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公開番号2025129031
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2025009997
出願日2025-01-23
発明の名称高分子化合物、組成物、及び発光素子
出願人住友化学株式会社,国立大学法人京都大学
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類C08G 61/12 20060101AFI20250827BHJP(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】外部量子効率の高い発光素子の製造に有用な高分子化合物及び組成物等を提供する。
【解決手段】式(1)で表される縮合環化合物から水素原子を1つ以上除いた基を有する構成単位と、式(X)で表される構成単位、及び、式(Y)で表される構成単位から選ばれる少なくとも一つの構成単位と、を含む高分子化合物、及びその応用。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式(１)で表される縮合環化合物から水素原子を１つ以上除いた基を有する構成単位と、式(Ｘ)で表される構成単位、及び、式(Ｙ)で表される構成単位から選ばれる少なくとも一つの構成単位と、を含む高分子化合物。
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2025129031000167.jpg
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94
［式(１)中、
Ｘ
１
は、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ’、＞Ｃ（－Ｒ’’）
２
、＞Ｓ又は＞Ｓｅを表す。
Ｒ’は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい１価の複素環基、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいシクロアルキル基を表す。
Ｒ’’は、水素原子、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基を表す。
前記＞Ｎ－Ｒ’及び／又は前記＞Ｃ（－Ｒ’’）
２
のＲ’及びＲ’’は、当該Ｒ’及びＲ’’を含むＸ
１
が直接結合するいずれかの炭素原子に隣接するＺと連結基又は単結合により、結合していてもよい。
Ｚは、－Ｃ（－Ｒ
Ｚ
）＝又は－Ｎ＝を表し、隣り合う２つのＺは、－Ｃ（－Ｒ
Ｚ
）
２
－、－Ｓｉ（－Ｒ
Ｚ
）
２
－、－Ｎ（－Ｒ
Ｚ
）－、－Ｏ－、－Ｓ－又は－Ｓｅ－に置き換えられてもよく、Ｒ
Ｚ
は、水素原子又は置換基であり、Ｒ
Ｚ
のうちの隣接する基同士が結合して当該Ｒ
Ｚ
が結合する環と共に環を形成していてもよく、形成された環は置換されていてもよい。
複数存在する記号は、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
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2025129031000168.jpg
65
92
[式(Ｘ)中、
ａ
Ｘ１
及びａ
Ｘ２
は、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。
Ａｒ
Ｘ１
及びＡｒ
Ｘ３
は、それぞれ独立に、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ａｒ
Ｘ２
及びＡｒ
Ｘ４
は、それぞれ独立に、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ａｒ
Ｘ２
が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ａｒ
Ｘ４
が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｒ
Ｘ１
、Ｒ
Ｘ２
及びＲ
Ｘ３
は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ｒ
Ｘ２
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。Ｒ
Ｘ３
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。]
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2025129031000169.jpg
10
41
［式（Ｙ）中、
Ａｒ
Ｙ１
は、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。］
続きを表示（約 4,300 文字）【請求項２】
前記式（１）のＸ
１
が、＞Ｎ－Ｒ’である、請求項１に記載の高分子化合物。
【請求項３】
前記式（１）で表される縮合環化合物が、式（１－１）で表される化合物である、請求項２に記載の高分子化合物。
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2025129031000170.jpg
77
109
［式（１－１）中、Ｒ
Ｚ
及びＲ’は、前記と同じ意味を表す。］
【請求項４】
式（Ｙ）中のＡｒ
Ｙ１
が、置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有していてもよいフルオレンジイル基、又は、式（ＹＹ）で表される基である、請求項１に記載の高分子化合物。
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7
113
［式（ＹＹ）中、
Ａｒ
ＹＹ１
及びＡｒ
ＹＹ３
は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリーレン基を表し、
Ａｒ
ＹＹ２
は、置換基を有していてもよい２価の含窒素芳香族複素環基を表す。］
【請求項５】
請求項１に記載の高分子化合物と、式（Ｚ）で表される金属錯体と、を含む組成物。
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2025129031000172.jpg
54
86
［式（Ｚ）中、
Ｍ
１
は、ルテニウム原子、ロジウム原子、パラジウム原子、イリジウム原子又は白金原子を表す。
ｎ
１
は１以上の整数を表し、ｎ
２
は０以上の整数を表す。但し、Ｍ
１
がルテニウム原子、ロジウム原子又はイリジウム原子の場合、ｎ
１
＋ｎ
２
は３であり、Ｍ
１
がパラジウム原子又は白金原子の場合、ｎ
１
＋ｎ
２
は２である。
Ｅ
１
及びＥ
２
は、それぞれ独立に、窒素原子又は炭素原子を表す。Ｅ
１
及びＥ
２
が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
環Ｌ
１
は、芳香族複素環を表し、該環は置換基を有していてもよい。該置換基が複数存在する場合、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環Ｌ
１
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。
環Ｌ
２
は、芳香族炭化水素環又は芳香族複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。環Ｌ
２
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。
環Ｌ
１
が有していてもよい置換基と、環Ｌ
２
が有していてもよい置換基とは、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ａ
１
－Ｇ
１
－Ａ
２
は、アニオン性の２座配位子を表す。Ａ
１
及びＡ
２
は、それぞれ独立に、炭素原子、酸素原子又は窒素原子を表し、これらの原子は環を構成する原子であってもよい。Ｇ
１
は、単結合、又は、Ａ
１
及びＡ
２
とともに２座配位子を構成する原子団を表す。Ａ
１
－Ｇ
１
－Ａ
２
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。］
【請求項６】
正孔輸送材料、正孔注入材料、電子輸送材料、電子注入材料、発光材料、酸化防止剤及び溶媒からなる群より選ばれる少なくとも１種と、請求項１～４のいずれか一項に記載の高分子化合物とを含む、組成物。
【請求項７】
陽極と、陰極と、前記陽極及び前記陰極の間に設けられた請求項１～４のいずれか一項に記載の高分子化合物を含む有機層と、を有する発光素子。
【請求項８】
遷移金属触媒及び無機塩基の存在下、重合性基を有する化合物を重合させる工程を含み、
前記重合性基を有する化合物は、環内に、２つ以上のホウ素原子と、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、セレン原子及びｓｐ
３
炭素原子からなる群より選ばれる少なくとも１つとを含む縮合複素環骨格を有し、かつ、重合性基を有する縮合環化合物を含み、前記縮合複素環骨格は、要件（ｉ）及び要件（ｉｉ）のうちの少なくとも１つの要件を満たす、高分子化合物の製造方法。
（ｉ）前記縮合複素環骨格の環内に含まれる、前記窒素原子、前記酸素原子、前記硫黄原子、前記セレン原子及び前記ｓｐ
３
炭素原子の合計の数が４以上である。
（ｉｉ）前記縮合複素環骨格の環内に含まれる、前記窒素原子数が２以上である。
【請求項９】
前記縮合環化合物が式（ＢＭ－１）で表される縮合環化合物である、請求項８に記載の高分子化合物の製造方法。
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2025129031000173.jpg
41
88
［式（ＢＭ－１）中、
環Ｒ
ｂ１
、環Ｒ
ｂ２
、環Ｒ
ｂ３
、環Ｒ
ｂ４
及び環Ｒ
ｂ５
は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環又は複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ｘ
ｂ１
、Ｘ
ｂ２
、Ｘ
ｂ３
及びＸ
ｂ４
は、それぞれ独立に、酸素原子、硫黄原子、セレン原子、－Ｎ（Ｒ
ｘｂ
）－で表される基、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
環Ｒ
ｂ１
、環Ｒ
ｂ２
、環Ｒ
ｂ３
、環Ｒ
ｂ４
、環Ｒ
ｂ５
、Ｘ
ｂ１
、Ｘ
ｂ２
、Ｘ
ｂ３
及びＸ
ｂ４
のうち少なくとも１つは、重合性基を有する。
Ｒ
ｘｂ
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ｘ
ｂ１
及び環Ｒ
ｂ１
、Ｘ
ｂ１
及び環Ｒ
ｂ２
、Ｘ
ｂ２
及び環Ｒ
ｂ１
、Ｘ
ｂ２
及び環Ｒ
ｂ３
、Ｘ
ｂ３
及び環Ｒ
ｂ２
、Ｘ
ｂ３
及び環Ｒ
ｂ４
、Ｘ
ｂ４
及び環Ｒ
ｂ４
、Ｘ
ｂ４
及び環Ｒ
ｂ５
、環Ｒ
ｂ２
及び環Ｒ
ｂ３
、環Ｒ
ｂ２
及び環Ｒ
ｂ５
、並びに、環Ｒ
ｂ３
及び環Ｒ
ｂ５
は、それぞれ独立に、直接結合して、又は、置換基を有していてもよい２価以上の基を介して結合して、環を形成してもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。］
【請求項１０】
前記式（ＢＭ－１）で表される縮合環化合物が式（ＢＭ－２）で表される縮合環化合物である、請求項９に記載の高分子化合物の製造方法。
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88
［式（ＢＭ－２）中、
環Ｒ
ｂ１
、環Ｒ
ｂ２
、環Ｒ
ｂ３
、環Ｒ
ｂ４
、環Ｒ
ｂ５
、Ｘ
ｂ２
及びＸ
ｂ４
は、前記と同じ意味を表す。
環Ｒ
Ｘｂ１
及び環Ｒ
Ｘｂ２
は、それぞれ独立に、芳香族炭化水素環又は複素環を表し、これらの環は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
環Ｒ
ｂ１
、環Ｒ
ｂ２
、環Ｒ
ｂ３
、環Ｒ
ｂ４
、環Ｒ
ｂ５
、環Ｒ
Ｘｂ１
、環Ｒ
Ｘｂ２
、Ｘ
ｂ１
、Ｘ
ｂ２
、Ｘ
ｂ３
及びＸ
ｂ４
のうち少なくとも１つは、重合性基を有する。
環Ｒ
Ｘｂ１
及び環Ｒ
ｂ１
、環Ｒ
Ｘｂ１
及び環Ｒ
Ｘｂ２
、並びに、環Ｒ
Ｘｂ２
及び環Ｒ
ｂ４
は、それぞれ独立に、直接結合して、又は、置換基を有していてもよい２価以上の基を介して結合して、環を形成してもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。］
（【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】
本開示は、高分子化合物、組成物、及び発光素子に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、発光素子とも言う。）は、例えば、ディスプレイ及び照明の用途に好適に使用することが可能である。発光素子の発光層に用いられる発光材料として、例えば、特許文献１には式（Ｅ１）で表される化合物が提案されている。
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42
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【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２２／０３４９１６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の化合物を用いて製造した発光素子は、外部量子効率が必ずしも十分ではなかった。
【０００５】
そこで、本開示の一実施形態は、外部量子効率の高い発光素子の製造に有用な高分子化合物及び組成物を提供することを目的とする。
また、本開示の他の実施形態は、上記高分子化合物を用いた発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、以下の［１］～［１１］を提供する。
［１］
式(１)で表される縮合環化合物から水素原子を１つ以上除いた基を有する構成単位と、式(Ｘ)で表される構成単位、及び、式(Ｙ)で表される構成単位から選ばれる少なくとも一つの構成単位と、を含む高分子化合物。
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94
［式(１)中、
Ｘ
１
は、＞Ｏ、＞Ｎ－Ｒ’、＞Ｃ（－Ｒ’’）
２
、＞Ｓ又は＞Ｓｅを表す。
Ｒ’は、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよい１価の複素環基、置換されていてもよいアルキル基又は置換されていてもよいシクロアルキル基を表す。
Ｒ’’は、水素原子、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいアルキル基又は置換基を有していてもよいシクロアルキル基を表す。
前記＞Ｎ－Ｒ’及び／又は前記＞Ｃ（－Ｒ’’）
２
のＲ’及びＲ’’は、当該Ｒ’及びＲ’’を含むＸ
１
が直接結合するいずれかの炭素原子に隣接するＺと連結基又は単結合により、結合していてもよい。
Ｚは、－Ｃ（－Ｒ
Ｚ
）＝又は－Ｎ＝を表し、隣り合う２つのＺは、－Ｃ（－Ｒ
Ｚ
）
２
－、－Ｓｉ（－Ｒ
Ｚ
）
２
－、－Ｎ（－Ｒ
Ｚ
）－、－Ｏ－、－Ｓ－又は－Ｓｅ－に置き換えられてもよく、Ｒ
Ｚ
は、水素原子又は置換基であり、Ｒ
Ｚ
のうちの隣接する基同士が結合して当該Ｒ
Ｚ
が結合する環と共に環を形成していてもよく、形成された環は置換されていてもよい。
複数存在する記号は、各々、同一であっても異なっていてもよい。]
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65
92
[式(Ｘ)中、
ａ
Ｘ１
及びａ
Ｘ２
は、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。
Ａｒ
Ｘ１
及びＡｒ
Ｘ３
は、それぞれ独立に、アリーレン基又は２価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。
Ａｒ
Ｘ２
及びＡｒ
Ｘ４
は、それぞれ独立に、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ａｒ
Ｘ２
が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。Ａｒ
Ｘ４
が複数存在する場合、それらはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Ｒ
Ｘ１
、Ｒ
Ｘ２
及びＲ
Ｘ３
は、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は１価の複素環基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。Ｒ
X2
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。Ｒ
Ｘ３
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。]
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2025129031000004.jpg
10
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［式（Ｙ）中、
Ａｒ
Ｙ１
は、アリーレン基、２価の複素環基、又は、少なくとも１種のアリーレン基と少なくとも１種の２価の複素環基とが直接結合した２価の基を表し、これらの基は置換基を有していてもよい。該置換基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く、互いに結合して、それぞれが結合する原子とともに環を形成していてもよい。］
［２］
前記式（１）のＸ
１
が、＞Ｎ－Ｒ’である、［１］に記載の高分子化合物。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、外部量子効率の高い発光素子の製造に有用な高分子化合物及び組成物を提供することができる。また、本開示によれば、当該組成物を含有する、外部量子効率の高い発光素子を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。
【０００９】
＜共通する用語の説明＞
本明細書で共通して用いられる用語は、特記しない限り、以下の意味である。
Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｂｕはブチル基、ｉ－Ｐｒはイソプロピル基、ｔ－Ｂｕはｔｅｒｔ－ブチル基を表す。
水素原子は、重水素原子であっても、軽水素原子であってもよい。
金属錯体を表す式中、金属との結合を表す実線は、イオン結合、共有結合又は配位結合を意味する。
【００１０】
「高分子化合物」とは、分子量分布を有し、ポリスチレン換算の数平均分子量が１×１０
３
以上（例えば１×１０
３
～１×１０
８
）である重合体を意味する。
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、グラフト共重合体のいずれであってもよいし、その他の態様であってもよい。
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、高分子化合物を発光素子の作製に用いた場合、発光特性又は輝度寿命が低下する可能性があるので、好ましくは安定な基である。高分子化合物の末端基としては、好ましくは主鎖と共役結合している基であり、例えば、炭素－炭素結合を介して高分子化合物の主鎖と結合するアリール基又は１価の複素環基が挙げられる。
「低分子化合物」とは、分子量分布を有さず、分子量が１×１０
４
以下の化合物を意味する。
「構成単位」とは、高分子化合物中に１個以上存在する単位を意味する。高分子化合物中に２個以上含まれる構成単位は、一般に、「繰り返し単位」とも呼ばれる。
（【００１１】以降は省略されています）

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