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公開番号2024127866
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024035101
出願日2024-03-07
発明の名称高分子量化合物および有機エレクトロルミネッセンス素子
出願人保土谷化学工業株式会社
代理人弁理士法人南青山国際特許事務所
主分類C08G 61/12 20060101AFI20240912BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】正孔の注入・輸送性能に優れ、電子阻止能力を有し、薄膜状態での安定性が高い高分子材料を提供する。また、上記高分子材料により形成された有機層(薄膜)を有しており、発光効率が高く、長寿命な有機EL素子を提供する。
【解決手段】少なくとも下記一般式(1)で表される、熱架橋基Qを有するカルバゾール構造単位を含み、ポリスチレン換算で10,000以上1,000,000未満の重量平均分子量を有する高分子量化合物。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも下記一般式（１）で表される、熱架橋基Ｑを有するカルバゾール構造単位を含み、ポリスチレン換算で１０，０００以上１，０００，０００未満の重量平均分子量を有する高分子量化合物。
TIFF
2024127866000020.tif
86
164
式中、
Ｒ
１１、
Ｒ
１２、
およびＲ
１３
は、それぞれ独立に、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、またはアリールオキシ基を示す。
Ｒ
１２
およびＲ
１３
は、互いに、単結合、置換基を有していてもよいメチレン基、酸素原子、または硫黄原子を介して結合することで環を形成していてもよい。
Ｌ
１
は、単結合または２価のアリール基を示し、ｍは１～２の整数を示す。
また、上記式中、ａ１１、ａ１２、およびｂ１は、以下の整数である。
ａ１１およびａ１２、０，１，２または３である。
ｂ１は、０，１，２，３または４である。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記熱架橋基Ｑが下記一般式（２ａ）～（２ｑ）のいずれか１つに示す基である請求項１に記載の高分子量化合物。
TIFF
2024127866000021.tif
214
164
式中、
Ｒ
２１
は、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、またはアリールオキシ基を示す。
また、上記式中、ａ２、ｂ２は、以下の整数である。
ａ２は、０，１，２または３である。
ｂ２は、０，１，２，３または４である。
【請求項３】
下記一般式（３）で表される構造単位と下記一般式（４）で表される構造単位とを含む請求項２に記載の高分子量化合物。
TIFF
2024127866000022.tif
94
164
式中、
Ｒ
３１
およびＲ
３３
は、それぞれ独立に、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、またはアリールオキシ基を示す。
Ｒ
３２
は、炭素数が３～４０である、アルキル基、シクロアルキル基、またはアルキルオキシ基を示す。
Ｌ
３
は、単結合または２価のアリール基を示し、ｎは１～２の整数を示す。
また、上記式中、ａ３、ｂ３１およびｂ３２は、以下の整数である。
ａ３は、０，１，２または３である。
ｂ３１およびｂ３２は、０，１，２，３または４である。
TIFF
2024127866000023.tif
58
164
式中、
Ｒ
４１
は、重水素原子、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルキルオキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルケニル基、またはアリールオキシ基を示す。
Ｘは、水素原子、アミノ基、１価のアリール基、または１価のヘテロアリール基を示す。
また、上記式中、ａ４は、以下の整数である。
ａ４は、０，１，２または３である。
【請求項４】
下記一般式（５）で表される繰り返し構造単位Ｉを含む、請求項３に記載の高分子量化合物。
TIFF
2024127866000024.tif
87
164
【請求項５】
下記一般式（６）で表される繰り返し構造単位ＩＩをさらに含む請求項４に記載の高分子量化合物。
TIFF
2024127866000025.tif
100
164
【請求項６】
前記一般式（１）～（６）において、ａ１１、ａ１２、ａ２、ａ３、ａ４、ｂ１、ｂ２、ｂ３１、およびｂ３２がいずれも０である請求項５に記載の高分子量化合物。
【請求項７】
前記一般式（３）および（５）において、Ｒ
３２
が炭素数３～４０のアルキル基である請求項５に記載の高分子量化合物。
【請求項８】
前記一般式（４）、（５）および（６）において、Ｘが水素原子、ジフェニルアミノ基、フェニル基、ナフチル基、ジベンゾフラニル基、ジベンゾチエニル基、フェナントレニル基、フルオレニル基、カルバゾリル基、インデノカルバゾリル基、またはアクリジニル基である請求項７に記載の高分子量化合物。
【請求項９】
請求項１～請求項８のいずれか１項に記載の高分子量化合物を用いて形成される有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記有機層が正孔輸送層である、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の表示装置に好適な自発光素子である有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）に適した高分子量化合物とその素子に関するものである。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は自己発光性素子であるため、液晶素子にくらべて明るく視認性に優れ、鮮明な表示が可能であるため、活発な研究がなされてきた。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、有機化合物の薄膜（有機層）を、陽極と陰極に挟んだ構成を有している。薄膜の形成方法としては、真空蒸着法と塗布法に大別される。真空蒸着法は、主に低分子化合物を用い、真空中で基板上に薄膜を形成する手法であり、既に実用化されている技術である。一方、塗布法は、主に高分子化合物を用い、インクジェットや印刷など、溶液を用いて基板上に薄膜を形成する手法であり、材料の使用効率が高く、大面積化、高精細化に適しており、今後の大面積有機ＥＬディスプレイには不可欠の技術である。
【０００４】
低分子材料を用いた真空蒸着法は、材料の使用効率が極端に低く、大型化すればシャドーマスクのたわみが大きくなり、大型基板への均一な蒸着は困難となる。また製造コストも高くなるといった問題も抱えている。
【０００５】
一方、高分子材料は、有機溶剤に溶解させたその溶液を塗布することにより、大型基板でも均一な膜を形成することが可能であり、これを利用してインクジェット法や印刷法に代表される塗布法を用いることができる。そのため、材料の使用効率を高めることが可能となり、素子作製にかかる製造コストを大幅に削減することができる。
【０００６】
これまで、高分子材料を用いた有機ＥＬ素子が、種々検討されてきたが、発光効率や寿命などの素子特性は必ずしも十分でないという問題があった（例えば、特許文献１～特許文献５参照）。
【０００７】
また、これまで高分子有機ＥＬ素子に用いられてきた代表的な正孔輸送材料としては、ＴＦＢと呼ばれるフルオレンポリマーが知られていた（特許文献６～特許文献７参照）。しかしながら、ＴＦＢは正孔輸送性が不十分であり、かつ電子阻止性が不十分であるため、電子の一部が発光層を通り抜けてしまい、発光効率の向上が期待できないという問題があった。また、隣接層との膜密着性が低いことから、素子の長寿命化も期待できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２００５－２７２８３４号公報
特開２００７－１１９７６３号公報
特開２００７－１６２００９号公報
特開２００７－１７７２２５号公報
国際公開２００５／０４９５４６号
特許第４３７５８２０号公報
国際公開２００５／０５９９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、正孔の注入・輸送性能に優れ、電子阻止能力を有し、薄膜状態での安定性が高い高分子材料を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記高分子材料により形成された有機層（薄膜）を有しており、発光効率が高く、長寿命な有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らはカルバゾール構造単位を含む高分子量化合物が高い正孔注入・輸送能力を有し、さらにワイドギャップ化も期待できることに着目し、種々のカルバゾール構造単位を含むトリアリールアミン高分子量化合物を合成して検討した結果、正孔注入・輸送能力に加え、ワイドギャップ且つ優れた耐熱性と薄膜安定性を有する新規な構造の高分子量化合物を見出し、本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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