説明

高分子化合物及びそれを用いる発光素子

【課題】輝度半減寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる高分子化合物を提供する。
【解決手段】下記式(1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物。


(式中、Ar1及びAr2は、アリーレン基又は2価の芳香族複素環基、Ar3は単結合、特定の芳香族基、R1及びR2は特定の有機基、a、b及びcは特定の整数を表す。)

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、高分子化合物及びそれを用いる発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
有機エレクトロルミネッセンス素子等の発光素子は、ディスプレイ用途に好適であり、注目されている。そして、この発光素子の製造には、発光材料や電荷輸送材料が用いられる。発光材料や電荷輸送材料としては、塗布法により有機層を形成できる高分子化合物が検討されており、当該高分子化合物としては、フルオレンジイル基とフェニレン基とを有する高分子化合物が提案されている(特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−161130号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、前記高分子化合物を用いて作製した有機エレクトロルミネッセンス素子は、輝度半減寿命が十分に長いものでなかった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、有機エレクトロルミネッセンス素子の作製に用いた場合に、輝度半減寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる高分子化合物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は第一に、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物を提供する。
【0007】

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
【0008】
本発明は第二に、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と、前記高分子化合物とを含有する組成物を提供する。
【0009】
本発明は第三に、前記高分子化合物と溶媒とを含有する溶液を提供する。
【0010】
本発明は第四に、前記高分子化合物を含有する薄膜を提供する。
【0011】
本発明は第五に、陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた前記高分子化合物を含有する有機層とを有する発光素子を提供する。
【0012】
本発明は第六に、下記式(a)で表される化合物を縮合重合することを含む、前記式(1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の製造方法を提供する。
【0013】

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Y1は、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基、下記式(a−1)で表される基、下記式(a−2)で表される基、下記式(a−3)で表される基、又は下記式(a−4)で表される基を表す。複数存在するY1は、同一であっても異なっていてもよい。)
【0014】

(式中、RTは、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を表す。)
【0015】

(式中、XAは、ハロゲン原子を表す。)
【0016】

(式中、XAは、前記と同じ意味を表す。)
【0017】

(式中、RTは、前記と同じ意味を表す。複数あるRTは互いに同一であっても異なっていてもよい。)
【0018】
本発明は第七に、下記式(a’)で表される化合物を提供する。
【0019】

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1’及びR2’はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1’が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2’が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Y1は、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基、前記式(a−1)で表される基、前記式(a−2)で表される基、前記式(a−3)で表される基、又は前記式(a−4)で表される基を表す。複数存在するY1は、同一であっても異なっていてもよい。)
【発明の効果】
【0020】
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の作製に用いた場合に、輝度半減寿命が長い有機エレクトロルミネッセンス素子が得られる高分子化合物である。本発明の高分子化合物は、更に、発光材料、電荷輸送材料等の電子部品材料としても有用であるため、液晶ディスプレイのバックライト、照明用としての曲面状や平面状の光源、セグメントタイプの表示素子、ドットマトリックスのフラットパネルディスプレイ等にも有用である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0022】
本明細書において、「n価の複素環基」(nは1又は2である)とは、複素環式化合物(特には、芳香族性をもつ複素環式化合物)からn個の水素原子を除いてなる基を意味する。そして、「複素環式化合物」とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素が炭素原子だけでなく、酸素、硫黄、窒素、燐、硼素等のヘテロ原子を環内に含むものをいう。
【0023】
本明細書において、「アリーレン基」とは、芳香族炭化水素から水素原子2個を除いてなる原子団を意味する。
【0024】
<高分子化合物>
−式(1)で表される繰り返し単位−
本発明の高分子化合物は、前記式(1)で表される繰り返し単位を有する。
【0025】
前記式(1)中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、非置換若しくは置換のアリーレン基であることが好ましく、非置換若しくは置換のフェニレン基であることがより好ましく、非置換のフェニレン基であることが更に好ましい。
【0026】
Ar1、Ar2で表される非置換若しくは置換のアリーレン基は、炭素数が通常6〜60であり、好ましくは6〜18であり、より好ましくは6〜10であり、更に好ましくは6である。該炭素数は置換基の炭素数は含まない。前記アリーレン基としては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基等のフェニレン基、1,4−ナフタレンジイル基、1,5−ナフタレンジイル基、2,6−ナフタレンジイル基等のナフタレンジイル基、1,4−アントラセンジイル基、1,5−アントラセンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基等のアントラセンジイル基、2,7−フェナントレンジイル基等のフェナントレンジイル基、1,7−ナフタセンジイル基、2,8−ナフタセンジイル基、5,12−ナフタセンジイル基等のナフタセンジイル基、2,7−フルオレンジイル基等のフルオレンジイル基等が挙げられ、好ましくは1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基、1,4−ナフタレンジイル基、2,6−ナフタレンジイル基であり、より好ましくは1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基であり、更に好ましくは1,4−フェニレン基である。
【0027】
Ar1、Ar2で表される非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基は、炭素数が通常3〜60であり、好ましくは3〜20であり、より好ましくは3〜9であり、更に好ましくは3〜5である。前記2価の芳香族複素環基としては、2,5−チオフェンジイル基等のチオフェンジイル基、N−メチル−2,5−ピロールジイル基等のピロールジイル基、2,5−フランジイル基等のフランジイル基、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基等のピリジンジイル基、2,4−キノリンジイル基、2,6−キノリンジイル基等のキノリンジイル基、1,4−イソキノリンジイル基、1,5−イソキノリンジイル基等のイソキノリンジイル基、5,8−キノキサリンジイル基等のキノキサリンジイル基が挙げられ、2,5−チオフェンジイル基、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基、2,4−キノリンジイル基、2,6−キノリンジイル基、1,4−イソキノリンジイル基、1,5−イソキノリンジイル基が好ましく、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基、1,4−イソキノリンジイル基がより好ましく、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基が更に好ましい。
【0028】
また、前記式(1)中、Ar1、Ar2で表される非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基は、該基が有する炭素原子で隣接するトリアジン環が有する炭素原子と結合していることが好ましい。
【0029】
Ar1、Ar2で表されるアリーレン基、2価の芳香族複素環基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、シアノ基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、更に好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、特に好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基である。
【0030】
前記非置換若しくは置換のアルキル基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素数が通常1〜20であり、好ましくは1〜15であり、より好ましくは1〜10である。なお、該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記非置換若しくは置換のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、s−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基、n−デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、n−ラウリル基等の非置換アルキル基;トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、フェニルメチル基、4−(4−ヘキシルフェニル)ブチル基、フェノキシメチル基、4−(4−ヘキシルフェニルオキシ)ブチル基等の置換アルキル基が挙げられ、得られる高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランス等の観点から、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−デシル基、3,7−ジメチルオクチル基が好ましい。
【0031】
前記非置換若しくは置換のアルコキシ基は、直鎖、分岐又は環状のいずれでもよく、炭素数が通常1〜20であり、好ましくは1〜15である。なお、該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記非置換若しくは置換のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピルオキシ基、i−プロピルオキシ基、n−ブチルオキシ基、i−ブチルオキシ基、t−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、n−ヘプチルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−ノニルオキシ基、n−デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ラウリルオキシ基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基、パーフルオロブトキシ基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、メトキシメチルオキシ基、2−メトキシエチルオキシ基、2−エトキシエチルオキシ基等が挙げられ、得られる高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランス等の観点からは、n−ブチルオキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、n−オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、n−デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基が好ましい。
【0032】
前記非置換若しくは置換のアリール基は、芳香族炭化水素から、水素原子1個を除いた原子団であり、縮合環をもつもの、独立したベンゼン環又は縮合環2個以上が直接又はビニレン等の基を介して結合したものを含む。前記非置換若しくは置換のアリール基は、炭素数が通常6〜60であり、好ましくは6〜48であり、より好ましくは6〜20であり、更に好ましくは6〜10である。該炭素数には置換基の炭素数は含まれない。前記非置換若しくは置換のアリール基としては、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基、1−アントラセニル基、2−アントラセニル基、9−アントラセニル基、1−ピレニル基、2−ピレニル基、4−ピレニル基、2−ペリレニル基、3−ペリレニル基、2−フルオレニル基、3−フルオレニル基、4−フルオレニル基、1−ビフェニレニル基、2−ビフェニレニル基、2−フェナンスレニル基、9−フェナンスレニル基、2−フェニルフェニル基、3−フェニルフェニル基、4−フェニルフェニル基、及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アシル基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子、フッ素原子等で置換されたものが挙げられ、得られる高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランス等の観点からは、フェニル基、アルキル基で置換されたフェニル基が好ましい。
【0033】
アルキル基で置換されたフェニル基としては、2−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、3−n−ブチルフェニル基、4−n−ブチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、3−n−ヘキシルフェニル基、4−n−ヘキシルフェニル基、4−n−オクチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、3−n−ヘキシル−5−メチルフェニル基、3,5−ジヘキシルフェニル基等が挙げられる。
【0034】
前記非置換若しくは置換のアリールオキシ基は、炭素数が通常6〜60であり、好ましくは7〜48である。なお、該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記非置換若しくは置換のアリールオキシ基としては、フェノキシ基、1−ナフチルオキシ基、2−ナフチルオキシ基、1−アントラセニルオキシ基、9−アントラセニルオキシ基、1−ピレニルオキシ基、及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アシル基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子、フッ素原子等で置換されたものが挙げられる。
【0035】
前記非置換若しくは置換の1価の複素環基は、炭素数が通常4〜60であり、好ましくは4〜20である。なお、該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記非置換若しくは置換の1価の複素環基としては、チエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジル基、トリアジニル基等及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基等で置換されたものが例示され、チエニル基、ピリジル基、キノリル基、イソキノリル基、ピリミジル基、トリアジニル基及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基等で置換されたものが好ましく、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジニル基及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基等で置換されたものがより好ましい。
【0036】
前記置換のアミノ基は、アルキル基、アリール基及び1価の複素環基からなる群から選ばれる1個又は2個の基で置換されたアミノ基が挙げられる。前記アルキル基、アリール基及び1価の複素環基の定義、例は、前記と同じである。前記置換のアミノ基の炭素数は、通常1〜50であり、好ましくは2〜30、より好ましくは12〜24である。前記置換のアミノ基としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジ−n−プロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ジ−n−ブチルアミノ基、ジ−t−ブチルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ジ−n−オクチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ジ−1−ナフチルアミノ基、ジ−2−ナフチルアミノ基、ジ−2−ピリジルアミノ基、ジピリミジルアミノ基、ジピラジルアミノ基、ジ(トリアジル)アミノ基、ジ−(4−フェニルフェニル)アミノ基、及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、アシル基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子、フッ素原子等で置換されたものが挙げられる。
【0037】
前記置換のシリル基としては、アルキル基、アリール基及び1価の複素環基からなる群から選ばれる1〜3個の基で置換されたシリル基が挙げられる。前記アルキル基、アリール基及び1価の複素環基の定義、例は、前記と同じである。前記置換のシリル基の炭素数は、通常1〜60であり、好ましくは3〜48である。前記置換のシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリ−i−プロピルシリル基、ジメチル−i−プロピリシリル基、t−ブチルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリ−p−キシリルシリル基、トリベンジルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、t−ブチルジフェニルシリル基、ジメチルフェニルシリル基等が挙げられる。
【0038】
前記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。
【0039】
前記置換のカルボキシル基としては、アルキル基、アリール基又は1価の複素環基で置換されたカルボキシル基が挙げられる。前記アルキル基、アリール基及び1価の複素環基の定義、例は、前記と同じである。前記置換のカルボキシル基の炭素数は通常2〜60であり、好ましくは2〜20である。前記置換のカルボキシル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロピルオキシカルボニル基、i−プロピルオキシカルボニル基、n−ブチルオキシカルボニル基、t−ブチルオキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基、ナフトキシカルボニル基、ピリジルオキシカルボニル基、及びこれらが更にアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルキルオキシカルボニル基、アシル基、N,N−ジアルキルアミノ基、N,N−ジアリールアミノ基、シアノ基、ニトロ基、塩素原子、フッ素原子等で置換されたものが挙げられる。
【0040】
前記式(1)中、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表し、発光素子の輝度半減寿命、効率等の観点から、好ましくは単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基であり、より好ましくは単結合である。
【0041】
前記式(1)中、aは1以上の整数を表し、好ましくは1〜5の整数であり、より好ましくは1又は2であり、更に好ましくは1である。
【0042】
前記(a+1)価の芳香族炭化水素基とは、芳香族炭化水素から水素原子(a+1)個を除いてなる原子団を意味する。ここで、該芳香族炭化水素の炭素数は通常6〜60であり、好ましくは6〜18であり、より好ましくは6〜10であり、更に好ましくは6である。該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。該芳香族炭化水素としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フルオレン等が挙げられ、好ましくはベンゼン、ナフタレンであり、より好ましくはベンゼンである。
【0043】
前記(a+1)価の芳香族複素環基とは、芳香族複素環式化合物から水素原子(a+1)個を除いてなる原子団を意味する。該芳香族複素環式化合物の炭素数は通常3〜60であり、好ましくは3〜20であり、より好ましくは3〜9であり、更に好ましくは3〜5である。なお、該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。該芳香族複素環式化合物としては、チオフェン、ピロール、フラン、ピリジン、ピリミジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、キノキサリン等が挙げられ、好ましくは、ピリジン、ピリミジン、トリアジンであり、より好ましくはピリジンである。
【0044】
Ar3が置換基を有する場合、該置換基としては、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。
【0045】
前記式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基又はシアノ基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R1、R2は、得られる高分子化合物の有機溶媒への溶解性と耐熱性とのバランス等の観点から、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、より好ましくは、非置換のアルキル基、非置換のアルコキシ基、置換のアリール基、置換の1価の複素環基であり、更に好ましくは、非置換のアルキル基、置換のアリール基である。置換のアリール基としては、アルキル基で置換されたフェニル基が好ましい。
【0046】
前記式(1)中、b及びcはそれぞれ独立に、0〜4の整数を表し、好ましくは1又は2であり、より好ましくは1である。
【0047】
前記式(1)で表される繰り返し単位は、本発明の高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合の輝度半減寿命、効率等の観点から、好ましくは下記式(4):

(式中、Ar1、Ar2、R1、R2、b及びcは、前記と同じ意味を有する。)
で表される繰り返し単位であり、より好ましくは、下記式(5):

(式中、R1、R2、b及びcは、前記と同じ意味を有する。)
で表される繰り返し単位である。
【0048】
前記式(1)で表される繰り返し単位としては、以下の式(1−1)〜式(1−39)で表される繰り返し単位が挙げられ、得られる発光素子の輝度半減寿命の観点からは、以下の式(1−1)〜式(1−36)で表される繰り返し単位が好ましく、以下の式(1−1)〜式(1−31)で表される繰り返し単位がより好ましく、式(1−1)〜式(1−18)、式(1−27)〜式(1−31)で表される繰り返し単位が更に好ましく、式(1−1)〜式(1−18)で表される繰り返し単位が特に好ましく、式(1−1)〜式(1−7)、式(1−10)〜式(1−13)で表される繰り返し単位がとりわけ好ましい。
【0049】

【0050】

【0051】

【0052】

【0053】

【0054】

【0055】

【0056】

【0057】
なお、前記式(1)で表される繰り返し単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
【0058】
本発明の高分子化合物は、該高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合の輝度半減寿命等の観点から、更に、下記式(2)で表される繰り返し単位及び下記式(3)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を有することが好ましい。

−(Ar4)− (2)

(式中、Ar4は非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表す。)
【0059】

(式中、Ar5、Ar6及びAr7はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基、又は2個の芳香環が単結合で連結した非置換若しくは置換の2価の基を表す。R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。dは0又は1を表す。)
【0060】
−式(2)で表される繰り返し単位−
前記式(2)中、Ar4は、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表す。但し、前記式(2)で表される繰り返し単位は、前記式(1)で表される繰り返し単位とは異なる。
【0061】
Ar4で表される非置換若しくは置換のアリーレン基の炭素数は、通常6〜60であり、好ましくは6〜30であり、より好ましくは6〜18であり、更に好ましくは7〜14である。該炭素数は置換基の炭素数は含まない。前記アリーレン基としては、1,4−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,2−フェニレン基等の非置換若しくは置換のフェニレン基、1,4−ナフタレンジイル基、1,5−ナフタレンジイル基、2,6−ナフタレンジイル基等の非置換若しくは置換のナフタレンジイル基、1,4−アントラセンジイル基、1,5−アントラセンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基等の非置換若しくは置換のアントラセンジイル基、2,7−フェナントレンジイル基等の非置換若しくは置換のフェナントレンジイル基、1,7−ナフタセンジイル基、2,8−ナフタセンジイル基、5,12−ナフタセンジイル基等の非置換若しくは置換のナフタセンジイル基、2,7−フルオレンジイル基、3,6−フルオレンジイル基等の非置換若しくは置換のフルオレンジイル基、1,6−ピレンジイル基、1,8−ピレンジイル基、2,7−ピレンジイル基、4,9−ピレンジイル基等の非置換若しくは置換のピレンジイル基、3,9−ペリレンジイル基、3,10−ペリレンジイル基等の非置換若しくは置換のペリレンジイル基等が挙げられ、好ましくは、非置換若しくは置換のフェニレン基、非置換若しくは置換のナフタレンジイル基、非置換若しくは置換のフルオレンジイル基、非置換若しくは置換のピレンジイル基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のフェニレン基、非置換若しくは置換のフルオレンジイル基である。
【0062】
Ar4で表される非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基の炭素数は、通常4〜60であり、好ましくは4〜30であり、より好ましくは5〜22であり、特に好ましくは5〜12である。該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記2価の芳香族複素環基としては、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基等の非置換若しくは置換のピリジンジイル基、2,5−チオフェンジイル基等の非置換若しくは置換のチオフェンジイル基、2,5−フランジイル基等の非置換若しくは置換のフランジイル基、2,6−キノリンジイル基等の非置換若しくは置換のキノリンジイル基、1,4−イソキノリンジイル基、1,5−イソキノリンジイル基等の非置換若しくは置換のイソキノリンジイル基、5,8−キノキサリンジイル基等の非置換若しくは置換のキノキサリンジイル基、4,7−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基等の非置換若しくは置換のベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基、4,7−ベンゾチアゾールジイル基等の非置換若しくは置換のベンゾチアゾールジイル基、2,7−カルバゾールジイル基、3,6−カルバゾールジイル基等の非置換若しくは置換のカルバゾールジイル基、3,7−フェノキサジンジイル基等の非置換若しくは置換のフェノキサジンジイル基、3,7−フェノチアジンジイル基等の非置換若しくは置換のフェノチアジンジイル基、2,7−ジベンゾシロールジイル基等の非置換若しくは置換のジベンゾシロールジイル基等が挙げられ、好ましくは、非置換若しくは置換のチオフェンジイル基、非置換若しくは置換のベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基、非置換若しくは置換のフェノキサジンジイル基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基、非置換若しくは置換のフェノキサジンジイル基である。
【0063】
前記アリーレン基、2価の芳香族複素環基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、シアノ基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、特に好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基である。なお、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、置換のアミノ基、置換のシリル基、ハロゲン原子及び置換のカルボキシル基の定義、例は、前記と同じである。
【0064】
前記式(2)中、Ar4は該高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合の輝度半減寿命等の観点から、好ましくは、下記式(6)、(7)、(8)、(9)又は(10)で表される2価の基であり、より好ましくは、下記式(6)、(7)又は(8)で表される2価の基である。
【0065】

(式中、R5は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。eは0〜4の整数を表す。R5が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
【0066】

(式中、R6は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。fは0〜4の整数を表す。R6が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
【0067】

(式中、R7及びR8はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)
【0068】

(式中、R9及びR10はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)
【0069】

(式中、R11は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)
【0070】
前記式(6)中、R5は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R5は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、特に好ましくは、非置換のアルキル基である。
【0071】
前記式(6)中、eは0〜4の整数を表し、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは1又は2であり、更に好ましくは2である。
【0072】
前記式(7)中、R6は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R6は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、更に好ましくは、非置換のアルキル基である。
【0073】
前記式(7)中、fは0〜4の整数を表し、好ましくは0〜2の整数であり、より好ましくは1又は2であり、更に好ましくは1である。
【0074】
前記式(8)中、R7及びR8はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R7、R8は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、より好ましくは、非置換のアルキル基、置換のアリール基である。
【0075】
前記式(9)中、R9及びR10はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R9、R10は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、より好ましくは、非置換のアルキル基である。
【0076】
前記式(10)中、R11は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R11は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基であり、より好ましくは、非置換若のアルキル基、置換のアリール基であり、更に好ましくは、置換のアリール基である。
【0077】
なお、前記式(2)で表される繰り返し単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
【0078】
−式(3)で表される構成単位−
前記式(3)中、Ar5、Ar6及びAr7はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基又は2個の芳香環が単結合で連結した非置換若しくは置換の2価の基を表し、好ましくは、非置換若しくは置換のアリーレン基である。
【0079】
Ar5、Ar6及びAr7で表されるアリーレン基の炭素数は、通常6〜60であり、好ましくは6〜30であり、より好ましくは6〜18であり、更に好ましくは6〜10であり、特に好ましくは6である。該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記アリーレン基としては、1,3−フェニレン基、1,4−フェニレン基等のフェニレン基、1,4−ナフタレンジイル基、2,6−ナフタレンジイル基等のナフタレンジイル基、9,10−アントラセンジイル基等のアントラセンジイル基、2,7−フェナントレンジイル基等のフェナントレンジイル基、5,12−ナフタセンジイル基等のナフタセンジイル基、2,7−フルオレンジイル基等のフルオレンジイル基、3,8−ペリレンジイル基等のペリレンジイル基が挙げられる。
【0080】
Ar5、Ar6及びAr7で表される2価の複素環基の炭素数は、通常4〜60であり、好ましくは4〜20であり、より好ましくは4〜9であり、更に好ましくは4〜5である。該炭素数には、置換基の炭素数は含まれない。前記2価の複素環基としては、2,5−チオフェンジイル基等のチオフェンジイル基、N−メチル−2,5−ピロールジイル基等のピロールジイル基、2,5−フランジイル基等のフランジイル基、2,5−ピリジンジイル基、2,6−ピリジンジイル基等のピリジンジイル基、2,4−キノリンジイル基、2,6−キノリンジイル基等のキノリンジイル基、1,4−イソキノリンジイル基、1,5−イソキノリンジイル基等のイソキノリンジイル基、4,7−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基等のチアジアゾールジイル基、3,7−フェノキサジンジイル基等のフェノキサジンジイル基、3,6−カルバゾールジイル基等のカルバゾールジイル基が挙げられる。
【0081】
Ar5、Ar6及びAr7で表される2個の芳香環が単結合で連結した2価の基としては、以下の式(3A−1)〜式(3A−8)で表される基が挙げられる。
【0082】

【0083】
前記アリーレン基、2価の芳香族複素環基、2個の芳香環が単結合で連結した2価の基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、シアノ基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換の1価の複素環基であり、特に好ましくは、非置換のアルキル基である。なお、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、置換のアミノ基、置換のシリル基、ハロゲン原子及び置換のカルボキシル基の定義、例は、前記と同じである。
【0084】
Ar5、Ar6は、好ましくは、非置換若しくは置換の1,3−フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4−ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,6−ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の式(3A−1)で表される基であり、より好ましくは、非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4−ナフタレンジイル基であり、特に好ましくは、非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基である。
【0085】
Ar7は、好ましくは、非置換若しくは置換の1,3−フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基、非置換若しくは置換の1,4−ナフタレンジイル基、非置換若しくは置換の2,7−フルオレンジイル基、非置換若しくは置換の2,5−ピリジンジイル基、非置換若しくは置換の1,4−イソキノリンジイル基、非置換若しくは置換の4,7−ベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基、非置換若しくは置換の3,7−フェノキサジンジイル基、非置換若しくは置換の式(3A−1)で表される基であり、より好ましくは非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基、非置換若しくは置換の2,7−フルオレンジイル基、非置換若しくは置換の式(3A−1)で表される基であり、更に好ましくは非置換若しくは置換の1,4−フェニレン基、非置換若しくは置換の式(3A−1)で表される基であり、特に好ましくは非置換の1,4−フェニレン基である。
【0086】
前記式(3)中、R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。R3、R4は、好ましくは、置換のアリール基、置換の1価の複素環基であり、より好ましくは、置換のアリール基である。
【0087】
前記式(3)で表される繰り返し単位としては、下式(3B−1)〜(3B−4)で表される繰り返し単位が挙げられる。これらの式中、Raは、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。複数存在するRaは、同一であっても異なっていてもよい。これらの基、原子は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。
【0088】

【0089】
なお、前記式(3)で表される繰り返し単位は、一種のみ含まれていても二種以上含まれていてもよい。
【0090】
本発明の高分子化合物において、該高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合の輝度半減寿命等の観点から、全繰り返し単位の合計モル数に対する、前記式(1)で表される繰り返し単位、前記式(2)で表される繰り返し単位及び前記式(3)で表される繰り返し単位の合計モル数が90〜100%であることが好ましく、95〜100%であることがより好ましく、98〜100%であることが更に好ましく、100%であることが特に好ましい。
【0091】
また、本発明の高分子化合物において、該高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合の発光効率等の観点から、全繰り返し単位の合計モル数に対する、前記式(1)で表される繰り返し単位の合計モル数が0.01〜90%であることが好ましく、1〜50%であることがより好ましく、3〜30%であることが更に好ましく、5〜20%であることが特に好ましい。
【0092】
本発明の高分子化合物のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」という)によるポリスチレン換算の数平均分子量(Mn)は、通常1×103〜1×108であり、好ましくは1×104〜1×106である。また、本発明の高分子化合物のポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、通常1×103〜1×108であり、成膜性等の観点から、好ましくは1×104〜5×106、より好ましくは3×104〜1×106、更に好ましくは5×104〜5×105である。
【0093】
本発明の高分子化合物の末端基は、重合活性基がそのまま残っていると、該高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合に発光特性や寿命が低下する可能性があるので、安定な基であることが好ましい。この末端基としては、主鎖と共役結合しているものが好ましく、炭素−炭素結合を介してアリール基又は複素環基と結合している構造(具体的には、特開平9−45478号公報の化10に記載の置換基等)が挙げられる。
【0094】
本発明の高分子化合物は、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体である。
【0095】
本発明の高分子化合物としては、以下の(P−1)〜(P−7)が挙げられる。例えば、(P−1)は、前記式(1−1)で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、Q1:Q2のモル比で構成されてなる共重合体であり、(P−2)〜(P−7)も同様である。ここで、R1、R2、R5、R6、R7、R8及びRaは、前記と同じ意味を有する。また、Q1〜Q18は、以下の式を満たす数である。
【0096】
(P−1):1≦Q1≦50、50≦Q2≦99、Q1+Q2=100

【0097】
(P−2):1≦Q3≦50、50≦Q4≦99、Q3+Q4=100

【0098】
(P−3):1≦Q5≦50、50≦Q6≦99、Q5+Q6=100

【0099】
(P−4):1≦Q7≦50、50≦Q8≦99、Q7+Q8=100

【0100】
(P−5):1≦Q9≦20、10≦Q10≦50、10≦Q11≦50、Q9+Q10+Q11=100

【0101】
(P−6):1≦Q12≦20、20≦Q13≦98、1≦Q14≦20、Q12+Q13+Q14=100

【0102】
(P−7):1≦Q15≦20、20≦Q16≦50、20≦Q17≦78、1≦Q18≦20、Q15+Q16+Q17+Q18=100

【0103】
本発明の高分子化合物は、発光材料、電荷輸送材料等として有用である。
【0104】
<高分子化合物の製造方法>
次に、本発明の高分子化合物の好ましい製造方法を説明する。
【0105】
本発明の高分子化合物は、例えば、前記式(a)で表される化合物を縮合重合することにより製造することができる。また、本発明の高分子化合物が、前記式(2)で表される繰り返し単位、前記式(3)で表される繰り返し単位を有する場合には、例えば、前記式(a)で表される化合物の1種以上と、下記式(b−1)で表される化合物及び下記式(b−2)で表される化合物からなる群から選ばれる1種以上とを縮合重合することにより製造することができる。
【0106】

(式中、Ar4及びY1は、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
【0107】

(式中、Ar5、Ar6、Ar7、R3、R4、Y1及びdは、前記と同じ意味を表す。)
【0108】
前記式(a)、(b−1)、(b−2)、(a−2)及び(a−3)中、Y1及びXAで表されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、及びヨウ素原子が挙げられる。
【0109】
前記式(a)、(b−1)、(b−2)中、Y1で表されるホウ酸エステル残基としては、下記式で表される基が挙げられる。
【0110】

【0111】
前記式(a−1)中、RTで表される非置換若しくは置換のアルキル基及び非置換若しくは置換のアリール基の定義、例は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。
【0112】
前記式(a−1)で表されるスルホネート基としては、メタンスルホネート基、トリフルオロメタンスルホネート基、フェニルスルホネート基、4−メチルフェニルスルホネート基が挙げられる。
【0113】
前記式(a−4)中、RTで表される非置換若しくは置換のアルキル基及び非置換若しくは置換のアリール基の定義、例は、Ar1、Ar2が有し得る置換基の説明における定義、例と同じである。前記式(a−4)で表される基としては、トリメチルスタナニル基、トリエチルスタナニル基、トリブチルスタナニル基が挙げられる。
【0114】
前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物は、予め合成し単離したものを用いてもよいし、反応系中で調製してそのまま用いてもよい。
【0115】
前記式(a)、(b−1)、(b−2)中、Y1は、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物の合成の簡便さや取り扱いやすさの観点から、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基であることが好ましく、ハロゲン原子、ホウ酸エステル残基であることがより好ましい。
【0116】
で表されるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、要素原子が好ましく、臭素原子、ヨウ素原子がより好ましく、臭素原子が更に好ましい。
【0117】
で表されるホウ酸エステル残基としては、下記式(BE−1)又は(BE−2)で表される基が好ましく、下記式(BE−2)で表される基がより好ましい。
【0118】

【0119】
前記式(a)で表される化合物としては、前記式(a’)で表される化合物(式(a’)中のR1’及びR2’で表される基は、R1及びR2の項で説明し例示した基と同じである。)が好ましい。
【0120】
前記式(a’)中、Arは、単結合であることが好ましい。
【0121】
前記式(a’)で表される化合物としては、下記式で表される化合物が好ましい。
【0122】

【0123】
前記縮合重合の方法としては、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物を、必要に応じて、適切な触媒や適切な塩基を用いて、反応させる方法が挙げられる。
【0124】
前記触媒としては、パラジウム[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[トリス(ジベンジリデンアセトン)]ジパラジウム、パラジウムアセテート等のパラジウム錯体、ニッケル[テトラキス(トリフェニルホスフィン)]、[1,3-ビス(ジフェニルホスフィノ)プロパン]ジクロロニッケル、[ビス(1,4−シクロオクタジエン)]ニッケル等のニッケル錯体等の遷移金属錯体と、必要に応じて、更にトリフェニルホスフィン、トリ(t−ブチルホスフィン)、トリシクロヘキシルホスフィン、ジフェニルホスフィノプロパン、ビピリジル等の配位子とからなる触媒が挙げられる。前記触媒は、予め合成したものを用いてもよいし、反応系中で調製したものをそのまま用いてもよい。これらの触媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0125】
前記触媒を用いる場合には、その使用量は、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物のモル数の合計に対する遷移金属の量として、0.00001〜3モル当量が好ましく、0.00005〜0.5モル当量がより好ましく、0.0001〜0.2モル当量が更に好ましい。
【0126】
前記塩基としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸セシウム、フッ化カリウム、フッ化セシウム、リン酸三カリウム等の無機塩基、フッ化テトラブチルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、臭化テトラブチルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム等の有機塩基が挙げられる。これらの塩基は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0127】
前記塩基を用いる場合には、その使用量は、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物のモル数の合計に対して、0.5〜20モル当量が好ましく、1〜10モル当量がより好ましい。
【0128】
前記縮合重合は、通常、溶媒(特には、有機溶媒)の存在下で行われる。
【0129】
前記有機溶媒は、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物の種類や反応によって異なるが、例えば、トルエン、キシレン、メシチレン、テトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジメトキシエタン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドである。副反応を抑制するために、これらの溶媒に対して、脱酸素処理を行うことが望ましい。これらの有機溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0130】
前記有機溶媒の使用量は、前記式(a)、(b−1)、(b−2)で表される化合物の合計濃度が、通常、0.1〜90重量%、好ましくは1〜50重量%、より好ましくは2〜30重量%となる量である。
【0131】
前記縮合重合の反応温度は、好ましくは−100〜200℃であり、より好ましくは−80〜150℃であり、更に好ましくは0〜120℃である。
【0132】
前記反応時間は、反応温度等の条件によるが、通常、1時間以上であり、好ましくは2〜500時間である。
【0133】
前記縮合重合は、前記式(a)(b−1)、(b−2)中のY1が前記式(a−2)で表される基である場合等、無水条件下で行うことが望ましいときがある。
【0134】
前記縮合重合の方法としては、Suzuki反応により重合する方法(ケミカル レビュー(Chem. Rev.),第95巻,2457頁(1995年))、Grignard反応により重合する方法(共立出版、高分子機能材料シリーズ第2巻、高分子の合成と反応(2)、432〜433頁)、山本重合法により重合する方法(プログレッシブ ポリマー サイエンス(Prog. Polym. Sci.),第17巻,1153〜1205頁,1992年)が挙げられる。
【0135】
前記縮合重合の後処理は、メタノール等の低級アルコールに前記縮合重合で得られた反応溶液を加えて析出させた沈殿を濾過、乾燥する方法等の公知の方法で行うことができる。
【0136】
前記後処理により本発明の高分子化合物が得られるが、該高分子化合物の純度が低い場合には、再結晶、ソックスレー抽出器による連続抽出、カラムクロマトグラフィー等の通常の方法にて精製すればよい。
【0137】
<組成物>
本発明の組成物は、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と、本発明の高分子化合物とを含有するものである。この組成物は、例えば、発光材料や電荷輸送材料として用いることができる。
【0138】
前記正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料の例としては、後述する発光素子が有する有機層が含んでいてもよい正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料が挙げられる。
【0139】
前記正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と本発明の高分子化合物との含有比率は、用途に応じて決めればよいが、発光材料の用途の場合は、組成物全体の重量100重量部に対して、本発明の高分子化合物の重量が、通常、20〜99重量部であり、好ましくは40〜95重量部である。
【0140】
本発明の組成物のポリスチレン換算の数平均分子量は、通常、1×103〜1×108であり、好ましくは1×104〜1×106である。また、本発明の組成物のポリスチレン換算の重量平均分子量は、通常、1×103〜1×108であり、成膜性の観点及び得られる素子の発光効率の観点から、1×104〜5×106であることが好ましい。本発明の組成物の平均分子量とは、該組成物をGPCで分析して求めた値をいう。
【0141】
<溶液>
本発明の組成物は、有機溶媒等の溶媒を含有させることにより、溶液として調製することもできる。なお、この溶液は、インク、インク組成物と呼ばれることがある。
【0142】
本発明の溶液は、本発明の高分子化合物と溶媒とを含有するものである。この溶液は、インクジェットプリント法や印刷法等の塗布による素子作製に有用である。また、本発明の溶媒は、前記高分子化合物及び溶媒以外に、正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、安定剤、増粘剤(粘度を高めるための高分子量の化合物や貧溶媒)、粘度を下げるための低分子量の化合物、界面活性剤(表面張力を下げるためのもの)、酸化防止剤等を含んでいてもよい。
【0143】
本発明の溶液における本発明の高分子化合物の割合は、該溶液100重量部に対して、通常、0.1〜99.9重量部であり、好ましくは0.1〜10重量部であり、より好ましくは0.2〜7重量部であり、更に好ましくは0.5〜2重量部である。
【0144】
本発明の溶液の粘度は、印刷法の種類によって調整すればよいが、インクジェットプリント法等の該溶液が吐出装置を経由するものの場合には、吐出時の目づまりや飛行曲がりを防止するために、25℃において、1〜20mPa・sの範囲であることが好ましい。
【0145】
前記増粘剤として用いられる高分子量の化合物は、本発明の高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光や電荷輸送を阻害しないものであればよく、例えば、高分子量のポリスチレン、高分子量のポリメチルメタクリレートを用いることができる。これらの高分子量の化合物は、ポリスチレン換算の重量平均分子量が50万以上であることが好ましく、100万以上であることがより好ましい。
【0146】
前記増粘剤として貧溶媒を用いることもできる。前記溶液中の固形分に対する貧溶媒を少量添加することで、粘度を高めることができる。この目的で貧溶媒を添加する場合、溶液中の固形分が析出しない範囲で、溶媒の種類と添加量を選択すればよい。保存時の安定性も考慮すると、貧溶媒の量は、溶液全体100重量部に対して、50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることが更に好ましい。
【0147】
前記酸化防止剤は、本発明の溶液の保存安定性を向上させるためのものである。前記酸化防止剤としては、本発明の高分子化合物と同じ溶媒に可溶であり、発光や電荷輸送を阻害しないものであればよく、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が例示される。
【0148】
本発明の溶液の溶媒は、該溶液中の固形成分を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。該溶媒としては、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、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、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ベンゾフェノン、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−ヘ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、シクロヘ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。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。これらの中でも、本発明の高分子化合物等の溶解性、成膜時の均一性、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、s−ブチルベンゼン、n−ヘキシルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1−メチルナフタレン、テトラリン、アニソール、エトキシベンゼン、シクロヘキサン、ビシクロヘキシル、シクロヘキセニルシクロヘキサノン、n−ヘプチルシクロヘキサン、n−ヘキシルシクロヘキサン、デカリン、安息香酸メチル、シクロヘキサノン、2−プロピルシクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、2−オクタノン、2−ノナノン、2−デカノン、ジシクロヘキシルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノンがより好ましい。
【0149】
前記溶媒は、成膜性、素子特性等の観点から、2種以上を組み合わせて用いることが好ましく、2〜3種を組み合わせて用いることがより好ましく、2種を組み合わせて用いることが特に好ましい。
【0150】
本発明の溶液中に2種の溶媒が含まれる場合、そのうちの1種の溶媒は25℃において固体状態のものでもよい。成膜性の観点から、1種の溶媒は沸点が180℃以上の溶媒であることが好ましく、200℃以上の溶媒であることがより好ましい。また、粘度の観点から、2種の溶媒のいずれにも60℃において1重量%以上の高分子化合物が溶解することが好ましく、2種の溶媒のうちの1種の溶媒には、25℃において1重量%以上の高分子化合物が溶解することが好ましい。
【0151】
本発明の溶液中に2種以上の溶媒が含まれる場合、粘度及び成膜性の観点から、沸点が最も高い溶媒が、該溶液中の全溶媒の重量の40〜90重量%であることが好ましく、50〜90重量%であることがより好ましく、65〜85重量%であることが更に好ましい。
【0152】
本発明の溶液に含まれる本発明の高分子化合物は、1種でも2種以上でもよく、素子特性等を損なわない範囲で該高分子化合物以外の高分子量の化合物を含んでいてもよい。
【0153】
本発明の溶液には、水、金属及びその塩を重量基準で1〜1000ppmの範囲で含んでいてもよい。前記金属としては、リチウム、ナトリウム、カルシウム、カリウム、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、亜鉛、クロム、マンガン、コバルト、白金、イリジウム等が挙げられる。また、本発明の溶液には、ケイ素、リン、フッ素、塩素、臭素等を重量基準で1〜1000ppmの範囲で含んでいてもよい。
【0154】
<薄膜>
本発明の薄膜は、本発明の高分子化合物を含有するものであり、例えば、発光性薄膜、導電性薄膜、有機半導体薄膜である。
【0155】
本発明の薄膜は、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、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、インクジェットプリント法、キャピラリーコート法、ノズルコート法により作製することができるが、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、より好ましくは、インクジェット法により作製することができる。
【0156】
本発明の溶液を用いて薄膜を作製する場合、該溶液に含まれる本発明の高分子化合物のガラス転移温度が高いため、100℃以上の温度で加熱することが可能であり、130℃の温度で加熱しても素子特性の低下が小さい。また、該高分子化合物の種類によっては、160℃以上の温度で加熱することもできる。
【0157】
発光性薄膜は、素子の輝度や発光電圧等の観点から、発光の量子収率が30%以上であることが好ましく、50%以上であることがより好ましく、60%以上であることが更に好ましく、70%以上であることが特に好ましい。
【0158】
前記導電性薄膜は、表面抵抗が1KΩ/□以下であることが好ましく、100Ω/□以下であることがより好ましく、10Ω/□以下であることが更に好ましい。該導電性薄膜に、ルイス酸、イオン性化合物等をドープすることにより、電気伝導度を高めることができる。
【0159】
前記有機半導体薄膜は、電子移動度又は正孔移動度の大きい方が、1×10-5cm2/V・s以上であることが好ましく、1×10-3cm2/V・s以上であることがより好ましく、1×10-1cm2/V・s以上であることが更に好ましい。SiO2等の絶縁膜とゲート電極とを形成したSi基板上に該有機半導体薄膜を形成し、Au等でソース電極とドレイン電極を形成することにより、有機トランジスタとすることができる。
【0160】
<発光素子>
次に、本発明の発光素子について説明する。
【0161】
本発明の発光素子は、陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた前記高分子化合物を含有する有機層とを有するものである。
【0162】
前記有機層は、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層及びインターレイヤー層からなる群から選ばれる1種以上の層であることが好ましく、前記有機層が発光層であることがより好ましい。
【0163】
前記発光層は、発光する機能を有する層を意味する。正孔輸送層は、正孔を輸送する機能を有する層を意味する。電子輸送層は、電子を輸送する機能を有する層を意味する。インターレイヤー層は、発光層と陽極との間で発光層に隣接して存在し、発光層と陽極、又は発光層と、正孔注入層若しくは正孔輸送層とを隔離する役割をもつ層のことである。なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層という。また、電子注入層と正孔注入層を総称して電荷注入層という。発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層及びインターレイヤー層は、各々、一層のみからなるものでも二層以上からなるものでもよい。
【0164】
前記有機層が発光層である場合には、該発光層が更に正孔輸送材料、電子輸送材料、発光材料、及び発光素子の輝度半減寿命を長くする添加剤からなる群から選ばれる一種以上を含んでいてもよい。ここで、発光材料とは、蛍光及び/又は燐光を示す材料(但し、本発明の高分子化合物を除く)を意味する。
【0165】
前記有機層が、本発明の高分子化合物と正孔輸送材料とを含有する場合には、本発明の高分子化合物と正孔輸送材料との合計100重量部に対する該正孔輸送材料の割合は、通常、1〜80重量部であり、好ましくは5〜60重量部である。
【0166】
前記有機層が、本発明の高分子化合物と電子輸送材料とを含有する場合には、本発明の高分子化合物と電子輸送材料との合計100重量部に対する該電子輸送材料の割合は、通常、1〜80重量部であり、好ましくは5〜60重量部である。
【0167】
前記有機層が、本発明の高分子化合物と発光材料とを含有する場合には、本発明の高分子化合物と発光材料との合計100重量部に対する該発光材料の割合は、通常、1〜80重量部であり、好ましくは5〜60重量部である。
【0168】
前記有機層が、本発明の高分子化合物と、正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる2種以上とを含有する場合には、それらの合計100重量部に対する発光材料の割合は、通常、1〜50重量部であり、好ましくは5〜40重量部であり、それらの合計100重量部に対する正孔輸送材料及び電子輸送材料の合計割合は、通常、1〜50重量部であり、好ましくは5〜40重量部である。
【0169】
前記正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料は、公知の低分子量の化合物、三重項発光錯体、高分子量の化合物が使用できる。
【0170】
前記高分子量の化合物としては、WO99/13692、WO99/48160、GB2340304A、WO00/53656、WO01/19834、WO00/55927、GB2348316、WO00/46321、WO00/06665、WO99/54943、WO99/54385、US5777070、WO98/06773、WO97/05184、WO00/35987、WO00/53655、WO01/34722、WO99/24526、WO00/22027、WO00/22026、WO98/27136、US573636、WO98/21262、US5741921、WO97/09394、WO96/29356、WO96/10617、EP0707020、WO95/07955、特開平2001−181618、特開平2001−123156、特開平2001−3045、特開平2000−351967、特開平2000−303066、特開平2000−299189、特開平2000−252065、特開平2000−136379、特開平2000−104057、特開平2000−80167、特開平10−324870、特開平10−114891、特開平9−111233、特開平9−45478に記載されているフルオレンジイル基を繰り返し単位とする重合体及び共重合体(以下、「(共)重合体」という。)、アリーレン基を繰り返し単位とする(共)重合体、アリーレンビニレン基を繰り返し単位とする(共)重合体、二価の芳香族アミン基を繰り返し単位とする(共)重合体等が挙げられる。
【0171】
前記低分子量の化合物としては、ナフタレン誘導体、アントラセン及びその誘導体、ペリレン及びその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系等の色素類、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン及びその誘導体、テトラフェニルブタジエン及びその誘導体が挙げられ、具体的には、特開昭57−51781号公報、特開昭59−194393号公報に記載されているものが挙げられる。
【0172】
前記三重項発光錯体としては、イリジウムを中心金属とするIr(ppy)3、Btp2Ir(acac)、アメリカンダイソース社(American Dye Source, Inc)から市販されているADS066GE、白金を中心金属とするPtOEP、ユーロピウムを中心金属とするEu(TTA)3phenが挙げられ、具体的には、Nature, (1998), 395, 151、Appl. Phys. Lett. (1999), 75(1), 4、Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng. (2001), 4105(Organic Light-Emitting Materials and DevicesIV), 119、J. Am. Chem. Soc., (2001), 123, 4304、Appl. Phys. Lett., (1997), 71(18), 2596、Syn. Met., (1998), 94(1), 103、Syn. Met., (1999), 99(2), 1361、Adv. Mater., (1999), 11(10), 852 、Jpn.J.Appl.Phys.,34, 1883 (1995)に記載されている。
【0173】

【0174】
前記添加剤としては、2,2’−ビピリジル、3,3’−ビピリジル、4,4’−ビピリジル等のビピリジル、4−メチル−2,2’−ビピリジル、5−メチル−2,2’−ビピリジル、5,5’−ジメチル−2,2’−ビピリジル等のビピリジル誘導体が挙げられる。
【0175】
前記発光層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよいが、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、より好ましくは5nm〜200nmであり、更に好ましくは50nm〜150nmである。
【0176】
前記発光層の形成方法としては、溶液からの成膜による方法が挙げられる。溶液からの成膜には、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、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、インクジェットプリント法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができるが、パターン形成や多色の塗分けの容易性の観点から、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。
【0177】
本発明の発光素子としては、陰極と発光層との間に電子輸送層を設けた発光素子、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた発光素子、陰極と発光層との間に電子輸送層を設け、かつ、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けた発光素子が挙げられる。
【0178】
このような発光素子の構造としては、以下のa)〜d)の構造が例示される。
a)陽極/発光層/陰極
b)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極
c)陽極/発光層/電子輸送層/陰極
d)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
(ここで、/は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。)
【0179】
また、これら構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接してインターレイヤー層を設けてもよい。このような発光素子の構造としては、以下のa’)〜d’)の構造が例示される。
a’)陽極/インターレイヤー層/発光層/陰極
b’)陽極/正孔輸送層/インターレイヤー層/発光層/陰極
c’)陽極/インターレイヤー層/発光層/電子輸送層/陰極
d’)陽極/正孔輸送層/インターレイヤー層/発光層/電子輸送層/陰極
【0180】
本発明の発光素子が正孔輸送層を有する場合、該正孔輸送層には、通常、前記正孔輸送材料(高分子量の化合物、低分子量の化合物)が含まれる。該正孔輸送材料としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体等や、特開昭63−70257号公報、同63−175860号公報、特開平2−135359号公報、同2−135361号公報、同2−209988号公報、同3−37992号公報、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示される。
【0181】
これらの中でも、高分子量の化合物としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体等が好ましく、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体がより好ましい。
【0182】
これらの中でも、低分子量の化合物としては、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体が例示される。これらの低分子量の化合物は、高分子バインダーに分散させて用いることが好ましい。
【0183】
前記高分子バインダーとしては、電荷輸送を極度に阻害せず、可視光に対する吸収が強くないものが好ましい。該高分子バインダーとしては、ポリ(N−ビニルカルバゾール)、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリ(p−フェニレンビニレン)及びその誘導体、ポリ(2,5−チエニレンビニレン)及びその誘導体、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示される。
【0184】
ポリビニルカルバゾール及びその誘導体は、例えば、ビニルモノマーからカチオン重合又はラジカル重合によって得られる。
【0185】
ポリシラン及びその誘導体としては、ケミカル・レビュー(Chem.Rev.)第89巻、1359頁(1989年)、英国特許GB2300196号公開明細書に記載の化合物等が例示される。合成方法もこれらに記載の方法を用いることができるが、特にキッピング法が好適に用いられる。
【0186】
ポリシロキサン及びその誘導体は、シロキサン骨格構造には正孔輸送性がほとんどないので、側鎖又は主鎖に前記低分子量の正孔輸送材料の構造を有するものが好ましく、正孔輸送性の芳香族アミンを側鎖又は主鎖に有するものがより好ましい。
【0187】
正孔輸送層の成膜の方法としては、低分子量の化合物を用いる場合には、高分子バインダーとの混合溶液からの成膜による方法が例示され、高分子量の化合物を用いる場合には、溶液からの成膜による方法が例示される。
【0188】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。該溶媒としては、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、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサ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−ヘ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、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0189】
溶液からの成膜には、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、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、インクジェットプリント法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
【0190】
正孔輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適切な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該正孔輸送層の膜厚は、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2〜500nmであり、より好ましくは5〜200nmである。
【0191】
本発明の発光素子が電子輸送層を有する場合、該電子輸送層には、通常、前記電子輸送材料(高分子量の化合物、低分子量の化合物)が含まれる。該電子輸送材料としては、公知のものが使用できるが、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体等や、特開昭63−70257号公報、同63−175860号公報、特開平2−135359号公報、同2−135361号公報、同2−209988号公報、同3−37992号公報、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示される。これらの中でも、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、8−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体が好ましく、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウム、ポリキノリンが更に好ましい。
【0192】
電子輸送層の成膜法としては、低分子量の化合物を用いる場合には、粉末からの真空蒸着法、又は溶液若しくは溶融状態からの成膜による方法が例示され、高分子量の化合物を用いる場合には、溶液又は溶融状態からの成膜による方法が例示される。溶液又は溶融状態からの成膜による方法では、前記高分子バインダーを併用してもよい。
【0193】
溶液からの成膜に用いる溶媒は、電子輸送材料及び/又は高分子バインダーを溶解又は均一に分散できるものが好ましい。該溶媒としては、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、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサ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−ヘ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、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0194】
溶液又は溶融状態からの成膜には、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、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、インクジェットプリント法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
【0195】
電子輸送層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適切な値となるように選択すればよいが、ピンホールが発生しないような厚さが必要であり、あまり厚いと、素子の駆動電圧が高くなり好ましくない。従って、該電子輸送層の膜厚は、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2〜500nmであり、より好ましくは5〜200nmである。
【0196】
前記正孔注入層、電子注入層は、電極に隣接して設けた電荷輸送層のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、発光素子の駆動電圧を下げる効果を有するものである。
【0197】
電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して前記電荷注入層又は絶縁層(通常、平均膜厚で0.5〜4.0nmであり、以下、同じである)を設けてもよく、また、界面の密着性向上や混合の防止等のために電荷輸送層や発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
【0198】
積層する層の順番や数及び各層の厚さは、発光効率や素子寿命を勘案して調整すればよい。
【0199】
本発明において、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた発光素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた発光素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた発光素子が挙げられる。このような発光素子の構造としては、以下のe)〜p)の構造が挙げられる。
e)陽極/電荷注入層/発光層/陰極
f)陽極/発光層/電荷注入層/陰極
g)陽極/電荷注入層/発光層/電荷注入層/陰極
h)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/陰極
i)陽極/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
j)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電荷注入層/陰極
k)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/陰極
l)陽極/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
m)陽極/電荷注入層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
n)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
o)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
p)陽極/電荷注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電荷注入層/陰極
【0200】
これらの構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接してインターレイヤー層を設ける構造も例示される。なお、この場合、インターレイヤー層が正孔注入層及び/又は正孔輸送層を兼ねてもよい。
【0201】
電荷注入層としては、導電性高分子を含む層、陽極と正孔輸送層との間に設けられ、陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、陰極と電子輸送層との間に設けられ、陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層等が挙げられる。
【0202】
前記電荷注入層が導電性高分子を含む層の場合、該導電性高分子の電気伝導度は、1×10-5〜1×103S/cmであることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、1×10-5〜1×102S/cmがより好ましく、1×10-5〜1×101S/cmが更に好ましい。
【0203】
前記電荷注入層が導電性高分子を含む層の場合、該導電性高分子の電気伝導度は、1×10-5〜1×103S/cmであることが好ましく、発光画素間のリーク電流を小さくするためには、1×10-5〜1×102S/cmがより好ましく、1×10-5〜1×101S/cmが更に好ましい。通常、該導電性高分子の電気伝導度をかかる範囲とするために、該導電性高分子に適量のイオンをドープする。
【0204】
ドープするイオンの種類は、正孔注入層であればアニオン、電子注入層であればカチオンである。アニオンとしては、ポリスチレンスルホン酸イオン、アルキルベンゼンスルホン酸イオン、樟脳スルホン酸イオン等が例示され、カチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオン等が例示される。
【0205】
電荷注入層に用いる材料としては、電極や隣接する層の材料との関係で適宜選択すればよく、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子、金属フタロシアニン(銅フタロシアニン等)、カーボンが例示される。
【0206】
前記絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。前記絶縁層を設けた発光素子としては、陰極に隣接して絶縁層を設けた発光素子、陽極に隣接して絶縁層を設けた発光素子が挙げられる。
【0207】
このような発光素子の構造としては、以下のq)〜ab)の構造が挙げられる。
q)陽極/絶縁層/発光層/陰極
r)陽極/発光層/絶縁層/陰極
s)陽極/絶縁層/発光層/絶縁層/陰極
t)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/陰極
u)陽極/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
v)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/絶縁層/陰極
w)陽極/絶縁層/発光層/電子輸送層/陰極
x)陽極/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
y)陽極/絶縁層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
z)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極
aa)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
ab)陽極/絶縁層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/絶縁層/陰極
これらの構造の各々について、発光層と陽極との間に、発光層に隣接してインターレイヤー層を設ける構造も例示される。なお、この場合、インターレイヤー層が正孔注入層及び/又は正孔輸送層を兼ねてもよい。
【0208】
前記の構造a)〜ab)にインターレイヤー層を適用する構造について、インターレイヤー層としては、陽極と発光層との間に設けられ、陽極又は正孔注入層若しくは正孔輸送層と、発光層を構成する高分子化合物との中間のイオン化ポテンシャルを有する材料で構成されることが好ましい。
【0209】
インターレイヤー層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の芳香族アミンを含むポリマーが例示される。
【0210】
インターレイヤー層の成膜方法としては、高分子量の材料を用いる場合には、溶液からの成膜による方法が挙げられる。
【0211】
溶液からの成膜に用いる溶媒としては、インターレイヤー層に用いる材料を溶解又は均一に分散できるものが好ましい。該溶媒としては、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、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−へプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサ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−ヘ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、シクロヘキサノール等のアルコール系溶媒、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド系溶媒、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド系溶媒が例示される。これらの溶媒は、一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。
【0212】
溶液からの成膜には、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、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、インクジェットプリント法、キャピラリーコート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。
【0213】
インターレイヤー層の膜厚は、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよく、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2〜500nmであり、より好ましくは5〜200nmである。
【0214】
インターレイヤー層を発光層に隣接して設ける場合、特に両方の層を塗布法により形成する場合には、2層の材料が混合して素子の特性等に対して好ましくない影響を与えることがある。インターレイヤー層を塗布法で形成した後、発光層を塗布法で形成する場合、2層の材料の混合を少なくする方法としては、インターレイヤー層を塗布法で形成し、該インターレイヤー層を加熱して発光層作製に用いる有機溶媒に対して不溶化した後、発光層を形成する方法が挙げられる。前記加熱の温度は、通常、150〜300℃である。前記加熱の時間は、通常、1分〜1時間である。この場合、加熱により溶媒不溶化しなかった成分を除くため、加熱後、発光層を形成する前に、該インターレイヤー層を発光層形成に用いる溶媒でリンスすればよい。加熱による溶媒不溶化が十分に行われた場合は、該リンスが省略できる。加熱による溶媒不溶化が十分に行われるためには、インターレイヤー層に用いる高分子量の化合物として分子内に重合可能な基を含むものを用いることが好ましい。更に、前記重合可能な基の数が、分子内の構成単位の数に対して5%以上であることが好ましい。
【0215】
本発明の発光素子を形成する基板は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に変化しないものであればよく、ガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン等の材料からなるものが例示される。不透明な基板の場合には、反対の電極が透明又は半透明であることが好ましい。
【0216】
本発明の発光素子が有する陽極及び陰極の少なくとも一方は、通常、透明又は半透明であるが、陽極側が透明又は半透明であることが好ましい。
【0217】
前記陽極の材料としては、導電性の金属酸化物膜、半透明の金属薄膜等が挙げられ、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド(ITO)、インジウム・亜鉛・オキサイド等からなる導電性化合物を用いて作製された膜(NESA等)、金、白金、銀、銅等が用いられ、ITO、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。該陽極として、ポリアニリン及びその誘導体、ポリチオフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。陽極を2層以上の積層構造としてもよい。
【0218】
陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、例えば、10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、より好ましくは50〜500nmである。
【0219】
陽極上に、電荷注入を容易にするために、フタロシアニン誘導体、導電性高分子、カーボン等からなる層;金属酸化物、金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる絶縁層を設けてもよい。
【0220】
前記陰極の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましく、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウム等の金属、又はそれらのうち2種以上の合金、又はそれらのうち1種以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち1種以上との合金、並びにグラファイト及びグラファイト層間化合物等が用いられる。合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金等が挙げられる。陰極を2層以上の積層構造としてもよい。
【0221】
陰極の膜厚は、電気伝導度や耐久性を考慮して、適宜調整すればよく、通常、10nm〜10μmであり、好ましくは20nm〜1μmであり、より好ましくは50〜500nmである。
【0222】
陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、又は金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が用いられる。また、陰極と有機層(即ち、本発明の高分子化合物を含むいずれかの層)との間に、導電性高分子からなる層、又は金属酸化物、金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚2nm以下の層を設けてもよく、陰極作製後、発光素子を保護する保護層を装着していてもよい。発光素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層及び/又は保護カバーを装着することが好ましい。
【0223】
該保護層としては、高分子量の化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物等を用いることができる。該保護カバーとしては、金属板、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板等を用いることができ、該保護カバーを熱硬化樹脂や光硬化樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子の損傷を防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性ガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、更に酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより、製造工程で吸着した水分又は硬化樹脂を通り抜けて浸入する微量の水分が素子に損傷を与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、1種以上の方策を採ることが好ましい。
【0224】
本発明の発光素子は、面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライト等として用いることができる。
【0225】
本発明の発光素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部にしたい層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極若しくは陰極、又は両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にON/OFFできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号等を表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる高分子蛍光体を塗り分ける方法や、カラーフィルター又は蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、TFT等と組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダー等の表示装置として用いることができる。
【0226】
更に、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源、或いは面状の照明用光源として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【実施例】
【0227】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。
【0228】
実施例において、ポリスチレン換算の数平均分子量及び重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、島津製作所製、商品名:LC−10Avp)により求めた。測定する高分子化合物は、約0.5重量%の濃度になるようテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに30μL注入した。GPCの移動相にはテトラヒドロフランを用い、0.6mL/分の流速で流した。カラムは、TSKgel SuperHM−H(東ソー製)2本とTSKgel SuperH2000(東ソー製)1本を直列に繋げた。検出器には示差屈折率検出器(島津製作所製、商品名:RID−10A)を用いた。
【0229】
<実施例1>
(化合物1の合成)
不活性雰囲気下、三口フラスコにカルバゾール(30.01g、0.179mol)、塩化亜鉛(ZnCl2、73.61g、0.540mol)、及びニトロメタン(500g)を加えた。次いで、そこに、塩化t−ブチル(50.11g、0.541mol)を20〜22℃にて70分かけて滴下し、同温度で6時間攪拌を行った。次いで、水(200mL)を加え攪拌した後、減圧下でニトロメタンを留去した。次いで、クロロホルム(500mL)を加え攪拌し、静置し分液した後の水層を除去した。次いで、水(300mL)を加え攪拌し、静置し分液した後の水層を除去する操作を2回実施し、得られた油層を減圧下で濃縮操作を行い、茶色の固体を得た。該茶色固体をクロロホルムで再結晶を行った後、ヘキサンで再結晶を行うことにより、下記式:

で表される化合物1を20.9g(収率42%、HPLC面積百分率値98.8%)得た。
1H−NMR(299.4 MHz,CDCl3):1.45(s,18H)、7.30(d,2H)、7.45(d,2H)、7.77(s,1H)、8.07(s,2H)
【0230】
(化合物3の合成)
不活性雰囲気下、三口フラスコに化合物1(10.15g、35.3mmol)、テトラヒドロフラン(189mL)を加えて調製した溶液に、n−ブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液、23.8mL)を0〜5℃にて30分かけて滴下し、更に同温度にて25分間攪拌して混合物Aを調製した。
次いで、下記式:

で表される2,4−ビス(4−ブロモフェニル)−6−クロロ−[1,3,5、]トリアジン(化合物2、15.00g、35.3mmol)とテトラヒドロフラン(150mL)からなる混合物に、前記混合物Aを0〜5℃で50分かけて滴下し、25℃にて3時間攪拌した。次いで、25℃にて水(14g)を加えて20分間攪拌し、減圧下テトラヒドロフランを留去した。次いで、クロロホルム(590mL)及び水(590mL)を加え攪拌した後、静置して分液した水層を除去する操作を2回実施し、得られた油層を減圧下で濃縮操作を行い、淡褐色の固体を得た。該固体をメタノールで再結晶を3回実施し、次いでテトラヒドロフランとメタノールにて再結晶を2回実施したところ、下記式:

で表される化合物3を14.38g(収率61%、HPLC面積百分率値99.8%)得た。
LC−MS(APCI−MS(posi)) : 669 [M+H]+
1H−NMR(299.4MHz,CDCl3):1.52(s,18H)、7.55(m,6H)、7.99(s,2H)、8.33(d,4H)、8.85(d,2H)
【0231】
<実施例2>
(化合物8の合成)
1L三口フラスコに、2−メチル−2−ヘキサノール(69.49g、598.1mmol)、カルバゾール(50.00g、299.0mmol)及びトリフルオロ酢酸(300mL)を加え、90℃にて21.5時間攪拌した。反応液を約25℃まで冷却し、そこに、ジエチルエーテル(300mL)及び3Mの水酸化ナトリウム水溶液(1.3L)を加え攪拌した。次いで、そこに、ジエチルエーテル(300mL)及び水(600mL)を加え攪拌し、静置して分液した水層を除去した。得られた油層に、水(600mL)を加え攪拌し、静置して分液した水層を除去し、得られた油層を減圧下で濃縮操作を行い、褐色液体を得た。該液体に対して、ヘキサンを展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことにより、下記式:

で表される化合物8を13.05g(収率7%)を得た。
LC−MS(APCI−MS(posi)) : 364 [M+H]+
【0232】
(化合物9の合成)
不活性雰囲気下、三口フラスコに化合物8(3.82g、10.5mmol)、及び、テトラヒドロフラン(59mL)を加えて調製した溶液に、n−ブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液、10mL)を0〜5℃にて10分かけて滴下し、更に同温度にて10分間攪拌して混合物Bを調製した。
次いで、化合物2(4.69g、11.0mmol)とテトラヒドロフラン(47mL)とからなる混合物に、前記混合物Bを0〜5℃で25分かけて滴下し、25℃にて3時間攪拌した。次いで、25℃にて水(6g)を加えて1時間攪拌し、トルエン(175mL)及び水(100mL)を加え攪拌し、静置して分液した水層を除去した。得られた油層を減圧下で濃縮操作を行い、淡黄色固体を得た。該固体に対して、トルエンとヘキサンを展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行い、淡黄色固体を得た。該固体をトルエンで再結晶を行い、更にトルエンとメタノールで再結晶を行うことにより、下記式:

で表される化合物9を1.7g(収率20.5%)を得た。
LC−MS(APCI−MS(posi)) : 751 [M+H]+
1H−NMR(299.4MHz,CDCl3):9.11(s,2H)、8.66(d,4H)、7.94 (d,2H)、7.71 (d,4H),7.42(d,2H),1.78‐7.73(m,4H)、1.49(s,12H)、1.28−1.16 (m,4H)、1.14−1.04(m,4H),0.79 (d,6H)
【0233】
<実施例3>
(化合物10の合成)
不活性雰囲気下、3,6−ジブロモカルバゾール(7.96g、18.7mmol)、2−(4−ヘキシルフェニル)−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(18.67g、47.6mmol)、テトラキス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(1.08g、0.9mmol)、1,4−ジオキサン(96mL)、炭酸カリウム(8.53g、61.7mmol)及び水(37g)を105℃にて6時間攪拌した。反応液を25℃に冷却した後、そこに、ジエチルエーテル250mLを加え攪拌し、静置して分液した水層を除去した。得られた油層に水(450mL)を加えて攪拌し、静置して分液した水層を除去する操作を3回繰り返し、得られた油層を減圧下で濃縮することにより、褐色固体を得た。該固体に対して、ヘキサン及びトルエンを展開溶媒としてシリカゲルカラムクロマトグラフィーを行うことにより、下記式:

で表される化合物10(5.28g、収率43%)を得た。
LC−MS(APCI−MS(posi)) : 488 [M+H]+
【0234】
(化合物11の合成)
不活性雰囲気下、三口フラスコに化合物10(4.76g、9.8mmol)、及び、テトラヒドロフラン(49mL)を加えて調製した溶液に、n−ブチルリチウム(1.66Mヘキサン溶液、7.36mL)を0〜5℃にて17分かけて滴下し、更に同温度にて15分間攪拌して混合物Cを調製した。
次いで、化合物2(3.84g、9.0mmol)とテトラヒドロフラン(78mL)とからなる混合物に、前記混合物Cを0〜5℃で1時間かけて滴下し、25℃にて1時間攪拌した。次いで、そこに、25℃にて水(5g)を加えて1時間攪拌し、クロロホルム及び水を加え攪拌し、静置して分液した水層を除去した。得られた油層を減圧下で濃縮することにより、淡黄色固体を得た。該固体を、テトラヒドロフラン及びメタノールにて再結晶を2回行い、トルエン及びヘキサンにて再結晶を1回行うことにより、下記式:

で表される化合物11(1.60g、収率20%)を得た。
LC−MS(APCI−MS(posi)) : 875 [M+H]+
【0235】
<実施例4>
(化合物12の合成)
不活性雰囲気下、3,5−ジヘキシル−ブロモベンゼン(38.00g、116.8mmol)及びテトラヒドロフラン(441g)からなる溶液に、n−ブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液、87.6mL)を、−76〜−75℃にて1時間かけて滴下し、更に同温度にて1時間攪拌した。次いで、そこに、2−イソプロポキシ−4,4,5,5−テトラメチル−1,3,2−ジオキサボロラン(26.08g、140.2mmol)を−73〜−75℃にて1時間かけて加えて、同温度にて1時間攪拌した。次いで、そこに、25℃にて、飽和塩化アンモニウム水溶液(380g)を加え攪拌し、減圧下で濃縮操作を行い溶媒を除去した。次いで、得られた混合物に、ヘキサンを加えて攪拌し、静置して分液した水層を除去した。得られた油層に無水炭酸ナトリウムを加え攪拌し、得られた混合物を、シリカゲルを敷き詰めた濾過器、活性炭を敷き詰めた濾過器、セライトを敷き詰めた濾過器の順番に通液させ、得られた溶液を減圧下で濃縮操作を行うことにより、下記式:

で表される化合物12(44.10g)を得た。
【0236】
(化合物13の合成)
不活性雰囲気下、3,6−ジブロモカルバゾール(13.30g、40.9mmol)、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム(2.36g、2.1mmol)、化合物12(39.62g、106.4mmol)、1,4−ジオキサン(157.2g)、炭酸カリウム(18.66g、135.1mmol)及び水(62g)を105℃にて13時間攪拌した。そこに、25℃にて、ジエチルエーテルを加え攪拌し、静置して得られた水層を除去した。得られた油層に水を加え攪拌し、静置して分液した水層を除去した。次いで、得られた油層に、炭酸ナトリウムを加え攪拌し、シリカゲルを敷き詰めた濾過器を通液させた。得られた溶液を減圧下で濃縮することにより、固体を得た。該固体をエタノールにて再結晶することにより、下記式:

で表される化合物13(12.07g、収率45%)を得た。
【0237】
(化合物14の合成)
不活性雰囲気下、三口フラスコに化合物13(9.69g、14.8mmol)、テトラヒドロフラン(68mL)を加えて調製した溶液に、n−ブチルリチウム(1.6Mヘキサン溶液、9.4mL)を0〜5℃にて30分かけて滴下し、更に同温度にて1時間攪拌して混合物Dを調製した。
次いで、化合物2(6.10g、14.3mmol)とテトラヒドロフラン(54mL)からなる混合物に、前記混合物Dを0〜5℃にて1時間かけて滴下し、25℃にて攪拌した。次いで、そこに、25℃にて水(5.4g)を加え、得られた溶液を減圧下で濃縮し、溶媒を除去した。次いで、そこに、クロロホルム及び水を加え攪拌し、静置して得られた水層を除去し、得られた油層を減圧下で濃縮し、溶媒を除去し、固体を得た。該固体を、テトラヒドロフラン及びメタノールにて再結晶を行うことにより、下記式:

で表される化合物14(5.13g、収率34%)を得た。
【0238】
<比較例1>(高分子化合物1の合成)
不活性雰囲気下、下記式:

で表される化合物4(1.47g、3.0mmol)、下記式:

で表される化合物5(1.65g、3.0mmol)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.3mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)、及びトルエン(30ml)を混合し、105℃にて2時間攪拌した。反応後、フェニルホウ酸(366mg)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.3mg)を加え、更に105℃にて14時間攪拌した。次いで、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え80℃で2時間撹拌した。冷却後、水(39ml)で2回、3%酢酸水溶液(39ml)で2回、水(39ml)で2回洗浄し、得られた溶液をメタノール(465mL)に滴下、ろ取することで沈殿物を得た。該沈殿物をトルエン(93mL)に溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(465ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し乾燥させた。得られた高分子化合物1の収量は1.5gであった。
【0239】
高分子化合物1のポリスチレン換算の数平均分子量は、5.1×104であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.1×105であった。
また、高分子化合物1は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:50のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0240】
<実施例5>(高分子化合物2の合成)
不活性雰囲気下、前記化合物4(1.53g、3.1mmol)、前記化合物5(1.38g、2.5mmol)、前記化合物3(0.41g、0.6mmol)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.5mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)、及びトルエン(41ml)を混合し、105℃にて2時間攪拌した。反応後、そこに、フェニルホウ酸(38mg)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.4mg)を加え、更に105℃にて14時間攪拌した。次いで、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、水(40ml)で2回、3重量%酢酸水溶液(40ml)で2回、水(40ml)で2回洗浄した。得られた溶液をメタノール(472mL)に滴下、ろ取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエン(94mL)に溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(472ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させた。得られた高分子化合物2の収量は1.8gであった。
【0241】
高分子化合物2のポリスチレン換算数平均分子量は2.2×105であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は7.7×105であった。
また、高分子化合物2は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:40:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0242】
<実施例6>(高分子化合物4の合成)
不活性雰囲気下、前記化合物4(1.4786g、2.97mmol)、前記化合物5(1.3163g、2.40mmol)、前記化合物9(0.4516g、0.60mmol)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.3mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)、及びトルエン(41ml)を混合し、105℃にて2.5時間攪拌した。反応後、そこに、フェニルホウ酸(36mg)、酢酸パラジウム(1.0mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.4mg)を加え、更に105℃にて18時間攪拌した。次いで、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、水(40ml)で2回、3重量%酢酸水溶液(40ml)で2回、水(40ml)で2回洗浄した。得られた溶液をメタノール(466mL)に滴下、ろ取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエン(94mL)に溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(700ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させた。得られた高分子化合物4の収量は1.5gであった。
【0243】
高分子化合物4のポリスチレン換算数平均分子量は1.2×105であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は4.0×105であった。
また、高分子化合物4は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:40:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0244】
<合成例1>(高分子化合物3の合成)
不活性雰囲気下、下記式:

で表される化合物6(5.20g)、下記式:

で表される化合物7(5.42g)、酢酸パラジウム(2.2mg)、トリス(2−メチルフェニル)ホスフィン(15.1mg)、トリオクチルメチルアンモニウムクロライド(商品名:Aliquat336(アルドリッチ製)、0.91g)及びトルエン(70ml)を混合し、105℃に加熱した。得られた溶液に2M炭酸ナトリウム水溶液(19ml)を滴下し、4時間還流させた。反応後、そこに、フェニルホウ酸(121mg)を加え、更に3時間還流させた。次いで、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、得られた反応液を、水(60ml)で3回、3重量%酢酸水溶液(60ml)で4回、水(60ml)で3回洗浄し、得られたトルエン溶液を、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(3L)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させた。この沈殿物(以下、「高分子化合物3」という)の収量は5.25gであった。
【0245】
高分子化合物3のポリスチレン換算の数平均分子量は1.2×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.6×105であった。
また、高分子化合物3は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:50のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0246】
<比較例2>(溶液S1の調製)
高分子化合物1とイリジウム錯体(American Dye Source, Inc社製、商品名:ADS066GE)(以下、「ADS066GE」と言う。)とを、重量比が95:5となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物1とADS066GEの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.6重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S1」と言う。)。
【0247】
<実施例7>(溶液S2の調製)
高分子化合物2とADS066GEとを、重量比が95:5となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物2とADS066GEの合計の重量が溶液全体の重量に対して0.9重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S2」と言う。)。
【0248】
<実施例8>(溶液S4の調製)
高分子化合物4とADS066GEとを、重量比が95:5となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物4とADS066GEの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.4重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S4」と言う。)。
【0249】
<比較例3>(発光素子1の作製)
まず、高分子化合物3をキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物3の濃度は、溶液全体の重量に対して0.7重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S3」と言う。)。 次に、スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S1を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子1を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物1とADS066GEとの混合物/Ba/Alであった。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子1に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は3.0cd/Aであり、そのときの電圧は18.0Vであり、外部量子収率は0.94%であった。初期輝度1000cd/m2での輝度半減寿命は0.3時間であった。
【0250】
<実施例9>(発光素子2の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S2を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子2を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物2とADS066GEとの混合物/Ba/Alとなる。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子2に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は4.7cd/Aであり、そのときの電圧は9.5Vであり、外部量子収率は1.48%であった。初期輝度1000cd/m2での輝度半減寿命は1.2時間であった。
【0251】
<実施例10>(発光素子3の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S4を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子3を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物4とADS066GEとの混合物/Ba/Alとなる。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子3に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は4.4cd/Aであり、そのときの電圧は9.4Vであり、外部量子収率は1.42%であった。初期輝度1000cd/m2での輝度半減寿命は1.1時間であった。
【0252】
<比較例4>(溶液S5の調製)
高分子化合物1と下記式:

で表されるイリジウム錯体(以下、「イリジウム錯体A」と言う)の重量比が70:30となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物1とイリジウム錯体Aの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.1重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S5」と言う。)。
【0253】
<実施例11>(溶液S6の調製)
高分子化合物4とイリジウム錯体Aとを、重量比が70:30となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物4とイリジウム錯体Aの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.6重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S6」と言う。)。
【0254】
<比較例5>(発光素子4の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S5を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子4を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物1とイリジウム錯体Aとの混合物/Ba/Alであった。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子4に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は40.3cd/Aであり、そのときの電圧は8.8Vであり、外部量子収率は11.20%であった。初期輝度4000cd/m2での輝度半減寿命は5.1時間であった。
【0255】
<実施例12>(発光素子5の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S6を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子5を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物4とイリジウム錯体Aとの混合物/Ba/Alとなる。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子5に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は38.5cd/Aであり、そのときの電圧は6.5Vであり、外部量子収率は10.7%であった。初期輝度4000cd/m2での輝度半減寿命は27.0時間であった。
【0256】
<比較例6>(高分子化合物5の合成)
不活性雰囲気下、前記化合物4(1.4771g、2.96mmol)、前記化合物5(1.3163g、2.40mmol)、前記化合物7(0.2761g、0.60mmol)、酢酸パラジウム(1.1mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.3mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)、及びトルエン(41ml)を混合し、105℃にて3.5時間攪拌した。反応後、そこに、フェニルホウ酸(37mg)、酢酸パラジウム(1.1mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.4mg)を加え、更に105℃にて15時間攪拌した。次いで、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、水(40ml)で2回、3重量%酢酸水溶液(40ml)で2回、水(40ml)で2回洗浄した。得られた溶液をメタノール(500mL)に滴下、ろ取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエン(100mL)に溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(500ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させた。得られた高分子化合物5の収量は1.6gであった。高分子化合物5のポリスチレン換算数平均分子量は1.0×105であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は3.2×105であった。
【0257】
また、高分子化合物5は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:40:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0258】
<実施例13>(高分子化合物6の合成)
不活性雰囲気下、前記化合物4(1.4771g、2.96mmol)、前記化合物5(0.9871g、1.80mmol)、前記化合物3(0.4010g、0.60mmol)、前記化合物7(0.2756g、0.60mmol)、酢酸パラジウム(1.1mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.3mg)、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(10mL)、及びトルエン(41ml)を混合し、105℃にて2.5時間攪拌した。反応後、そこに、フェニルホウ酸(36mg)、酢酸パラジウム(1.1mg)、トリス(2−メトキシフェニル)ホスフィン(6.4mg)を加え、更に105℃にて15時間攪拌した。次いで、そこに、ジエチルジチアカルバミン酸ナトリウム水溶液を加え、80℃で2時間撹拌した。冷却後、水(40ml)で2回、3重量%酢酸水溶液(40ml)で2回、水(40ml)で2回洗浄した。得られた溶液をメタノール(500mL)に滴下、ろ取することで沈殿物を得た。この沈殿物をトルエン(100mL)に溶解させ、アルミナカラム、シリカゲルカラムを通すことにより精製した。得られたトルエン溶液をメタノール(500ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物をろ取し、乾燥させた。得られた高分子化合物6の収量は1.6gであった。高分子化合物6のポリスチレン換算数平均分子量は5.9×104であり、ポリスチレン換算重量平均分子量は1.6×105であった。
【0259】
また、高分子化合物6は、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位と、下記式:

で表される繰り返し単位とが、50:30:10:10のモル比で構成されてなる共重合体である。
【0260】
<比較例7>(溶液S7の調製)
高分子化合物5とADS066GEとを、重量比が95:5となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物5とADS066GEの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.5重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S7」と言う。)。
【0261】
<実施例14>(溶液S8の調製)
高分子化合物6とADS066GEとを、重量比が95:5となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物6とADS066GEの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.8重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S8」と言う。)。
【0262】
<比較例8>(発光素子6の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S7を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子6を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物5とADS066GEとの混合物/Ba/Alであった。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子6に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は21.7cd/Aであり、そのときの電圧は13.8Vであり、外部量子収率は6.68%であった。初期輝度1000cd/m2での輝度半減寿命は0.7時間であった。
【0263】
<実施例15>(発光素子7の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S8を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子7を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物6とADS066GEとの混合物/Ba/Alとなる。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子7に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は9.7cd/Aであり、そのときの電圧は7.5Vであり、外部量子収率は3.06%であった。初期輝度1000cd/m2での輝度半減寿命は50.7時間であった。
【0264】
<比較例9>(溶液S9の調製)
高分子化合物5とイリジウム錯体Aとを、重量比が70:30となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物5とイリジウム錯体Aの合計の重量が溶液全体の重量に対して1.7重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S9」と言う。)。
【0265】
<実施例16>(溶液S10の調製)
高分子化合物6とイリジウム錯体Aとを、重量比が70:30となるようにキシレン(関東化学社製、電子工業用グレード)に溶解させた。このとき、高分子化合物6とイリジウム錯体Aの合計の重量が溶液全体の重量に対して2.0重量%となるように調製した(以下、該溶液を「溶液S10」と言う。)。
【0266】
<比較例10>(発光素子8の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S9を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子8を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物5とイリジウム錯体Aとの混合物/Ba/Alであった。なお、真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子8に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は40.3cd/Aであり、そのときの電圧は8.6Vであり、外部量子収率は11.22%であった。初期輝度4000cd/m2での輝度半減寿命は16.6時間であった。
【0267】
<実施例17>(発光素子9の作製)
スパッタ法により150nmの厚みでITO膜を付けたガラス基板に、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリスチレンスルホン酸の溶液(バイエル社製、商品名:BaytronP AI4083)を用いてスピンコートにより65nmの厚みで成膜し、ホットプレート上で200℃で10分間乾燥させた。次いで、溶液S3を用いてスピンコートにより約20nmの厚みで成膜し、窒素ガス雰囲気下、ホットプレート上で180℃で60分間乾燥させた。次に、溶液S10を用いてスピンコートにより約80nmの厚みで成膜し、これを窒素ガス雰囲気下、130℃で10分間乾燥させた後、陰極として、バリウムを約5nmの膜厚で蒸着し、最後にアルミニウムを約80nmの膜厚で蒸着して、発光素子9を作製した。素子構成は、ITO/BaytronP/高分子化合物3/高分子化合物6とイリジウム錯体Aとの混合物/Ba/Alとなる。なお真空度が、1×10-4Pa以下に到達した後、金属の蒸着を開始した。
発光素子9に電圧を印加したところ、緑色発光のエレクトロルミネッセンス(EL)が観測された。輝度が1000cd/m2での効率は41.6cd/Aであり、そのときの電圧は6.5Vであり、外部量子収率は11.62%であった。初期輝度4000cd/m2での輝度半減寿命は50.6時間であった。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物。

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)
【請求項2】
前記式(1)で表される繰り返し単位が、下記式(4)で表される繰り返し単位である請求項1に記載の高分子化合物。

(式中、Ar1、Ar2、R1、R2、b及びcは、前記と同じ意味を有する。)
【請求項3】
前記式(4)で表される繰り返し単位が、下記式(5)で表される繰り返し単位である請求項2に記載の高分子化合物。

(式中、R1、R2、b及びcは、前記と同じ意味を有する。)
【請求項4】
さらに、下記式(2)で表される繰り返し単位及び下記式(3)で表される繰り返し単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の繰り返し単位を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の高分子化合物。

−(Ar4)− (2)

(式中、Ar4は非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表す。)

(式中、Ar5、Ar6及びAr7はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基、非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基、又は2個の芳香環が単結合で連結した非置換若しくは置換の2価の基を表す。R3及びR4はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。dは0又は1を表す。)
【請求項5】
前記式(2)中、Ar4が、非置換若しくは置換のフェニレン基、非置換若しくは置換のナフタレンジイル基、非置換若しくは置換のアントラセンジイル基、非置換若しくは置換のフェナントレンジイル基、非置換若しくは置換のナフタセンジイル基、非置換若しくは置換のフルオレンジイル基、非置換若しくは置換のピレンジイル基、非置換若しくは置換のペリレンジイル基、非置換若しくは置換のピリジンジイル基、非置換若しくは置換のチオフェンジイル基、非置換若しくは置換のフランジイル基、非置換若しくは置換のキノリンジイル基、非置換若しくは置換のイソキノリンジイル基、非置換若しくは置換のキノキサリンジイル基、非置換若しくは置換のベンゾ[1,2,5]チアジアゾールジイル基、非置換若しくは置換のベンゾチアゾールジイル基、非置換若しくは置換のカルバゾールジイル基、非置換若しくは置換のフェノキサジンジイル基、非置換若しくは置換のフェノチアジンジイル基、又は非置換若しくは置換のジベンゾシロールジイル基である請求項4に記載の高分子化合物。
【請求項6】
前記式(2)中、Ar4が、下記式(6)、(7)、(8)、(9)又は(10)で表される基である請求項5に記載の高分子化合物。

(式中、R5は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。eは0〜4の整数を表す。R5が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)

(式中、R6は、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。fは0〜4の整数を表す。R6が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。)

(式中、R7及びR8はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)

(式中、R9及びR10はそれぞれ独立に、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)

(式中、R11は、水素原子、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基、又は非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。)
【請求項7】
前記式(3)中、Ar5、Ar6及びAr7がそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基である請求項4〜6のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【請求項8】
全繰り返し単位の合計モル数に対する、前記式(1)で表される繰り返し単位、前記式(2)で表される繰り返し単位及び前記式(3)で表される繰り返し単位の合計モル数が90〜100%である請求項4〜7のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【請求項9】
正孔輸送材料、電子輸送材料及び発光材料からなる群から選ばれる少なくとも1種の材料と、請求項1〜8のいずれか一項に記載の高分子化合物とを含有する組成物。
【請求項10】
請求項1〜8のいずれか一項に記載の高分子化合物と溶媒とを含有する溶液。
【請求項11】
請求項1〜8のいずれか一項に記載の高分子化合物を含有する薄膜。
【請求項12】
陽極及び陰極からなる電極と、該電極間に設けられた請求項1〜8のいずれか一項に記載の高分子化合物を含有する有機層とを有する発光素子。
【請求項13】
下記式(a)で表される化合物を縮合重合することを含む、下記式(1)で表される繰り返し単位を有する高分子化合物の製造方法。

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1及びR2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、ハロゲン原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Y1は、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基、下記式(a−1)で表される基、下記式(a−2)で表される基、下記式(a−3)で表される基、又は下記式(a−4)で表される基を表す。複数存在するY1は、同一であっても異なっていてもよい。)

(式中、RTは、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を表す。)

(式中、XAは、ハロゲン原子を表す。)

(式中、XAは、前記と同じ意味を表す。)

(式中、RTは、前記と同じ意味を表す。複数あるRTは互いに同一であっても異なっていてもよい。)

(式中、Ar1、Ar2、Ar3、R1、R2、a、b及びcは、それぞれ前記と同じ意味を表す。)
【請求項14】
下記式(a’)で表される化合物。

(式中、Ar1及びAr2はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基又は非置換若しくは置換の2価の芳香族複素環基を表し、Ar3は単結合、非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族炭化水素基又は非置換若しくは置換の(a+1)価の芳香族複素環基を表す。R1’及びR2’はそれぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアルコキシ基、非置換若しくは置換のアリール基、非置換若しくは置換のアリールオキシ基、非置換若しくは置換の1価の複素環基、非置換若しくは置換のアミノ基、非置換若しくは置換のシリル基、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、非置換若しくは置換のカルボキシル基、又はシアノ基を表す。aは1以上の整数を表すが、Ar3が単結合である場合には、aは1である。b及びcはそれぞれ独立に0〜4の整数を表す。R1が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。R2が複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。bが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。cが複数存在する場合には、それらは同一であっても異なっていてもよい。Y1は、ハロゲン原子、メトキシ基、ホウ酸エステル残基、ホウ酸残基、下記式(a−1)で表される基、下記式(a−2)で表される基、下記式(a−3)で表される基、又は下記式(a−4)で表される基を表す。複数存在するY1は、同一であっても異なっていてもよい。)

(式中、RTは、非置換若しくは置換のアルキル基、又は非置換若しくは置換のアリール基を表す。)

(式中、XAは、ハロゲン原子を表す。)

(式中、XAは、前記と同じ意味を表す。)

(式中、RTは、前記と同じ意味を表す。複数あるRTは互いに同一であっても異なっていてもよい。)

【公開番号】特開2010−196040(P2010−196040A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−9909(P2010−9909)
【出願日】平成22年1月20日(2010.1.20)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】