説明

新規重合性単量体と高分子化合物、それを用いた有機デバイス用材料、有機エレクトロルミネッセンス用材料、有機デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子

【課題】溶媒に対する溶解性が高く、塗布法で膜を形成することができ、発光効率が高く、寿命が長く、特に高温駆動での寿命が長い有機デバイス(特に有機エレクトロルミネッセンス素子)、及びそれを実現する重合性単量体とそれを用いた高分子化合物、有機デバイス用材料(特に有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料)を提供する。
【解決手段】特定のトリフェニルアミンユニット又はカルバゾールユニットと、特定のアジンユニットとを有し、さらに、重合性官能基を有する重合性単量体と、それを用いた高分子化合物、有機デバイス用材料(特に有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料)、また、これらを用いた有機デバイス、及び有機エレクトロルミネッセンス素子である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、有機デバイス、特に有機エレクトロルミネッセンス素子の作製に用いられる新規重合性単量体とその重合体、それを用いた有機デバイス用材料、有機エレクトロルミネッセンス用材料に関する。
【背景技術】
【0002】
陽極と陰極との間に発光層を含む有機薄膜層を備え、発光層に注入された正孔と電子との再結合によって生じる励起子(エキシトン)エネルギーから発光を得る有機EL(エレクトロルミネッセンス)素子が知られている。このような有機EL素子は、自発光型素子としての利点を活かし、発光効率、画質、消費電力さらには薄型のデザイン性に優れた発光素子として期待されている。
【0003】
最近の有機EL素子の更なる改善点としては、例えば、発光効率が挙げられる。この点に関し、内部量子効率を高めるため、3重項励起子からの発光が得られる発光材料(燐光発光材料)の開発が進められ、最近では燐光発光を示す有機EL素子が報告されている。このような燐光発光材料を用いて発光層(燐光発光層)を構成することにより75%以上、理論上100%近い値の内部量子効率を実現でき、高効率、低消費電力の有機EL素子が得られる。
【0004】
発光層を形成するにあたっては、ホスト材料に、ドーパントとして発光材料をドーピングするドーピング法が知られている。ドーピング法で形成した発光層では、ホスト材料に注入された電荷から効率よく励起子を生成することができる。そして、生成された励起子の励起子エネルギーをドーパントに移動させ、ドーパントから高効率の発光を得ることができる。
【0005】
このような有機EL素子を用いたディスプレイ、照明デバイスの実用化検討が活発化しているが、特に低コスト化、大画面化が大きな課題として挙げられている。そのため、これまでの真空蒸着で作製する真空蒸着型の有機EL素子から(溶液)塗布により作製する(溶液)塗布型の有機EL素子への期待が高まっている。塗布型にすると、材料の利用効率が高い、大画面成膜が容易になる、真空系が不要なため装置コストが安価になることが期待されている。
【0006】
そのような中、特許文献1〜3等のように、高分子系の燐光有機EL材料を用いた検討が行われている。
まず、特許文献1では、バイポーラ性の単量体から得られた高分子を有機EL素子に用いると、有機EL素子が低電圧化し、耐久性が高くなることを開示している。
特許文献2には、特異的に短波な発光が見られ、特に、青色〜青緑色の短波な発光で、高い発光効率を示し、且つ駆動電圧が低く、発光寿命の長い有機EL素子材料を提供するとある。
また、特許文献3では、含窒素芳香族環としてのトリアジンと、トリフェニルアミンからなる繰り返し単位を少なくとも含む重合体を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】WO2009/104708号公報
【特許文献2】特開2010―040830号公報
【特許文献3】特開2002―319491号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかし、特許文献1及び2では、カルバゾリル基と中心含窒素芳香族環との関係がメタ結合になるため、分子全体として、共役系が遮断され、電荷(正孔又は電子)の移動度又は注入性が低下し、有機EL素子の低電圧化が不十分であった。さらに、正孔・電子のバランスが低下し、発光材として適用する際に再結合効率が低下し、高効率の発光素子が得られなかった。
【0009】
また、特許文献3は、トリアジンユニットとトリフェニルアミンユニットが1:1であるため、単量体分子又は重合体分子間の相互作用の対称性が良く、エキサイプレックスを形成する等して、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が劣った。そのため、合成収率が悪く、塗布膜が不均一化したり、結晶化したりする等の問題があった。
【0010】
このように、塗布溶媒に対する溶解性を高め、均一な塗布膜(発光層)を得ることは難しく、さらに、高効率の発光素子が得られなかった。また、ディスプレイや照明用途で実用的な高輝度、高温駆動を行うと、極めて寿命が短くなるという問題があった。
【0011】
以上から、本発明の目的は、溶媒に対する溶解性が高く、塗布法で膜を形成することができ、発光効率が高く、寿命が長く、特に高温駆動での寿命が長い有機デバイス(特に有機エレクトロルミネッセンス素子)、及びそれを実現する重合性単量体とそれを用いた高分子化合物、有機デバイス用材料(特に有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料)を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、本発明者らは下記本発明に想到し当該目的を達成できることを見出した。すなわち、本発明は下記の通りである。
【0013】
[1] 下記式(1A)で表される重合性単量体。
【化1】

【0014】
(式(1A)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、及びピラジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【0015】
[2] 下記式(1B)で表される重合性単量体。
【化2】

【0016】
(式(1B)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。前記式(1B)中、AZ1’は置換もしくは無置換のトリアジンからなるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、m’は0〜2の整数であり、x’は2又は3の整数であり、2≦x’+m’≦3である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【0017】
[3] 下記式(2)で表される重合性単量体。
【化3】

【0018】
(式(2)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【0019】
[4] 下記式(3)で表される重合性単量体。
【化4】

【0020】
(式(3)中、CZは下記式(4)又は式(5)で表される基であり、
【化5】

【0021】
(Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは、1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。また、Ar3、Ar4及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。さらに、CZとLの結合と、LとAZ2の結合が化学構造式における幾何学的位置において同一直線上になる組み合わせが、少なくとも1組存在する。)
【0022】
[5]下記式(6)で表される重合性単量体。
【化6】

(式(6)中、CZは、下記式(4)又は式(5)で表される基であり、
【0023】
【化7】

【0024】
(Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。また、Ar3、Ar4及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【0025】
[6] Ar3の置換基が、[4]に記載の式(4)又は式(5)で表される[1]〜[5]のいずれかに記載の重合性単量体。
【0026】
[7] 下記式(7)で表される重合性単量体。
【化8】

【0027】
(式(7)中、CZは下記(4)又は(5)で表される基であり、
【化9】

【0028】
(Ar3’は無置換(但し、重合性官能基を含む基を除く)の環形成炭素数6〜40のアリール基であり、Ar4は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。L’は連結基であって、単結合又は置換もしくは無置換のベンゼン環を表す。l’は2〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1であり、l’≦x+m≦5である。また、Ar3’、Ar4及びL’の少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。
【0029】
[8] 前記重合性官能基を含む基が、下記式(i)〜(iv)のいずれかで表される[1]〜[7]のいずれかに記載の重合性単量体。
【化10】

【0030】
(式(i)〜(iv)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基を表す。L1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、エチニレン基、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−C(=O)−、−NR2−、−S−、及び−C(=S)−のいずれか、又は、それらの組み合わせを表す。pは、0又は1を表す。また、波線は結合部位を表す。)
【0031】
[9] 前記重合性官能基を含む基が、下記式(iii)で表される重合性官能基を含む基以外の基であって、置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基、置換もしくは無置換のエポキシ基を有する基、置換もしくは無置換のオキセタン基を有する基、ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する基、シクロオクタテトラエニル基、1,5−シクロオクタジエニル基、α,ω−ジエニル基、及びα,ω−ジイニル基からなる群から選択される基である、[1]〜[7]のいずれかに記載の重合性単量体。
【0032】
【化11】

(式(iii)中、L1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、エチニレン基、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−C(=O)−、−NR2−、−S−、及び−C(=S)−のいずれか、又は、それらの組み合わせを表す。pは、0又は1を表す。また、波線は結合部位を表す。)
【0033】
[10] 式(i)〜(iv)において、L1がアリーレン基である場合、L1はAr1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環とは共役しないように結合されている[8]に記載の重合性単量体。
[11] 式(i)〜(iv)において、L1が、9,9’−アルキルフルオレニレン基を含む基であるか、又は9,9’−ジフェニルフルオレニレン基を含む基である[8]又は[10]に記載の重合性単量体。
[12] [1]〜[11]のいずれかに記載の重合性単量体を重合することにより得られる高分子化合物。
【0034】
[13] 少なくとも[1]〜[11]のいずれかに記載の重合性単量体と、下記式(A)で表される化合物とを重合することにより得られる高分子化合物。
【化12】

【0035】
(式(A)中、M11は重遷移金属を表し、L11は配位子を表す。Q11は、芳香族環又は複素環を形成する原子群を表す。Q12は、含窒素芳香環を形成する原子群を表す。Q11とQ12は、両者が結合して縮合環構造をとってもよい。L11、Q11又はQ12で形成される環の少なくともいずれかには、重合性官能基を含む基を有する。m11は、0〜3の整数を表す。m12は、1〜4の整数を表す。)
【0036】
[14] [12]又は[13]に記載の高分子化合物を含む有機デバイス用材料。
[15] [14]に記載の有機デバイス用材料を用いて得られる有機デバイス。
[16] [12]又は[13]に記載の高分子化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
[17] 発光材料である、[16]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
[18] さらに燐光発光性を有する燐光発光材料を含む、[17]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
[19] さらに蛍光発光性を有する蛍光発光材料を含む、[17]に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【0037】
[20] 陽極及び陰極、並びに該陽極と該陰極に挟持された少なくとも1層からなる有機化合物層を含んでなり、該有機化合物層が、[16]、[18]及び[19]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
[21] 陽極及び陰極、並びに該陽極と該陰極に挟持された少なくとも1層からなる有機化合物層を含んでなり、該有機化合物層の少なくとも1層が発光層であり、該発光層が[16]、[18]及び[19]のいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【発明の効果】
【0038】
本発明によれば、溶媒に対する溶解性が高く、塗布法で膜を形成することができ、発光効率が高く、寿命が長く、特に高温駆動での寿命が長い有機デバイス(特に有機エレクトロルミネッセンス素子)、及びそれを実現する重合性単量体とそれを用いた高分子化合物、有機デバイス用材料(特に有機エレクトロルミネッセンス素子用発光材料)を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0039】
[重合性単量体]
(第1の重合性単量体)
本発明の第1の重合性単量体(以下、「重合性単量体(1)」ということがある)は、下記式(1A)で表される。
【0040】
【化13】

【0041】
上記式(1A)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。
AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジンから選ばれるアジンユニットである。
Lは、連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。
lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは、1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。
Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つには、重合性官能基を含む基が置換されている。
【0042】
重合性単量体(1)は、トリアリールアミンユニットとピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジンから選ばれるアジンユニットとの組み合わせとなっている。トリアリールアミンユニットとピリジン、ピリミジン、ピリダジン、又はピラジンとの組み合わせにより、トリアリールアミンユニットの正孔注入・輸送、アジンユニットの電子注入・輸送の両方の性質をもったバイポーラ型材料になりうる。アジンユニットをピリジン、ピリミジン、ピリダジン、又はピラジンとすることで、正孔・電子のバランスが向上し、発光材として適用する際に再結合効率が向上し、高効率の発光素子が得られる。
【0043】
(第2の重合性単量体)
本発明の第2の重合性単量体(以下、「重合性単量体(2)」ということがある)は、下記式(1B)で表される。
【化14】

【0044】
(式(1B)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。前記式(1B)中、AZ1’は置換もしくは無置換のトリアジンからなるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、m’は0〜2の整数であり、x’は2又は3の整数であり、2≦x’+m’≦3である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【0045】
ここで、アジンユニットをトリアジンとすると、アジンの電気陰性度が高すぎるため、電子注入・輸送性が優勢になり、正孔・電子のバランスがくずれる場合がある。
そこで、AZ1を置換もしくは無置換のトリアジンからなるアジンユニットとする場合は、lを1〜10の整数、m’を0〜2の整数、x’を2又は3の整数とし、2≦x’+m’≦3とする。
上記のように、トリアリールアミンユニットを複数にすることにより、アジンユニットをトリアジンとしたとしても、正孔と電子のバランスが改善され、発光材として適用する際に再結合効率が向上し、高効率の発光素子が得られる。
また、トリアジンユニットとトリアリールアミンユニットが1ユニット:1ユニットではないため、単量体分子又は重合体分子間の相互作用が弱くなるので、エキサイプレックスの形成が少なく、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が向上する。そのため、合成収率が向上し、塗布膜が均一化し、結晶化する等の問題が低減される。
【0046】
(第3の重合性単量体)
本発明の第3の重合性単量体(以下、「重合性単量体(3)」ということがある)は、下記式(2)で表される。
【0047】
【化15】

【0048】
式(2)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。
AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットである。
Lは、連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。
lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。
Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つには、重合性官能基を含む基が置換されている。
【0049】
重合性単量体(3)は、特に、アジンユニットとトリアリールアミンユニットが1ユニット:1ユニットではないため、単量体分子又は重合体分子間の相互作用が弱くなるので、エキサイプレックスの形成が少なく、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が向上する。そのため、合成収率が向上し、塗布膜が均一化し、結晶化する等の問題が低減される。
【0050】
(第4の重合性単量体)
本発明の第4の重合性単量体(以下、「重合性単量体(4)」ということがある)は、下記式(3)で表される。
【0051】
【化16】

【0052】
上記式(3)中CZは、下記(4)又は(5)で表される基である。
【化17】

【0053】
また、Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
a、c及びdはそれぞれ独立に0〜4の整数、bは0〜3の整数である。
AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットである。
Lは、置換もしくは無置換の連結基であって、単結合、環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。
lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。
重合性官能基を含む基は、Ar3、Ar4、Lの少なくとも一つに置換される。
さらに、CZとLの結合と、LとAZ2の結合が化学構造式における幾何学的位置において同一直線上になる組み合わせが、少なくとも1組存在する。
【0054】
重合性単量体(4)は、カルバゾールユニットとピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットとの組み合わせであって、CZ(カルバゾール)とLの結合と、LとAZ2の結合が化学構造式における幾何学的位置において同一直線上になる組み合わせからなる。
【0055】
「化学構造式における幾何学的位置において同一直線上になる」とは、例えばLがフェニル基の場合、両結合がパラ位にあるような場合が該当する。
このようにすることで、カルバゾリル基と中心含窒素芳香族環との関係が直線上の結合になるため、分子全体として、共役系が維持され、電荷(正孔又は電子)の移動度又は注入性が向上し、発光素子の低電圧化が可能になるともに、正孔・電子のバランスが向上し、発光材として適用する際に再結合効率が向上し、高効率の発光素子が得られる。
【0056】
(第5の重合性単量体)
本発明の第5の重合性単量体(以下、「重合性単量体(5)」ということがある)は、下記式(6)で表される。
【0057】
【化18】

【0058】
式(6)中、CZは、下記(4)又は(5)で表される基である。
【化19】

【0059】
また、Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。
a、c及びdはそれぞれ独立に0〜4の整数、bは0〜3の整数である。
AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットである。
Lは、連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。
lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。
重合性官能基を含む基は、Ar3、Ar4、Lの少なくとも一つに置換される。
【0060】
重合性単量体(5)は、特に、アジンユニットとカルバゾールユニットが1ユニット:1ユニットではないため、単量体分子又は重合体分子間の相互作用が弱くなるので、エキサイプレックスの形成が少なく、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が向上する。そのため、合成収率が向上し、塗布膜が均一化し、結晶化する等の問題が低減される。
【0061】
本発明の第1〜第4の重合性単量体において、Ar3の置換基は、式(4)又は(5)で表されることが好ましい。
式(4)又は(5)を置換基とすることにより、正孔注入・輸送ユニットの耐電子性を改善でき、発光素子の寿命が向上する。
【0062】
(第6の重合性単量体)
本発明の第6の重合性単量体(以下、「重合性単量体(6)」ということがある)は、下記式(7)で表される。
【0063】
【化20】

【0064】
上記式(7)中CZは、下記(4)又は(5)で表される基である。
【化21】

【0065】
また、Ar3’は無置換(但し、重合性官能基を含む基を除く)の環形成炭素数6〜40のアリール基であり、Ar4は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。L’は連結基であって、単結合又は置換もしくは無置換のベンゼン環を表す。l’は2〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1であり、l’≦x+m≦5である。また、Ar3’、Ar4及びL’の少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。
【0066】
重合性単量体(6)は、Ar3を無置換とすることにより、単量体分子又は重合体分子間の対称性を失うので、エキサイプレックスの形成が少なく、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が向上する。そのため、合成収率が向上し、塗布膜が均一化し、結晶化する等の問題が低減される。
また、分子が小さくなるので、三重項ギャップが広がり、緑燐光、赤燐光材料のみならず、青燐光用材料としての適用可能性が広がる。
【0067】
本発明においては、既述の重合性官能基を含む基が、下記式(i)〜(iv)で表さ
れることが好ましい。これらの基は、反応性に富むため重合反応率が高く、未反応単量体が減り、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性、寿命をより向上させることができる。
【0068】
【化22】

【0069】
上記式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基を表す。
1は、環形成炭素数6〜18のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、エチニレン基、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−C(=O)−、−NR2−、−S−又は−C(=S)−のいずれか、又は、それらの組み合わせを表す。
pは0又は1を表す。また、波線は結合部位を表す。
【0070】
また、重合性単量体またはその重合体の合成溶媒、塗布溶媒への溶解性を向上させることを考慮すると、重合性官能基を含む基は、式(iii)で表される重合性官能基以外の基であって、置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基、置換もしくは無置換のエポキシ基又はオキセタン基を有する基、ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する基、シクロオクタテトラエニル基、1,5−シクロオクタジエニル基、α,ω−ジエニル基、及びα,ω−ジイニル基からなる群から選択される基であることが好ましい。
【0071】
ここで、「重合性官能基を含む基」とは、1種類の単位化合物の分子が、2個以上結合して、単位化合物の整数倍の分子量をもつ化合物を生成する化学反応を引き起こす官能基を含んだ基である。上記重合性官能基を含む基は、前記式(1)〜(4)、(6)〜(7)に対して1つ以上置換されていることが必須であり、さらに1つのみ置換されるのが好ましい。理由は、1つのみの置換であれば、架橋反応を起こさずに重合反応を行うことができ、重合体を形成後、再沈殿操作等の精製処理が可能になるため、未反応単量体や他の不純物が残存せず、有機デバイス、特に有機EL素子としての耐久性、寿命に悪影響を及ぼすことが少ないからである。
【0072】
ここで、式(i)〜(iv)において、L1がアリーレン基である場合、L1はAr1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環とは、共役しないように結合されていることが好ましい。
【0073】
1がアリーレン基である場合、L1がAr1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環と共役すると、三重項エネルギーギャップが狭まるので、燐光の発光材料の選択肢が狭まる。すなわち、緑燐光、赤燐光材料で機能しても、青燐光材料としては、機能しづらくなる。よって、L1がアリーレン基である場合、L1は、Ar1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環と共役しないようにするのが好ましい。
【0074】
ここで、「共役する」とは、具体的には、前記Ar1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環とL1のアリーレン基との結合Aと、前記Ar1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環が有するL1以外との結合Bとが、パラ位の位置関係にあること、又は結合Aと結合Bが直線上にあることを意味する。従って、「共役しない」とは、前記Ar1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環とL1のアリーレン基との結合Aと、前記Ar1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環が有するL1以外との結合Bとが、オルト又はメタ位の位置関係にあること、又は結合Aと結合Bが直線上にないことを意味する。
【0075】
式(i)〜(iv)において、L1は、9,9’−アルキルフルオレニレン基を含む基であるか、又は9,9’−ジフェニルフルオレニレン基を含む基であることがより好ましい。
1を、9,9’−アルキルフルオレニレン基を含む基、又は、9,9’−ジフェニルフルオレニレン基を含む基とすることにより、単量体もしくは重合体の合成溶媒又は塗布溶媒への溶解性が一層向上する。そのため、合成収率が向上し、塗布膜が均一化し、結晶化する等の問題が低減される。
【0076】
次に、各ユニットの説明をする。
まず、環形成炭素数6〜40のアリール基の例を示す。
フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、クリセニル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、9,10−ジアルキルフルオレニル基、9,10−ジアリールフルオレニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、ベンゾフェナントレニル基、ジベンゾフェナントレニル基、ベンゾトリフェニレニル基、ベンゾクリセニル基、ジベンゾフラニル基が好ましく、より好ましくは炭素数6〜18のフェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、クリセニル基、フルオランテニル基、フルオレニル基、9,10−ジメチルフルオレニル基、トリフェニレニル基、フェナントレニル基、ベンゾフェナントレニル基、ジベンゾフラニル基であり、さらにより好ましくは炭素数6〜14のフェニル基、ビフェニル基、ナフチル基、フェナントレニル基、ジベンゾフラニル基である。
アリーレン基は、前記アリール基から水素を引き抜き、結合手を2つもつ(2価)も
のである。
アリールユニットとは、前記アリール基、アリーレン基等、芳香族炭化水素骨格をもつものを意味する。
【0077】
次に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18のシクロアルキル基、ハロゲン原子の例を示す。
炭素数1〜20の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、n−ブチル基、s−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基、ネオペンチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、1−ペンチルヘキシル基、1−ブチルペンチル基、1−ヘプチルオクチル基、3−メチルペンチル基等が挙げられる。
【0078】
炭素数3〜18のシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、3,5−テトラメチルシクロヘキシル基等が挙げられ、シクロヘキシル基、シクロオクチル基、3,5−テトラメチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
なお、アルキレンは、前記アルキル基からさらに水素を引き抜き、2つの結合手(2価)をもつものである。
【0079】
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
【0080】
次に、各ユニットに置換する置換基の説明をする。
置換基の例としては、前記の炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜18のシクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、さらに、炭素数3〜20のシリル基、環形成原子数3〜20の複素環基が挙げられる。
【0081】
前記炭素数3〜20のシリル基は、Siに前記炭素数1〜20のアルキルが置換したものである。
【0082】
環形成原子数3〜20の複素環基としては、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、ピラジニル基、2−ピリジニル基、3−ピリジニル基、4−ピリジニル基、1−インドリル基、2−インドリル基、3−インドリル基、4−インドリル基、5−インドリル基、6−インドリル基、7−インドリル基、1−イソインドリル基、2−イソインドリル基、3−イソインドリル基、4−イソインドリル基、5−イソインドリル基、6−イソインドリル基、7−イソインドリル基、2−フリル基、3−フリル基、2−ベンゾフラニル基、3−ベンゾフラニル基、4−ベンゾフラニル基、5−ベンゾフラニル基、6−ベンゾフラニル基、7−ベンゾフラニル基、1−イソベンゾフラニル基、3−イソベンゾフラニル基、4−イソベンゾフラニル基、5−イソベンゾフラニル基、6−イソベンゾフラニル基、7−イソベンゾフラニル基、キノリル基、3−キノリル基、4−キノリル基、5−キノリル基、6−キノリル基、7−キノリル基、8−キノリル基、1−イソキノリル基、3−イソキノリル基、4−イソキノリル基、5−イソキノリル基、6−イソキノリル基、7−イソキノリル基、8−イソキノリル基、2−キノキサリニル基、5−キノキサリニル基、6−キノキサリニル基、
【0083】
1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基、1−フェナントリジニル基、2−フェナントリジニル基、3−フェナントリジニル基、4−フェナントリジニル基、6−フェナントリジニル基、7−フェナントリジニル基、8−フェナントリジニル基、9−フェナントリジニル基、10−フェナントリジニル基、1−アクリジニル基、2−アクリジニル基、3−アクリジニル基、4−アクリジニル基、9−アクリジニル基、
【0084】
1,7−フェナントロリン−2−イル基、1,7−フェナントロリン−3−イル基、1,7−フェナントロリン−4−イル基、1,7−フェナントロリン−5−イル基、1,7−フェナントロリン−6−イル基、1,7−フェナントロリン−8−イル基、1,7−フェナントロリン−9−イル基、1,7−フェナントロリン−10−イル基、1,8−フェナントロリン−2−イル基、1,8−フェナントロリン−3−イル基、1,8−フェナントロリン−4−イル基、1,8−フェナントロリン−5−イル基、1,8−フェナントロリン−6−イル基、1,8−フェナントロリン−7−イル基、1,8−フェナントロリン−9−イル基、1,8−フェナントロリン−10−イル基、1,9−フェナントロリン−2−イル基、1,9−フェナントロリン−3−イル基、1,9−フェナントロリン−4−イル基、1,9−フェナントロリン−5−イル基、1,9−フェナントロリン−6−イル基、1,9−フェナントロリン−7−イル基、1,9−フェナントロリン−8−イル基、1,9−フェナントロリン−10−イル基、1,10−フェナントロリン−2−イル基、1,10−フェナントロリン−3−イル基、1,10−フェナントロリン−4−イル基、1,10−フェナントロリン−5−イル基、2,9−フェナントロリン−1−イル基、2,9−フェナントロリン−3−イル基、2,9−フェナントロリン−4−イル基、2,9−フェナントロリン−5−イル基、2,9−フェナントロリン−6−イル基、2,9−フェナントロリン−7−イル基、2,9−フェナントロリン−8−イル基、2,9−フェナントロリン−10−イル基、2,8−フェナントロリン−1−イル基、2,8−フェナントロリン−3−イル基、2,8−フェナントロリン−4−イル基、2,8−フェナントロリン−5−イル基、2,8−フェナントロリン−6−イル基、2,8−フェナントロリン−7−イル基、2,8−フェナントロリン−9−イル基、2,8−フェナントロリン−10−イル基、2,7−フェナントロリン−1−イル基、2,7−フェナントロリン−3−イル基、2,7−フェナントロリン−4−イル基、2,7−フェナントロリン−5−イル基、2,7−フェナントロリン−6−イル基、2,7−フェナントロリン−8−イル基、2,7−フェナントロリン−9−イル基、2,7−フェナントロリン−10−イル基、
【0085】
1−フェナジニル基、2−フェナジニル基、1−フェノチアジニル基、2−フェノチアジニル基、3−フェノチアジニル基、4−フェノチアジニル基、10−フェノチアジニル基、1−フェノキサジニル基、2−フェノキサジニル基、3−フェノキサジニル基、4−フェノキサジニル基、10−フェノキサジニル基、2−オキサゾリル基、4−オキサゾリル基、5−オキサゾリル基、2−オキサジアゾリル基、5−オキサジアゾリル基、3−フラザニル基、2−チエニル基、3−チエニル基、2−メチルピロール−1−イル基、2−メチルピロール−3−イル基、2−メチルピロール−4−イル基、2−メチルピロール−5−イル基、3−メチルピロール−1−イル基、3−メチルピロール−2−イル基、3−メチルピロール−4−イル基、3−メチルピロール−5−イル基、2−t−ブチルピロール−4−イル基、3−(2−フェニルプロピル)ピロール−1−イル基、2−メチル−1−インドリル基、4−メチル−1−インドリル基、2−メチル−3−インドリル基、4−メチル−3−インドリル基、2−t−ブチル1−インドリル基、4−t−ブチル1−インドリル基、2−t−ブチル3−インドリル基、4−t−ブチル3−インドリル基等から選択される。
【0086】
好ましくは、1−ピロリル基、2−ピロリル基、3−ピロリル基、1−カルバゾリル基、2−カルバゾリル基、3−カルバゾリル基、4−カルバゾリル基、9−カルバゾリル基から選択されるものである。
【0087】
既述の式(1)〜(3)、(6)又は(7)に該当する重合性単量体の例を、下記表1〜表5に示す。
なお、表1中の式(1)は、式(1A)、式(1B)を含むものであり、式(1A)中の符号に基づいて例示しているが、式(1A)に該当しない例示化合物が式(1B)に相当する場合は、式(1)中のAZ1、x、mがそれぞれ、式(1B)中のAZ1’、x’、m’に対応することになる。
また、表5中の式(7)におけるL’、l’、Ar3’のそれぞれは、当該表5の式(7)以外の式(7)におけるL、l、Ar3に対応することになる。
【0088】
【表1】

【0089】
【表2】

【0090】
【表3】

【0091】
【表4】

【0092】
【表5】

【0093】
【表6】

【0094】
【表7】

【0095】
【表8】

【0096】
【表9】

【0097】
【表10】

【0098】
【表11】

【0099】
【表12】

【0100】
【表13】

【0101】
【表14】

【0102】
【表15】

【0103】
【表16】

【0104】
【表17】

【0105】
【表18】

【0106】
【表19】

【0107】
【表20】

【0108】
【表21】

【0109】
【表22】

【0110】
【表23】

【0111】
【表24】

【0112】
【表25】

【0113】
【表26】

【0114】
[高分子化合物]
本発明の高分子化合物は、本発明の重合性単量体を重合することにより得られる。本発明の重合性単量体の製造方法に特に制限は無く、本明細書の実施例を参照しながら、公知の方法を利用及び応用して製造することができる。
【0115】
本発明の高分子化合物は、本発明の重合性単量体1種を単独で原料として重合することにより得られる単独重合体(以下、高分子化合物(1)と称する。)であるか、又は本発明の重合性単量体2種以上を原料として共重合することにより得られる共重合体(以下、高分子化合物(2)と称する。)もしくは本発明の重合性単量体と他の重合性単量体を原料として共重合することにより得られる共重合体(以下、高分子化合物(3)と称する。)である。
【0116】
高分子化合物(3)の場合、本発明の重合性単量体に基づく構成単位[以下、構成単位(a)と称する。]を好ましくは1〜99モル%、より好ましくは30〜99モル%、より好ましくは50〜99モル%、より好ましくは70〜99モル%、さらに好ましくは80〜95モル%含有する。このように、高分子化合物(3)は、他の重合性単量体からなる構成単位を有しており、高分子化合物(3)を有機EL素子の発光層の材料として用いることにより、十分な発光強度が得られるためのエネルギー移動が生じ、十分な燐光発光又は蛍光発光が起こる。
【0117】
上記「他の重合性単量体」としては、分子中にビニル基、アリル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイル基、スチリル基、エチニル基、ノルボルネニル基等の重合性官能基を有している化合物であれば特に制限は無いが、金属錯体が好ましい。該金属錯体は、燐光量子効率及び外部量子効率の観点から、Ir、Os、Pt、Au、Cu、Re、Ruのいずれかと配位子を有する金属錯体が好ましく、Ir、Os、Ptのいずれかと配位子を有する金属錯体が好ましく、Ir、Ptのいずれかと配位子を有する金属錯体が好ましく、さらにオルトメタル結合を有する金属錯体であることがより好ましく、オルトメタル化イリジウム錯体が特に好ましい。
【0118】
より具体的には、他の重合性単量体としては、有機EL素子用材料として利用する観点から、下記式(A)で表される化合物であることが好ましい。
【化23】

【0119】
上記式(A)中、M11は、重遷移金属を表す。該重遷移金属としては、有機EL素子の発光層のドーパントとしての有用性の観点から、Ir、Os、Pt、Au、Cu、Re、Ruが好ましく、周期律表第8〜10族原子がより好ましく、燐光量子効率及び外部量子効率の観点から、Ir、Os、Ptがより好ましく、周期律表第9族原子がより好ましく、イリジウム原子(Ir)がさらに好ましい。
【0120】
11は、配位子を表す。M11に配位し得る配位子であれば特に制限は無い。また、キレート配位子であってもよく、特に、M11がIrである場合には、キレート配位子であることが好ましい。
【0121】
11は、芳香族環又は複素環を形成する原子群を表す。Q11は芳香族環を形成する原子群であることが好ましい。Q12は、含窒素芳香環を形成する原子群を表す。Q11とQ12は、両者が結合して縮合環構造をとってもよい。
【0122】
11、Q11又はQ12で形成される環は、少なくともいずれか一方が重合性官能基を含む基を有する。該重合性官能基としては、例えばビニル基、アリル基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリロイル基、スチリル基、エチニル基、ノルボルネニル基等が挙げられる。
11は、0〜3の整数を表す。M11がIrの場合、m11は0又は1が好ましい。m12は、1〜4の整数を表し、M11がIrの場合、2又は3が好ましい。
【0123】
上記式(A)で表される化合物であって、重合性官能基を省略した構造の具体例を以下に示すが、特にこれらに限定されるものではない。
【0124】
【化24】

【0125】
【化25】

【0126】
【化26】

【0127】
【化27】

【0128】
【化28】

【0129】
特に、青色の燐光発光するものとして、下記の式のものが好ましい。
【化29】

【0130】
上記式中Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基を表すが、少なくとも1つは電子吸引基を示す。電子吸引基は、フッ素原子、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルキル基、炭素数1〜10のフッ素置換されたアルコキシ基またはシアノ基である。重合性官能基を含む基は、電子吸引基以外の任意のRを置換する。
【0131】
具体的には、下記構造に、重合性官能基を含む基が置換したものである。
【化30】

【0132】
また、下記の式のものが好ましい。
【化31】

【0133】
上記式中、R1は置換基を表す。Zは5員環〜7員環を形成するのに必要な非金属原子群を表す。n1は0〜5の整数を表す。B1〜B5は、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、少なくとも一つは窒素原子を表す。M1は元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素を表す。X1、X2は、各々炭素原子、窒素原子または酸素原子を表し、L1は、X1およびX2とともに2座の配位子を形成する原子群を表す。m1は1、2または3の整数を表し、m2は0、1または2の整数を表すが、m1+m2は2または3である。重合性官能基を含む基は、M1、B1、B2以外の原子に置換される。
【0134】
また、具体的には、下記のような化合物が挙げられる。
【化32】

【0135】
【化33】

【0136】
【化34】

【0137】
【化35】

【0138】
【化36】

【0139】
【化37】

【0140】
【化38】

【0141】
【化39】

【0142】
【化40】

【0143】
また、下記の式のものが好ましい。
【化41】

【0144】
上記式中、E1b〜E1o、E1qは、各々炭素原子、窒素原子、酸素原子または硫黄原子を表し、E1a〜E1qで構成される骨格は合計で18π電子を有する。E1aとE1pは各々異なり、炭素原子または窒素原子を表す。R1a〜R1iは、各々水素原子または置換基を表す。Mは元素周期表における8族〜10族の遷移金属元素を表す。具体的には、燐光量子効率及び外部量子効率の観点から、Ir、Os、Ptがより好ましく、周期律表第9族原子がより好ましく、イリジウム原子(Ir)がさらに好ましい。
置換基は、炭素数1〜20のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基を表す。重合性官能基を含む基は、R1a〜R1iを置換する。
【0145】
具体的には、以下のものが挙げられる。
【化42】

【0146】
また、他の重合性単量体としては、有機EL素子用材料として利用する観点から、下記式(B)で表される化合物であるのも好ましい。
【化43】

【0147】
上記式(B)中、rは、0〜3の整数を表し、1が好ましい。
rが2又は3の場合、2つ又は3つの−NR1314は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。但し、rが0の場合、式(B)は、R1112NXHとして表される。
【0148】
上記式(B)中、R11〜R14は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基、置換もしくは無置換の環形成原子数3〜20の複素環基又は置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基を表す。
【0149】
11〜R14がそれぞれ独立に表す環形成炭素数6〜22のアリール基としては、前記R1及びR2が表すアリール基の具体例と同じものが例示でき、好ましいものも同じである。該アリール基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記R1及びR2の場合と同じものが例示でき、好ましいものも同じである。
【0150】
11〜R14がそれぞれ独立に表す環形成原子数3〜20の複素環基としては、例えばイミダゾール、ベンゾイミダゾール、ピロール、フラン、チオフェン、ベンゾチオフェン、オキサジアゾリン、インドリン、カルバゾール、ピリジン、キノリン、イソキノリン、ベンゾキノン、ピラロジン、イミダゾリジン、ピペリジン、ピラゾール、チアゾール、オキサゾール、ベンゾフラン等の残基が挙げられる。該複素環基は置換基を有していてもよく、該置換基としては、前記R1及びR2が表すアリール基の場合と同じ置換基を例示でき、好ましいものも同じであるが、特にメチル基等の炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。
【0151】
11〜R14がそれぞれ独立に表す炭素数1〜20のアルキル基としては、前記R1及びR2が表すアルキル基の具体例と同じものが例示でき、好ましいものも同じである。
以上の中でも、R11〜R14としては、環形成炭素数6〜22のアリール基が好ましく、環形成炭素数6〜18のアリール基がより好ましく、環形成炭素数6〜14のアリール基がより好ましく、フェニル基、ナフチル基がさらに好ましい。
なお、R11〜R14は、少なくともいずれか1つが重合性官能基を有しており、r=0の場合は、R11及びR12のうち少なくとも一方が重合性官能基を有する。該重合性官能基としては、前記同様のものが例示できる。
【0152】
上記式(B)中、Xは、置換もしくは無置換の環形成炭素数10〜40の縮合芳香族環基、置換もしくは無置換のスチレン誘導基を表す。
【0153】
Xが表す環形成炭素数10〜40の縮合芳香族環基としては、例えばナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、コロネン、クリセン、ピセン、ジナフチル、トリナフチル、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、トリフェニレン、ルビセン、ベンゾアントラセン、ジベンゾアントラセン、アセナフトフルオランテン、トリベンゾペンタフェン、フルオランテノフルオランテン、ベンゾジフルオランテン、ベンゾフルオランテン、ジインデノペリレン等の残基が挙げられる。これらの中でも、ナフタレン、フェナントレン、フルオランテン、アントラセン、ピレン、ペリレン、クリセン、フェニルアントラセン、ジフェニルアントラセン、フルオレン、アセナフトフルオランテンの残基が好ましく、クリセンの残基がより好ましい。
【0154】
Xが表すスチレン誘導基としては、例えば下記式(X1)で表される基等が挙げられる。
【0155】
【化44】

【0156】
上記式(X1)中、Ar10及びAr11は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリーレン基である。Ar12は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22の2〜4価(好ましくは2価)の芳香族環基である。
【0157】
15〜R18は、それぞれ独立に、水素原子、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基、置換もしくは無置換の炭素数7〜42(このうち、アリール部分の環形成炭素数は6〜22)のアラルキル基、置換もしくは無置換の環形成炭素数5〜18のシクロアルキル基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルコキシ基、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリールオキシ基、アミノ基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基又はハロゲン原子(フッ素、塩素、ヨウ素、臭素)である。
【0158】
上記の有していてもよい置換基としては、例えば炭素数1〜20のアルキル基、炭素数1〜20のハロアルキル基、環形成炭素数5〜18のシクロアルキル基、炭素数1〜20のアルキル基を有するトリアルキルシリル基、環形成炭素数6〜10のアリール基を有するトリアリールシリル基、炭素数1〜20のアルキル基及び環形成炭素数6〜10のアリール基を有するアルキルアリールシリル基、ハロゲン原子が挙げられる。これらの具体例は、Ara及びArbの置換基と同じものを例示でき、好ましいものも同じである。sは0〜3の整数であり、好ましくは0又は1である。
【0159】
上記式(B)で表される化合物の具体例を以下に示すが、特にこれらに限定されるものではない。
【0160】
【化45】

【0161】
【化46】

【0162】
【化47】

【0163】
【化48】

【0164】
共重合体である前記高分子化合物(2)及び(3)は、その結合形式に特に制限はなく、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、ランダムブロック共重合体、櫛形共重合体、星型共重合体等のいずれであってもよいが、本発明の高分子化合物は、有機デバイス用材料(特に有機EL素子用材料)としての有用性の観点から、線形型重合体であるのが好ましい。
【0165】
前記高分子化合物(3)の場合、繰り返し単位A(例えば、本発明の重合性単量体)と繰り返し単位B(他の重合性単量体)を含むランダム共重合体(―ABBABBBAAABA―)、交互共重合体(―ABABABABABAB―)、ブロック共重合体(―AAAAAABBBBBB―)、グラフト共重合体(繰り返し単位Aと繰り返し単位Bのどちらが主鎖であってもよいし、どちらが側鎖であってもよい)のいずれであってもよい。
【0166】
本発明の高分子化合物の分子量に特に制限はなく、2量体以上のオリゴマー程度の分子量から超高分子体の分子量まで任意に選択可能である。ゲル化を抑制し、有機EL素子等の作成において均質な成膜を行う観点及び溶解性の制御を容易にする観点から、数平均分子量(Mn)は、好ましくは103〜108、より好ましくは5×103〜106である。重量平均分子量(Mw)は、好ましくは103〜108、より好ましくは5×103〜106である。また、分子量分布(Mw/Mn)に特に制限は無いが、10以下が好ましく、3以下がさらに好ましい。なお、数平均分子量及び重量平均分子量は、サイズ排除クロマトグラフィー(SEC)を用い、標準ポリスチレンで検量して求めた。
【0167】
本発明の高分子化合物は、単量体を付加重合、環化重合又は開環重合することにより製造することができる。
本発明の高分子化合物を得るための重合方法に特に制限は無く、例えば、ラジカル重合法、イオン重合法、リビング重合法、ラジカルリビング重合法、配位重合法等の公知の方法を利用すればよい。これらの中でも、ラジカル重合法、カチオン重合法が好ましい。
【0168】
ラジカル重合法の開始剤としては、例えばアゾ化合物、過酸化物が挙げられ、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソブチル酸ジエステル誘導体、過酸化ジベンゾイル(BPO)が好ましい。
カチオン重合の開始剤としては、各種強酸(p−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸等)、ルイス酸が好ましい。
【0169】
重合溶媒に特に制限は無く、公知の重合溶媒を使用すればよい。具体的には、トルエン、クロロベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒;ジクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン化炭化水素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶媒;ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒;メタノール等のアルコール系溶媒;酢酸エチル等のエステル系溶媒;アセトン等のケトン系溶媒等が挙げられる。なお、溶媒の選択により、均一系で重合する溶液重合や、生成したポリマーが沈澱する沈澱重合を行うこともできる。これらの重合溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。重合溶媒の使用量は、重合性単量体の濃度(本発明の重合性単量体及び他の重合性単量体の合計濃度)が0.1〜90質量%になるような量が好ましく、1〜50質量%になる量がより好ましい。
【0170】
重合温度は、反応媒体が液状を保つ範囲であれば、特に限定されないが、−100〜200℃が好ましく、0〜120℃がより好ましい。反応時間は、反応温度等の反応条件や目標とする分子量等によっても変わるが、通常、1時間以上が好ましく、2〜500時間がより好ましい。
【0171】
重合生成物を、公知の方法、例えば、メタノール等の低級アルコールに得られた反応混合液を加えて析出させた沈殿を濾取し、乾燥することにより、目的とする高分子化合物を得ることができる。高分子化合物の純度が低い場合は、適宜、再結晶、ソックスレー連続抽出、力ラムクロマトグラフィー等の通常の精製手段にて精製すればよい。精製することにより、未反応単量体及び重合触媒等の不純物が除去されるので、有機デバイス、特に有機EL素子の耐久性及び寿命が向上する。
【0172】
以上の様にして得られる本発明の高分子化合物は、有機エレクトロルミネッセンス素子用材料、有機(薄膜)トランジスタ用材料、有機太陽電池用材料、イメージセンサー用材料等の有機デバイス用材料、特に有機エレクトロルミネッセンス素子用材料(特に発光材料)として有用である。
【0173】
[有機デバイス及び有機エレクトロルミネッセンス素子]
本発明の高分子化合物を用いた有機デバイス、特に有機EL素子は、寿命、発光効率等の素子特性に優れ、さらに、ディスプレイや照明用途で実用的な高温駆動を行っても、劣化が小さく、実用に適している。また、本発明の高分子化合物を用いる場合、塗布法で均一に膜を形成できるため、ディスプレイや照明用途の低コスト化及び大画面化が可能である。
なお、有機EL素子の利用例としては、例えば壁掛けテレビのフラットパネルディスプレイ等の平面発光体、一般又は特殊照明、複写機、プリンター、液晶ディスプレイのバックライト又は計器類等の光源、表示板、標識灯等の利用が挙げられる。
以下、本発明の高分子化合物を用いた有機EL素子について説明する。
【0174】
[有機エレクトロルミネッセンス素子]
本発明の有機EL素子の代表的な素子構成としては、以下の(1)〜(13)を挙げることができるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、(8)の素子構成が好ましく用いられる。
【0175】
(1)陽極/発光層/陰極
(2)陽極/正孔注入層/発光層/陰極
(3)陽極/発光層/電子注入層/陰極
(4)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極
(5)陽極/有機半導体層/発光層/陰極
(6)陽極/有機半導体層/電子障壁層/発光層/陰極
(7)陽極/有機半導体層/発光層/付着改善層/陰極
(8)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
(9)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(10)陽極/無機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(11)陽極/有機半導体層/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
(12)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
(13)陽極/絶縁層/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/(電子輸送層/)電子注入層/陰極
【0176】
有機EL素子は、前記有機薄膜層(陽極、絶縁層、陰極以外の層。)を複数層構造にすることにより、クエンチングによる輝度や寿命の低下を防ぐことができる。
正孔注入層、発光層、電子注入層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよい。その際には、正孔注入層の場合、電極から正孔を注入する層を正孔注入層、正孔注入層から正孔を受け取り発光層まで正孔を輸送する層を正孔輸送層と呼ぶ。同様に、電子注入層の場合、電極から電子を注入する層を電子注入層、電子注入層から電子を受け取り発光層まで電子を輸送する層を電子輸送層と呼ぶ。
これらの各層は、材料のエネルギー準位、耐熱性、有機層又は金属電極との密着性等の各要因により選択されて使用される。
【0177】
本発明の有機EL素子において、本発明の高分子化合物は上記のいずれの有機薄膜層に用いられてもよいが、有機EL素子の駆動電圧、発光効率及び素子寿命の観点から、発光層の材料として用いられるのが好ましい。
本発明の高分子化合物を1つの有機薄膜層(好ましくは発光層)に含有させる量は、有機EL素子の駆動電圧、発光効率及び素子寿命の観点から、その有機薄膜層の全成分に対して、好ましくは20〜100モル%であり、より好ましくは40〜100モル%であり、さらに好ましくは80〜100モル%であり、特に好ましくは実質100モル%である。
【0178】
以下、好ましい形態として、本発明の高分子化合物を発光層に含有させた構成の有機EL素子の各層について説明する。
【0179】
(基板)
有機EL素子は、通常、透光性の基板上に作製する。この透光性の基板は有機EL素子を支持する基板であり、その透光性については、波長400〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上であるものが望ましく、さらに平滑な基板を用いるのが好ましい。
【0180】
このような透光基板としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板等が挙げられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等で成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルスルフィド樹脂、ポリスルホン樹脂等の板が挙げられる。
【0181】
(陽極)
陽極は、正孔を正孔輸送層又は発光層に注入する役割を担うものであり、4eV以上(好ましくは4.5eV以上)の仕事関数を有することが効果的である。本発明に用いられる陽極材料の具体例としては、炭素、アルミニウム、バナジウム、鉄、コバルト、ニッケル、タングステン、銀、金、白金、パラジウム等及びそれらの合金、ITO基板、NESA基板に使用される酸化スズ、酸化インジウム等の酸化金属、さらにはポリチオフェンやポリピロール等の有機導電性樹脂が挙げられる。
陽極は、これらの電極物質を蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成することにより得られる。
【0182】
このように発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が10%より大きくすることが好ましい。また陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下が好ましい。陽極の膜厚は、材料によっても異なるが、通常10nm〜1μm、好ましくは10nm〜200nmである。
【0183】
(陰極)
陰極としては、仕事関数の小さい(4eV未満)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、マグネシウム、カルシウム、錫、鉛、チタニウム、イットリウム、リチウム、ルテニウム、マンガン、アルミニウム、フッ化リチウム等及びそれらの合金が用いられるが、特にこれらに限定されるものではない。該合金としては、マグネシウム/銀、マグネシウム/インジウム、リチウム/アルミニウム等が代表例として挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。合金の比率は、蒸着源の温度、雰囲気、真空度等により制御され、適切な比率に選択される。陽極及び陰極は、必要があれば二層以上の層構成により形成されていてもよい。
【0184】
この陰極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成することにより得られる。
ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、さらに、陰極の膜厚は、通常10nm〜1μm、好ましくは50nm〜200nmである。
【0185】
(絶縁層)
また、一般的に、有機EL素子は、超薄膜に電界を印加するために、リークやショートによる画素欠陥が生じやすいため、これを防止するために、一対の電極間に絶縁性の薄膜層からなる絶縁層を挿入してもよい。
絶縁層に用いられる材料としては、例えば、酸化アルミニウム、弗化リチウム、酸化リチウム、弗化セシウム、酸化セシウム、酸化マグネシウム、弗化マグネシウム、酸化カルシウム、弗化カルシウム、窒化アルミニウム、酸化チタン、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化バナジウム等が挙げられる。なお、これらの混合物や積層物を用いてもよい。
【0186】
(発光層)
有機EL素子の発光層は以下(1)〜(3)の機能を併せ持つものである。
(1)注入機能:電界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。
(2)輸送機能:注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能。
(3)発光機能: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。
ただし、正孔の注入され易さと電子の注入され易さに違いがあってもよく、また、正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよいが、どちらか一方の電荷を移動させることが好ましい。
【0187】
発光層に使用できる材料(発光材料)としては、前述の通り、本発明の高分子化合物を用いることが好ましい。前記高分子化合物(1)及び(2)の場合には、さらにドーパントを併用することが好ましい。該ドーパントとしては、前記した他の重合性単量体において重合性官能基を有さない化合物を用いることができ、前記式(A)や(B)で表される化合物のうち、重合性官能基を有さないものを好ましく挙げられる。なお、式(A)や(B)で表される各基の定義や好ましいものは、前記したのと同じである。
なお、前記高分子化合物(3)の場合には、特に、別途ドーパントを含有させる必要性は無いが、単色発光でない(例えば、白色発光)場合には、さらに、前記式(A)や(B)で表される化合物のうち、重合性官能基を有さないものをさらにドーパントとして加えてもよい。
前記複数の層には、必要に応じて、本発明の高分子化合物に加えてさらなる公知の発光材料、ドーパント、正孔注入材料や電子注入材料を使用してもよい。
【0188】
(正孔注入層・正孔輸送層)
正孔注入層・正孔輸送層は、発光層への正孔注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常5.7eV以下と小さい。このような正孔注入層・正孔輸送層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、さらに正孔の移動度が、例えば104〜106V/cmの電界印加時に、10-4cm2/V・秒以上であることが好ましい。
正孔注入層・正孔輸送層としては、従来、光導伝材料において正孔注入層・正孔輸送層の材料として慣用されているものや、有機EL素子の正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【0189】
正孔輸送層用の材料の具体例としては、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、芳香族アミンを主鎖又は側鎖に有するポリマー、ポリシラン、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
【0190】
正孔注入層用の材料としては、前記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔注入材料として慣用されているものや、有機EL素子の正孔注入層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【0191】
正孔注入材料としては、具体的には、フタロシアニン誘導体、ナフタロシアニン誘導体、ポルフィリン誘導体、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、イミダゾールチオン、ピラゾリン、ピラゾロン、テトラヒドロイミダゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、ヒドラゾン、アシルヒドラゾン、ポリアリールアルカン、スチルベン、ブタジエン、ベンジジン型トリフェニルアミン、スチリルアミン型トリフェニルアミン、ジアミン型トリフェニルアミン等と、それらの誘導体、及びポリビニルカルバゾール、ポリシラン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリスチレンスルホン酸塩、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸の混合物、導電性高分子等の高分子材料が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【0192】
(電子注入層・電子輸送層)
電子注入層・電子輸送層は、発光層への電子の注入を助け、発光領域まで輸送する層であって、電子移動度が大きい。また、この電子注入層の中で特に陰極との付着が良い材料からなる層(付着改善層)を有していてもよい。
有機EL素子は、発光した光が電極(この場合は陰極)により反射するため、直接陽極から取り出される発光と、電極による反射を経由して取り出される発光とが干渉することが知られている。この干渉効果を効率的に利用するため、電子輸送層は数nm〜数μmの膜厚で適宜選ばれるが、特に膜厚が厚いとき、電圧上昇を避けるために、104〜106V/cmの電界印加時に電子移動度が少なくとも10-5cm2/Vs以上であることが好ましい。
【0193】
電子注入層や電子輸送層に用いられる材料としては、具体的には、フッ化リチウム等のアルカリ金属ハロゲン化物又はアルカリ土類金属ハロゲン化物;フルオレノン、アントラキノジメタン、ジフェノキノン、チオピランジオキシド、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾール、イミダゾール、ペリレンテトラカルボン酸、フレオレニリデンメタン、アントラキノジメタン、アントロン等とそれらの誘導体;8−ヒドロキシキノリナートリチウム、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム[以下、Alqと称する。]、ビス(2−メチル−8−キノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム等の金属錯体化合物;オキサゾール、チアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、トリアゾール誘導体等の含窒素五員環誘導体等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。本発明においては、有機EL素子の駆動電圧、発光効率及び素子寿命の観点から、電子注入層の材料としては、アルカリ金属ハロゲン化物を用い、電子輸送層の材料としては、上記Alqを用いることが好ましい。
また、正孔注入材料に電子受容物質を、電子注入材料に電子供与性物質を添加することにより増感させることもできる。
【0194】
また、本発明により得られた有機EL素子の、温度、湿度、雰囲気等に対する安定性の向上の観点から、素子の表面に保護層を設けることや、シリコンオイル、樹脂等により素子全体を保護することも可能である。
【0195】
本発明の高分子化合物を含有する層(特に発光層)を形成する方法としては、例えば、前記、高分子化合物及び必要に応じてドーパント等のその他の材料からなる溶液を成膜する方法が挙げられる。
成膜方法としては、公知の塗布法を有効に利用することができ、例えばスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、スリットコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、ノズルプリンティング法等が挙げられる。パターン形成をする場合には、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法が好ましい。これらの方法による成膜は、当業者に周知の条件により行うことができる。
成膜後は、真空下に加熱(上限250℃)乾燥して、溶媒を除去すればよく、光や250℃を超える高温加熱による重合反応は不要である。従って、光や250℃を超える高温加熱による素子の性能劣化の抑制が可能である。
【0196】
成膜用溶液は、少なくとも1種類の本発明の高分子化合物を含有していればよく、また他の正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、アクセプター材料、溶媒、安定剤等の添加剤を含んでいてもよい。
成膜用溶液は、粘度及び/又は表面張力を調節するための添加剤、例えば、増粘剤(高分子量化合物、本発明の高分子化合物の貧溶媒等)、粘度降下剤(低分子量化合物等)、界面活性剤等を含有していてもよい。また、保存安定性を改善するために、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等、有機EL素子の性能に影響しない酸化防止剤を含有していてもよい。
上記成膜用溶液中の高分子化合物の含有量は、成膜用溶液全体に対して0.1〜15質量%が好ましく、0.5〜10質量%がより好ましい。
【0197】
増粘剤として使用可能な高分子量化合物としては、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、セルロース等の絶縁性樹脂及びそれらの共重合体、ポリ−N−ビニルカルバゾール、ポリシラン等の光導電性樹脂、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂が挙げられる。
【0198】
成膜用溶液の溶媒としては、例えばクロロホルム、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の塩素系溶媒;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジオキソラン、アニソール等のエーテル系溶媒;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒;シクロへキサン、メチルシクロへキサン、n−ペンタン、n−へキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロへキサノン、べンゾフェノン、アセトフェノン等のケトン系溶媒;酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、安息香酸メチル、酢酸フェニル等のエステル系溶媒;エチレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、ジメトキシエタン、プロピレングリコール、ジエトキシメタン、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、1,2−へキサンジオール等の多価アルコール及びその誘導体;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、シクロへキサノール等のアルコール系溶媒;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒;N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が挙げられる。また、これらの溶媒は、1種を単独で又は2種以上を併用することができる。
【0199】
これらの溶媒のうち、溶解性、成膜の均一性及び粘度特性等の観点から、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族炭化水素系溶媒、エステル系溶媒、ケトン系溶媒が好ましく、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン、n−ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、5−ブチルベンゼン、n−へキシルベンゼン、シクロへキシルベンゼン、1−メチルナフタレン、テトラリン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン、アニソール、エトキシベンゼン、シクロへキサン、ビシクロへキシル、シクロヘキセニルシクロヘキサノン、n−ヘプチルシクロへキサン、n−へキシルシクロヘキサン、デカリン、安息香酸メチル、シクロへキサノン、2−プロピルシクロへキサノン、2−へプタノン、3−へプタノン、4−へプタノン、2−オクタノン、2−ノナノン、2−デカノン、ジシクロへキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンがより好ましい。
【0200】
(有機EL素子の製造方法)
以上の各種材料及び層形成方法により、陽極、発光層、必要に応じて正孔注入・輸送層、及び必要に応じて電子注入・輸送層を形成し、さらに陰極を形成することにより有機EL素子を作製することができる。また、陰極から陽極へ、前記と逆の順序で有機EL素子を作製することもできる。
【実施例】
【0201】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。なお、当該実施例中、「モノマー」とは「重合性単量体」を意味する。
【0202】
実施例1(モノマー1−3)の合成
合成スキーム
【化49】

【0203】
(1)中間体1−3−2の合成
4−ブロモベンズアルデヒド15g(81mmol)をエタノール300mLに溶かし、4−メトキシ−1−アセチルベンゼン13g(87mmol)、28%ナトリウムメトキシドメタノール溶液15g(81mmol)を加え、室温で7時間撹拌した。反応終了後、析出した固体をろ過し、メタノールで洗浄し、中間体(1−3−2)10.5g(収率41%)を得た
【0204】
(2)中間体1−3−3の合成
中間体(1−3−2)10.5g(33mmol)をエタノール80mLに溶かし、ベンズアミジン塩酸塩5.2g(33mmol)、水酸化ナトリウム2.6g(65mmol)を加え、15時間加熱環流した。反応終了後、室温まで冷却し、析出した結晶をろ別し、水、メタノールで洗浄し、中間体(1−3−3)4.1g(収率30%)を得た。
【0205】
(3)中間体1−3−4の合成
ジフェニルアミンを1.7g(10mmol)、中間体1−3−3を4.1g(10mmol)、t−ブトキシナトリウム1.3g、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム23mg、トリ−t−ブチルホスフィン10mg及び脱水トルエン30mLを入れ、80℃にて2時間反応させた。
【0206】
冷却後、水500mLを加え、混合物をセライト濾過し、濾液をトルエンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。これを減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をカラム精製し、トルエンで再結晶し、それを濾取した後、乾燥したところ、中間体1−3−4 4.0g(収率80%)を得た。
【0207】
(4)中間体1−3−5の合成
次に、中間体1−3−4 4.0g(8mmol)を100mlの脱水塩化メチレン中に溶解させ、10℃で冷却後、三臭化ホウ素2.0g(8mmol)の塩化メチレン溶液を滴下し、室温で3時間攪拌し、水で反応液を処理した後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエンを展開溶媒として、カラムクロマトを実施し、3.7g(収率95%)の固体を得た。FD−MSの分析により、中間体1−3−5と同定した。
【0208】
(5)中間体1−3−6の合成
次に、中間体1−3−5 3.7g(7.6mmol)、ジイソプロピルアミン1.2g(12.2mmol)を100mlの脱水塩化メチレン中に溶解させ、0℃で冷却後、トリフロロメタンスルフォン酸無水物3.8g(12.2mmol)、の脱水塩化メチレン溶液を滴下し、室温で15時間攪拌した。次に、5%炭酸ナトリウム水溶液で中和後、塩化メチレン層を抽出、濃縮して、トルエン溶媒でのカラムクロマトを実施し、4.3g(収率90%)の固体を得た。FD−MSの分析により、中間体1−3−6と同定した。
【0209】
(6)発光材ホストモノマー 1−3の合成
次いで、中間体1−3−6 4.3g(6.8mmol)、4−ビニルフェニルボロン酸 1.0g(6.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)0.8g(0.33mmol)、ジメトキシエタン(DME) 50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液25mlを加え、10時間加熱還流下、攪拌した。反応終了後、析出晶を濾取し、得られた固体を、水、トルエン、アセトンで洗浄した。減圧下乾燥させ、淡黄色固体 2.9gを得て、NMR、FD−MS等にて目的生成物である発光材ホストモノマー 1−3(収率75%)であることを確認した。
【0210】
実施例2(モノマー1−7)の合成
合成スキーム
【化50】

【0211】
(1)中間体1−7−1の合成
次いで、中間体1−3−3 4.2g(10mmol)、4−ビフェニルアミノフェニルボロン酸2.9g(10mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.2g(0.50mmol)、ジメトキシエタン(DME)50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液25mlを加え、10時間加熱還流下、攪拌した。反応終了後、析出晶を濾取し、得られた固体を、水、トルエン、アセトンで洗浄した。減圧下乾燥させ、中間体(1−7−1)4.1g(収率70%)を得た。
【0212】
(2)発光材ホストモノマー 1−7の合成
以下、上記合成スキームに基づき、実施例1と同様にして、発光材ホストモノマー 1−7を得た。
【0213】
実施例3(モノマー1−10)の合成
合成スキーム
【化51】

【0214】
(1)中間体1−10−1の合成
次いで、中間体1−7−3 7.0g(10.0mmol)、4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン1.3g(10.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.2g(0.50mmol)、ジメトキシエタン(DME)50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液25mlを加え、10時間加熱還流下、攪拌した。反応終了後、析出晶を濾取し、得られた固体を、水、トルエン、アセトンで洗浄した。減圧下乾燥させ、中間体(1−10−1)5.4g(収率80%)を得た。
【0215】
(2)中間体1−10−2の合成
次いで、中間体1−10−1 5.4g(8.0mmol)、9,9’−ジオクチル−2−ヨード−7−ブロモフルオレン 7.1g(12.0mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.0g(0.40mmol)、ジメトキシエタン(DME) 50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液25mlを加え、10時間加熱還流下、攪拌した。反応終了後、析出晶を濾取し、得られた固体を、水、トルエン、アセトンで洗浄した。減圧下乾燥させ、中間体(1−10−2)5.3g(収率65%)を得た。
【0216】
(3)発光材ホストモノマー 1−10の合成
次いで、中間体1−10−2 5.3g(5.2mmol)、4−ビニルフェニルボロン酸0.8g(6.8mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(0)1.0g(0.34mmol)、ジメトキシエタン(DME) 50ml、2M炭酸ナトリウム水溶液25mlを加え、10時間加熱還流下、攪拌した。反応終了後、析出晶を濾取し、得られた固体を、水、トルエン、アセトンで洗浄した。減圧下乾燥させ、発光材ホストモノマー 1−10 4.2g(収率78%)を得た。
【0217】
実施例4(モノマー1−12)の合成
合成スキーム
【化52】

【0218】
(1)中間体1−12−1の合成
原料となる1−12−1(2−クロロ−4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン)は日本特許第3067878号に記載の既知の合成法で合成した。
【0219】
(2)中間体1−12−2の合成
中間体1−12−2を5.35g(20mmol)、脱水N,N−ジメチルホルムアミドに入れてアイスバスにより冷却し、N−ブロモスクシンイミド7.1g(40mmol)を溶解した脱水N,N−ジメチルホルムアミド溶液を滴下した。滴下後、室温にて4時間反応した。
その後、析出した結晶をろ過して取り出し、メタノールで洗浄した。その後、減圧乾燥して、中間体1−12−2 7.2g(収率85%)を得た。
【0220】
(3)中間体1−12−3の合成
ジフェニルアミンを1.7g(34mmol)、中間体1−12−2を7.2g(17mmol)、t−ブトキシナトリウム4.4g、トリス(ジベンジリデンアセトン)ジパラジウム78mg、トリ−t−ブチルホスフィン34mg及び脱水トルエン100mLを入れ、80℃にて3時間反応させた。
冷却後、水500mLを加え、混合物をセライト濾過し、濾液をトルエンで抽出し、無水硫酸マグネシウムで乾燥させた。これを減圧下で濃縮し、得られた粗生成物をカラム精製し、トルエンで再結晶し、それを濾取した後、乾燥したところ、中間体1−12−3 6.1g(収率60%)を得た。
【0221】
(3)発光材ホストモノマー 1−12の合成
4−(4’−ブロモフェニル)スチレン1.84g(10mmol)をテトラヒドロフラン50ミリリットルに溶解させ、−70℃に冷却した。n−ブチルリチウムのヘキサン溶液(1.6M)6.5mL(10.5mmol)をゆっくりと滴下し、その後中間体1−12−3 6.1g(10mmol)をテトラヒドロフラン100mLに溶解した溶液をゆっくりと滴下し、−70℃で3時間攪拌した。室温まで昇温し、得られた反応混合物を酢酸エチルで抽出し、有機相を水、飽和食塩水で順次洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、溶媒を留去、乾燥することにより発光材ホストモノマー 1−12 1.5g(収率20%)を得た。
【0222】
実施例5(モノマー1−17)の合成
合成スキーム
【化53】

【0223】
(1)発光材ホストモノマー 1−17の合成
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 1−17を得た。
【0224】
実施例6(モノマー1−20)の合成
合成スキーム
【化54】

【0225】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 1−17を得た。
【0226】
実施例7(モノマー 1−21)の合成
合成スキーム
【化55】

【0227】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 1−21を得た。
【0228】
実施例8(モノマー 2−3)の合成
合成スキーム
【化56】

【0229】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 1−21を得た。
【0230】
実施例9(モノマー 2−16)の合成
合成スキーム
【化57】

【0231】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 2−16を得た。
【0232】
実施例10(モノマー 2−18)の合成
合成スキーム
【化58】

【0233】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 2−18を得た。
【0234】
実施例11(モノマー 3−3)の合成
合成スキーム
【化59】

【0235】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−3を得た。
【0236】
実施例12(モノマー 3−9)の合成
合成スキーム
【化60】

【0237】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−9を得た。
【0238】
実施例13(モノマー 3−10)の合成
合成スキーム
【化61】

【0239】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−10を得た。
【0240】
実施例14(モノマー 3−11)の合成
合成スキーム
【化62】

【0241】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−11を得た。
【0242】
実施例15(モノマー 3−13)の合成
合成スキーム
【化63】

【0243】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−13を得た。
【0244】
実施例16(モノマー 3−16)の合成
合成スキーム
【化64】

【0245】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−16を得た。
【0246】
実施例17(モノマー 3−18)の合成
合成スキーム
【化65】

【0247】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−18を得た。
【0248】
実施例18(モノマー 3−19)の合成
合成スキーム
【化66】

【0249】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−19を得た。
【0250】
実施例19(モノマー 3−20)の合成
合成スキーム
【化67】

【0251】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 3−20を得た。
【0252】
実施例20(モノマー 4−3)の合成
合成スキーム
【化68】

【0253】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 4−3を得た。
【0254】
実施例21(モノマー 4−9)の合成
合成スキーム
【化69】

【0255】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 4−9を得た。
【0256】
実施例22(モノマー 4−16)の合成
合成スキーム
【化70】

【0257】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 4−16を得た。
【0258】
実施例23(モノマー 4−19)の合成
合成スキーム
【化71】

【0259】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 4−19を得た。
【0260】
実施例24(モノマー 5−3)の合成
合成スキーム
【化72】

【0261】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−3を得た。
【0262】
実施例25(モノマー 5−8)の合成
合成スキーム
【化73】

【0263】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−8を得た。
【0264】
実施例26(モノマー 5−11)の合成
合成スキーム
【化74】

【0265】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−11を得た。
【0266】
実施例27(モノマー 5−12)の合成
合成スキーム
【化75】

【0267】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−12を得た。
【0268】
実施例28(モノマー 5−13)の合成
合成スキーム
【化76】

【0269】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−13を得た。
【0270】
実施例29(モノマー 5−14)の合成
合成スキーム
【化77】

【0271】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−14を得た。
【0272】
実施例30(モノマー 5−15)の合成
合成スキーム
【化78】

【0273】
上記合成スキームに基づき、前記実施例と同様にして、発光材ホストモノマー 5−15を得た。
【0274】
製造例1 緑色燐光ドーパントモノマーの合成
【化79】

【0275】
配位子であるD1−2、D1−3は、常法である鈴木―宮浦カップリングにて合成した。
次に、三塩化イリジウム三水和物0.68g(1.9mmol)及びD1−2の混合物に、2−エトキシエタノール15ml及び水5mlを加え、12時間加熱還流した。生成した沈殿をメタノールで洗浄し、減圧乾燥した。
得られた固体0.30g及びD1−3 0.11g(0.48mmol)の混合物に、トルエン50ml及びトリフルオロメタンスルホン酸銀0.123g(49mmol)を加え、12時間加熱還流した。得られた反応混合液をセライトでろ過し、溶媒を留去した。得られた固体をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(展開溶媒:クロロホルム)で精製し、緑色燐光ドーパントモノマーD1を0.04g(0.05mmol)得た。
【0276】
製造例2 青色燐光ドーパントモノマーの合成
特開2003−206320に基づき、下記の青色燐光ドーパントD2を得た。
【化80】

【0277】
実施例31 高分子化合物(単独重合体)の製造
実施例1で得た発光材料用ホストモノマー(1−3)2g及びベンゾイルパーオキサイド(BPO、ラジカル重合開始剤)20mgを、テトラヒドロフラン(THF)15mlに溶解し、窒素下、70℃で48時間重合反応を行った。
反応終了後、良溶媒としてTHFを、貧溶媒としてメタノールを用いて再沈殿を3回行い、次いで貧溶媒を酢酸エチルに変更してから同様に再沈殿を3回行い、1.08gの高分子化合物(以下、高分子ホスト材料(H−1)と称する。)を得た。得られた高分子ホスト材料(H−1)の重量平均分子量は19,000であった。
【0278】
実施例32〜60 高分子化合物(単独重合体)の製造
実施例31において、実施例1の発光材料用ホストモノマー(1−3)の代わりに、実施例2〜30で得た発光材料用ホストモノマーを用いたこと以外は同様に重合反応を行い、高分子化合物(H−2〜H−30)を得た。
【0279】
実施例61 高分子化合物(共重合体)の製造
実施例1で得た発光材料用ホストモノマー(1−3)1.44g(2.5mmol)と製造例1で得た緑色燐光ドーパントモノマーD1 0.06g(0.12mmol)及びBPO15mgを、THF15mlに溶解し、窒素下、70℃で48時間重合反応を行った。
反応終了後、良溶媒としてTHF、貧溶媒としてメタノールを用いて再沈殿を3回行い、次いで貧溶媒を酢酸エチルに変更してから同様に再沈殿を3回行い、0.7gの高分子化合物[ホスト材料/ドーパント;95/5(モル比)](以下、高分子発光材料(HD−1)と称する。)を得た。得られた高分子発光材料(HD−1)の重量平均分子量は17,000であった。
【0280】
実施例62〜65 高分子化合物(共重合体)の製造
実施例61において、実施例1の発光材料用ホストモノマー(1−3)の代わりに、実施例8、11、20、24で得た発光材料用ホストモノマーを用いたこと以外は同様に重合反応を行い、高分子化合物(HD−2〜HD−5)を得た。
【0281】
実施例66
実施例61において、実施例1の発光材料用ホストモノマー(1−3)の代わりに、実施例29で得た発光材料用ホストモノマー(5−14)を用い、製造例2で得た青色燐光ドーパントモノマーD2を用いたこと以外は同様に重合反応を行い、高分子化合物(HD−6)を得た。
【0282】
実施例67
実施例61において、実施例1の発光材料用ホストモノマー(1−3)の代わりに、実施例30で得た発光材料用ホストモノマー(5−15)を用い、製造例2で得た青色燐光ドーパントモノマーD2を用いたこと以外は同様に重合反応を行い、高分子化合物(HD−7)を得た。
【0283】
以上のモノマーと高分子化合物の相関を表6に示す。
【表27】

【0284】
<実施例68>有機EL素子の製造
25mm×75mm×厚さ1.1mmのITO透明電極付きガラス基板(ジオマティック社製)を、イソプロピルアルコール中で5分間超音波洗浄した後、UVオゾン洗浄を30分間行なった。
洗浄後の透明電極付きガラス基板に、スピンコート法でポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸(PEDOT・PSS)の混合物を50nmの膜厚で成膜し、正孔注入層とした。
【0285】
次いで、下記式で示されるポリマーA(Mw=145,000)のトルエン溶液(0.6質量%)をスピンコート法で20nmの膜厚で成膜し、170℃で30分間乾燥した。このポリマーA膜は、正孔輸送層として機能する。
さらに、シクロヘキサノンを溶媒に用い、実施例31で得た高分子ホスト材料(H−1)中に、緑色燐光ドーパントIr(ppy−nBu)3(化合物B;特許4343528号、特開2009−141339号参照)を5重量%混合した溶液を調製し、スピンコート法にて一層からなる膜厚40nmの発光層を成膜した。
【0286】
その後、成膜済みの基板を真空蒸着装置に移送した。
この膜上に正孔阻止層として膜厚20nmのBCP(2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)を、電子輸送層としてトリス(8−キノリノール)アルミニウム膜を成膜した。このAlq膜上に、フッ化リチウムを1nmの膜厚に成膜し、電子注入層とした。
最後にアルミニウムを膜厚150nmで成膜し、陰極を形成し、窒素中でガラス封止して、有機EL素子を作製した。
【0287】
電流を流して該有機EL素子の性能を評価したところ、緑色に発光し、発光効率38.2cd/A、初期輝度10,000cd/m2、室温での輝度半減寿命は720時間であった。
さらに、本素子を初期輝度5000cd/m2、60℃のオーブン内で駆動させたところ、輝度半減寿命は250時間であった。
従って、60℃輝度半減寿命/室温輝度半減寿命比は、0.35であった。これらの結果を表7に示す。
【0288】
【化81】

【0289】
実施例69〜96 有機EL素子の製造
実施例68において、高分子ホスト材料(H−1)の代わりに、実施例32〜59で得た高分子ホスト材料(H−2)〜(H−29)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0290】
実施例97 有機EL素子の製造
実施例68において、発光層の材料を、実施例61で得た高分子発光材料(HD−1に変更したこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0291】
実施例98〜103 有機EL素子の製造
実施例94において、高分子ホスト材料(HD−1)の代わりに、実施例62〜67で得た高分子ホスト材料(HD−2)〜(HD−7)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0292】
実施例104 有機EL素子の製造
実施例68において、高分子ホスト材料(H−1)の代わりに、実施例58で得た高分子ホスト材料(H−28)を用い、青色燐光ドーパントFIrpic(化合物C)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0293】
【化82】

【0294】
実施例105 有機EL素子の製造
実施例68において、高分子ホスト材料(H−1)の代わりに、実施例58で得た高分子ホスト材料(H−28)を用い、特開2009−23938記載の下記青色燐光ドーパント(化合物D)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0295】
【化83】

【0296】
実施例106 有機EL素子の製造
実施例68において、高分子ホスト材料(H−1)の代わりに、実施例58で得た高分子ホスト材料(H−28)を用い、下記青色燐光ドーパント(化合物E)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0297】
【化84】

【0298】
実施例107 有機EL素子の製造
実施例68において、高分子ホスト材料(H−1)の代わりに、実施例60で得た高分子ホスト材料(H−30)を用い、前記青色燐光ドーパント(化合物E)を用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。実施例68と同様にして評価した結果を表7に示す。
【0299】
比較例1
特開2002−319491に関し、下記化合物Xを実施例31と同様に高分子量化し、さらに、実施例68の高分子ホスト材料(H−1)の代わりに用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製した。
【0300】
ところが、スピンコート法により発光層を形成したところ、発光層の膜が不均一となり、有機EL素子の発光も不均一化し、性能を評価することができなかった。
これは、化合物Xのポリマーのシクロヘキサノンへの溶解性が不十分であり、さらに、膜形成の際に凝集して結晶化したためと推測される。結果は、表7に示す。
【0301】
【化85】

【0302】
比較例2
WO2009/104708に記載の化合物(A42)、すなわち下記化合物Yを実施例31と同様に高分子量化し、さらに、実施例78の高分子ホスト材料(H−11)の代わりに用いたこと以外は同様にして有機EL素子を作製して、評価した結果を表1に示す。
本結果より、実施例78に比べて、有機EL素子が高電圧化し、発光効率(cd/A)
が低下した。結果は、下記表7に示す。
【0303】
【化86】

【0304】
【表28】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1A)で表される重合性単量体。
【化1】

(式(1A)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、及びピラジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【請求項2】
下記式(1B)で表される重合性単量体。
【化2】

(式(1B)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。前記式(1B)中、AZ1’は置換もしくは無置換のトリアジンからなるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、m’は0〜2の整数であり、x’は2又は3の整数であり、2≦x’+m’≦3である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【請求項3】
下記式(2)で表される重合性単量体。
【化3】

(式(2)中、Ar1、Ar2、Ar3は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。AZ1は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。また、Ar1、Ar2、Ar3、及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。)
【請求項4】
下記式(3)で表される重合性単量体。
【化4】

(式(3)中、CZは下記式(4)又は式(5)で表される基であり、
【化5】

(Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、トリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、単結合、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは、1〜5の整数であり、1≦x+m≦5である。また、Ar3、Ar4及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。さらに、CZとLの結合と、LとAZ2の結合が化学構造式における幾何学的位置において同一直線上になる組み合わせが、少なくとも1組存在する。)
【請求項5】
下記式(6)で表される重合性単量体。
【化6】

(式(6)中、CZは、下記式(4)又は式(5)で表される基であり、
【化7】

(4) (5)

Ar3、Ar4は、それぞれ独立に、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。Lは連結基であって、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリールユニットを表す。lは1〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、yは、2〜10の整数である。また、Ar3、Ar4及びLの少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。
【請求項6】
Ar3の置換基が、請求項4に記載の式(4)又は式(5)で表される請求項1〜5のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【請求項7】
下記式(7)で表される重合性単量体。
【化8】

(式(7)中、CZは下記(4)又は(5)で表される基であり、
【化9】

(Ar3’は無置換(但し、重合性官能基を含む基を除く)の環形成炭素数6〜40のアリール基であり、Ar4は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜40のアリール基である。R3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ基及びヒドロキシル基からなる群から選択される基である。a、c及びdは0〜4の整数、bは0〜3の整数である。AZ2は置換もしくは無置換のピリジン、ピリミジン、ピリダジン、ピラジン、及びトリアジンから選ばれるアジンユニットである。L’は連結基であって、単結合又は置換もしくは無置換のベンゼン環を表す。l’は2〜10の整数であり、mは0〜4の整数であり、xは1であり、l’≦x+m≦5である。また、Ar3’、Ar4及びL’の少なくとも1つに重合性官能基を含む基が置換されてなる。
【請求項8】
前記重合性官能基を含む基が、下記式(i)〜(iv)のいずれかで表される請求項1〜7のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【化10】

(式(i)〜(iv)中、R1及びR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜20のアルキル基又は置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリール基を表す。L1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、エチニレン基、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−C(=O)−、−NR2−、−S−、及び−C(=S)−のいずれか、又は、それらの組み合わせを表す。pは、0又は1を表す。また、波線は結合部位を表す。)
【請求項9】
前記重合性官能基を含む基が、下記式(iii)で表される重合性官能基を含む基以外の基であって、置換もしくは無置換のノルボルネン骨格を有する基、置換もしくは無置換のエポキシ基を有する基、置換もしくは無置換のオキセタン基を有する基、ラクトン構造もしくはラクタム構造を有する基、シクロオクタテトラエニル基、1,5−シクロオクタジエニル基、α,ω−ジエニル基、及びα,ω−ジイニル基からなる群から選択される基である、請求項1〜7のいずれか1項に記載の重合性単量体。
【化11】

(式(iii)中、L1は、置換もしくは無置換の環形成炭素数6〜22のアリーレン基、置換もしくは無置換の炭素数1〜20のアルキレン基、置換もしくは無置換のビニレン基、置換もしくは無置換のビニリデン基、エチニレン基、−O−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−O−C(=O)−、−C(=O)−NR2−、−NR2−C(=O)−、−NR2−、−S−、及び−C(=S)−のいずれか、又は、それらの組み合わせを表す。pは、0又は1を表す。また、波線は結合部位を表す。)
【請求項10】
式(i)〜(iv)において、L1がアリーレン基である場合、L1はAr1〜Ar4、Ar3’のアリール基又はLのアリーレン基又はL’のベンゼン環とは共役しないように結合されている請求項8に記載の重合性単量体。
【請求項11】
式(i)〜(iv)において、L1が、9,9’−アルキルフルオレニレン基を含む基であるか、又は9,9’−ジフェニルフルオレニレン基を含む基である請求項8又は10に記載の重合性単量体。
【請求項12】
請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性単量体を重合することにより得られる高分子化合物。
【請求項13】
少なくとも請求項1〜11のいずれか1項に記載の重合性単量体と、下記式(A)で表される化合物とを重合することにより得られる高分子化合物。
【化12】

(式(A)中、M11は重遷移金属を表し、L11は配位子を表す。Q11は、芳香族環又は複素環を形成する原子群を表す。Q12は、含窒素芳香環を形成する原子群を表す。Q11とQ12は、両者が結合して縮合環構造をとってもよい。L11、Q11又はQ12で形成される環の少なくともいずれかには、重合性官能基を含む基を有する。m11は、0〜3の整数を表す。m12は、1〜4の整数を表す。)
【請求項14】
請求項12又は13に記載の高分子化合物を含む有機デバイス用材料。
【請求項15】
請求項14に記載の有機デバイス用材料を用いて得られる有機デバイス。
【請求項16】
請求項12又は13に記載の高分子化合物を含む有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項17】
発光材料である、請求項16に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項18】
さらに燐光発光性を有する燐光発光材料を含む、請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項19】
さらに蛍光発光性を有する蛍光発光材料を含む、請求項17に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料。
【請求項20】
陽極及び陰極、並びに該陽極と該陰極に挟持された少なくとも1層からなる有機化合物層を含んでなり、該有機化合物層が、請求項16、18及び19のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項21】
陽極及び陰極、並びに該陽極と該陰極に挟持された少なくとも1層からなる有機化合物層を含んでなり、該有機化合物層の少なくとも1層が発光層であり、該発光層が請求項16、18及び19のいずれか1項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子用材料を含有する有機エレクトロルミネッセンス素子。

【公開番号】特開2012−62450(P2012−62450A)
【公開日】平成24年3月29日(2012.3.29)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−210198(P2010−210198)
【出願日】平成22年9月17日(2010.9.17)
【出願人】(000183646)出光興産株式会社 (2,069)
【Fターム(参考)】