−C18アルコキシで置換されているC−C18アリール;C−C18アルキル;又は−O−で中断されているC−C18アルキルであり、
30及びR31が、互いに独立して、C−C18アルキル、C−C18アリール、又は、C−C18アルキルで置換されているC−C18アリールであり、そして
32が、C−C18アルキル、C−C18アリール、又は、C−C18アルキルで置換されているC−C18アリールである、
式Iの繰り返し単位を含む、請求項1記載のポリマー。
【請求項3】
ポリマーが、式:
【化76】


(式中、
、R及びRは、互いに独立して、1又は複数の基Gで場合により置換されていてもよい、C−C12アリール、又はC−C11ヘテロアリールであり、ここで、Gは請求項2に定義されたとおりであり、そしてRは、Rの意味を有するか、又はC−C18アルキル、特にC−C18アルキルである)
で示される繰り返し単位を含む、請求項1又は2記載のポリマー。
【請求項4】
ポリマーが、式(IIa)の繰り返し単位を含み、式中、R、R及びRが、互いに独立して、
【化77】


(式中、nは、0、又は整数1、2、3若しくは4であり、nは、0、又は整数1、2若しくは3であり、nは、0、又は整数1、2、3、4若しくは5であり、R10及びR11は、互いに独立して、C−C25アルキル、又はC−C25アルコキシであり、そしてRは、Rの意味を有するか、又はC−C18アルキル、特にC−C18アルキルである)
である、請求項3記載のポリマー。
【請求項5】
式:
【化78】


(式中、
【表4】










である)
で示される繰り返し単位を含む、請求項1〜4のいずれか1項記載のポリマー。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか1項記載のポリマーを含む、電子素子又はそのコンポーネント。
【請求項7】
ポリマー発光ダイオード(PLED)における、特にエレクトロルミネッセンス材料としての、請求項1〜5のいずれか1項記載のポリマーの使用。
【請求項8】
1以上の請求項1〜5のいずれか1項記載のポリマーを含む、PLED、有機集積回路(O−IC)、有機電界効果トランジスタ(OFET)、有機薄膜トランジスタ(OTFT)、有機太陽電池(O−SC)、熱電素子、エレクトロクロミック素子、又は有機レーザーダイオード。
【請求項9】
式:
【化79】


(式中、
Ar、Ar、n、n、m、R、R、R、R、R、R及びmは、請求項1で定義されたとおりであり;
11は、各出現において独立して、ハロゲン原子、特にI、Cl、若しくはBr;−ZnX12、−SnR207208209であり、ここで、R207、R208及びR209は、同一であるか又は異なり、そしてH又はC−Cアルキルであり、ここで、2つの基は、場合により共通の環を形成し、そしてこれらの基は、場合により分岐状又は非分岐状であり、そしてX12は、ハロゲン原子、非常に特にI、若しくはBr;又は−OS(O)CF、−OS(O)−アリール、特に
【化80】


−OS(O)CH、−B(OH)、−B(OY11
【化81】


−BFNa、又は−BFKであり、ここでY11は、各出現において独立して、C−C10アルキル基であり、そしてY12は、各出現において独立して、C−C10アルキレン基、例えば、−CY1314−CY1516−、又は−CY1718−CY1920−CY2122−であり、ここで、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18、Y19、Y20、Y21及びY22は、互いに独立して、水素、又はC−C10アルキル基、特に−C(CHC(CH−、又は−C(CHCHC(CH−であるが、但し、下記の化合物:
【表5】


は除かれる)
で示される化合物。
【請求項10】
式:
【化82】


{式中、X11、Ar、Ar、n、n、R、R、R、R及びmは、請求項9で定義されたとおりであるが、但し、下記の化合物:
【化83】


は除かれ;そしてさらに但し、式XIV[ここで、R及びRは、下記式:
【化84】


(式中、Aは、フェノール性OHを有するカップリング残基である)で示される基であり、X11は、ハロゲンであり、n、n及びmは、0である]の化合物は除かれる}
で示される化合物。

【公表番号】特表2009−544832(P2009−544832A)
【公表日】平成21年12月17日(2009.12.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−522208(P2009−522208)
【出願日】平成19年7月18日(2007.7.18)
【国際出願番号】PCT/EP2007/057408
【国際公開番号】WO2008/012250
【国際公開日】平成20年1月31日(2008.1.31)
【出願人】(508120547)チバ ホールディング インコーポレーテッド (81)
【氏名又は名称原語表記】CIBA HOLDING INC.
【Fターム(参考)】