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JP6305024B2 - 高分子発光素子 - Google Patents

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JP6305024B2 JP2013236950A JP2013236950A JP6305024B2 JP 6305024 B2 JP6305024 B2 JP 6305024B2 JP 2013236950 A JP2013236950 A JP 2013236950A JP 2013236950 A JP2013236950 A JP 2013236950A JP 6305024 B2 JP6305024 B2 JP 6305024B2
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Description

本発明は、高分子発光素子に関する。
有機エレクトロルミネッセンス素子(以下、「有機発光素子」と呼ぶ。)の製造に用いられる材料が近年種々検討されている。有機発光素子の例として、発光化合物が有機高分子化合物である素子(以下、「高分子発光素子」と呼ぶ。)が知られている。高分子発光素子は、湿式塗布により簡便に発光層を形成することが出来るので、大面積化や低コスト化を図るために有利である。
有機発光素子の分野では、発光輝度を安定化させることが課題とされており、その課題を解決するためには、陽極からの正孔の供給を安定化させることが有効である。そのため、従来から、正孔を発光層に注入し易くすることを目的として、高分子発光素子の発光層と陽極の間に機能層を形成することが検討されている。
特許文献1には、発光層と陽極の間にMo酸化物層及び正孔輸送層を形成することが記載されている。正孔輸送層としてはアミン誘導体等の低分子化合物が使用される。特許文献1の有機発光素子は、かかる機能層により有機層への正孔注入効率を高めることができ、有機発光素子の省電力化を図ることができる。
特許文献2には、発光層と陽極の間に無機物からなる電荷注入層が形成された高分子発光素子が記載されている。特許文献2の有機発光素子では、機能層として正孔輸送層は使用されない。特許文献2の有機発光素子は幅広い輝度の範囲にわたって安定に動作し、かつ寿命特性に優れる。
特許文献3には、発光素子の製造に有用な、正孔輸送性に優れる高分子化合物が記載されている。この高分子化合物は、発光層と陽極の間の機能層のうち、発光層に接する正孔輸送層の材料として使用することができる。
特開2007−287586号公報 特開2005−203340号公報 国際公開第2013/114976号パンフレット
特許文献1及び2に記載された、遷移金属酸化物を正孔注入層に用いた有機発光素子には、通電直後の輝度低下が大きく、輝度が20%減少するまでの寿命(以下、LT80と呼ぶ)が短いという課題がある。
尚、特許文献3では、高分子発光素子の製造及び性能確認が行われていない。従って、上記正孔輸送性に優れる高分子化合物が発光輝度の安定化に有効かどうか、実際には不明である。
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その目的とするところは、経時的に安定した発光輝度を示す高分子発光素子を提供することにある。
本発明は、以下の高分子発光素子を提供するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
陰極と、陽極と、該陰極と該陽極との間に設けられた第1の高分子化合物を含む発光層と、該発光層と該陽極との間に設けられた第1の機能層および第2の機能層2を有し、該第1の機能層が遷移金属の酸化物を含み、該第2の機能層が、第2の高分子化合物、または第2の高分子化合物を架橋させて形成した高分子化合物を含み、該第2の高分子化合物が、下記式(1)で表される構成単位を全構成単位の合計に対して51モル%以上含み、かつ、下記式(2)で表される構成単位および下記式(3)で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物である、高分子発光素子。
Figure 0006305024
[式中、aは1〜3の整数を示し、bは0又は1を示す。Ar1およびAr3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価の複素環基を示し、Ar2およびAr4は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該2価の基は置換基を有していてもよい)を示し、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4中の炭素原子はそれぞれ、当該Ar1、Ar2、Ar3およびAr4が結合している窒素原子に結合している他のAr1、Ar2、Ar3およびAr4中の炭素原子と連結して環構造を形成していてもよい。Ar2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RA、RBおよびRC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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。RBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006305024
[式中、naは0〜3の整数を示し、nbは0〜12の整数を示し、nAは0または1であり、nは0〜4の整数を示す。naが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nbが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ar5は非置換若しくは置換の(2+n)価の芳香族炭化水素基または非置換若しくは置換の(2+n)価の複素環基を示す。LaおよびLbは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキレン基または非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。Laが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Lbが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LAは酸素原子または硫黄原子を示す。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは1価の架橋性基を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
Figure 0006305024
[式中、cは0または1を示し、Ar6およびAr8は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基または非置換若しくは置換の2価の複素環基を示し、Ar7は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該2価の基は置換基を有していてもよい)を示す。R1は1価の架橋性基を示し、R2は1価の架橋性基、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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。]
ある一形態においては、前記式(2)で表される構成単位が、下記式(4)で表される構成単位である。
Figure 0006305024
[式中、ncは0〜3の整数を示し、ndは0〜12の整数を示し、nBは0または1であり、mは0〜2の整数を示す。ncが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。ndが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LcおよびLdは、それぞれ独立に、非置換または置換のアルキレン基または非置換または置換のフェニレン基を示す。Lcが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ldが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LBは酸素原子または硫黄原子を示す。LBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは前記を同じ意味を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。R3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価の複素環基または非置換若しくは置換の1価の複素環オキシ基を示す。R3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
ある一形態においては、前記Xで表される1価の架橋性基が、下記式(X−1)または下記式(X−2)で示される1価の架橋性基である。
Figure 0006305024
[式中、ベンゾシクロブテン構造は置換基を有していてもよい。]
Figure 0006305024
[式中、neおよびnfは、それぞれ独立に、0または1を示す。LX1は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基または−O−CO−で表される基を示す。R4、R5、R6、R7および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ルコキシ基、非置換若しくは置換のアルキルチオ基、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アリールチオ基、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、非置換若しくは置換のアシル基、非置換若しくは置換のアシルオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基を示す。]
ある一形態においては、前記Ar2が、非置換若しくは置換の2,7−フルオレンジイル、非置換若しくは置換のナフタレンジイル、非置換若しくは置換のフェナンスレンジイル、非置換若しくは置換のジヒドロフェナンスレンジイル、非置換若しくは置換のアントラセンジイル、非置換若しくは置換のピレンジイルまたは非置換若しくは置換のペリレンジイルである。
また、本発明は、上記いずれか一つに記載の高分子発光素子を備える面状光源を提供する。
また、本発明は、上記いずれか一つに記載の高分子発光素子を備える表示装置を提供する。
本発明によれば、経時的に安定した発光輝度を示す高分子発光素子が提供される。本発明の高分子発光素子は、通電直後の輝度低下が小さく、LT80が長い。
本発明の一実施形態である高分子発光素子の構造を示す模式断面図である。
1.素子の構造
本発明の高分子発光素子は、陰極と、陽極と、該陰極と該陽極との間に有機高分子発光化合物を含む発光層を有する。そして、該陰極と該陽極との間には少なくとも一つの機能層を更に有する。
機能層としては、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、インターレイヤー等が挙げられる。正孔を発光層に注入し易くする観点からは、高分子発光素子が、陽極と発光層との間に機能層を有することが好ましく、その機能層は正孔注入層及び正孔輸送層であることがより好ましい。その場合は、正孔注入層は遷移金属の酸化物を含み、正孔輸送層は本願発明特定のアリールアミン系高分子化合物を含むことが好ましい。
本発明の高分子発光素子は、上記の通り、陰極および陽極を有し、それらの間に少なくとも機能層及び発光層を有するが、これらに加えて、さらに任意の構成要素を備える事が出来る。
例えば、陰極と発光層との間には任意に電子注入層を有する事ができ、さらに、発光層と電子注入層(電子注入層が存在する場合)又は陰極(電子注入層が存在しない場合)との間に電子輸送層、正孔ブロック層のうちの1層以上を有する事ができる。
ここで、陽極は、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層等に正孔を供給するものであり、陰極は、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層、発光層等に電子を供給するものである。
発光層とは、電界を印加した際に、陽極側に隣接する層より正孔を注入される事ができ、陰極側に隣接する層より電子を注入される事ができる機能、注入された電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能、電子と正孔の結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有する層をいう。
電子注入層は陰極から電子を注入される機能を有する層をいう。電子輸送層は、電子を輸送する機能、陽極から注入された正孔を堰き止める機能のいずれかを有する層をいう。また、正孔ブロック層とは、主に陽極から注入された正孔を堰き止める機能を有し、さらに必要に応じて陰極から電子を注入される機能、電子を輸送する機能のいずれかを有する層をいう。
正孔注入層は陽極から正孔を注入される機能を有する層をいう。正孔輸送層は、正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を堰き止める機能のいずれかを有する層をいう。また、インターレイヤー層とは、陽極から正孔を注入される機能、正孔を輸送する機能、発光層へ正孔を供給する機能、陰極から注入された電子を堰き止める機能の少なくとも1つ以上を有し、通常、発光層に隣接して配置され、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。
なお、電子輸送層と正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶ。また、電子注入層と正孔注入層を総称して電荷注入層と呼ぶ。
本発明の高分子発光素子は、通常任意の構成要素として基板をさらに有し、かかる基板の面上に前記陰極、陽極、機能層及び発光層、並びに必要に応じてその他の任意の構成要素を設けた構成とすることができる。
本発明の高分子発光素子の一様態としては、通常、基板上に陽極が設けられ、その上層として機能層及び発光層が積層され、さらにその上層として陰極が積層される。変形例としては、陰極を基板上に設け、陽極を機能層及び発光層の上層として設けてもよい。
また、他の変形例としては、基板側から採光する所謂ボトムエミッションタイプ、基板と反対側から採光する所謂トップエミッションタイプ、または両面採光型のいずれのタイプの高分子発光素子であってもよい。さらに他の変形例としては、任意の保護膜、バッファー膜、反射層などの他の機能を有する層を設けてもよい。高分子発光素子はさらに封止膜、或いは、封止基板が覆い被せられ、高分子発光素子が外気と遮断された高分子発光装置が形成される。
例えば、本発明の高分子発光素子は下記の層構成(a)を有する事ができ、または、層構成(a)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層の1層以上を省略した層構成を有する事もできる。また、本発明の高分子発光素子において、機能層は、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層又は電子注入層のうちのいずれか1層として機能する。
(a)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−陰極
ここで、符号「−」は各層が隣接して積層されている事を示す。
「(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)」は、正孔輸送層のみからなる層、インターレイヤーのみからなる層、正孔輸送層−インターレイヤーの層構成、インターレイヤー−正孔輸送層の層構成、又はその他の、正孔輸送層及びインターレイヤーをそれぞれ1層以上含む任意の層構成を示す。
「(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)」は、正孔ブロック層のみからなる層、電子輸送層のみからなる層、正孔ブロック層−電子輸送層の層構成、電子輸送層−正孔ブロック層の層構成、又はその他の、正孔ブロック層及び電子輸送層をそれぞれ1層以上含む任意の層構成を示す。以下の層構成の説明においても同様である。
さらに、本発明の高分子発光素子は、1つの積層構造中に2層の発光層を有することができる。この場合、高分子発光素子は下記の層構成(b)を有する事ができ、または、層構成(b)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電極の1層以上を省略した層構成を有する事もできる。
(b)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−電極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−陰極
さらに、本発明の高分子発光素子は、1つの積層構造中に3層以上の発光層を有することができる。この場合、高分子発光素子は下記の層構成(c)を有する事ができ、または、層構成(c)から、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、正孔ブロック層、電子輸送層、電子注入層、電極の1層以上を省略した層構成を有する事もできる。
(c)陽極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層−繰返し単位A−繰返し単位A・・・−陰極
ここで、「繰返し単位A」は、電極−正孔注入層−(正孔輸送層及び/又はインターレイヤー)−発光層−(正孔ブロック層及び/又は電子輸送層)−電子注入層の層構成の単位を示す。
本発明の高分子発光素子の層構成の好ましい具体例としては、下記のものが挙げられる。
(e)陽極−正孔輸送層−発光層−陰極
(f)陽極−発光層−電子輸送層−陰極
(g)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
またこれら構造の各一について、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。すなわち、以下の(d’)〜(g’)の構造が例示される。
(d’)陽極−インターレイヤー層−発光層−陰極
(e’)陽極−正孔輸送層−インターレイヤー層−発光層−陰極
(f’)陽極−インターレイヤー層−発光層−電子輸送層−陰極
(g’)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
本発明において、電荷注入層(電子注入層、正孔注入層)を設けた高分子発光素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を設けた高分子発光素子、陽極に隣接して電荷注入層を設けた高分子発光素子が挙げられる。具体的には、例えば、以下の(h)〜(s)の構造が挙げられる。
(h)陽極−電荷注入層−発光層−陰極
(i)陽極−発光層−電荷注入層−陰極
(j)陽極−電荷注入層−発光層−電荷注入層−陰極
(k)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−陰極
(l)陽極−正孔輸送層−発光層−電荷注入層−陰極
(m)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−電荷注入層−陰極
(n)陽極−電荷注入層−発光層−電子輸送層−陰極
(o)陽極−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(p)陽極−電荷注入層−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(q)陽極−電荷注入層−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−陰極
(r)陽極−正孔輸送層−発光層−電子輸送層−電荷注入層−陰極
(s)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
また(d’)〜(g’)に類似して、これら構造の各一について、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。
本発明の高分子発光素子は、さらに電極との密着性向上や電極からの電荷(即ち正孔又は電子)の注入の改善のために、電極に隣接して絶縁層を設けてもよく、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(即ち正孔輸送層又は電子輸送層)又は発光層の界面に薄いバッファー層を挿入してもよい。
積層する層の順番や数、及び各層の厚さについては、発光効率や素子寿命を勘案して適宜用いる事ができる。
2.素子の各層を構成する材料
次に、本発明の高分子発光素子を構成する各層の材料及び形成方法について、より具体的に説明する。
<基板>
本発明の高分子発光素子を構成する基板の材料は、電極を形成し、有機物の層を形成する際に化学的に変化しないものであればよく、例えばガラス、プラスチック、高分子フィルム、金属フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。前記基板としては、市販のものが入手可能であり、又は公知の方法により製造することができる。
本発明の高分子発光素子がディスプレイ装置の画素を構成する際には、当該基板上に画素駆動用の回路が設けられていてもよいし、当該駆動回路上に平坦化膜が設けられていてもよい。平坦化膜が設けられる場合には、該平坦化膜の中心線平均粗さ(Ra)が、式
Figure 0006305024
を満たすことが好ましい。
Raは、日本工業規格JISのJIS−B0601−2001に基づいて、JIS−B0651からJIS−B0656及びJIS−B0671−1等を参考に計測できる。
<陽極>
本発明の高分子発光素子を構成する陽極においては、正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー、発光層等で用いられる有機半導体材料への正孔供給性の観点から、かかる陽極の発光層側表面の仕事関数が4.0eV以上であることが好ましい。
陽極の材料には、金属、合金、金属酸化物、金属硫化物などの電気伝導性化合物、又はこれらの混合物等を用いることが出来る。具体的には、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化インジウム亜鉛(IZO)、酸化モリブデン等の導電性金属酸化物、又は、金、銀、クロム、ニッケル等の金属、さらにこれらの導電性金属酸化物と金属との混合物等が挙げられる。
前記陽極は、これら材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。多層構造である場合は、仕事関数が4.0eV以上である材料を発光層側の最表面層に用いることがより好ましい。
陽極の作製方法としては、特に限定されず公知の方法が利用でき、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。陽極の膜厚は、通常10nm〜10μmであり、好ましくは50nm〜500nmである。
さらに、該陽極は上記方法にて作製された後に、UVオゾン、シランカップリング剤、2,3,5,6-テトラフルオロ-7,7,8,8-テトラシアノキノジメタンなどの電子受容性化合物を含む溶液、などで表面処理を施される場合がある。表面処理によって該陽極に接する有機層との電気的接続が改善される。
本発明の高分子発光素子において陽極を光反射電極として用いる場合には、かかる陽極が、高光反射性金属からなる光反射層と4.0eV以上の仕事関数を有する材料を含む高仕事関数材料層を組み合わせた多層構造が好ましい。
このような陽極の具体的な構成例としては、
(i)Ag−MoO
(ii)(Ag-Pd-Cu合金)−(ITO及び/又はIZO)
(iii)(Al-Nd合金)−(ITO及び/又はIZO)
(iv)(Mo-Cr合金)−(ITO及び/又はIZO)
(v)(Ag-Pd-Cu合金)−(ITO及び/又はIZO)−MoO
などが例示される。十分な光反射率を得る為に、Al、Ag、Al合金、Ag合金、Cr合金などの高光反射性金属層の膜厚は50nm以上であることが好ましく、より好ましくは80
nm以上である。ITO、IZO、MoOなどの高仕事関数材料層の膜厚は通常、5nm〜500nmの範囲である。
<正孔注入層>
本発明の高分子発光素子において、正孔注入層を形成する材料としては、金属酸化物が挙げられる。ここで用いられる金属酸化物としては、クロム(Cr)、タングステン(W)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、トリウム(Tr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ルテニウム(Ru)、オスミウム(Os)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、カドミウム(Cd)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)、鉛(Pb)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)あるいは、ランタン(La)からルテチウム(Lu)までのいわゆる希土類元素などの酸化物を挙げることができる。
なかでも酸化タングステン、酸化モリブデンが正孔注入性の観点から好ましい。
なお、遷移金属酸化物は、成膜条件の調整によって複数の酸化数をとり、その酸化数によって仕事関数が異なる。本発明において、遷移金属酸化物の酸化数は正孔注入が最適になるように任意に調整することができる。
前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記正孔注入層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
正孔注入層の作製方法としては、特に限定されず公知の方法が利用できる。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ゾルゲル法及びCVD法等が挙げられる。
正孔注入層の膜厚は、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、少なくとも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、該正孔注入層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは10nm〜100nmである。
<正孔輸送層又はインターレイヤー>
本発明の高分子発光素子において、正孔輸送層又はインターレイヤーを構成する材料としては、特定の高分子化合物を使用する。そのことにより、本発明の高分子発光素子は、通電直後の輝度低下が小さく、LT80が長くなる。以下、本発明で用いる高分子化合物、該高分子化合物の原料化合物、および、高分子発光素子の好適な実施形態について詳細に説明する。
まず、本明細書において共通して用いられる用語について、必要に応じて例を挙げて説明する。
本明細書中、「Me」はメチル基を示し、「Et」はエチル基を示し、「Ph」はフェニル基を示し、「t−Bu」および「tBu」はtert−ブチル基を示す。
「構成単位」とは、高分子化合物中に1個以上存在する単位構造を意味する。「構成単位」は、「繰り返し単位(高分子化合物中に2個以上存在する単位構造)」として高分子化合物中に含まれることが好ましい。
「Cx〜Cy」(x、yはx<yを満たす正の整数である。)という用語は、この用語の直後に記載された官能基名に該当する部分構造の炭素原子数が、x〜y個であることを意味する。すなわち、「Cx〜Cy」の直後に記載された有機基が、複数の官能基名を組み合わせて命名された有機基(例えば、Cx〜Cyアルコキシフェニル基)である場合、複数の官能基名のうち「Cx〜Cy」の直後に記載された官能基名(例えば、アルコキシ)に該当する部分構造の炭素原子数が、x〜y個であることを意味する。例えば、「C1〜C12アルキル基」は炭素原子数が1〜12個であるアルキル基を意味し、「C1〜C12アルコキシフェニル基」は「炭素原子数が1〜12個であるアルコキシ基」を有するフェニル基を意味する。
本明細書中、「非置換若しくは置換の」という用語は、この用語の直後に記載された官能基が置換基を有していてもよいことを意味する。例えば、「非置換若しくは置換のアルキル基」は、「非置換のアルキル基若しくは置換基を有するアルキル基」を意味する。また、本明細書中、「置換基を有していてもよい」という用語は、この用語の係る官能基が置換基を有していてもよいことを意味する。
置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アルケニル基、アルキニル基、アミノ基、シリル基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、オキシカルボニル基、1価の複素環基、複素環オキシ基、複素環チオ基、イミン残基、アミド化合物残基、酸イミド残基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。これらの基は、上記から選ばれる置換基をさらに有していてもよい。
「アルキル基」は、置換基を有していてもよく、直鎖状アルキル基、分岐状アルキル基および環状アルキル基(シクロアルキル基)のいずれであってもよい。直鎖状アルキル基および分岐状アルキル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜15、さらに好ましくは1〜12である。環状アルキル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜12である。
アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソアミル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、3,7−ジメチルオクチル基、ドデシル基が挙げられる。
「アルコキシ基」は、置換基を有していてもよく、直鎖状アルコキシ基、分岐状アルコキシ基および環状アルコキシ基(シクロアルコキシ基)のいずれであってもよい。直鎖状アルコキシ基および分岐状アルコキシ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜15、さらに好ましくは1〜12である。環状アルコキシ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜12である。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、3,7−ジメチルオクチルオキシ基、ドデシルオキシ基が挙げられる。
「アルキルチオ基」は、置換基を有していてもよく、直鎖状アルキルチオ基、分岐鎖状アルキルチオ基および環状アルキルチオ基(シクロアルキルチオ基)のいずれであってもよい。直鎖状アルキルチオ基および分岐鎖状アルキルチオ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは1〜20、より好ましくは1〜15、さらに好ましくは1〜12である。環状状アルキルチオ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜12である。
アルキルチオ基としては、例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基、イソプロピルチオ基、ブチルチオ基、イソブチルチオ基、sec−ブチルチオ基、tert−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、シクロヘキシルチオ基、ヘプチルチオ基、オクチルチオ基、2−エチルヘキシルチオ基、ノニルチオ基、デシルチオ基、3,7−ジメチルオクチルチオ基、ドデシルチオ基が挙げられる。
「アリール基」は、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子1個を除いた残りの原子団である。アリール基は、置換基を有していてもよく、アリール基としては、ベンゼン環を有するもの、縮合環を有するものが含まれる。アリール基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは6〜60、より好ましくは6〜48、さらに好ましくは6〜30である。上記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、フェナンスレン、ナフタセン、フルオレン、ピレン、ペリレン等が挙げられる。
アリール基としては、例えば、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、2−フルオレニル基が挙げられる。
「アリールオキシ基」は、−O−Ar21で表される基(Ar21は、上記アリール基を示す。)であり、Ar21で示されるアリール基は置換基を有していてもよい。アリールオキシ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは6〜60、より好ましくは6〜48、さらに好ましくは6〜30である。
アリールオキシ基としては、例えば、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、2−アントラセニルオキシ基、9−アントラセニルオキシ基、2−フルオレニルオキシ基が挙げられる。
「アリールチオ基」は、−S−Ar22で表される基(Ar22は、上記アリール基を示す。)であり、Ar22で示されるアリール基は置換基を有していてもよい。アリールチオ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは6〜60、より好ましくは6〜48、さらに好ましくは6〜30である。
アリールチオ基としては、例えば、フェニルチオ基、1−ナフチルチオ基、2−ナフチルチオ基、1−アントラセニルチオ基、2−アントラセニルチオ基、9−アントラセニルチオ基、2−フルオレニルチオ基が挙げられる。
「アルケニル基」は、置換基を有していてもよく、直鎖状アルケニル基、分岐状アルケニル基および環状アルケニル基のいずれであってもよい。直鎖状アルケニル基および分岐状アルケニル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜15、さらに好ましくは2〜10である。環状アルケニル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜10である。
アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、1−ペンテニル基、2−ペンテニル基、1−ヘキセニル基、2−ヘキセニル基、1−オクテニル基が挙げられる。
「アルキニル基」は、置換基を有していてもよく、直鎖状アルキニル基、分岐状アルキニル基および環状アルキニル基のいずれであってもよい。直鎖状アルキニル基および分岐状アルキニル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜15、さらに好ましくは2〜10である。環状アルキニル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは3〜20、より好ましくは3〜15、さらに好ましくは3〜10である。
アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、1−ペンチニル基、2−ペンチニル基、1−ヘキシニル基、2−ヘキシニル基、1−オクチニル基が挙げられる。
「アミノ基」は、置換基を有していてもよく、好ましくは非置換のアミノ基並びにアルキル基、アリール基、アリール基で置換されたアルキル基および1価の複素環基から選ばれる1または2個の置換基で置換されたアミノ基(以下、「置換アミノ基」という。)である。当該置換基はさらに置換基(以下、有機基の有する置換基が、さらに有する置換基を、「二次置換基」という場合がある。)を有していてもよい。置換アミノ基の炭素原子数は、二次置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは1〜60、より好ましくは2〜48、さらに好ましくは2〜40である。
置換アミノ基としては、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、プロピルアミノ基、ジプロピルアミノ基、イソプロピルアミノ基、ジイソプロピルアミノ基、ブチルアミノ基、イソブチルアミノ基、sec−ブチルアミノ基、tert−ブチルアミノ基、ペンチルアミノ基、ヘキシルアミノ基、ヘプチルアミノ基、オクチルアミノ基、2−エチルヘキシルアミノ基、ノニルアミノ基、デシルアミノ基、3,7−ジメチルオクチルアミノ基、ドデシルアミノ基、シクロペンチルアミノ基、ジシクロペンチルアミノ基、シクロヘキシルアミノ基、ジシクロヘキシルアミノ基、ジトリフルオロメチルアミノ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、C1〜C12アルコキシフェニルアミノ基、ビス(C1〜C12アルコキシフェニル)アミノ基、C1〜C12アルキルフェニルアミノ基、ビス(C1〜C12アルキルフェニル)アミノ基、1−ナフチルアミノ基、2−ナフチルアミノ基、ペンタフルオロフェニルアミノ基、ピリジルアミノ基、ピリダジニルアミノ基、ピリミジニルアミノ基、ピラジニルアミノ基、トリアジニルアミノ基、フェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、ジ(C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキル)アミノ基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルアミノ基、ジ(C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキル)アミノ基、1−ナフチル−C1〜C12アルキルアミノ基、2−ナフチル−C1〜C12アルキルアミノ基等が挙げられる。
「シリル基」は、置換基を有していてもよく、好ましくは非置換のシリル基並びにアルキル基、アリール基、アリール基で置換されたアルキル基および1価の複素環基から選ばれる1〜3個の置換基で置換されたシリル基(以下、「置換シリル基」という。)である。当該置換基は二次置換基を有していてもよい。置換シリル基の炭素原子数は、二次置換基の炭素原子数を含めないで、好ましくは1〜60、より好ましくは3〜48、さらに好ましくは3〜40である。
置換シリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリ−イソプロピルシリル基、ジメチル−イソプロピルシリル基、ジエチル−イソプロピルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、2−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、3,7−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基、ドデシルジメチルシリル基、フェニル−C1〜C12アルキルシリル基、C1〜C12アルコキシフェニル−C1〜C12アルキルシリル基、C1〜C12アルキルフェニル−C1〜C12アルキルシリル基、1−ナフチル−C1〜C12アルキルシリル基、2−ナフチル−C1〜C12アルキルシリル基、フェニル−C1〜C12アルキ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、tert−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。
「アシル基」としては、例えば、−C(=O)−R111(R111は、上記アルキル基、上記アリール基または後述する1価の複素環基を示す。)で示される基が挙げられる。R111におけるアルキル基、アリール基および1価の複素環基は置換基を有していてもよい。アシル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜18、さらに好ましくは2〜16である。
アシル基としては、例えば、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、ピバロイル基、ベンゾイル基が挙げられる。また、置換基を有するアシル基としては、置換基としてハロゲン原子を有するアシル基(例えば、トリフルオロアセチル基、ペンタフルオロベンゾイル基)等が挙げられる。
「アシルオキシ基」としては、例えば、−O−C(=O)−R112(R112は、上記アルキル基、上記アリール基または後述する1価の複素環基を示す。)で示される基が挙げられる。R112におけるアルキル基、アリール基および1価の複素環基は置換基を有していてもよい。アシルオキシ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜18、さらに好ましくは2〜16である。
アシルオキシ基としては、例えば、アセトキシ基、プロピオニルオキシ基、ブチリルオキシ基、イソブチリルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基が挙げられる。また、置換基を有するアシルオキシ基としては、置換基としてハロゲン原子を有するアシルオキシ基(例えば、トリフルオロアセチルオキシ基、ペンタフルオロベンゾイルオキシ基)等が挙げられる。
「オキシカルボニル基」としては、−C(=O)−O−R113(R113は、上記アルキル基、上記アリール基または後述する1価の複素環基を示す。)で示される基が挙げられる。R113におけるアルキル基、アリール基および1価の複素環基は置換基を有していてもよい。オキシカルボニル基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜20、より好ましくは2〜18、さらに好ましくは2〜16である。
「1価の複素環基」は、複素環式化合物から複素環または芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子1個を除いた残りの原子団である。1価の複素環基は置換基を有していてもよく、1価の複素環基としては、単環の基、縮合環を有する基が含まれる。1価の複素環基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜60、より好ましくは4〜30、さらに好ましくは4〜20である。
複素環式化合物とは、環式構造をもつ有機化合物のうち、環を構成する元素として、炭素原子だけでなく、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、リン原子、ホウ素原子、ケイ素原子、セレン原子、テルル原子、ヒ素原子等のヘテロ原子を含むものをいう。
1価の複素環基としては、1価の芳香族複素環基が好ましい。1価の芳香族複素環基は、芳香族複素環式化合物から芳香族複素環または芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子1個を除いた残りの原子団である。芳香族複素環式化合物としては、例えば、オキサジアゾール、チアジアゾール、チアゾール、オキサゾール、チオフェン、ピロール、ホスホール、フラン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、トリアジン、ピリダジン、キノリン、イソキノリン、カルバゾール、ジベンゾホスホール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン等のヘテロ原子を含む複素環自体が芳香族性を示す化合物、並びに、フェノキサジン、フェノチアジン、ジベンゾボロール、ジベンゾシロール、ベンゾピラン等のヘテロ原子を含む複素環それ自体は芳香族性を示さなくとも、該複素環に芳香環が縮環されている化合物が挙げられる。
1価の芳香族複素環基としては、例えば、チエニル基、C1〜C12アルキルチエニル基、ピロリル基、フリル基、ピリジル基、C1〜C12アルキルピリジル基、ピペリジル基、キノリル基、イソキノリル基等が挙げられる。
「複素環オキシ基」は、−O−Ar101(Ar101は上記1価の複素環基を示す。)であり、Ar101で示される1価の複素環基は置換基を有していてもよい。複素環オキシ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜60、より好ましくは4〜30、さらに好ましくは4〜20である。
複素環オキシ基としては、例えば、ピリジルオキシ基、ピリダジニルオキシ基、ピリミジニルオキシ基、ピラジニルオキシ基、トリアジニルオキシ基等が挙げられる。
「複素環チオ基」は、−S−Ar102(Ar102は上記1価の複素環基を示す。)であり、Ar102で示される1価の複素環基は置換基を有していてもよい。複素環チオ基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜60、より好ましくは4〜30、さらに好ましくは4〜20である。
複素環チオ基としては、例えば、ピリジルチオ基、ピリダジニルチオ基、ピリミジニルチオ基、ピラジニルチオ基、トリアジニルチオ基が挙げられる。
「イミン残基」は、式:H−N=C(R1142または式:H−C(R115)=N−R116で示される構造を有するイミン化合物から、該式中の水素原子1個を除いた残基を意味する。式中、R114、R115およびR116は、それぞれ独立に、上記アルキル基、上記アリール基、上記アルケニル基、上記アルキニル基または上記1価の複素環基を示す。R114、R115およびR116におけるアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基および1価の複素環基は、置換基を有していてもよい。複数存在するR114は互いに同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合する炭素原子とともに環構造を形成してもよい。
イミン残基としては、例えば、以下の構造式で示される基が挙げられる。
Figure 0006305024
「アミド化合物残基」は、式:H−N(R117)−C(=O)R118または式:H−C(=O)−N(R1192で示される構造を有するアミド化合物から、該式中の水素原子1個を除いた残基を意味する。式中、R117、R118およびR119は、それぞれ独立に、上記アルキル基、上記アリール基、上記アルケニル基、上記アルキニル基または上記1価の複素環基を示す。R117、R118およびR119におけるアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基および1価の複素環基は、置換基を有していてもよい。複数存在するR119は互いに同一でも異なっていてもよく、互いに連結して、それぞれが結合する窒素原子とともに環構造を形成していてもよい。
アミド化合物残基としては、例えば、ホルムアミド残基、アセトアミド残基、プロピオアミド残基、ブチロアミド残基、ベンズアミド残基、トリフルオロアセトアミド残基、ペンタフルオロベンズアミド残基、ジホルムアミド残基、ジアセトアミド残基、ジプロピオアミド残基、ジブチロアミド残基、ジベンズアミド残基、ジトリフルオロアセトアミド残基、ジペンタフルオロベンズアミド残基が挙げられる。
「酸イミド残基」は、酸イミド化合物から、その窒素原子に結合した水素原子1個を除いた残基を意味する。当該酸イミド化合物は置換基を有していてもよい。酸イミド残基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは4〜20、より好ましくは4〜18、さらに好ましくは4〜16である。
酸イミド残基としては、例えば以下の構造式で示される基が挙げられる。
Figure 0006305024
「非置換若しくは置換のアルキル基」としては、非置換のアルキル基および上記置換基を有するアルキル基が挙げられる。ここでアルキル基が有する置換基は、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「非置換若しくは置換のアルコキシ基」としては、非置換のアルコキシ基および上記置換基を有するアルコキシ基が挙げられる。ここでアルコキシ基が有する置換基は、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「非置換若しくは置換のアリール基」としては、非置換のアリール基および上記置換基を有するアリール基が挙げられる。ここでアリール基が有する置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「非置換若しくは置換のアリールオキシ基」としては、非置換のアリールオキシ基および上記置換基を有するアリールオキシ基が挙げられる。ここでアリールオキシ基が有する置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「非置換若しくは置換の1価の複素環基」としては、非置換の複素環基および上記置換基を有する1価の複素環基が挙げられる。ここで1価の複素環基が有する置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「非置換若しくは置換のアリーレン基」としては、非置換のアリーレン基および上記置換基を有するアリーレン基が挙げられる。ここでアリーレン基が有する置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子からなる群から選ばれる置換基であることが好ましい。
「アリーレン基」は、芳香族炭化水素から芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子2個を除いた残りの原子団である。アリーレン基は、置換基を有していてもよく、アリーレン基には、ベンゼン環を有する基、縮合環を有する基が含まれる。アリーレン基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは6〜60、より好ましくは6〜48、さらに好ましくは6〜30である。上記芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ナフタセン、フルオレン、ピレン、ペリレンが挙げられる。
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、2,7−ナフタレンジイル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−フェナンスレンジイル基等のフェナンスレンジイル基;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、3,6−フルオレンジイル基等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ピレンジイル基;3,8−ペリレンジイル基、3,9−ペリレンジイル基、3,10−ペリレンジイル基等のペリレンジイル基が挙げられる。
「非置換若しくは置換の2価の複素環基」としては、非置換の2価の複素環基および上記置換基を有する2価の複素環基が挙げられる。ここで、2価の複素環基が有する置換基は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、1価の複素環基、複素環オキシ基およびハロゲン原子から選ばれる置換基であることが好ましい。
「2価の複素環基」は、複素環式化合物から複素環または芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子2個を除いた残りの原子団である。2価の複素環基は置換基を有していてもよく、2価の複素環基には、単環の基、縮合環の基が含まれる。2価の複素環基の炭素原子数は、特記しない限り、置換基の炭素原子数を含めずに、好ましくは2〜60、より好ましくは4〜30、さらに好ましくは4〜20である。
2価の複素環基としては、2価の芳香族複素環基が好ましい。2価の芳香族複素環基は、芳香族複素環式化合物から芳香族複素環または芳香環を構成する炭素原子に結合した水素原子2個を除いた残りの原子団である。
2価の複素環基としては、例えば、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;2,6−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;2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル基等の2,1,3−ベンゾチアジアゾール基;4,7−ベンゾチアゾールジイル基等のベンゾチアゾールジイル基;2,7−ジベンゾシロールジイル基等のジベンゾシロールジイル基;ジベンゾフラン−4,7−ジイル基、ジベンゾフラン−3,8−ジイル基等のジベンゾフランジイル基;ジベンゾチオフェン−4,7−ジイル基、ジベンゾチオフェン−3,8−ジイル基等のジベンゾチオフェンジイル基;3,6−カルバゾールジイル基、2,7−カルバゾールジイル基;3,7−フェノキサジンジイル基、2,8−フェノキサジンジイルが挙げられる。
「架橋性基」とは、架橋処理、例えば、加熱処理や光照射処理などの外部刺激により、架橋性を示す基のことを示す。架橋性基を有する高分子化合物を含む有機薄膜に架橋処理を行うことにより、「有機薄膜」は、有機溶媒に難溶な「不溶化有機薄膜」へ変換され得る。
(高分子化合物)
本発明で用いる高分子化合物は、下記式(1)で表される第一構成単位を全構成単位の合計に対して51モル%以上含み、かつ、下記式(2)で表される構成単位および/または下記式(3)で表される構成単位を含む。
本発明で用いる高分子化合物は、共役系高分子化合物であることが好ましい。ここで、「共役系高分子化合物」とは、主鎖骨格上に共役系が広がった高分子化合物であり、ポリフルオレン、ポリフェニレン等のアリーレン基を構成単位とするポリアリーレン;ポリチオフェン、ポリジベンゾフラン等の2価の複素環基を構成単位とするポリへテロアリーレン;ポリフェニレンビニレン等のポリアリーレンビニレン、これらの構成単位が組み合わされた共重合体等が例示される。また、「共役系高分子化合物」とは、主鎖内にヘテロ原子等を構成単位中に含んでいても実質的に主鎖骨格上に共役系が広がっていればよく、構成単位としてトリアリールアミンから誘導される構成単位等を含んでいてもよい。
(第一構成単位)
第一構成単位は、下記式(1)で表される構成単位である。
Figure 0006305024
式(1)中、aは1〜3の整数を示し、bは0又は1を示す。Ar1およびAr3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価の複素環基を示し、Ar2およびAr4は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該基は置換基を有していてもよい)を示し、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4はそれぞれ、当該基が結合している窒素原子に結合している当該基以外の基と互いに連結して環構造を形成していてもよい。Ar2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RA、RBおよびRC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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。RBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
式(1)において、aは、原料となるモノマー合成が容易であり、かつ、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、1であることがより好ましい。
式(1)において、bは、原料となるモノマー合成が容易であり、かつ、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、0であることがより好ましい。
式(1)において、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4で示される基が置換基を有する場合、該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
式(1)において、Ar2およびAr4で示される基は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該基は置換基を有していてもよい)を示すが、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、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、炭素原子数10〜60の非置換若しくは置換のアリーレン基であることがより好ましく、2,7−フルオレンジイル、ナフタレンジイル、フェナンスレンジイル、ジヒドロフェナンスレンジイル、アントラセンジイル、ピレンジイルまたはペリレンジイルであることがさらに好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよいが、上記炭素原子数に置換基の炭素原子数は含まれない。
式(1)において、Ar2およびAr4におけるアリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価としては、例えば、下記式(1a−1)、(1a−2)、(1a−3)、(1a−4)、(1a−5)、(1a−6)または(1a−7)で示される基であることが好ましく、下記式(1a−1)で示される基であることがより好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよい。
Figure 0006305024
式(1)において、Ar1およびAr3で示される基は、非置換若しくは置換のアリーレン基または非置換若しくは置換の2価の複素環基を示すが、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、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い。
式(1)において、Ar1およびAr3におけるアリーレン基としては、例えば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−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、2,7−ナフタレンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基、2,7−フェナンスレンジイル基、5,12−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、1,6−ピレンジイル基、2,7−ピレンジイル基または3,8−ペリレンジイル基であることが好ましく、1,4−フェニレン基、2,7−フルオレンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基、2,7−フェナンスレンジイル基または1,6−ピレンジイル基であることがより好ましい。なお、これらの基はは上記置換基を有していてもよい。
式(1)において、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4における2価の複素環基としては、例えば、2,5−ピロールジイル基、ジベンゾフランジイル基、ジベンゾチオフェンジイル基、2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル基であることが好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよい。
式(1)において、RA、RBおよびRCは、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、置換のアルキル基、非置換若しくは置換のアリール基または非置換若しくは置換の1価の複素環基であることが好ましく、非置換若しくは置換のアリール基であることがより好ましく、置換のアリール基であることがさらに好ましく、アルキル基で置換されたアリール基であることが特に好ましい。
式(1)において、RA、RBおよびRCにおけるアルキル基は、上記置換基として説明した「アルキル基」と同じであるが、C1〜C20アルキル基であることが好ましい。
なお、当該基は上記置換基を有していてもよい。
式(1)において、RA、RBおよびRCにおけるアリール基は、上記置換基として説明した「アリール基」と同じであるが、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−アントラセニル基または2−フルオレニル基であることが好ましく、フェニル基であることがより好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよい。
式(1)において、RA、RBおよびRCにおける1価の複素環基は、上記置換基として説明した「1価の複素環基」と同じであるが、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基またはキノリル基であることが好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよい。
式(1)において、RA、RBおよびRCで示される基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基であり、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、さらに好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
また、Ar1とRAは、互いに連結して、環構造を形成していてもよく、、Ar1とAr2は、互いに連結して、環構造を形成していてもよく、Ar2とRAは、互いに連結して、環構造を形成していてもよく、Ar2とRBは、互いに連結して、環構造を形成していてもよく、Ar2とAr3は互いに連結して環構造を形成していてもよく、Ar3とRBは互いに連結して環構造を形成していてもよい。
ここで、「互いに連結して環構造を形成していてもよく」とは、例えば、Ar1とRAとが、単結合、または、−O−、−S−、−C(=O)−、−C(=O)−O−、−N(R120)−、−C(=O)−N(R120)−若しくは−C(R1202−で示される基を介して結合し(R120は、非置換若しくは置換のアルキル基または非置換若しくは置換のアリール基を示し、R120が複数存在する場合、互いに同一でも異なっていてもよい)、環構造を形成していてもよいことを意味する。これにより、通常5〜7員環が形成される。
第一構成単位の含有量は、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造された有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、全構成単位の合計に対して60〜100モル%であることが好ましく、70〜100モル%であることがより好ましく、80〜100モル%であることがさらに好ましい。
第一構成単位としては、下記式(1−01)〜(1−24)で表される構成単位が挙げられ、式(1−01)、(1−02)、(1−04)〜(1−15)、(1−16)、(1−17)、(1−19)、(1−21)〜(1−24)で表される構成単位であることが好ましく、式(1−01)、(1−02)、(1−05)〜(1−09)、(1−11)、(1−17)、(1−19)、(1−22)〜(1−24)で表される構成単位であることがより好ましく、式(1−05)、(1−07)〜(1−09)、(1−11)で表される構成単位であることがさらに好ましい。
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
(第二構成単位)
第二構成単位は、下記式(2)で表される構成単位である。
Figure 0006305024
式(2)中、naは0〜3の整数を示し、nbは0〜12の整数を示し、nAは0または1であり、nは0〜4の整数を示す。Ar5は非置換若しくは置換の(2+n)価の芳香族炭化水素基または非置換若しくは置換の(2+n)価の複素環基を示す。LaおよびLbは、それぞれ独立に、直接結合、非置換若しくは置換のアルキレン基または非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。Laが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Lbが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LAは酸素原子または硫黄原子を示す。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは1価の架橋性基を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
式(2)において、naは、0〜3の整数を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、0〜2が好ましく、0または1がより好ましく、0がさらに好ましい。
式(2)において、nbは、0〜12の整数を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、0〜10が好ましく、0〜8がより好ましい。
式(2)において、nAは、0または1を示し、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、0であることが好ましい。
式(2)において、nは0〜4の整数であるが、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、0〜3の整数であることが好ましい。なお、本発明で用いる高分子化合物を含む有機薄膜を不溶化有機薄膜に変換する観点からは、nは1〜4であることが好ましく、1〜3の整数であることがより好ましく、2であることがさらに好ましい。
式(2)において、Ar5が示す非置換若しくは置換の(2+n)価の芳香族炭化水素基の炭素原子数は、通常、6〜60であり、好ましくは6〜48であり、より好ましくは6〜20であり、さらに好ましくは6〜14である。(2+n)価の芳香族炭化水素基としては、2価、3価、4価または5価の芳香族炭化水素基であることが好ましく、3価または4価の芳香族炭化水素基であることがより好ましい。ここで、「(2+n)価の芳香族炭化水素基」とは、芳香族炭化水素化合物から、芳香環を構成する炭素原子に結合した(2+n)個の水素原子を除いた残りの原子団を意味し、ベンゼン環を有する基、縮合環を有する基が含まれる。なお、上記炭素数には、置換基の炭素数は含めない。
上記芳香族炭化水素化合物としては、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、1−テトラセン、ピレン、ペリレン、フルオレン、ベンゾフルオレン、フェナンスレン、ジヒドロフェナンスレン、クリセン、コロネン等が挙げられ、本発明で用いる高分子化合物の安定性がより優れ、かつ、当該高分子を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性がより優れるので、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ピレン、フルオレン、ベンゾフルオレン、フェナンスレン、ジヒドロフェナンスレンが好ましく、ベンゼン、ナフタレン、フルオレンがより好ましい。
式(2)において、Ar5が示す非置換若しくは置換の(2+n)価の複素環基の炭素原子数は、通常、3〜60であり、好ましくは3〜20である。(2+n)価の複素環基としては、2価、3価、4価または5価の複素環基であることが好ましく、2価、3価または4価の複素環基であることがより好ましい。ここで、「(n+2)価の複素環基」とは、複素環式化合物から、複素環または芳香環を構成する炭素原子に結合した(2+n)個の水素原子を除いた残りの原子団を意味し、単環の基、縮合環を有する基を含む。なお、上記炭素数には、置換基の炭素数は含めない。
上記複素環化合物としては、例えば、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、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、カルバゾール、フェノキサジン、フェノチアジン、ベンゾチアジアゾール、ジベンゾシロールなどが挙げられる。
式(2)において、Ar5で示される基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基であり、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、さらに好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
式(2)において、Ar5としては、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性が優れるので、非置換若しくは置換の芳香族炭化水素基が好ましい。
式(2)において、LaおよびLbで示されるアルキレン基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、置換基を有していてもよい。原料となるモノマー合成が容易になるため、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。直鎖状アルキレン基および分岐状のアルキレン基の炭素原子数は、通常1〜20であり、好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜6である。環状アルキレン基の炭素原子数は、通常3〜20であり、好ましくは3〜10であり、より好ましくは3〜6である。
アルキレン基としては、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,3−ブチレン基、1,3−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、1,4−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、1,7−ヘプチレン基、1,6−オクチレン基、1,8−オクチレン基等が挙げられる。
式(2)において、LaおよびLbで示されるフェニレン基は、置換基を有していてもよい。フェニレン基としては、o−フェニレン、m−フェニレン、p−フェニレンが挙げられる。フェニレン基が有してもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子およびシアノ基が挙げられる。
式(2)において、Laは、原料となるモノマー合成が容易となるため、直接結合またはフェニレン基であることが好ましい。
式(2)において、Lbは、原料となるモノマー合成が容易となるため、直接結合またはアルキレン基であることが好ましい。
式(2)において、LAは酸素原子または硫黄原子を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、酸素原子であることが好ましい。
式(2)において、Xは1価の架橋性基を示す。
Xとしては、例えば、非置換若しくは置換のアジリジニル基、非置換若しくは置換のアゼチジニル基、アジド基、非置換若しくは置換のエポキシ基、非置換若しくは置換のオキセタニル基、非置換若しくは置換のアルケニル基、非置換若しくは置換のアルキニル基、シクロブテンを有する基などが挙げられ、原料となるモノマー合成が容易となるため、
非置換若しくは置換のアジリジニル基、アジド基、非置換若しくは置換のエポキシ基、非置換若しくは置換のオキセタニル基、非置換若しくは置換のアルケニル基、非置換若しくは置換のアルキニル基、シクロブテンを有する非置換若しくは置換のアリール基、シクロブテンを有する非置換若しくは置換の1価の複素環基が好ましく、非置換若しくは置換のアルケニル基、シクロブテンを有する非置換若しくは置換のアリール基、シクロブテンを有する非置換若しくは置換の1価の複素環基がより好ましく、非置換若しくは置換のアルケニル基、シクロブテンを有する非置換若しくは置換のアリール基がさらに好ましい。
式(2)において、Xとしては、例えば、下記式(X−1)、(X−2)、(X−01)〜(X−19)が挙げられ、原料となるモノマー合成が容易となるため、式(X−1)、(X−2)、(X−01)、(X−03)、(X−04)、(X−06)〜(X−18)が好ましく、式(X−1)、(X−2)、(X−09)〜(X−19)がより好ましく、式(X−1)、(X−2)がさらに好ましい。
Figure 0006305024
式(X−1)中、ベンゾシクロブテンは置換基を有していてもよい。式(X−1)における置換基としては、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ルキルチオ基、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アリールチオ基、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、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、カルバモイル基、酸イミド基、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カルボキシル基、シアノ基またはニトロ基が挙げられる。
Figure 0006305024
式(X−2)中、neおよびnfは、それぞれ独立に、0または1を示す。LX1は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基または−O−CO−で表される基を示す。R4、R5、R6、R7および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ルコキシ基、非置換若しくは置換のアルキルチオ基、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アリールチオ基、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、非置換若しくは置換のアシル基、非置換若しくは置換のアシルオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基を示す。
なお、式(X−2)において、波線の存在する二重結合を有する化合物は、E体、Z体、またはE体およびZ体の混合物のいずれでもよいことを意味する。
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
式(X−01)〜(X−19)中、RX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ルキルチオ基、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アリールチオ基、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、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、カルバモイル基、酸イミド基、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カルボキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。複数存在するRXは、同一であっても異なっていてもよい。RN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シル基、非置換若しくは置換のアリール基または非置換若しくは置換の1価の複素環基を表す。
Xとしては、原料となるモノマー合成が容易となるため、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価の複素環基が好ましく、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がより好ましい。RNとしては、原料となるモノマー合成が容易になるため、アリール基で置換されたアルキル基、非置換若しくは置換のアシル基、非置換若しくは置換の1価の複素環基が好ましい。
なお、式(X−01)〜(X−19)中、「*」は結合手を示す。
式(X−1)としては、下記式(X−1−1)または(X−1−2)が挙げられ、原料となるモノマー合成が容易となるため、式(X−1−1)であることが好ましい。
Figure 0006305024
式(X−1−1)および(X−1−2)中、RY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ルキルチオ基、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アリールチオ基、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、アシル基、アシルオキシ基、イミン残基、カルバモイル基、酸イミド基、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カルボキシル基、シアノ基またはニトロ基を表す。複数あるRYは、同一であっても異なっていてもよい。
Yとしては、原料となるモノマー合成が容易となるため、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または非置換若しくは置換の1価の複素環基であることが好ましく、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または非置換若しくは置換のアリール基であることより好ましく、水素原子または非置換若しくは置換のアルキル基であることがさらに好ましい。なお、式(X−1−1)および(X−1−2)中、「*」は結合手を示す。
式(X−2)において、neは0または1を示し、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造された有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、0が好ましい。
式(X−2)において、nfは0または1を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、0が好ましい。
上記式(X−2)において、LX1は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基または−O−CO−で表される基を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、カルボニル基または−O−CO−で表される基が好ましい。
式(X−2)において、R4、R5、R6、R7、R8は、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、複素環基、ハロゲン原子またはシアノ基であることが好ましく、水素原子、アルキル基またはフッ素原子であることがより好ましく、水素原子であることがさらに好ましい。
式(2)で表される構成単位としては、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、下記式(4)で表される構成単位が好ましい。
Figure 0006305024
式(4)中、ncは0〜3の整数を示し、ndは0〜12の整数を示し、nBは0または1であり、mは0〜2の整数を示す。LcおよびLdは、それぞれ独立に、直接結合、非置換または置換のアルキレン基または非置換または置換のフェニレン基を示す。Lcが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ldが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LBは酸素原子または硫黄原子を示す。LBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは前記を同じ意味を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。R3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価の複素環基または非置換若しくは置換の1価の複素環オキシ基を示す。R3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。
式(4)において、ncは0〜3の整数を示し、原料となるモノマーの合成が容易となるため、0〜2が好ましく、0または1がより好ましく、0がさらに好ましい。
式(4)において、ndは0〜12の整数を示し、原料となるモノマーの合成が容易となるため、0〜10が好ましく、0〜8がより好ましい。
式(4)において、nBは0または1であり、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、0がより好ましい。
式(4)において、mは0〜2の整数を示し、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れ、かつ、当該高分子化合物を含む有機薄膜を不溶化有機薄膜に変換する観点からは、1または2であることが好ましく、2であることがより好ましい。
式(4)において、LcおよびLdで示されるアルキレン基は、直鎖状、分岐状または環状のいずれでもよく、置換基を有していてもよい。原料となるモノマー合成が容易となるため、直鎖状のアルキレン基であることが好ましい。直鎖状アルキレン基および分岐状アルキレン基の炭素原子数は、通常1〜20であり、好ましくは1〜10であり、より好ましくは1〜6である。環状アルキレン基の炭素原子数は、通常3〜20であり、好ましくは3〜10であり、より好ましくは3〜6である。
アルキレン基としては、メチレン基、1,2−エチレン基、1,3−プロピレン基、1,3−ブチレン基、1,3−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、1,4−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、1,7−ヘプチレン基、1,6−オクチレン基、1,8−オクチレン基等が挙げられる。
式(4)において、LcおよびLdで示されるフェニレン基は、置換基を有していてもよい。フェニレン基としては、o−フェニレン、m−フェニレン、p−フェニレン等が挙げられる。フェニレン基が有してもよい置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子またはシアノ基が挙げられる。
式(4)中、Lcは、原料となるモノマー合成が容易となるため、直接結合またはフェニレン基であることが好ましい。
式(4)中、Ldは、原料となるモノマー合成が容易となるため、直接結合またはアルキレン基であることが好ましい。
式(4)中、LBは酸素原子または硫黄原子を示し、原料となるモノマー合成が容易となるため、酸素原子であることが好ましい。
式(4)において、Xは1価の架橋性基を示し、上記の式(2)におけるXと同じ意味を表し、式(2)における例示や好ましい範囲と同一である。
式(4)において、R3は、本発明で用いる高分子化合物を用いた有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、非置換若しくは置換のアルキル基または非置換若しくは置換のアリール基であることが好ましく、置換のアリール基であることがより好ましく、アルキル基で置換されたアリール基であることがさらに好ましい。
式(4)において、フルオレン環は置換基を有していてもよく、該置換基は、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基またはシアノ基であり、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、さらに好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
式(2)において、n=0である構成単位としては、例えば、下記式(2−01)〜(2−45)が好ましく、式(2−01)〜(2−04)、(2−06)、(2−07)、(2−09)、(2−10)、(2−13)、(2−14)、(2−16)〜(2−27)、(2−29)〜(2−40)、(2−44)がより好ましく、式(2−01)〜(2−04)、(2−06)、(2−07)、(2−09)、(2−10)、(2−14)、(2−17)、(2−18)、(2−21)〜(2−25)、(2−27)、(2−29)〜(2−40)がさらに好ましく、式(2−02)、(2−03)、(2−06)、(2−09)、(2−10)、(2−23)〜(2−25)、(2−27)、(2−29)〜(2−40)が特に好ましい。
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式(2)において、n≧1である構成単位としては、例えば、下記式(2−101)〜(2−139)が好ましく、式(2−101)、(2−107)、(2−109)〜(2−112)、(2−118)、(2−125)〜(2−136)がより好ましく、式(2−101)、(2−107)、(2−110)、(2−112)、(2−125)、(2−127)、(2−129)、(2−130)、(2−133)〜(2−136)がさらに好ましく、式(2−101)、(2−110)、(2−112)、(2−125)、(2−127)、(2−129)、(2−133)、(2−135)が特に好ましい。
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第二構成単位の含有量は、式(2)において、n=0の場合、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので、全構成単位の合計に対して0.5〜40モル%であることが好ましく、1〜30モル%であることがより好ましく、5〜20モル%であることがさらに好ましい。
第二構成単位の含有量は、式(2)において、n≧1の場合、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れ、かつ、架橋性に優れるので、全構成単位の合計に対して0.5〜40モル%であることが好ましく、3〜30モル%であることがより好ましく、3〜20モル%であることがさらに好ましい。
本発明で用いる高分子化合物は、第二構成単位として、上述した構成単位を一種のみ有していてもよいし、上述した構成単位のうち異なる複数の構成単位を有していてもよいが、有機薄膜を不溶化有機薄膜に変換する観点からは、上記式(X−1)で表される1価の架橋性基を少なくとも一種類含むこと、上記式(X−2)で表される1価の架橋性基を少なくとも一種類含むこと、上記式(X−1)および上記式(X−2)で示される1価の架橋性基を少なくともぞれぞれ一種類含むことが好ましく、上記式(X−1)および上記式(X−2)で示される1価の架橋性基を少なくともそれぞれ一種類以上ずつ含むことがより好ましい。
(第三構成単位)
第三構成単位は、下記式(3)で表される構成単位である。
Figure 0006305024
式(3)中、cは0または1を示し、Ar6およびAr8は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基または非置換若しくは置換の2価の複素環基を示し、Ar7は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該基は置換基を有していてもよい)を示す。R1は1価の架橋性基を示し、R2は1価の架橋性基、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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。
式(3)において、cは、原料となるモノマー合成が容易であり、かつ、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性より優れるため、0であることが好ましい。
式(3)において、Ar6、Ar7およびAr8で表される基は、非置換若しくは置換のアリーレン基であることが、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるので好ましい。
式(3)において、Ar6、Ar7およびAr8におけるアリーレン基としては、例えば、1,2−フェニレン基、1,3−フェニレン基、1,4−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、2,7−ナフタレンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基、2,7−フェナンスレンジイル基、5,12−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、1,6−ピレンジイル基、2,7−ピレンジイル基および3,8−ペリレンジイル基を選択することができ、1,4−フェニレン基、2,7−フルオレンジイル基、2,6−アントラセンジイル基、9,10−アントラセンジイル基、2,7−フェナンスレンジイル基および1,6−ピレンジイル基が好ましく、1,4−フェニレン基がさらに好ましい。これらは上記置換基を有していてもよい。
式(3)において、Ar6、Ar7、およびAr8における2価の複素環基としては、例えば、2,5−ピロールジイル基、ジベンゾフランジイル基、ジベンゾチオフェンジイル基および2,1,3−ベンゾチアジアゾール−4,7−ジイル基を選択することができ、これらは上記置換基を有していてもよい。
式(3)において、Ar7におけるアリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基としては、例えば、下記式(1a−1)、(1a−2)、(1a−3)、(1a−4)、(1a−5)、(1a−6)または(1a−7)で示される基であることが好ましく、下記式(1a−1)で示される基であることがより好ましい。なお、これらの基は上記置換基を有していてもよい。
Figure 0006305024
式(3)において、Ar6、Ar7およびAr8で示される基が置換基を有する場合、該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基が挙げられ、好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、より好ましくは、アルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
式(3)において、R1で示される1価の架橋性基としては、例えば、上記式(X−1)、(X−2)、(X−01)〜(X−18)が挙げられ、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、式(X−1)、(X−2)、(X−01)、(X−03)、(X−04)、(X−06)〜(X−18)が好ましく、式(X−1)、(X−2)、(X−07)〜(X−18)がより好ましく、式(X−1)がさらに好ましい。
式(3)において、R2で示される1価の架橋性基としては、例えば、上記式(X−1)、(X−2)、(X−01)〜(X−18)が挙げられ、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れるため、式(X−1)、(X−2)、(X−01)、(X−03)、(X−04)、(X−06)〜(X−18)が好ましく、式(X−1)、(X−2)、(X−07)〜(X−18)がより好ましく、式(X−1)がさらに好ましい。
式(3)において、R2で示される非置換若しくは置換のアルキル基は、上記置換基として説明した「アルキル基」と同じであるが、好ましくは、C1〜C20アルキル基である。
式(3)において、R2で示される非置換若しくは置換のアリール基は、上記置換基として説明した「アリール基」と同じであるが、好ましくは、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−アントラセニル基または2−フルオレニル基である。
式(3)において、R2で示される非置換若しくは置換の1価の複素環基は、上記置換基として説明した「1価の複素環基」と同じであるが、好ましくは、ピリジル基、ピリミジル基、トリアジル基またはキノリル基である。
式(3)において、R2は、原料となるモノマー合成が容易になるため、R1と同じ1価の架橋性基であることが好ましい。
式(3)において、R2で示される基が置換基を有する場合、該置換基は、好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、アリールアルケニル基、アリールアルキニル基、アミノ基、置換アミノ基、ハロゲン原子、アシル基、アシルオキシ基、1価の複素環基、カルボキシル基、ニトロ基、シアノ基であり、より好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールアルキル基、アリールアルコキシ基、置換アミノ基、アシル基、シアノ基であり、さらに好ましくはアルキル基、アルコキシ基、アリール基である。
第三構成単位としては、例えば、式(3−01)〜(3−05)が挙げられ、式(3−01)、(3−02)、(3−04)または(3−05)が好ましく、式(3−01)または(3−02)がより好ましく、式(3−01)がさらに好ましい。
Figure 0006305024
第三構成単位の含有量は、本発明で用いる高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の正孔輸送性および耐久性がより優れ、かつ、架橋性に優れるので、全構成単位の合計に対して0.5〜40モル%であることが好ましく、3〜30モル%であることがより好ましく、3〜20モル%であることがさらに好ましい。
本発明で用いる高分子化合物は、第三構成単位として、上述した構成単位を一種のみ有していてもよいし、上述した構成単位のうち異なる複数の構成単位を有していてもよい。
本発明で用いる高分子化合物は、上記式(1)で表される第一構成単位を全構成単位の合計に対して51モル%以上含み、かつ、上記式(2)で表される第二構成単位および/または上記式(3)で表される第三構成単位を含む高分子化合物であるが、架橋性がより優れるため、第一構成単位および第二構成単位で構成されるか、または、第一構成単位、第二構成単位および第三構成単位で構成されることが好ましく、第一構成単位および第二構成単位で構成されることがより好ましい。
本発明で用いる高分子化合物における、構成単位の組み合わせの例を、以下に示す。
Figure 0006305024
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本発明で用いる高分子化合物は、上記式(1)で表される構成単位を導入するモノマー(1)と、該構成単位とは異なる構成単位を導入するモノマー(A)との縮合重合で合成される。
モノマー(1)としては、例えば、後述する式(5)で表される化合物および式(6)で表される化合物が挙げられ、モノマー(A)としては、例えば、後述する式(2M)で表される化合物および式(3M)で表される化合物が挙げられる。
本発明で用いる高分子化合物は、末端基に重合性基がそのまま残っていると、該高分子化合物を用いて作製した有機発光素子の発光特性や寿命が低下する可能性がある。そのため、末端基は安定な基(例えば、アリール基、1価の複素環基(特に1価の芳香族複素環基))であることが好ましい。
本発明で用いる高分子化合物は、共重合体である場合、如何なる共重合体であってもよく、例えば、ブロック共重合体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。
本発明で用いる高分子化合物は、正孔輸送材料等として有用であり、その他の化合物と併用し、後述の組成物として用いてもよい。
本発明で用いる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1×104〜5×106である。また、本発明で用いる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、成膜性が良好になり、かつ、高分子化合物を用いて製造される有機発光素子の輝度寿命がより優れるので、好ましくは5×103〜1×107である。
有機発光素子を作製するための様々なプロセスに対する耐久性が優れ、かつ、有機発光素子の耐熱性が良好となるので、本発明で用いる高分子化合物のガラス転移温度は、70℃以上であることが好ましい。
正孔輸送層又はインターレイヤーの成膜方法に制限はなく、従来使用されてきた方法が挙げられる。溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法などが挙げられる。
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させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、水、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラ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、アセトン、メチルエチルケト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が例示される。
正孔輸送層又はインターレイヤーに続いて、発光層などの有機化合物層を塗布法にて形成する場合、特に、両方の層を塗布法によって形成する場合には、先に塗布した層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解して積層構造を作製できなくなることがある。この場合には、下層を該溶媒に対して不溶にする方法を用いることができる。溶媒に対して不溶にする方法としては、高分子化合物自体に架橋基を付けて架橋させる方法、芳香族ビスアジドに代表される芳香環を有する架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合して架橋させる方法、アクリレート基に代表される芳香環を有しない架橋基を持った低分子化合物を架橋剤として混合して架橋させる方法、下層を紫外光に感光させて上層作製に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、下層を加熱して上層作製に用いる有機溶媒に対して不溶化する方法、などが挙げられる。下層を加熱する場合の加熱の温度は通常100℃〜300℃程度であり、時間は通常1分〜1時間程度である。
また、架橋以外の方法で下層を溶解させずに積層するその他の方法として、隣り合った層に異なる極性の溶液を用いる方法があり、たとえば、下層に水溶性の高分子化合物を用い、上層に油溶性の高分子化合物を用いて、塗布しても下層が溶解しないようにする方法などがある。
正孔輸送層又はインターレイヤーの膜厚は、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、少なくとも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、該正孔輸送層およびインターレイヤーの膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜100nmである。
<発光層>
本発明の高分子発光素子において、発光層は高分子発光材料から形成される。高分子発光材料としては、ポリフルオレン誘導体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール、ポリアルキルチオフェン等の共役系高分子化合物を好適に用いることができる。
また、発光層は、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系色素化合物や、ルブレン、ペリレン、9,10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等の低分子色素化合物を含有してもよい。また、ナフタレン誘導体、アントラセン若しくはその誘導体、ペリレン若しくはその誘導体、ポリメチン系、キサンテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、8−ヒドロキシキノリン若しくは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若しくはその誘導体、又はテトラフェニルブタジエン若しくはその誘導体、トリス(2-フェニルピリジン)イリジウムなどの燐光を発光する金属錯体を含有してもよい。
また、本発明の高分子発光素子が有する発光層は、非共役系高分子化合物[例えば、ポリビニルカルバゾール、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、ポリ( N−ビニルカルバゾール)、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂や、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリディン系化合物、ポルフィリン系化合物、ポリシラン系化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、有機シラン誘導体を含む重合体]と前記有機色素や金属錯体などの発光性有機化合物との混合組成物から構成されてもよい。
このような高分子化合物の具体例としては、WO97/09394、WO98/27136、WO99/54385、WO00/22027、WO01/19834、GB2340304A、GB2348316、US573636、US5741921、US5777070、EP0707020、特開平9-111233、特開平10-324870、特開平2000-80167、特開2001-123156、特開2004-168999、特開2007-162009、「有機EL素子の開発と構成材料」(シーエムシー出版、2006)に開示されているポリフルオレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレン、その誘導体及び共重合体、ポリアリーレンビニレン、その誘導体及び共重合体、芳香族アミン及びその誘導体の(共)重合体が例示される。
また、低分子化合物の具体例としては、特開昭57−51781号、有機薄膜仕事関数データ集[第2版](シーエムシー出版、2006)、「有機EL素子の開発と構成材料」(シーエムシー出版、2006)に記載されている化合物が例示される。
前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記発光層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。
発光層の成膜方法に制限はなく、正孔輸送層等の成膜と同様の方法が挙げられる。溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法などが挙げられる。
溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔輸送層等の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。
発光層に続いて、電子輸送層などの有機化合物層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔輸送層等の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。
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、少なくとも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、発光層の膜厚としては、例えば5nmから1μmであり、好ましくは10nm〜500nmであり、さらに好ましくは30nm〜200nmである。
<電子輸送層又は正孔ブロック層>
本発明の高分子発光素子において、電子輸送層又は正孔ブロック層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体などが挙げられる。
これらのうち、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、又は8−ヒドロキシキノリン若しくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリン若しくはその誘導体、ポリキノキサリン若しくはその誘導体、ポリフルオレン若しくはその誘導体が好ましい。
前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記電子輸送層及び正孔ブロック層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、電子注入層で用いることができる材料として列記する材料も電子輸送層及び正孔ブロック層で用いることができる。
電子輸送層又は正孔ブロック層の成膜方法に制限はなく、正孔輸送層等の成膜と同様の方法が挙げられる。溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法などが挙げられる。
溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔輸送層等の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。
電子輸送層又は正孔ブロック層に続いて、電子注入層などの有機化合物層を塗布法にて形成する際に、下層が後から塗布する層の溶液に含まれる溶媒に溶解する場合は、正孔輸送層等の成膜方法での例示と同様の方法で下層を溶媒不溶にすることができる。
電子輸送層又は正孔ブロック層の膜厚は、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、少なくともピンホールが発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、該電子輸送層又は正孔ブロック層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜100nmである。
<電子注入層>
本発明の高分子発光素子において、電子注入層を構成する材料としては、公知のものが使用でき、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、フルオレノン誘導体、ベンゾキノン若しくはその誘導体、ナフトキノン若しくはその誘導体、アントラキノン若しくはその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン若しくはその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン若しくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレン、ペリレン等の芳香環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体やメタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする金属錯体に代表される各種金属錯体、有機シラン誘導体、などが挙げられる。
前記材料は単成分であってもあるいは複数の成分からなる組成物であってもよい。また、前記電子注入層は、前記材料の1種又は2種以上からなる単層構造であってもよいし、同一組成又は異種組成の複数層からなる多層構造であってもよい。また、電子輸送層及び正孔ブロック層で用いることができる材料として列記する材料も電子注入層で用いることができる。
電子注入層の成膜方法に制限はなく、正孔輸送層等の成膜と同様の方法が挙げられる。溶液からの成膜方法としては、スピンコート法、キャスティング法、バーコート法、スリットコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、インクジェットプリント法等の前記塗布法及び印刷法が挙げられ、昇華性化合物材料を用いる場合には、真空蒸着法、転写法などが挙げられる。
溶液からの成膜に用いる溶媒の例としては、正孔輸送層等の成膜方法で列記した溶媒が挙げられる。
電子注入層の膜厚は、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、少なくともピンホールが発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、該電子注入層の膜厚としては、例えば1nmから1μmであり、好ましくは2nm〜500nmであり、さらに好ましくは5nm〜100nmである。
<陰極>
本発明において陰極は、前記発光層の上に直接、あるいは、任意の層を介して設けられる。陰極は陽極と同様の材料から公知の方法によって形成すればよい。好ましい陰極は、例えば、特開2011−146307又は特許公開2011−049546に記載されているものである。陰極は2層以上の複数層から構成されてよい。その場合、本明細書において、発光層に近い側から順に、第1陰極層、第2陰極層、第3陰極層(3層以上含む場合)ということがある。
本発明において、前記第1陰極層は、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム及びフッ化セシウムからなる群から選ばれる1種以上の材料を含み、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化ルビジウム及びフッ化セシウムからなる群から選ばれる1種以上の材料からなることが好ましく、フッ化ナトリウム又はフッ化カリウムからなることがより好ましい。
前記第1陰極層の膜厚は材料によって最適値が異なるが、通常、0.1nm〜10nmの範囲であり、好ましくは0.5nm〜5nmである。
本発明において、前記第2陰極層に含まれる材料は、前記第1陰極層を構成するアルカリ金属フッ化物に対して還元作用を有する事が好ましい。前記第2陰極層は、アルカリ土類金属及びアルミニウムからなる群から選ばれる1種以上の材料を含み、アルカリ土類金属及びアルミニウムからなる群から選ばれる1種以上の材料からなることが好ましい。なかでもマグネシウム、カルシウム、アルミニウムが好ましく、マグネシウム、アルミニウムがより好ましい。前記アルカリ土類金属は、マグネシウム又はカルシウムであることは好ましい。
前記第2陰極層が、アルミニウムを含む場合の膜厚は、通常、10nm〜1000nmの範囲である。
前記前記第2陰極層がアルミニウムを含まない場合の膜厚は、通常、0.1nm〜10nmの範囲である。また、陰極の酸化劣化防止の観点から、Al、Agなどから成る第3陰極層をさらに積層させることが好ましい。この場合、第3陰極層の膜厚は、通常、10nm〜1000nmの範囲である。
陰極の作製方法は、特に限定されず、公知の方法が利用できる。具体的には、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法が例示される。特に、低分子有機物と、金属、金属の酸化物、金属のフッ化物又は金属の炭酸化物とを混合した組成物を成膜して陰極を形成する場合には共蒸着法が好ましく用いられる。
<絶縁層>
本発明の高分子発光素子が任意に有しうる膜厚5nm以下の絶縁層は、電極との密着性向上、電極からの電荷(即ち正孔又は電子)注入改善、隣接層との混合防止などの機能を有するものである。上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(ポリメチルメタクリレートなど)、等が挙げられる。膜厚5nm以下の絶縁層を設けた高分子発光素子としては、陰極に隣接して膜厚5nm以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚5nm以下の絶縁層を設けたものが挙げられる。
3.素子の製造方法
本発明の高分子発光素子の製造方法は、特に限定されず、基板上に各層を順次積層することにより製造することができる。具体的には、基板上に陽極を設け、その上に正孔注入層、正孔輸送層、インターレイヤー等の層を必要に応じて設け、その上に発光層を設け、その上に電子輸送層、電子注入層等の層を必要に応じて設け、さらにその上に、陰極を積層することにより製造することができる。
図1は、本発明の一実施形態である高分子発光素子の構造を示す模式断面図である。図1に示される発光素子は、基板1と、該基板1上に形成された陽極2と、第1の機能層3と、第2の機能層4と、発光層5と、第1陰極層6及び第2陰極層7から成る陰極8とを有している。陽極2は、基板1と接するように基板1上に設けられており、陽極2の基板1とは反対側には、第1の機能層3、第2の機能層4、発光層5、第1陰極層6および第2陰極層7が、この順で積層されている。第1の機能層3は正孔注入層としての機能を有する。第2の機能層4は正孔輸送層としての機能を有する。
4.ディスプレイ装置
本発明の高分子発光ディスプレイ装置は、前記本発明の高分子発光素子を1画素単位として備える。画素単位の配列の態様は、特に限定されず、テレビ等のディスプレイ装置で通常採られる配列とすることができ、多数の画素が共通の基板上に配列された態様とすることができる。本発明の装置において、基板上に配列される画素は、必要に応じて、バンクで規定される画素領域内に形成することができる。
本発明の装置は、さらに必要に応じて、発光層等を挟んで基板と反対側に、封止部材を有することができる。また、さらに必要に応じて、カラーフィルター又は蛍光変換フィルター等のフィルター、画素の駆動に必要な回路及び配線等の、ディスプレイ装置を構成するための任意の構成要素を有することができる。
以下において、本発明を実施例及び比較例を参照してより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
<合成例>
高分子化合物のポリスチレン換算の数平均分子量およ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)を用いて以下の測定条件により求めた。
(測定条件)
測定する高分子化合物を約0.05重量%の濃度になるようにテトラヒドロフランに溶解させ、GPCに10μL注入した。GPCの移動相としてテトラヒドロフランを用い、2.0mL/分の流速で流した。カラムとして、PLgel MIXED−B(ポリマーラボラトリーズ製)を用いた。検出器には示差屈折率検出器(島津製作所製、商品名:RID−10A)を用いた。
NMRの測定は、測定試料5〜20mgを約0.5mLの有機溶媒に溶解させて、NMR(バリアン(Varian,Inc.)製、商品名:INOVA300)を用いて行った。
LC−MSの測定は、以下の方法で行った。測定試料を1〜10mg/mLの濃度になるように適切な有機溶媒(クロロホルム、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、トルエン等)に溶解させて、LC−MS(アジレント・テクノロジー製、商品名:1100LCMSD)にて測定し、解析した。LC−MSの移動相には、イオン交換水、アセトニトリル、テトラヒドロフランまたはそれらの混合液を用い、必要に応じて酢酸を添加した。カラムは、L−column 2 ODS(3μm)(化学物質評価研究機構製、内径:4.6mm、長さ:250mm、粒子径3μm)を用いた。
合成例1:化合物2の合成
化合物1を用いて、下記のとおり化合物2を合成した。
Figure 0006305024
500mLの4つ口フラスコに、化合物1(46.84g)、ビスピナコレートジボロン(30.03g)および酢酸カリウム(30.28g)を入れた後、フラスコ内の気体を窒素で置換した。4つ口フラスコ内に、1,4−ジオキサン(167mL)および塩化パラジウム(ジフェニルホスフィノフェロセン)ジクロロメタン付加体(PdCl2(dppf)(CH2Cl2)(2.52g)を加え、105℃で3時間攪拌した。得られた液を、室温まで冷却した後、ヘキサン(330ml)を加え、セライトをプレコートした漏斗で濾過した。濾液を減圧濃縮して得られた濃縮物をヘキサンに溶解させた後、活性炭を加えて40℃で1時間加熱しながら攪拌した。得られた混合物を室温まで冷却した後、セライトをプレコートした漏斗で濾過した。濾液を減圧濃縮して得られた固体を、トルエンとアセトニトリルの混合溶媒で再結晶することで白色固体として化合物2を39.7g得た。
LC−MS(APCI、positive):[M+H]+ 1004.
合成例2:高分子化合物Aの合成
下記式(K−1)で表される構成単位と、下記式(K−2)で表される構成単位を、92.5:7.5のモル比(仕込み原料による理論値)で有する重合体(高分子化合物A)の合成を、下記のとおり行った。
Figure 0006305024
Figure 0006305024
アルゴン雰囲気下、合成例1で合成した化合物2(2.010g、2.00mmol)と、化合物1(1.549g、1.70mmol)と、下記式(M−2−BR):
Figure 0006305024
で表される化合物(0.158g、0.30mmol)と、トルエン(40mL)とを混合し、105℃に加熱した。その後、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.9g)を滴下し、ジクロロビス(トリス(o−メトキシフェニル))ホスフィンパラジウム(1.76mg)を加え、3時間還流させた。反応後、反応液に、フェニルボロン酸(24.4mg)およびトルエン(8mL)を加え、さらに3時間還流させた。次いで、反応液に、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。得られた混合物を冷却後、トルエンを仕込み、水で2回洗浄し、3重量%酢酸水溶液で2回洗浄し、水で2回洗浄した。得られた液をメタノールに滴下し、固体を濾取して沈殿物を得た。該沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、及びシリカゲルカラムを順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物Aを2.2g得た。高分子化合物Aのポリスチレン換算の数平均分子量は0.31×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.48×105であった。
合成例3:高分子化合物Dの合成
下記式(K−1)で表される構成単位と、下記式(K−5)で表される構成単位と、下記式(K−3)で表される構成単位を、50:42.5:7.5のモル比(仕込み原料による理論値)で有する重合体(高分子化合物D)の合成を、下記のとおり行った。
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
アルゴン雰囲気下、合成例1で合成した化合物2(2.010g、2.00mmol)と、下記式(M−5−BR):
Figure 0006305024
で表される化合物(1.256g、1.70mmol)と、下記式(M−3−BR):
Figure 0006305024
で表される化合物(0.129g、0.30mmol)と、トルエン(40mL)とを混合し、105℃に加熱した。その後、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.9g)を滴下し、ジクロロビス(トリス(o−メトキシフェニル))ホスフィンパラジウム(1.76mg)を加え、3時間還流させた。反応後、反応液に、フェニルボロン酸(24.4mg)およびトルエン(8mL)を加え、さらに3時間還流させた。次いで、反応液に、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。得られた混合物を冷却後、トルエンを加え、水で2回洗浄し、3重量%酢酸水溶液で2回洗浄し、水で2回洗浄した。得られた液をメタノールに滴下し、固体を濾取することで沈殿物を得た。該沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、及びシリカゲルカラムを順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物Dを2.0g得た。高分子化合物Dのポリスチレン換算の数平均分子量は0.15×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は1.38×105であった。
合成例4:高分子化合物AAの合成
下記式(K−1)で表される構成単位と、下記式(K−2)で表される構成単位と、下記式(K−6)で表される構成単位を、42.5:7.5:50のモル比(仕込み原料による理論値)で有する重合体(高分子化合物AA)の合成を、下記のとおり行った。
Figure 0006305024
Figure 0006305024
Figure 0006305024
アルゴン雰囲気下、化合物1(1.549g、1.70mmol)と、下記式(M−2−BR):
Figure 0006305024
で表される化合物(0.158g、0.30mmol)と、下記式(M−6−E):
Figure 0006305024
で表される化合物(1.814g、2.00mmol)と、トルエン(40mL)とを混合し、105℃に加熱した。その後、20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(6.9g)を滴下し、ジクロロビス(トリス(o−メトキシフェニル))ホスフィンパラジウム(1.76mg)を加え、3時間還流させた。反応後、反応液に、フェニルボロン酸(24.4mg)およびトルエン(8mL)を加え、さらに3時間還流させた。次いで、反応液に、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。得られた混合物を冷却後、トルエンを加え、水で2回洗浄し、3重量%酢酸水溶液で2回洗浄し、水で2回洗浄した。得られた液をメタノールに滴下し、固体を濾取して沈殿物を得た。該沈殿物をトルエンに溶解させ、アルミナカラム、及びシリカゲルカラムを順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノールに滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物AAを2.2g得た。高分子化合物AAのポリスチレン換算の数平均分子量は0.54×105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は3.11×105であった。
合成例5:高分子化合物EMの合成
不活性雰囲気下、下記式:
Figure 0006305024
で表される化合物6(5.2592g、7.12mmol)、下記式:
Figure 0006305024
で表される化合物7(1.4850g、2.80mmol)、下記式:
Figure 0006305024
で表される化合物8(5.8007g、9.00mmol)、下記式:
Figure 0006305024
で表される化合物9(0.0946g、0.20mmol)、下記式:
Figure 0006305024
で表される化合物4(0.5909g、0.8mmol)、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(14.0mg)、及び、トルエン(111ml)を混合し、105℃に加熱した。反応液に20重量%水酸化テトラエチルアンモニウム水溶液(33.2ml)を滴下し、3時間還流させた。反応後、反応液に、フェニルホウ酸(1.292g)、及び、ジクロロビス(トリフェニルホスフィン)パラジウム(14.0mg)を加え、更に23時間還流させた。次いで、反応液に、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(130ml)で2回洗浄し、3重量%酢酸水溶液(130ml)で2回洗浄し、水(130ml)で2回洗浄し、得られた液をメタノール(1500mL)に滴下し、固体を濾取して沈殿物を得た。該沈殿物をトルエン(300mL)に溶解させ、アルミナカラム、及びシリカゲルカラムを順番に通すことにより精製した。得られた溶液をメタノール(1500ml)に滴下し、撹拌した後、得られた沈殿物を濾取し、乾燥させることにより、高分子化合物EMを7.56g得た。高分子化合物EMのポリスチレン換算の数平均分子量は1.0××105であり、ポリスチレン換算の重量平均分子量は2.4×105であった。高分子化合物EMは、仕込み原料から求めた理論値では、下記式:
Figure 0006305024
で表される構成単位と、下記式:
Figure 0006305024
で表される構成単位と、下記式:
Figure 0006305024
で表される構成単位と、下記式:
Figure 0006305024
で表される構成単位と、下記式:
Figure 0006305024
で表される構成単位とを、36:14:45:4:1のモル比で含むランダム共重合体である。
<有機発光素子の評価>
実施例1
(1−1:陽極の洗浄)
図1を参照して、ITO陽極2が成膜されたガラス基板1にUVオゾン洗浄を施し、ITO陽極2の表面を洗浄した。
(1−2:第1の機能層の形成)
上記(1−1)で得たITO陽極2上に、RFスッパタ法を用い、第1の機能層3として膜厚5nmの酸化タングステン層を成膜した。第1の機能層3は正孔注入層としての機能を有する。
(1−3:第2の機能層の形成)
高分子化合物Aおよびキシレンを、該高分子化合物Aが0.7重量%の割合となるように混合し、第2の機能層形成用組成物1を得た。
上記(1−2)で得た第1の機能層上に、第2の機能層形成用組成物1をスピンコート法により塗布し、膜厚20nmの塗膜を得た。該塗膜を設けた基板を不活性雰囲気下で、180℃で60分間加熱し塗膜を不溶化させた後、不活性雰囲気下で室温まで自然冷却させ、第2の機能層4を得た。第2の機能層4は正孔輸送層としての機能を有する。
(1−4:発光層の形成)
高分子化合物EMおよびキシレンを、該高分子化合物EMが1.25重量%の割合となるように混合し、発光層形成用組成物1を得た。
上記(1−3)で得た第2の機能層4上に、該発光層形成用組成物1を塗布し、スピンコート法によって膜厚60nmの塗膜を得た。該塗膜を設けた基板を不活性雰囲気下で、130℃で10分間加熱し、溶媒を蒸発させた後、不活性雰囲気下で室温まで自然冷却させ、発光層5を得た。
(1−5:陰極の形成)
上記(1−4)で得た発光層5上に、真空蒸着法によって、第1陰極層6として膜厚5nmのフッ化ナトリウム層、第2陰極層7として膜厚100nmのアルミニウム層を、連続的に成膜し、陰極8を形成した。なお、蒸着装置内の真空度は、1×10-4Pa以下であった。
(1−6:封止)
上記(1−5)で得た積層を有する基板を真空蒸着装置より取り出し、不活性雰囲気下で、封止ガラス及び2液混合エポキシ樹脂にて封止し、高分子発光素子1を得た。ここで、エポキシ樹脂には、Robnor Resins社製のPX681Cを用いた。
(1−7:評価)
上記(1−6)で得られた高分子発光素子1に、0V〜14Vまでの電圧を印加し、最大発光効率を評価した。さらに、初期輝度5000cd/m2となる電流値で一定電流を通電の下、輝度が20%減少するまでの寿命(LT80)を評価した。結果を表1に示す。
実施例2
第2の機能層形成用組成物の製造において、高分子化合物Aに代えて高分子化合物Dを用いた他は、実施例1と同様に操作し、高分子発光素子2を作製し、評価した。結果を表1に示す。
比較例1
第2の機能層形成用組成物の製造において、高分子化合物Aに代えて高分子化合物AA を用いた他は、実施例1-1と同様に操作し、高分子発光素子3を作製し、評価した。結果を表1に示す。
[表1]
Figure 0006305024
(評価結果)
表1を参照すれば明らかなように、本願実施例の有機発光素子は、発光効率およびLT80が比較例に対して格段に優れる。
1…基板、
2…陽極、
3…第1の機能層(正孔注入層)、
4…第2の機能層(正孔輸送層)、
5…発光層、
6…第1陰極層、
7…第2陰極層、
8…陰極。

Claims (6)

  1. 陰極と、陽極と、該陰極と該陽極との間に設けられた第1の高分子化合物を含む発光層と、該発光層と該陽極との間に設けられた第1の機能層および第2の機能層を有し、該第1の機能層が遷移金属の酸化物を含み、該第2の機能層が、第2の高分子化合物を架橋させて形成した高分子化合物を含み、該第2の高分子化合物が、下記式(1)で表される構成単位を全構成単位の合計に対して80〜100モル%含み、かつ、下記式(2)で表される構成単位および下記式(3)で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも1種の構成単位を含む高分子化合物である、高分子発光素子。
    Figure 0006305024
    [式中、aは1〜3の整数を示し、bは0又は1を示す。Ar1およびAr3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価の複素環基を示し、Ar2およびAr4は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該2価の基は置換基を有していてもよい)を示し、Ar1、Ar2、Ar3およびAr4中の炭素原子はそれぞれ、当該Ar1、Ar2、Ar3およびAr4が結合している窒素原子に結合している他のAr1、Ar2、Ar3およびAr4中の炭素原子と連結して環構造を形成していてもよい。Ar2が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。RA、RBおよびRC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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。RBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
    Figure 0006305024
    [式中、naは0〜3の整数を示し、nbは0〜12の整数を示し、nAは0または1であり、nは〜4の整数を示す。naが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nbが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ar5は非置換若しくは置換の(2+n)価の芳香族炭化水素基または非置換若しくは置換の(2+n)価の複素環基を示す。LaおよびLbは、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアルキレン基または非置換若しくは置換のフェニレン基を示す。Laが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Lbが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LAは酸素原子または硫黄原子を示す。LAが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは1価の架橋性基を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
    Figure 0006305024
    [式中、cは0または1を示し、Ar6およびAr8は、それぞれ独立に、非置換若しくは置換のアリーレン基または非置換若しくは置換の2価の複素環基を示し、Ar7は、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価の複素環基、または、アリーレン基および2価の複素環基から選ばれる同一又は異なる2以上の基が連結した2価の基(当該2価の基は置換基を有していてもよい)を示す。R1は1価の架橋性基を示し、R2は1価の架橋性基、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または非置換若しくは置換の1価の複素環基を示す。]
  2. 前記式(2)で表される構成単位が、下記式(4)で表される構成単位である、請求項1に記載の、高分子発光素子。
    Figure 0006305024
    [式中、ncは0〜3の整数を示し、ndは0〜12の整数を示し、nBは0または1であり、mは0〜2の整数を示す。ncが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。nBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。ndが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LcおよびLdは、それぞれ独立に、非置換または置換のアルキレン基または非置換または置換のフェニレン基を示す。Lcが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Ldが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。LBは酸素原子または硫黄原子を示す。LBが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。Xは前記を同じ意味を示す。Xが複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。R3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価の複素環基または非置換若しくは置換の1価の複素環オキシ基を示す。R3が複数存在する場合、それらは同一でも異なっていてもよい。]
  3. 前記Xで表される1価の架橋性基が、下記式(X−1)または下記式(X−2)で示される1価の架橋性基である、請求項1または2に記載の、高分子発光素子。
    Figure 0006305024
    [式中、ベンゾシクロブテン構造は置換基を有していてもよい。]
    Figure 0006305024
    [式中、neおよびnfは、それぞれ独立に、0または1を示す。LX1は酸素原子、硫黄原子、カルボニル基または−O−CO−で表される基を示す。R4、R5、R6、R7および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ルコキシ基、非置換若しくは置換のアルキルチオ基、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アリールチオ基、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、非置換若しくは置換のアシル基、非置換若しくは置換のアシルオキシ基、ハロゲン原子、シアノ基またはニトロ基を示す。]
  4. 前記Ar2が、非置換若しくは置換の2,7−フルオレンジイル、非置換若しくは置換のナフタレンジイル、非置換若しくは置換のフェナンスレンジイル、非置換若しくは置換のジヒドロフェナンスレンジイル、非置換若しくは置換のアントラセンジイル、非置換若しくは置換のピレンジイルまたは非置換若しくは置換のペリレンジイルである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の、高分子発光素子。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子発光素子を備える面状光源。
  6. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の高分子発光素子を備える表示装置。
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