JP7530593B2 - Electron transport or injection material containing alkyl-substituted polycyclic aromatic compounds - Google Patents
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Description
本発明は、アルキル置換多環芳香族化合物およびその多量体(以下、まとめて「多環芳香族化合物」ともいう)を含有する電子輸送材料または電子注入材料(以下、まとめて「電子輸送材料」ともいう)と、これを用いた有機電界発光素子、並びに、表示装置および照明装置に関する。なお、本明細書中で「有機電界発光素子」のことを「有機EL素子」または単に「素子」と表記することがある。The present invention relates to an electron transport material or electron injection material (hereinafter collectively referred to as "electron transport material") containing an alkyl-substituted polycyclic aromatic compound and its polymer (hereinafter collectively referred to as "polycyclic aromatic compound"), and an organic electroluminescent device, display device, and lighting device using the same. In this specification, "organic electroluminescent device" may be referred to as "organic EL device" or simply as "device".
従来、電界発光する発光素子を用いた表示装置は、省電力化や薄型化が可能なことから、種々研究され、さらに、有機材料から成る有機電界発光素子は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能(半導体や超電導体となる可能性を有する)を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。 Display devices using electroluminescent light-emitting elements have been extensively studied because they can be made thin and energy-efficient, and organic electroluminescent devices made from organic materials have been actively studied because they can be easily made large and lightweight. In particular, there has been active research into the development of organic materials that have the luminescence properties of blue, one of the three primary colors of light, and organic materials that have the ability to transport charges such as holes and electrons (potential to become semiconductors or superconductors), regardless of whether they are polymeric or low-molecular-weight compounds.
有機EL素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送/注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。An organic EL element has a structure consisting of a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and one or more layers containing organic compounds that are disposed between the pair of electrodes. The layers containing organic compounds include a light-emitting layer and a charge transport/injection layer that transports or injects charges such as holes and electrons, and various organic materials suitable for these layers have been developed.
発光層用材料としては、例えばベンゾフルオレン系化合物などが開発されている(国際公開第2004/061047号公報)。また、正孔輸送材料としては、例えばトリフェニルアミン系化合物などが開発されている(特開2001-172232号公報)。また、電子輸送材料としては、例えばアントラセン系化合物などが開発されている(特開2005-170911号公報)。As materials for the light-emitting layer, for example, benzofluorene-based compounds have been developed (WO 2004/061047). As hole-transporting materials, for example, triphenylamine-based compounds have been developed (JP 2001-172232 A). As electron-transporting materials, for example, anthracene-based compounds have been developed (JP 2005-170911 A).
また、近年では有機EL素子や有機薄膜太陽電池に使用する材料としてトリフェニルアミン誘導体を改良した材料も報告されている(国際公開第2012/118164号公報)。この材料は既に実用化されていたN,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(3-メチルフェニル)-1,1’-ビフェニル-4,4’-ジアミン(TPD)を参考にして、トリフェニルアミンを構成する芳香環同士を連結することでその平面性を高めたことを特徴とする材料である。この文献では例えばNO連結系化合物(63頁の化合物1)の電荷輸送特性が評価されているが、NO連結系化合物以外の材料の製造方法については記載されておらず、また、連結する元素が異なれば化合物全体の電子状態が異なるため、NO連結系化合物以外の材料から得られる特性も未だ知られていない。このような化合物の例は他にも見られる(国際公開第2011/107186号公報)。例えば、三重項励起子のエネルギー(T1)が大きい共役構造を有する化合物は、より短い波長の燐光を発することができるため、青色の発光層用材料として有益である。また、発光層を挟む電子輸送材料や正孔輸送材料としてもT1が大きい新規共役構造を有する化合物が求められている。In recent years, a material that improves triphenylamine derivatives has also been reported as a material for use in organic electroluminescence devices and organic thin-film solar cells (WO 2012/118164). This material is characterized by its improved planarity, which is achieved by linking the aromatic rings that make up the triphenylamine, based on N,N'-diphenyl-N,N'-bis(3-methylphenyl)-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine (TPD), which has already been put to practical use. This document evaluates the charge transport properties of, for example, NO-linked compounds (
上述するように、有機EL素子に用いられる材料としては種々の材料が開発されているが、有機EL素子用材料の選択肢を増やすために、従来とは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。特に、特許文献1~4で報告されたNO連結系化合物以外の材料から得られる有機EL特性やその製造方法は未だ知られていない。As mentioned above, various materials have been developed for use in organic EL elements, but in order to increase the options for materials for organic EL elements, there is a need to develop materials made of compounds that are different from conventional ones. In particular, the organic EL characteristics obtained from materials other than the NO-linked compounds reported in
また、特許文献6では、ホウ素を含む多環芳香族化合物とそれを用いた有機EL素子が報告されているが、更に素子特性を向上させるべく、発光効率や素子寿命を向上させることができる電子輸送材料が求められている。Furthermore, Patent Document 6 reports a polycyclic aromatic compound containing boron and an organic EL device using the same, but in order to further improve the device characteristics, there is a demand for electron transport materials that can improve the luminous efficiency and device lifespan.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、特定の位置(具体的にはオルト位)にアルキル基を導入した多環芳香族化合物を含有する電子輸送層を一対の電極間に配置して例えば有機EL素子を構成することにより、優れた有機EL素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下のようなアルキル置換多環芳香族化合物またはその多量体を含む有機EL素子の電子輸送材料を提供する。As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that an excellent organic EL element can be obtained by, for example, constructing an organic EL element by disposing, between a pair of electrodes, an electron transport layer containing a polycyclic aromatic compound in which an alkyl group has been introduced at a specific position (specifically, the ortho position), and have thus completed the present invention. That is, the present invention provides an electron transport material for an organic EL element that contains the following alkyl-substituted polycyclic aromatic compound or a polymer thereof:
なお、本明細書において化学構造や置換基を炭素数で表すことがあるが、化学構造に置換基が置換した場合や、置換基にさらに置換基が置換した場合などにおける炭素数は、化学構造や置換基それぞれの炭素数を意味し、化学構造と置換基の合計の炭素数や、置換基と置換基の合計の炭素数を意味するものではない。例えば、「炭素数Xの置換基Aで置換された炭素数Yの置換基B」とは、「炭素数Yの置換基B」に「炭素数Xの置換基A」が置換することを意味し、炭素数Yは置換基Aおよび置換基Bの合計の炭素数ではない。また例えば、「置換基Aで置換された炭素数Yの置換基B」とは、「炭素数Yの置換基B」に「(炭素数限定がない)置換基A」が置換することを意味し、炭素数Yは置換基Aおよび置換基Bの合計の炭素数ではない。In this specification, the chemical structure or the substituent may be expressed by the number of carbon atoms, but the number of carbon atoms in the case where a substituent is substituted for the chemical structure or where a substituent is further substituted for the substituent means the number of carbon atoms in each of the chemical structure and the substituent, and does not mean the total number of carbon atoms in the chemical structure and the substituent, or the total number of carbon atoms in the substituent and the substituent. For example, "substituent B of carbon number Y substituted with substituent A of carbon number X" means that "substituent B of carbon number Y" is substituted with "substituent A of carbon number X", and the carbon number Y is not the total number of carbon atoms of the substituent A and the substituent B. Also, for example, "substituent B of carbon number Y substituted with substituent A" means that "substituent B of carbon number Y" is substituted with "substituent A (with no carbon number limit)", and the carbon number Y is not the total number of carbon atoms of the substituent A and the substituent B.
項1.
下記一般式(1)で表される多環芳香族化合物、または下記一般式(1)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含む、電子輸送材料または電子注入材料。
A環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよく、
Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-RまたはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは連結基または単結合により前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、
式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、そして、
式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は上記一般式(oR)で表される基で置換されており、
上記式(oR)中、R21はアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、上記式(oR)で表される基は*において上記式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素と置換する。)
An electron transport material or electron injection material comprising a polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (1) or a polymer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of structures represented by the following general formula (1):
ring A, ring B and ring C are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted;
Y1 is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R or Ge-R, wherein R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl or cycloalkyl;
X1 and X2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted cycloalkyl, R of the >C(-R) 2 is a hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted cycloalkyl, and R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring via a linking group or a single bond;
At least one hydrogen atom in the compound or structure represented by formula (1) may be replaced with deuterium, cyano or halogen; and
At least one hydrogen atom in the compound or structure represented by formula (1) is substituted with a group represented by the above general formula (oR),
In the above formula (oR), R 21 is alkyl, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with a benzene ring, at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, and the group represented by the above formula (oR) is substituted at * with at least one hydrogen atom in the compound or structure represented by the above formula (1).
項2.
上記式(1)中、
A環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のジアリールアミノ、置換もしくは無置換のジヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のシクロアルキル、置換もしくは無置換のアルコキシ、または、置換もしくは無置換のアリールオキシで置換されていてもよく、また、これらの環はY1、X1およびX2から構成される上記式中央の縮合2環構造と結合を共有する5員環または6員環を有し、
Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-RまたはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは-O-、-S-、-C(-R)2-または単結合により前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、前記-C(-R)2-のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであり、
式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
多量体の場合には、一般式(1)で表される構造を2または3個有する2または3量体であり、そして、
式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素は上記一般式(oR)で表される基で置換されており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~24のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共に炭素数9~16のアリール環または炭素数6~15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルで置換されていてもよく、上記式(oR)で表される基は*において上記式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素と置換する、
項1に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
In the above formula (1),
ring A, ring B and ring C are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, at least one hydrogen atom in these rings may be substituted with a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino, a substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy or a substituted or unsubstituted aryloxy, and these rings have a 5- or 6-membered ring that shares a bond with the central fused bicyclic structure of the above formula composed of Y 1 , X 1 and X 2 ,
Y1 is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R or Ge-R, wherein R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl or cycloalkyl;
X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is aryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, heteroaryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, alkyl or cycloalkyl, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, aryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, alkyl or cycloalkyl, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring by -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond, R of the -C(-R) 2 - is hydrogen, alkyl or cycloalkyl,
At least one hydrogen atom in the compound or structure represented by formula (1) may be replaced by deuterium, cyano or halogen;
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three structures represented by general formula (1), and
At least one hydrogen atom in the compound or structure represented by formula (1) is substituted with a group represented by the above general formula (oR),
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 16 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 15 carbon atoms together with a benzene ring, at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, an alkyl ring having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 24 carbon atoms, and the group represented by the above formula (oR) is substituted with at least one hydrogen atom in the compound or structure represented by the above formula (1) at *,
項3.
前記多環芳香族化合物が下記一般式(2)で表される、項1に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-RまたはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、炭素数6~12のアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~12のアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは-O-、-S-、-C(-R)2-または単結合により前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、前記-C(-R)2-のRは炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、
式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~12のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール、炭素数2~20のヘテロアリール、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~16のアリール、炭素数2~20のヘテロアリール、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルで置換されていてもよい。)
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be replaced by aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, or adjacent groups among R 1 to R 11 may be bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with ring a, ring b, or ring c, in which at least one hydrogen in the formed ring may be replaced by aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be replaced by aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl,
Y1 is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R or Ge-R, and R of the Si-R and Ge-R is an aryl having 6 to 12 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms;
X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c by -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond, R of the -C(-R) 2 - is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms,
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (2) may be replaced by deuterium, cyano or halogen, and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded at * to at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, and adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, or a carbazole ring together with the benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms.
項4.
上記式(2)中、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~30のアリール(当該アリールは炭素数2~15のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~12のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルであり、また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に炭素数9~16のアリール環または炭素数6~15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~30のアリール(当該アリールは炭素数2~15のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~12のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルで置換されていてもよく、
Y1は、B、P、P=O、P=SまたはSi-Rであり、前記Si-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2または>Sであり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、
式(2)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~6のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルで置換されていてもよい、
項3に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
Item 4.
In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 30 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms; adjacent groups among 11 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 16 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 15 carbon atoms together with ring a, ring b or ring c, and at least one hydrogen in the formed ring may be substituted by an aryl having 6 to 30 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms;
Y1 is B, P, P=O, P=S or Si-R, wherein R of the Si-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
X1 and X2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 or >S, R of the >N-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and R of the >C(-R) 2 is a hydrogen atom, an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (2) may be replaced by deuterium, cyano or halogen, and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded at * to at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, or a carbazole ring together with a benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms;
項5.
上記式(2)中、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
Y1は、B、P、P=OまたはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-Rまたは>C(-R)2であり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
項3に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, and two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
Y1 is B, P, P=O or P=S;
X1 and X2 are each independently >O, >N-R, or >C(-R) 2 , R of the >N-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c at *,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
項6.
上記式(2)中、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
Y1はBであり、
X1およびX2はそれぞれ独立して>Oまたは>N-Rであり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
項3に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
Item 6.
In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, and two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
Y1 is B;
X1 and X2 are each independently >O or >N-R, and R in the >N-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms; and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c at *,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
項7.
上記式(2)中、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
Y1はBまたはP=Oであり、
X1およびX2は>Oであり、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
項3に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, and two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
Y1 is B or P=O;
X1 and X2 are >O, and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c at *,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
項8.
上記式(2)中、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリールであり、2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
Y1はBであり、
X1およびX2は>Oであり、そして、
上記一般式(oR)で表される基は、*において、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに結合しており、
上記式(oR)中、R1は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
項3に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, and two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
Y1 is B;
X1 and X2 are >O, and
The group represented by the above general formula (oR) is bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c at *,
In the above formula (oR), R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
項9.
上記式(2)中、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、さらに、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには上記一般式(oR)で表される基が*において結合している、
項3~8のいずれかに記載する電子輸送材料または電子注入材料。
Item 9.
In the above formula (2),
At least one of the ring a, ring b, and ring c is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group, or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the ring a, ring b, and ring c via a phenylene group; and
At least one of the ring a, ring b and ring c has a group represented by general formula (oR) bonded at *.
Item 9. An electron transport material or an electron injection material according to any one of
項10.
上記式(2)中、
前記a環には、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環に置換していてもよく、さらに、
前記b環およびc環には上記一般式(oR)で表される基が*において結合している、
項3~8のいずれかに記載する電子輸送材料または電子注入材料。
In the above formula (2),
The ring a is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on the ring a via a phenylene group;
The ring b and the ring c each have a group represented by the general formula (oR) bonded thereto at *.
Item 9. An electron transport material or an electron injection material according to any one of
項11.
上記式(1)または式(2)中、前記ハロゲンはフッ素である、項1~10のいずれかに記載する電子輸送材料または電子注入材料。
Item 11.
11. The electron transport material or electron injection material according to any one of
項12.
前記多環芳香族化合物が下記構造式で表される、項1に記載する電子輸送材料または電子注入材料。
項13.
陽極および陰極からなる一対の電極と、該一対の電極間に配置される発光層と、前記陰極と前記発光層との間に配置され、項1~12のいずれかに記載する電子輸送材料または電子注入材料を含有する電子輸送層および/または電子注入層とを有する、有機電界発光素子。
Item 13.
Item 13. An organic electroluminescence device comprising a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, a light-emitting layer disposed between the pair of electrodes, and an electron-transporting layer and/or an electron-injecting layer disposed between the cathode and the light-emitting layer and containing the electron-transporting material or the electron-injecting material according to any one of
項14.
前記電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体およびキノリノール系金属錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、項13に記載する有機電界発光素子。
Item 14.
Item 14. The organic electroluminescence device according to item 13, wherein at least one of the electron transport layer and the electron injection layer contains at least one selected from the group consisting of borane derivatives, pyridine derivatives, fluoranthene derivatives, BO-based derivatives, anthracene derivatives, benzofluorene derivatives, phosphine oxide derivatives, pyrimidine derivatives, carbazole derivatives, triazine derivatives, benzimidazole derivatives, phenanthroline derivatives, and quinolinol-based metal complexes.
項15.
前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、項14に記載の有機電界発光素子。
Item 15.
Item 15. The organic electroluminescence device according to item 14, wherein the electron transport layer and/or the electron injection layer further contains at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, oxides of alkali metals, halides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, halides of alkaline earth metals, oxides of rare earth metals, halides of rare earth metals, organic complexes of alkali metals, organic complexes of alkaline earth metals, and organic complexes of rare earth metals.
項16.
項13~15のいずれかに記載する有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
Item 16.
Item 16. A display device or lighting device comprising the organic electroluminescent device according to any one of Items 13 to 15.
本発明の好ましい態様によれば、特定の位置(具体的にはオルト位)にアルキル基を導入した多環芳香族化合物を電子輸送材料として用いることで優れた有機EL素子を提供することができる。According to a preferred embodiment of the present invention, an excellent organic EL device can be provided by using a polycyclic aromatic compound having an alkyl group introduced at a specific position (specifically, the ortho position) as an electron transport material.
具体的には、本発明者らは、芳香環をホウ素、リン、酸素、窒素、硫黄などのヘテロ元素で連結した多環芳香族化合物(基本骨格部分)が、大きなHOMO-LUMOギャップ(薄膜におけるバンドギャップEg)と高い三重項励起エネルギー(ET)を有することを見出した。これは、ヘテロ元素を含む6員環は芳香族性が低いため、共役系の拡張に伴うHOMO-LUMOギャップの減少が抑制されること、ヘテロ元素の電子的な摂動により三重項励起状態(T1)のSOMO1およびSOMO2が局在化することが原因となっていると考えられる。また、本発明に係るヘテロ元素を含有する多環芳香族化合物(基本骨格部分)は、三重項励起状態(T1)におけるSOMO1およびSOMO2の局在化により、両軌道間の交換相互作用が小さくなるため、三重項励起状態(T1)と一重項励起状態(S1)のエネルギー差が小さく、熱活性型遅延蛍光を示すため、有機EL素子の蛍光材料としても有用である。また、高い三重項励起エネルギー(ET)を有する材料は、燐光有機EL素子や熱活性型遅延蛍光を利用した有機EL素子の電子輸送層や正孔輸送層としても有用である。更に、これらの多環芳香族化合物(基本骨格部分)は、置換基の導入により、HOMOとLUMOのエネルギーを任意に動かすことができるため、イオン化ポテンシャルや電子親和力を周辺材料に応じて最適化することが可能である。 Specifically, the present inventors have found that a polycyclic aromatic compound (basic skeleton portion) in which aromatic rings are linked by hetero elements such as boron, phosphorus, oxygen, nitrogen, and sulfur has a large HOMO-LUMO gap (band gap Eg in a thin film) and a high triplet excitation energy (E T ). This is believed to be due to the fact that a 6-membered ring containing a hetero element has low aromaticity, so that the decrease in the HOMO-LUMO gap accompanying the expansion of the conjugated system is suppressed, and that SOMO1 and SOMO2 in the triplet excited state (T1) are localized due to electronic perturbation of the hetero element. In addition, the polycyclic aromatic compound (basic skeleton portion) containing a hetero element according to the present invention has a small energy difference between the triplet excited state (T1) and the singlet excited state (S1), and exhibits thermally activated delayed fluorescence, and is therefore useful as a fluorescent material for an organic EL device. In addition, materials having high triplet excitation energy (E T ) are also useful as electron transport layers or hole transport layers in phosphorescent organic EL devices or organic EL devices using thermally activated delayed fluorescence. Furthermore, these polycyclic aromatic compounds (basic skeleton portions) can arbitrarily change the energies of their HOMO and LUMO by introducing substituents, so that it is possible to optimize the ionization potential and electron affinity according to the surrounding materials.
このような基本骨格部分の特性に加えて、本発明の化合物には上記一般式(oR)で表される基が導入されることで、特定の位置(具体的にはオルト位)にアルキル基が置換することになり、化合物のガラス転移温度を高くすることができ、それにより有機薄膜の耐熱性が向上して、特に素子寿命を向上させることができる。なお、本発明は特にこれらの原理に限定されるわけではない。In addition to these characteristics of the basic skeleton portion, the compound of the present invention has a group represented by the above general formula (oR) introduced into it, which results in an alkyl group being substituted at a specific position (specifically the ortho position), thereby increasing the glass transition temperature of the compound, thereby improving the heat resistance of the organic thin film and in particular improving the device life. Note that the present invention is not particularly limited to these principles.
1.アルキル置換された多環芳香族化合物およびその多量体
本願発明に係る電子輸送材料または電子注入材料は、下記一般式(1)で表される多環芳香族化合物、または下記一般式(1)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含有し、好ましくは、下記一般式(2)で表される多環芳香族化合物、または下記一般式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体を含有し、これらの化合物または構造における少なくとも1つの水素は下記一般式(oR)で表される基で置換されている。なお式(1)において「A」および「C」と共にリング内の「B」はそれぞれリングで示される環構造を示す符号であり、その他の符号は上述する定義と同じである。
一般式(1)におけるA環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は置換基で置換されていてもよい。この置換基は、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のジアリールアミノ、置換もしくは無置換のジヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換または無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のシクロアルキル、置換もしくは無置換のアルコキシ、または、置換もしくは無置換のアリールオキシが好ましい。これらの基が置換基を有する場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルがあげられる。また、上記アリール環またはヘテロアリール環は、Y1、X1およびX2から構成される一般式(1)中央の縮合2環構造と結合を共有する5員環または6員環を有することが好ましい。 The A ring, B ring and C ring in the general formula (1) are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted with a substituent. The substituent is preferably a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), a substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, or a substituted or unsubstituted aryloxy. When these groups have a substituent, examples of the substituent include an aryl, a heteroaryl, an alkyl, or a cycloalkyl. In addition, the aryl ring or the heteroaryl ring preferably has a 5-membered or 6-membered ring that shares a bond with the central fused two-ring structure of the general formula (1) composed of Y 1 , X 1 and X 2 .
ここで、「縮合2環構造」とは、一般式(1)の中央に示した、Y1、X1およびX2を含んで構成される2つの飽和炭化水素環が縮合した構造を意味する。また、「縮合2環構造と結合を共有する6員環」とは、例えば上記一般式(2)で示すように前記縮合2環構造に縮合したa環(ベンゼン環(6員環))を意味する。また、「(A環である)アリール環またはヘテロアリール環がこの6員環を有する」とは、この6員環だけでA環が形成されるか、または、この6員環を含むようにこの6員環にさらに他の環などが縮合してA環が形成されることを意味する。言い換えれば、ここで言う「6員環を有する(A環である)アリール環またはヘテロアリール環」とは、A環の全部または一部を構成する6員環が、前記縮合2環構造に縮合していることを意味する。「B環(b環)」、「C環(c環)」、また「5員環」についても同様の説明が当てはまる。 Here, the term "fused bicyclic structure" refers to a structure in which two saturated hydrocarbon rings, which are constituted by Y 1 , X 1 and X 2 , are fused together, as shown in the center of the general formula (1). The term "six-membered ring sharing a bond with the fused bicyclic structure" refers to the a ring (benzene ring (six-membered ring)) fused to the fused bicyclic structure, as shown in the general formula (2) above. The term "aryl ring or heteroaryl ring (A ring) has this six-membered ring" refers to the A ring being formed by this six-membered ring alone, or the A ring being formed by further condensing other rings to this six-membered ring so as to include this six-membered ring. In other words, the term "aryl ring or heteroaryl ring (A ring) having a six-membered ring" refers to the six-membered ring constituting all or part of the A ring being fused to the fused bicyclic structure. The same explanation applies to "B ring (b ring)", "C ring (c ring)" and "five-membered ring".
一般式(1)におけるA環(またはB環、C環)は、一般式(2)におけるa環とその置換基R1~R3(またはb環とその置換基R8~R11、c環とその置換基R4~R7)に対応する。すなわち、一般式(2)は、一般式(1)のA~C環として「6員環を有するA~C環」が選択された構造に対応する。その意味で、一般式(2)の各環を小文字のa~cで表した。 Ring A (or ring B, ring C) in general formula (1) corresponds to ring a and its substituents R 1 to R 3 (or ring b and its substituents R 8 to R 11 , ring c and its substituents R 4 to R 7 ) in general formula (2). That is, general formula (2) corresponds to a structure in which "rings A to C having 6-membered rings" are selected as rings A to C in general formula (1). In that sense, each ring in general formula (2) is represented by lower case letters a to c.
一般式(2)では、a環、b環およびc環の置換基R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。したがって、一般式(2)で表される多環芳香族化合物は、a環、b環およびc環における置換基の相互の結合形態によって、下記式(2-1)および式(2-2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。各式中のA’環、B’環およびC’環は、一般式(1)におけるそれぞれA環、B環およびC環に対応する。また、各式中のR1~R11、a、b、c、Y1、X1およびX2の定義は一般式(2)における定義と同じである。 In general formula (2), adjacent groups among the substituents R 1 to R 11 of the ring a, ring b, and ring c may be bonded together to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, and at least one hydrogen atom in these may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl. Therefore, the ring structure constituting the polycyclic aromatic compound represented by general formula (2) changes depending on the mutual bonding form of the substituents in the ring a, ring b, and ring c, as shown in the following formulas (2-1) and (2-2). The ring A', ring B', and ring C' in each formula correspond to the ring A, ring B, and ring C in general formula (1), respectively. In addition, the definitions of R 1 to R 11 , a, b, c, Y 1 , X 1 and X 2 in each formula are the same as those in formula (2).
上記式(2-1)および式(2-2)中のA’環、B’環およびC’環は、一般式(2)で説明すれば、置換基R1~R11のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれa環、b環およびc環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す(a環、b環またはc環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる)。なお、式では示してはいないが、a環、b環およびc環の全てがA’環、B’環およびC’環に変化した化合物もある。また、上記式(2-1)および式(2-2)から分かるように、例えば、b環のR8とc環のR7、b環のR11とa環のR1、c環のR4とa環のR3などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。 In the above formula (2-1) and formula (2-2), the A' ring, B' ring, and C' ring are aryl or heteroaryl rings formed with the a ring, b ring, and c ring by bonding adjacent groups among the substituents R 1 to R 11 , respectively (they may also be considered as condensed rings formed by condensing other ring structures to the a ring, b ring, or c ring). Although not shown in the formula, there are also compounds in which the a ring, b ring, and c ring are all changed to the A' ring, B' ring, and C' ring. In addition, as can be seen from the above formula (2-1) and formula (2-2), for example, R 8 of the b ring and R 7 of the c ring, R 11 of the b ring and R 1 of the a ring, R 4 of the c ring and R 3 of the a ring, etc. do not fall under the category of "adjacent groups", and they are not bonded to each other. In other words, "adjacent groups" means adjacent groups on the same ring.
上記式(2-1)や式(2-2)で表される化合物は、例えばa環(またはb環またはc環)であるベンゼン環に対してベンゼン環、インドール環、ピロール環、ベンゾフラン環またはベンゾチオフェン環が縮合して形成されるA’環(またはB’環またはC’環)を有する化合物であり、形成されてできた縮合環A’(または縮合環B’または縮合環C’)はそれぞれナフタレン環、カルバゾール環、インドール環、ジベンゾフラン環またはジベンゾチオフェン環である。The compounds represented by the above formula (2-1) or formula (2-2) are compounds having ring A' (or ring B' or ring C') formed by condensing a benzene ring, which is ring a (or ring b or ring c), with a benzene ring, an indole ring, a pyrrole ring, a benzofuran ring or a benzothiophene ring, and the condensed ring A' (or condensed ring B' or condensed ring C') formed is a naphthalene ring, a carbazole ring, an indole ring, a dibenzofuran ring or a dibenzothiophene ring, respectively.
一般式(1)におけるY1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-RまたはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキルまたはシクロアルキルである。P=O、P=S、Si-RまたはGe-Rの場合には、A環、B環またはC環と結合する原子はP、SiまたはGeである。Y1は、B、P、P=O、P=SまたはSi-Rが好ましく、BまたはP=Oがより好ましく、Bが特に好ましい。この説明は一般式(2)におけるY1でも同じである。 Y 1 in the general formula (1) is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R or Ge-R, and R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl or cycloalkyl. In the case of P=O, P=S, Si-R or Ge-R, the atom bonded to the A ring, B ring or C ring is P, Si or Ge. Y 1 is preferably B, P, P=O, P=S or Si-R, more preferably B or P=O, and particularly preferably B. This explanation is the same for Y 1 in the general formula (2).
一般式(1)におけるX1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは連結基または単結合により前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、連結基としては、-O-、-S-または-C(-R)2-が好ましい。なお、前記「-C(-R)2-」のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルである。X1およびX2として、それぞれ独立して、>O、>N-Rまたは>C(-R)2が好ましく、>Oまたは>N-Rがより好ましく、>Oが特に好ましい。この説明は一般式(2)におけるX1およびX2でも同じである。 In general formula (1), X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted cycloalkyl, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, an optionally substituted aryl, an alkyl or a cycloalkyl, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring via a linking group or a single bond, and the linking group is preferably -O-, -S- or -C(-R) 2 -. Note that R of the "-C(-R) 2 -" is hydrogen, an alkyl or a cycloalkyl. X1 and X2 are each independently preferably >O, >N-R or >C(-R) 2 , more preferably >O or >N-R, and particularly preferably >O. This explanation also applies to X1 and X2 in general formula (2).
ここで、一般式(1)における「前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは連結基または単結合により前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合している」との規定は、一般式(2)では「前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは-O-、-S-、-C(-R)2-または単結合により前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つと結合している」との規定に対応する。 Here, the provision in general formula (1) that "R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 is bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring via a linking group or a single bond" corresponds to the provision in general formula (2) that "R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 is bonded to at least one of the a ring, the b ring and the c ring via -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond."
この規定は、下記式(2-3-1)で表される、X1やX2が縮合環B’および縮合環C’に取り込まれた環構造を有する化合物で表現できる。すなわち、例えば一般式(2)におけるb環(またはc環)であるベンゼン環に対してX1(またはX2)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるB’環(またはC’環)を有する化合物である。形成されてできた縮合環B’(または縮合環C’)は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。 This definition can be expressed by a compound having a ring structure in which X1 and X2 are incorporated into fused ring B' and fused ring C', as represented by the following formula (2-3-1). That is, for example, it is a compound having ring B' (or ring C') formed by condensing another ring so as to incorporate X1 (or X2 ) into the benzene ring, which is ring b (or ring c) in general formula (2). The fused ring B' (or fused ring C') thus formed is, for example, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, or an acridine ring.
また、上記規定は、下記式(2-3-2)や式(2-3-3)で表される、X1および/またはX2が縮合環A’に取り込まれた環構造を有する化合物でも表現できる。すなわち、例えば一般式(2)におけるa環であるベンゼン環に対してX1(および/またはX2)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるA’環を有する化合物である。形成されてできた縮合環A’は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環またはアクリジン環である。 The above definition can also be expressed by a compound having a ring structure in which X1 and/or X2 are incorporated into a fused ring A', as represented by the following formula (2-3-2) or formula (2-3-3). That is, for example, it is a compound having a ring A' formed by condensing another ring to the benzene ring, which is the ring a in general formula (2), so as to incorporate X1 (and/or X2 ). The fused ring A' thus formed is, for example, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, or an acridine ring.
一般式(1)のA環、B環およびC環である「アリール環」としては、例えば、炭素数6~30のアリール環があげられ、炭素数6~16のアリール環が好ましく、炭素数6~12のアリール環がより好ましく、炭素数6~10のアリール環が特に好ましい。なお、この「アリール環」は、一般式(2)で規定された「R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたアリール環」に対応し、また、a環(またはb環、c環)がすでに炭素数6のベンゼン環で構成されているため、これに5員環が縮合した縮合環の合計炭素数9が下限の炭素数となる。 Examples of the "aryl ring" which is ring A, ring B and ring C in general formula (1) include aryl rings having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryl rings having 6 to 16 carbon atoms, more preferably aryl rings having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably aryl rings having 6 to 10 carbon atoms. This "aryl ring" corresponds to "an aryl ring formed together with ring a, ring b or ring c by bonding adjacent groups among R 1 to R 11 " defined in general formula (2), and since ring a (or ring b or ring c) is already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, the lower limit of the carbon number is 9, which is the total carbon number of the fused rings fused with a 5-membered ring.
具体的な「アリール環」としては、単環系であるベンゼン環、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環(m-テルフェニル、o-テルフェニル、p-テルフェニル)、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などがあげられる。 Specific examples of "aryl rings" include a monocyclic benzene ring, a bicyclic ...
一般式(1)のA環、B環およびC環である「ヘテロアリール環」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリール環があげられ、炭素数2~25のヘテロアリール環が好ましく、炭素数2~20のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。なお、この「ヘテロアリール環」は、一般式(2)で規定された「R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたヘテロアリール環」に対応し、また、a環(またはb環、c環)がすでに炭素数6のベンゼン環で構成されているため、これに5員環が縮合した縮合環の合計炭素数6が下限の炭素数となる。 Examples of the "heteroaryl ring" which is the ring A, ring B and ring C in general formula (1) include heteroaryl rings having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl rings having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl rings having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryl rings having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl rings having 2 to 10 carbon atoms. Examples of the "heteroaryl ring" include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur and nitrogen as ring-constituting atoms. This "heteroaryl ring" corresponds to the "heteroaryl ring formed together with ring a, ring b or ring c by bonding adjacent groups among R 1 to R 11 " defined in general formula (2), and since ring a (or ring b or ring c) is already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, the total carbon number of the fused rings to which the 5-membered ring is fused is 6, which is the lower limit of the carbon number.
具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、1H-インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、1H-ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、フェナザシリン環、インドリジン環、フラン環、ベンゾフラン環、イソベンゾフラン環、ジベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、フラザン環、チアントレン環などがあげられる。 Specific examples of the "heteroaryl ring" include a pyrrole ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring, an oxadiazole ring, a thiadiazole ring, a triazole ring, a tetrazole ring, a pyrazole ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, a triazine ring, an indole ring, an isoindole ring, a 1H-indazole ring, a benzimidazole ring, a benzoxazole ring, a benzothiazole ring, and a 1H-benzotriazo Examples of such rings include an aryl ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a cinnoline ring, a quinazoline ring, a quinoxaline ring, a phthalazine ring, a naphthyridine ring, a purine ring, a pteridine ring, a carbazole ring, an acridine ring, a phenoxathiin ring, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, a phenazine ring, a phenazasiline ring, an indolizine ring, a furan ring, a benzofuran ring, an isobenzofuran ring, a dibenzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a furazan ring, and a thianthrene ring.
上記「アリール環」または「ヘテロアリール環」における少なくとも1つの水素は、第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」で置換されていてもよいが、この第1の置換基としての「アリール」や「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」のアリール、「ジヘテロアリールアミノ」のヘテロアリール、「アリールヘテロアリールアミノ」のアリールとヘテロアリール、「ジアリールボリル」のアリール、また「アリールオキシ」のアリールとしては上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。At least one hydrogen atom in the above "aryl ring" or "heteroaryl ring" may be substituted with a first substituent, which is a substituted or unsubstituted "aryl", a substituted or unsubstituted "heteroaryl", a substituted or unsubstituted "diarylamino", a substituted or unsubstituted "diheteroarylamino", a substituted or unsubstituted "arylheteroarylamino", a substituted or unsubstituted "diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group)", a substituted or unsubstituted "alkyl", a substituted or unsubstituted "cycloalkyl", a substituted or unsubstituted "alkoxy", or a substituted or unsubstituted "aryloxy". Examples of the first substituents, such as "aryl" or "heteroaryl", the aryl of "diarylamino", the heteroaryl of "diheteroarylamino", the aryl and heteroaryl of "arylheteroarylamino", the aryl of "diarylboryl", and the aryl of "aryloxy", include the monovalent groups of the above-mentioned "aryl ring" or "heteroaryl ring".
また第1の置換基としての「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。炭素数1~4のアルキルとしては、メチル基およびt-ブチル基がより好ましいが、t-ブチル基がさらに好ましい。The "alkyl" as the first substituent may be either linear or branched, for example, linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. An alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred. As the alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a methyl group and a t-butyl group are more preferred, with a t-butyl group being even more preferred.
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, 2 -ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, and n-eicosyl.
また第1の置換基としての「シクロアルキル」としては、炭素数3~24のシクロアルキル、炭素数3~20のシクロアルキル、炭素数3~16のシクロアルキル、炭素数3~14のシクロアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数5~8のシクロアルキル、炭素数5~6のシクロアルキル、炭素数5のシクロアルキルなどが挙げられる。 Examples of "cycloalkyl" as the first substituent include cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 8 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 6 carbon atoms, and cycloalkyl having 5 carbon atoms.
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数1~4のアルキル(特にメチル)置換体や、ノルボルネニル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどが挙げられる。 Specific examples of cycloalkyl include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, and alkyl (especially methyl) substituted derivatives of these having 1 to 4 carbon atoms, as well as norbornenyl, bicyclo[1.0.1]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
また第1の置換基としての「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1~24の直鎖または炭素数3~24の分岐鎖のアルコキシがあげられる。炭素数1~18のアルコキシ(炭素数3~18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1~12のアルコキシ(炭素数3~12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1~6のアルコキシ(炭素数3~6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルコキシ(炭素数3~4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。 Examples of "alkoxy" as the first substituent include linear alkoxy having 1 to 24 carbon atoms or branched alkoxy having 3 to 24 carbon atoms. Alkoxy having 1 to 18 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, alkoxy having 1 to 12 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, alkoxy having 1 to 6 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and alkoxy having 1 to 4 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred.
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどがあげられる。 Specific examples of alkoxy include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, and octyloxy.
また第1の置換基としての「ジアリールボリル」中の「アリール」としては、上述したアリールの説明を引用できる。また、この2つのアリールは単結合または連結基(例えば>C(-R)2、>O、>Sまたは>N-R)を介して結合していてもよい。ここで、>C(-R)2および>N-RのRは、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ(以上、第1置換基)であり、当該第1置換基にはさらにアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第2置換基)が置換していてもよく、これらの基の具体例としては、上述した第1置換基としてのアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシの説明を引用できる。 As for the "aryl" in the "diarylboryl" as the first substituent, the above description of the aryl can be cited. Furthermore, the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group (for example, >C(-R) 2 , >O, >S, or >N-R). Here, R in >C(-R) 2 and >N-R is aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy (the above, the first substituent), and the first substituent may be further substituted with aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl (the above, the second substituent), and as specific examples of these groups, the above description of the aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy as the first substituent can be cited.
具体的には、第1置換基の構造の立体障害性、電子供与性および電子吸引性により発光波長を調整することができ、好ましくは以下の構造式(S-1)~(S-94)のいずれかで表される基であり、より好ましくは、式(S-1)、式(S-2)、式(S-5)、式(S-9)~式(S-19)、式(S-24)~式(S-50)および式(S-51)~式(S-94)のいずれかで表される基であり、さらに好ましくは、式(S-1)、式(S-2)、式(S-5)、式(S-9)、式(S-10)、式(S-15)、式(S-16)、式(S-24)、式(S-30)、式(S-46)、式(S-48)、式(S-50)、式(S-51)、式(S-56)~式(S-58)、式(S-70)、式(S-71)、式(S-73)、式(S-74)、式(S-76)、式(S-79)、式(S-80)、式(S-83)および式(S-84)のいずれかで表される基である。Specifically, the emission wavelength can be adjusted by the steric hindrance, electron donating property and electron withdrawing property of the structure of the first substituent, and is preferably a group represented by any one of the following structural formulas (S-1) to (S-94), more preferably a group represented by any one of formulas (S-1), (S-2), (S-5), (S-9) to (S-19), (S-24) to (S-50) and (S-51) to (S-94), and even more preferably a group represented by formula (S-1) , a group represented by any one of formulas (S-2), (S-5), (S-9), (S-10), (S-15), (S-16), (S-24), (S-30), (S-46), (S-48), (S-50), (S-51), (S-56) to (S-58), (S-70), (S-71), (S-73), (S-74), (S-76), (S-79), (S-80), (S-83), and (S-84).
下記構造式において、「Me」はメチル、「tBu」はt-ブチルを表す。
第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、または、置換または無置換の「アリールオキシ」は、置換または無置換と説明されているとおり、それらにおける少なくとも1つの水素が第2の置換基で置換されていてもよい。この第2の置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルがあげられ、それらの具体的な基は、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第1の置換基としての「アルキル」または「シクロアルキル」の説明を参照することができる。また、第1および第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールには、それらにおける少なくとも1つの水素が、フェニルなどのアリール(具体例は上述した基)、メチルなどのアルキル(具体例は上述した基)またはシクロヘキシルなどのシクロアルキル(具体例は上述した基)で置換された基も、第1および第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールに含まれる。その一例としては、第1および第2の置換基がカルバゾリル基の場合には、9位における少なくとも1つの水素が、フェニルなどのアリール、メチルなどのアルキルまたはシクロヘキシルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリル基も、第1および第2の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。また、第1および第2の置換基がベンゾイミダゾール基の場合には、この基における少なくとも1つの水素が、フェニルなどのアリール、メチルなどのアルキルまたはシクロヘキシルなどのシクロアルキルで置換されたベンゾイミダゾール基も、第1および第2の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。As explained above, the first substituents, substituted or unsubstituted "aryl", substituted or unsubstituted "heteroaryl", substituted or unsubstituted "diarylamino", substituted or unsubstituted "diheteroarylamino", substituted or unsubstituted "arylheteroarylamino", substituted or unsubstituted "diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group)", substituted or unsubstituted "alkyl", substituted or unsubstituted "cycloalkyl", substituted or unsubstituted "alkoxy", or substituted or unsubstituted "aryloxy", may have at least one hydrogen atom substituted with a second substituent. Examples of the second substituent include aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, and the specific groups thereof can be referred to the above-mentioned monovalent groups of the "aryl ring" or "heteroaryl ring", and the explanation of the "alkyl" or "cycloalkyl" as the first substituent. In addition, the aryl and heteroaryl as the first and second substituents also include groups in which at least one hydrogen atom is substituted with an aryl such as phenyl (specific examples are the groups described above), an alkyl such as methyl (specific examples are the groups described above), or a cycloalkyl such as cyclohexyl (specific examples are the groups described above). As an example, when the first and second substituents are carbazolyl groups, the heteroaryl as the first and second substituents also includes a carbazolyl group in which at least one hydrogen atom at the 9-position is substituted with an aryl such as phenyl, an alkyl such as methyl, or a cycloalkyl such as cyclohexyl. In addition, when the first and second substituents are benzimidazole groups, the heteroaryl as the first and second substituents also includes a benzimidazole group in which at least one hydrogen atom in this group is substituted with an aryl such as phenyl, an alkyl such as methyl, or a cycloalkyl such as cyclohexyl.
一般式(2)のR1~R11におけるアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノのアリール、ジヘテロアリールアミノのヘテロアリール、アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリール、ジアリールボリルのアリール、またはアリールオキシのアリールとしては、一般式(1)で説明した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。また、R1~R11におけるアルキル、シクロアルキルまたはアルコキシとしては、上述した一般式(1)の説明における第1の置換基としての「アルキル」、「シクロアルキル」または「アルコキシ」の説明を参照することができる。さらに、これらの基への置換基としてのアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルも同様である。また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成した場合の、これらの環への置換基であるヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシ、および、さらなる置換基であるアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルについても同様である。 In the general formula (2), the aryl, heteroaryl, aryl of diarylamino, heteroaryl of diheteroarylamino, aryl and heteroaryl of arylheteroarylamino, aryl of diarylboryl, or aryl of aryloxy in R 1 to R 11 include the monovalent group of "aryl ring" or "heteroaryl ring" explained in the general formula (1). In addition, for the alkyl, cycloalkyl, or alkoxy in R 1 to R 11 , the explanation of "alkyl", "cycloalkyl" or "alkoxy" as the first substituent in the explanation of the general formula (1) above can be referred to. Furthermore, the same applies to the aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl as the substituent on these groups. In addition, in the case where adjacent groups among R 1 to R 11 are bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with the a ring, the b ring, or the c ring, the same applies to the heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy as the substituent on these rings, and the further aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl as the substituent.
一般式(1)のY1におけるSi-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキルまたはシクロアルキルであるが、このアリール、アルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチル、t-ブチルなど、特にt-ブチル)または炭素数5~10のシクロアルキル(好ましくはシクロヘキシルやアダマンチル)が好ましい。この説明は一般式(2)におけるY1でも同じである。 R of Si-R and Ge-R in Y1 in general formula (1) is aryl, alkyl or cycloalkyl, and examples of this aryl, alkyl or cycloalkyl include the groups described above. In particular, aryl having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.), alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, t-butyl, etc., especially t-butyl), or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms (preferably cyclohexyl or adamantyl) are preferred. This explanation is also applicable to Y1 in general formula (2).
一般式(1)のX1およびX2における>N-RのRは、上述した第2の置換基で置換されていてもよい、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、アリールやヘテロアリールにおける少なくとも1つの水素は例えばアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。このアリール、ヘテロアリール、アルキルおよびシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数2~15のヘテロアリール(例えばカルバゾリルなど)、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチル、t-ブチルなど、特にt-ブチル)または炭素数5~10のシクロアルキル(好ましくはシクロヘキシルやアダマンチル)が好ましい。この説明は一般式(2)におけるX1およびX2でも同じである。 R of >N-R in X1 and X2 in general formula (1) is an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl which may be substituted with the second substituent described above, and at least one hydrogen in the aryl or heteroaryl may be substituted with, for example, an alkyl or cycloalkyl. Examples of the aryl, heteroaryl, alkyl and cycloalkyl include the groups described above. In particular, an aryl having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.), a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms (e.g., carbazolyl, etc.), an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, t-butyl, etc., especially t-butyl), or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms (preferably cyclohexyl or adamantyl) is preferred. This explanation is the same for X1 and X2 in general formula (2).
一般式(1)のX1およびX2における>C(-R)2のRは、水素、上述した第2の置換基で置換されていてもよい、アリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、アリールにおける少なくとも1つの水素は例えばアルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。このアリール、アルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチル、t-ブチルなど、特にt-ブチル)または炭素数5~10のシクロアルキル(好ましくはシクロヘキシルやアダマンチル)が好ましい。この説明は一般式(2)におけるX1およびX2でも同じである。 R in >C(-R) 2 in X1 and X2 in general formula (1) is hydrogen, an aryl which may be substituted with the second substituent described above, an alkyl or a cycloalkyl, and at least one hydrogen in the aryl may be substituted with, for example, an alkyl or a cycloalkyl. Examples of the aryl, alkyl or cycloalkyl include the groups described above. In particular, an aryl having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.), an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, t-butyl, etc., especially t-butyl), or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms (preferably cyclohexyl or adamantyl) is preferred. This explanation is the same for X1 and X2 in general formula (2).
一般式(1)における連結基である「-C(-R)2-」のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであるが、このアルキルまたはシクロアルキルとしては上述する基があげられる。特に炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチル、t-ブチルなど、特にt-ブチル)または炭素数5~10のシクロアルキル(好ましくはシクロヘキシルやアダマンチル)が好ましい。この説明は一般式(2)における連結基である「-C(-R)2-」でも同じである。 In the linking group "-C(-R) 2 -" in general formula (1), R is hydrogen, alkyl, or cycloalkyl, and examples of this alkyl or cycloalkyl include the groups described above. In particular, alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, t-butyl, etc., especially t-butyl) or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms (preferably cyclohexyl or adamantyl) is preferred. This explanation also applies to the linking group "-C(-R) 2 -" in general formula (2).
また、本願発明は、一般式(1)で表される単位構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体、好ましくは、一般式(2)で表される単位構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。多量体は、2~6量体が好ましく、2~3量体がより好ましく、2量体が特に好ましい。多量体は、一つの化合物の中に上記単位構造を複数有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数1~3のアルキレン基、フェニレン基、ナフチレン基などの連結基で複数結合した形態(連結型多量体)に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環(A環、B環またはC環、a環、b環またはc環)を複数の単位構造で共有するようにして結合した形態(環共有型多量体)であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環(A環、B環またはC環、a環、b環またはc環)同士が縮合するようにして結合した形態(環縮合型多量体)であってもよいが、環共有型多量体および環縮合型多量体が好ましく、環共有型多量体がより好ましい。The present invention also relates to a multimer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of unit structures represented by general formula (1), preferably a multimer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of unit structures represented by general formula (2). The multimer is preferably a dimer to a hexamer, more preferably a dimer to a trimer, and particularly preferably a dimer. The multimer may have a form having a plurality of the above unit structures in one compound. For example, in addition to a form in which a plurality of the above unit structures are bonded together via a linking group such as a single bond, an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, a phenylene group, or a naphthylene group (linked multimer), the multimer may have a form in which any ring (ring A, ring B or ring C, ring a, ring b or ring c) contained in the above unit structure is bonded together so as to be shared by the plurality of unit structures (ring-shared multimer), or may have a form in which any ring (ring A, ring B or ring C, ring a, ring b or ring c) contained in the above unit structure is bonded together so as to be condensed (ring-condensed multimer). However, ring-shared multimers and ring-condensed multimers are preferred, and ring-shared multimers are more preferred.
このような多量体としては、例えば、下記式(2-4)、式(2-4-1)、式(2-4-2)、式(2-5-1)~式(2-5-4)または式(2-6)で表される多量体化合物が挙げられる。下記式(2-4)で表される多量体化合物は、一般式(2)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、複数の一般式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物(環共有型多量体)である。また、下記式(2-4-1)で表される多量体化合物は、一般式(2)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、二つの一般式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物(環共有型多量体)である。また、下記式(2-4-2)で表される多量体化合物は、一般式(2)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、三つの一般式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物(環共有型多量体)である。また、下記式(2-5-1)~式(2-5-4)で表される多量体化合物は、一般式(2)で説明すれば、b環(またはc環)であるベンゼン環を共有するようにして、複数の一般式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物(環共有型多量体)である。また、下記式(2-6)で表される多量体化合物は、一般式(2)で説明すれば、例えばある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とある単位構造のb環(またはa環、c環)であるベンゼン環とが縮合するようにして、複数の一般式(2)で表される単位構造を一つの化合物中に有する多量体化合物(環縮合型多量体)である。 Examples of such multimers include multimer compounds represented by the following formulas (2-4), (2-4-1), (2-4-2), (2-5-1) to (2-5-4), or (2-6). The multimer compound represented by the following formula (2-4) is a multimer compound (ring-sharing multimer) having a plurality of unit structures represented by general formula (2) in one compound, with the benzene ring being the a-ring shared, when described in terms of general formula (2). The multimer compound represented by the following formula (2-4-1) is a multimer compound (ring-sharing multimer) having two unit structures represented by general formula (2) in one compound, with the benzene ring being the a-ring shared, when described in terms of general formula (2). Moreover, the multimeric compound represented by the following formula (2-4-2) is a multimeric compound (ring-sharing type multimer) having three unit structures represented by the general formula (2) in one compound, so as to share a benzene ring which is an a-ring, when described in the general formula (2). Moreover, the multimeric compound represented by the following formulas (2-5-1) to (2-5-4) is a multimeric compound (ring-sharing type multimer) having a plurality of unit structures represented by the general formula (2) in one compound, so as to share a benzene ring which is a b-ring (or a-ring) in one compound, when described in the general formula (2). Moreover, the multimeric compound represented by the following formula (2-6) is a multimeric compound (ring-condensed type multimer) having a plurality of unit structures represented by the general formula (2) in one compound, so as to condense a benzene ring which is a b-ring (or a-ring, c-ring) in one unit structure with a benzene ring which is a b-ring (or a-ring, c-ring) in one unit structure.
多量体化合物は、式(2-4)、式(2-4-1)または式(2-4-2)で表現される多量化形態と、式(2-5-1)~式(2-5-4)のいずれかまたは式(2-6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(2-5-1)~式(2-5-4)のいずれかで表現される多量化形態と、式(2-6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよく、式(2-4)、式(2-4-1)または式(2-4-2)で表現される多量化形態と式(2-5-1)~式(2-5-4)のいずれかで表現される多量化形態と式(2-6)で表現される多量化形態とが組み合わさった多量体であってもよい。The multimeric compound may be a multimer in which a multimerization form represented by formula (2-4), formula (2-4-1) or formula (2-4-2) is combined with a multimerization form represented by any one of formulas (2-5-1) to (2-5-4) or formula (2-6); a multimer in which a multimerization form represented by any one of formulas (2-5-1) to (2-5-4) is combined with a multimerization form represented by formula (2-6); or a multimer in which a multimerization form represented by formula (2-4), formula (2-4-1) or formula (2-4-2) is combined with a multimerization form represented by any one of formulas (2-5-1) to (2-5-4) and a multimerization form represented by formula (2-6).
また、一般式(1)または(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の水素は、その全てまたは一部が重水素、シアノまたはハロゲンであってもよい。例えば、式(1)においては、A環、B環、C環(A~C環はアリール環またはヘテロアリール環)、A~C環への置換基、Y1がSi-RまたはGe-RであるときのR(=アルキル、シクロアルキル、アリール)、X1およびX2が>N-Rや>C(-R)2であるときのR(=アルキル、シクロアルキル、アリール)、ならびに、後述する一般式(oR)の基における水素が重水素、シアノまたはハロゲンで置換されうるが、これらの中でもアリールやヘテロアリールにおける全てまたは一部の水素が重水素、シアノまたはハロゲンで置換された態様が挙げられる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素であり、好ましくはフッ素、塩素または臭素、より好ましくはフッ素または塩素である。 In addition, all or a part of hydrogen in the chemical structure of the polycyclic aromatic compound and its multimer represented by general formula (1) or (2) may be deuterium, cyano, or halogen. For example, in formula (1), hydrogen in the rings A, B, and C (rings A to C are aryl or heteroaryl rings), the substituents on rings A to C, R (= alkyl, cycloalkyl, aryl) when Y 1 is Si-R or Ge-R, R (= alkyl, cycloalkyl, aryl) when X 1 and X 2 are >N-R or >C(-R) 2 , and the group of general formula (oR) described below may be replaced with deuterium, cyano, or halogen, and among these, embodiments in which all or a part of hydrogen in the aryl or heteroaryl is replaced with deuterium, cyano, or halogen are exemplified. The halogen is fluorine, chlorine, bromine, or iodine, preferably fluorine, chlorine, or bromine, and more preferably fluorine or chlorine.
また、一般式(1)または(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の少なくとも1つの水素は下記一般式(oR)で表される基で置換されており、全ての水素または一部の水素が下記式(oR)で表される基であってもよい。
上記式(oR)中、R21はアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、上記式(oR)で表される基は*において上記式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素と置換する。 In the above formula (oR), R 21 is alkyl, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with a benzene ring, at least one hydrogen atom in the formed ring may be replaced by an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, and the group represented by the above formula (oR) replaces at least one hydrogen atom in the compound or structure represented by the above formula (1) at *.
R21の「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。炭素数1~4のアルキルとしては、メチル基およびt-ブチル基がより好ましいが、メチル基がさらに好ましい。 The "alkyl" of R 21 may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. An alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred. As the alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a methyl group and a t-butyl group are more preferred, and a methyl group is even more preferred.
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, 2 -ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, and n-eicosyl.
R22~R25における、「アリール」、「ヘテロアリール」、「アルキル」または「シクロアルキル」としては、上述した第1の置換基としての説明を引用することができる。 For the "aryl", "heteroaryl", "alkyl" or "cycloalkyl" in R 22 to R 25 , the explanation for the first substituent above can be cited.
また、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいが、これらの説明についても、上記一般式(2)においてR1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成する場合の説明を引用することができる。ベンゼン環と共に形成されたアリール環またはヘテロアリール環としては、具体的にはナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環またはカルバゾール環などが挙げられる。 Adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the benzene ring, and at least one hydrogen in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, and for the explanation of these, the explanation of the case where adjacent groups among R 1 to R 11 are bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c in the above general formula (2) can be cited. Specific examples of the aryl ring or heteroaryl ring formed together with the benzene ring include a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, and a carbazole ring.
式(oR)で表される基は、上記式(1)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素と置換していればよいが、好ましくは、一般式(1)のA環、B環およびC環のうちの少なくとも1つ(一般式(2)で言えば、a環、b環、c環、ならびにR1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたアリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つ)に直接結合している。より好ましくは、一般式(1)のB環および/またはC環(一般式(2)で言えば、b環および/またはc環、もしくは、R4~R11のうちの隣接する基同士が結合してb環またはc環と共に形成されたアリール環および/またはヘテロアリール環)に直接結合している。さらに好ましくは、一般式(1)のB環およびC環の両方(一般式(2)で言えば、b環およびc環の両方、もしくは、R8~R11のうちの隣接する基同士が結合してb環と共に形成されたアリール環またはヘテロアリール環、および、R4~R7のうちの隣接する基同士が結合してc環と共に形成されたアリール環またはヘテロアリール環の両方)に直接結合している。 The group represented by formula (oR) may be substituted for at least one hydrogen atom in the compound or structure represented by formula (1), but is preferably directly bonded to at least one of ring A, ring B, and ring C of general formula (1) (in general formula (2), at least one of ring a, ring b, ring c, and aryl and heteroaryl rings formed together with ring a, ring b, or ring c by bonding adjacent groups among R 1 to R 11 ). More preferably, it is directly bonded to ring B and/or ring C of general formula (1) (in general formula (2), ring b and/or ring c, or aryl and/or heteroaryl rings formed together with ring b or ring c by bonding adjacent groups among R 4 to R 11 ). More preferably, it is directly bonded to both of ring B and ring C in general formula (1) (in general formula (2), to both ring b and ring c, or to both an aryl ring or heteroaryl ring formed together with ring b by bonding adjacent groups among R 8 to R 11 , and to both an aryl ring or heteroaryl ring formed together with ring c by bonding adjacent groups among R 4 to R 7 ).
さらに、一般式(1)または(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体は、ジアリールアミノ基(特にジフェニルアミノ基)、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換していることが好ましく、これらの基は炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよく、また、これらの基はフェニレン基を介して多環芳香族化合物およびその多量体に置換していてもよい。Furthermore, the polycyclic aromatic compounds and their multimers represented by general formula (1) or (2) are preferably substituted with a diarylamino group (particularly a diphenylamino group), a carbazolyl group, or a benzocarbazolyl group, and these groups may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms. These groups may also be substituted on the polycyclic aromatic compounds and their multimers via a phenylene group.
これらの基は、好ましくは、一般式(1)のA環、B環およびC環のうちの少なくとも1つ(一般式(2)で言えば、a環、b環、c環、ならびにR1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたアリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つ)に直接またはフェニレン基を介して結合している。より好ましくは、一般式(1)のA環(一般式(2)で言えば、a環、もしくは、R1~R3のうちの隣接する基同士が結合してa環と共に形成されたアリール環またはヘテロアリール環)に直接またはフェニレン基を介して結合している。
These groups are preferably bonded directly or via a phenylene group to at least one of ring A, ring B , and ring C in general formula (1) (at least one of ring a, ring b, ring c, and an aryl ring and heteroaryl ring formed together with ring a, ring b, or ring c by bonding adjacent groups among
本発明のアルキル置換された多環芳香族化合物のさらに具体的な例としては、以下の構造式で表される化合物が挙げられる。なお、下記構造式中の「Me」はメチル基、「Et」はエチル基、「iPr」はプロピル基、「Hep」はヘプチル基、「tBu」はt-ブチル基、「CN」はシアノ基を示す。Further specific examples of the alkyl-substituted polycyclic aromatic compounds of the present invention include compounds represented by the following structural formula: In the structural formula, "Me" represents a methyl group, "Et" represents an ethyl group, "iPr" represents a propyl group, "Hep" represents a heptyl group, "tBu" represents a t-butyl group, and "CN" represents a cyano group.
2.アルキル置換された多環芳香族化合物およびその多量体の製造方法
一般式(1)や(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体は、例えば国際公開第2015/102118号公報で開示されている方法を応用することで合成することができる。基本的には、まずA環(a環)とB環(b環)およびC環(c環)とを結合基(X1やX2を含む基)で結合させることで中間体を製造し(第1反応)、その後に、A環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を結合基(Y1を含む基)で結合させることで最終生成物を製造することができる(第2反応)。また、これらの反応工程のどこかで、式(oR)で表される基で置換された原料を用いたり、式(oR)で表される基を導入する工程を追加したりすることで、所望の位置がアルキル置換された本発明の化合物を製造することができる。 2. Method for producing alkyl-substituted polycyclic aromatic compounds and their multimers Polycyclic aromatic compounds and their multimers represented by general formula (1) or (2) can be synthesized by applying the method disclosed in, for example, International Publication No. 2015/102118. Basically, an intermediate is produced by first bonding the A ring (a ring), the B ring (b ring), and the C ring (c ring) with a bonding group (a group containing X1 or X2 ) (first reaction), and then the A ring (a ring), the B ring (b ring), and the C ring (c ring) with a bonding group (a group containing Y1 ) to produce the final product (second reaction). In addition, by using a raw material substituted with a group represented by formula (oR) somewhere in these reaction steps or adding a step of introducing a group represented by formula (oR), the compound of the present invention in which the desired position is alkyl-substituted can be produced.
第1反応では、例えばエーテル化反応であれば、求核置換反応、ウルマン反応といった一般的反応が利用でき、アミノ化反応で有ればブッフバルト-ハートウィッグ反応といった一般的反応が利用できる。また、第2反応では、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応(連続的な芳香族求電子置換反応、以下同様)が利用できる。In the first reaction, for example, if it is an etherification reaction, a common reaction such as a nucleophilic substitution reaction or the Ullmann reaction can be used, and if it is an amination reaction, a common reaction such as the Buchwald-Hartwig reaction can be used. In addition, in the second reaction, a tandem hetero Friedel-Crafts reaction (sequential aromatic electrophilic substitution reaction, the same applies below) can be used.
第2反応は、下記スキーム(1)や(2)に示すように、A環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を結合するY1を導入する反応であり、例としてY1がホウ素原子、X1およびX2が酸素原子の場合を以下に示す。まず、X1とX2の間の水素原子をn-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムまたはt-ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等を加え、リチウム-ホウ素の金属交換を行った後、N,N-ジイソプロピルエチルアミン等のブレンステッド塩基を加えることで、タンデムボラフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。第2反応においては反応を促進させるために三塩化アルミニウム等のルイス酸を加えてもよい。なお、下記スキーム(1)および(2)中、さらにその後のスキーム(3)~(5)中の各構造式における符号の定義は上述した定義と同じである。 The second reaction is a reaction to introduce Y 1 that bonds the A ring (a ring), the B ring (b ring) and the C ring (c ring), as shown in the following schemes (1) and (2). An example in which Y 1 is a boron atom and X 1 and X 2 are oxygen atoms is shown below. First, the hydrogen atom between X 1 and X 2 is orthometalated with n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium or the like. Next, boron trichloride, boron tribromide or the like is added to perform lithium-boron metal exchange, and then a tandem boron-Friedel-Crafts reaction is carried out by adding a Bronsted base such as N,N-diisopropylethylamine to obtain the target product. In the second reaction, a Lewis acid such as aluminum trichloride may be added to promote the reaction. The symbols in the structural formulae in the following schemes (1) and (2) and the subsequent schemes (3) to (5) are defined as above.
なお、上記スキーム(1)や(2)は、一般式(1)や(2)で表される多環芳香族化合物の製造方法を主に示しているが、その多量体については、複数のA環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を有する中間体を用いることで製造することができる。詳細には下記スキーム(3)~(5)で説明する。この場合、使用するブチルリチウム等の試薬の量を2倍量、3倍量とすることで目的物を得ることができる。 The above schemes (1) and (2) mainly show the method for producing the polycyclic aromatic compounds represented by the general formulas (1) and (2), but their multimers can be produced by using intermediates having multiple A rings (a rings), B rings (b rings), and C rings (c rings). Details are explained in the following schemes (3) to (5). In this case, the target product can be obtained by doubling or tripling the amount of the reagent such as butyllithium used.
上記スキームにおいては、オルトメタル化により所望の位置へリチウムを導入したが、リチウムを導入したい位置に臭素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン-メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる。In the above scheme, lithium was introduced at the desired position by orthometalation, but lithium can also be introduced at the desired position by introducing a halogen such as a bromine atom at the desired position and then performing halogen-metal exchange.
また、一般式(2)におけるa環、b環および/またはc環(特にa環)に一般式(oR)で表される基が結合し、さらに、a環、b環および/またはc環(特にb環および/またはc環)に、炭素数1~4のアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基(これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環および/またはc環に置換していてもよい)が置換した多環芳香族化合物も、上記スキームに従って同様に製造することができる。In addition, polycyclic aromatic compounds in which a group represented by general formula (oR) is bonded to ring a, ring b and/or ring c (particularly ring a) in general formula (2), and further in which ring a, ring b and/or ring c (particularly ring b and/or ring c) are substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group (which may be substituted on ring a, ring b and/or ring c via a phenylene group), which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, can also be produced in the same manner according to the above scheme.
例えば、一般式(oR)で表される基およびジフェニルアミノ基を有する多環芳香族化合物(M-5)については、下記スキーム(6)のように、ジフェニルアミノ基で置換された中間体(M-2)と、式(oR)で表される基で置換された中間体(M-3)とを合成し、これらを結合した中間体(M-4)を合成した後に、それを環化させることで多環芳香族化合物(M-5)を合成できる。スキーム(6)中、Halはハロゲンを表し、Xはハロゲンまたは水素を表し、その他の符号の定義は一般式(2)中の符号の定義と同じである。For example, in the case of a polycyclic aromatic compound (M-5) having a group represented by general formula (oR) and a diphenylamino group, as shown in the following scheme (6), an intermediate (M-2) substituted with a diphenylamino group and an intermediate (M-3) substituted with a group represented by formula (oR) are synthesized, and these are combined to synthesize intermediate (M-4), which is then cyclized to synthesize polycyclic aromatic compound (M-5). In scheme (6), Hal represents a halogen, X represents a halogen or hydrogen, and the other symbols are defined the same as those in general formula (2).
スキーム(6)中の環化前の中間体も、スキーム(1)等に示されている方法で合成することができる。すなわちBuchwald-Hartwig反応や鈴木カップリング反応、または求核置換反応やUllmann反応などによるエーテル化反応などを適宜組み合わせることで、所望の置換基を有する中間体を合成することができる。これらの反応において、前駆体となる原料は市販品を利用することもできる。The intermediate before cyclization in scheme (6) can also be synthesized by the method shown in scheme (1) etc. In other words, by appropriately combining the Buchwald-Hartwig reaction, Suzuki coupling reaction, or etherification reaction by nucleophilic substitution reaction, Ullmann reaction etc., an intermediate having the desired substituent can be synthesized. In these reactions, commercially available products can also be used as the precursor raw materials.
3.有機電界発光素子
以下に、本実施形態に係る有機EL素子について図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る有機EL素子を示す概略断面図である。 3. Organic Electroluminescence Device The organic EL device according to the present embodiment will now be described in detail with reference to the drawings. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the organic EL device according to the present embodiment.
<有機電界発光素子の構造>
図1に示された有機EL素子100は、基板101と、基板101上に設けられた陽極102と、陽極102の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた陰極108とを有する。
<Structure of Organic Electroluminescent Device>
The organic EL element 100 shown in FIG. 1 has a substrate 101, an anode 102 provided on the substrate 101, a hole injection layer 103 provided on the anode 102, a
なお、有機EL素子100は、作製順序を逆にして、例えば、基板101と、基板101上に設けられた陰極108と、陰極108の上に設けられた電子注入層107と、電子注入層107の上に設けられた電子輸送層106と、電子輸送層106の上に設けられた発光層105と、発光層105の上に設けられた正孔輸送層104と、正孔輸送層104の上に設けられた正孔注入層103と、正孔注入層103の上に設けられた陽極102とを有する構成としてもよい。In addition, the organic EL element 100 may be fabricated in the reverse order, for example, to have a substrate 101, a cathode 108 provided on the substrate 101, an electron injection layer 107 provided on the cathode 108, an
上記各層すべてがなくてはならないわけではなく、最小構成単位を陽極102と発光層105と陰極108とからなる構成として、正孔注入層103、正孔輸送層104、電子輸送層106、電子注入層107は任意に設けられる層である。また、上記各層は、それぞれ単一層からなってもよいし、複数層からなってもよい。Not all of the above layers are essential, and the minimum structural unit is the anode 102, the light-emitting layer 105, and the cathode 108. The hole injection layer 103, the
有機EL素子を構成する層の態様としては、上述する「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」の構成態様の他に、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極」、「基板/陽極/正孔注入層/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子輸送層/陰極」、「基板/陽極/発光層/電子注入層/陰極」の構成態様であってもよい。In addition to the above-mentioned "substrate/anode/hole injection layer/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode" configuration, the layers constituting the organic EL element may be "substrate/anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/hole transport layer/light-emitting ... transport", The configuration may be "substrate/anode/light-emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode", "substrate/anode/hole transport layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/light-emitting layer/electron injection layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode", "substrate/anode/hole injection layer/light-emitting layer/electron transport layer/cathode", "substrate/anode/light-emitting layer/electron transport layer/cathode", or "substrate/anode/light-emitting layer/electron injection layer/cathode".
<有機電界発光素子における基板>
基板101は、有機EL素子100の支持体であり、通常、石英、ガラス、金属、プラスチックなどが用いられる。基板101は、目的に応じて板状、フィルム状、またはシート状に形成され、例えば、ガラス板、金属板、金属箔、プラスチックフィルム、プラスチックシートなどが用いられる。なかでも、ガラス板、および、ポリエステル、ポリメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの透明な合成樹脂製の板が好ましい。ガラス基板であれば、ソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが用いられ、また、厚みも機械的強度を保つのに十分な厚みがあればよいので、例えば、0.2mm以上あればよい。厚さの上限値としては、例えば、2mm以下、好ましくは1mm以下である。ガラスの材質については、ガラスからの溶出イオンが少ない方がよいので無アルカリガラスの方が好ましいが、SiO2などのバリアコートを施したソーダライムガラスも市販されているのでこれを使用することができる。また、基板101には、ガスバリア性を高めるために、少なくとも片面に緻密なシリコン酸化膜などのガスバリア膜を設けてもよく、特にガスバリア性が低い合成樹脂製の板、フィルムまたはシートを基板101として用いる場合にはガスバリア膜を設けるのが好ましい。
<Substrate in Organic Electroluminescent Device>
The substrate 101 is a support for the organic EL element 100, and is usually made of quartz, glass, metal, plastic, or the like. The substrate 101 is formed into a plate, film, or sheet shape depending on the purpose, and for example, a glass plate, a metal plate, a metal foil, a plastic film, a plastic sheet, or the like is used. Among them, a glass plate and a plate made of a transparent synthetic resin such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, or polysulfone are preferable. For a glass substrate, soda-lime glass or alkali-free glass is used, and the thickness is sufficient to maintain mechanical strength, so that it may be, for example, 0.2 mm or more. The upper limit of the thickness is, for example, 2 mm or less, preferably 1 mm or less. As for the material of the glass, it is better to have fewer ions eluted from the glass, so alkali-free glass is preferable, but soda-lime glass with a barrier coat such as SiO 2 is also commercially available, and this can be used. In addition, in order to improve the gas barrier properties, the substrate 101 may be provided with a gas barrier film such as a dense silicon oxide film on at least one side, and it is preferable to provide a gas barrier film, especially when a synthetic resin plate, film or sheet with poor gas barrier properties is used as the substrate 101.
<有機電界発光素子における陽極>
陽極102は、発光層105へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極102と発光層105との間に正孔注入層103および/または正孔輸送層104が設けられている場合には、これらを介して発光層105へ正孔を注入することになる。
<Anode in Organic Electroluminescent Device>
The anode 102 plays a role in injecting holes into the light-emitting layer 105. When the hole injection layer 103 and/or the
陽極102を形成する材料としては、無機化合物および有機化合物があげられる。無機化合物としては、例えば、金属(アルミニウム、金、銀、ニッケル、パラジウム、クロムなど)、金属酸化物(インジウムの酸化物、スズの酸化物、インジウム-スズ酸化物(ITO)、インジウム-亜鉛酸化物(IZO)など)、ハロゲン化金属(ヨウ化銅など)、硫化銅、カーボンブラック、ITOガラスやネサガラスなどがあげられる。有機化合物としては、例えば、ポリ(3-メチルチオフェン)などのポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどがあげられる。その他、有機EL素子の陽極として用いられている物質の中から適宜選択して用いることができる。Materials for forming the anode 102 include inorganic and organic compounds. Inorganic compounds include, for example, metals (aluminum, gold, silver, nickel, palladium, chromium, etc.), metal oxides (indium oxide, tin oxide, indium-tin oxide (ITO), indium-zinc oxide (IZO), etc.), metal halides (copper iodide, etc.), copper sulfide, carbon black, ITO glass, and Nesa glass. Organic compounds include, for example, polythiophenes such as poly(3-methylthiophene), conductive polymers such as polypyrrole and polyaniline. In addition, materials that are used as anodes in organic EL elements can be appropriately selected and used.
透明電極の抵抗は、発光素子の発光に十分な電流が供給できればよいので限定されないが、発光素子の消費電力の観点からは低抵抗であることが望ましい。例えば、300Ω/□以下のITO基板であれば素子電極として機能するが、現在では10Ω/□程度の基板の供給も可能になっていることから、例えば100~5Ω/□、好ましくは50~5Ω/□の低抵抗品を使用することが特に望ましい。ITOの厚みは抵抗値に合わせて任意に選ぶ事ができるが、通常50~300nmの間で用いられることが多い。The resistance of the transparent electrode is not limited as long as it can supply sufficient current to light the light-emitting element, but a low resistance is desirable from the viewpoint of the power consumption of the light-emitting element. For example, an ITO substrate of 300 Ω/□ or less will function as an element electrode, but since it is now possible to supply substrates of around 10 Ω/□, it is particularly desirable to use a low resistance product of, for example, 100 to 5 Ω/□, preferably 50 to 5 Ω/□. The thickness of the ITO can be selected arbitrarily according to the resistance value, but it is usually used in the range of 50 to 300 nm.
<有機電界発光素子における正孔注入層、正孔輸送層>
正孔注入層103は、陽極102から移動してくる正孔を、効率よく発光層105内または正孔輸送層104内に注入する役割を果たす。正孔輸送層104は、陽極102から注入された正孔または陽極102から正孔注入層103を介して注入された正孔を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。正孔注入層103および正孔輸送層104は、それぞれ、正孔注入・輸送材料の一種または二種以上を積層、混合するか、正孔注入・輸送材料と高分子結着剤の混合物により形成される。また、正孔注入・輸送材料に塩化鉄(III)のような無機塩を添加して層を形成してもよい。
<Hole injection layer and hole transport layer in organic electroluminescence device>
The hole injection layer 103 plays a role of efficiently injecting holes moving from the anode 102 into the light emitting layer 105 or the
正孔注入・輸送性物質としては電界を与えられた電極間において正極からの正孔を効率よく注入・輸送することが必要で、正孔注入効率が高く、注入された正孔を効率よく輸送することが望ましい。そのためにはイオン化ポテンシャルが小さく、しかも正孔移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。A hole injection/transport material needs to be able to efficiently inject and transport holes from the positive electrode between electrodes to which an electric field is applied, and it is desirable for the material to have high hole injection efficiency and efficiently transport the injected holes. To achieve this, it is preferable for the material to have a low ionization potential, high hole mobility, and excellent stability, and to be one that is unlikely to generate impurities that act as traps during manufacture and use.
正孔注入層103および正孔輸送層104を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、p型半導体、有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体(N-フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど)、ビス(N-アリールカルバゾール)またはビス(N-アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体(芳香族第3級アミノを主鎖または側鎖に持つポリマー、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(3-メチルフェニル)-4,4’-ジアミノビフェニル、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジナフチル-4,4’-ジアミノビフェニル、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(3-メチルフェニル)-4,4’-ジフェニル-1,1’-ジアミン、N,N’-ジナフチル-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジフェニル-1,1’-ジアミン、N4,N4’-ジフェニル-N4,N4’-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン、N4,N4,N4’,N4’-テトラ[1,1’-ビフェニル]-4-イル)-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミン、4,4’,4”-トリス(3-メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など)、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体(無金属、銅フタロシアニンなど)、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体(例えば、1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリルなど)、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。
As the material for forming the hole injection layer 103 and the
また、有機半導体の導電性は、そのドーピングにより、強い影響を受けることも知られている。このような有機半導体マトリックス物質は、電子供与性の良好な化合物、または、電子受容性の良好な化合物から構成されている。電子供与物質のドーピングのために、テトラシアノキノンジメタン(TCNQ)または2,3,5,6-テトラフルオロテトラシアノ-1,4-ベンゾキノンジメタン(F4TCNQ)などの強い電子受容体が知られている(例えば、文献「M.Pfeiffer,A.Beyer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(22),3202-3204(1998)」および文献「J.Blochwitz,M.Pheiffer,T.Fritz,K.Leo,Appl.Phys.Lett.,73(6),729-731(1998)」を参照)。これらは、電子供与型ベース物質(正孔輸送物質)における電子移動プロセスによって、いわゆる正孔を生成する。正孔の数および移動度によって、ベース物質の伝導性が、かなり大きく変化する。正孔輸送特性を有するマトリックス物質としては、例えばベンジジン誘導体(TPDなど)またはスターバーストアミン誘導体(TDATAなど)、または、特定の金属フタロシアニン(特に、亜鉛フタロシアニン(ZnPc)など)が知られている(特開2005-167175号公報)。It is also known that the electrical conductivity of organic semiconductors is strongly influenced by their doping. Such organic semiconductor matrix substances consist of compounds with good electron donating or accepting properties. For doping with electron donating substances, strong electron acceptors such as tetracyanoquinone dimethane (TCNQ) or 2,3,5,6-tetrafluorotetracyano-1,4-benzoquinone dimethane (F4TCNQ) are known (see, for example, the literature "M. Pfeiffer, A. Beyer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., 73(22), 3202-3204 (1998)" and the literature "J. Blochwitz, M. Pheiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., 73(6), 729-731 (1998)"). These generate so-called holes by an electron transfer process in an electron-donating base material (hole transport material). The conductivity of the base material varies considerably depending on the number and mobility of the holes. Matrix materials with hole transport properties are known, for example, benzidine derivatives (such as TPD) or starburst amine derivatives (such as TDATA), or certain metal phthalocyanines (especially zinc phthalocyanine (ZnPc)) (JP 2005-167175 A).
<有機電界発光素子における発光層>
発光層105は、電界を与えられた電極間において、陽極102から注入された正孔と、陰極108から注入された電子とを再結合させることにより発光する層である。発光層105を形成する材料としては、正孔と電子との再結合によって励起されて発光する化合物(発光性化合物)であればよく、安定な薄膜形状を形成することができ、かつ、固体状態で強い発光(蛍光)効率を示す化合物であるのが好ましい。
<Light-emitting layer in organic electroluminescent device>
The light-emitting layer 105 is a layer that emits light by recombining holes injected from the anode 102 and electrons injected from the cathode 108 between electrodes to which an electric field is applied. The material for the light-emitting layer 105 may be a compound that is excited to emit light by the recombination of holes and electrons (light-emitting compound), and is preferably a compound that can be formed into a stable thin film shape and exhibits strong light-emitting (fluorescence) efficiency in a solid state.
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着したり、有機溶媒と共にホスト材料と予め混合してから湿式成膜法により製膜したりしてもよい。The light-emitting layer may be a single layer or multiple layers, each of which is formed from light-emitting layer materials (host material, dopant material). The host material and dopant material may each be one type, or a combination of multiple types. The dopant material may be contained entirely in the host material, or may be contained partially in the host material. As a doping method, the dopant material can be formed by co-evaporation with the host material, but it may also be mixed with the host material in advance and then simultaneously evaporated, or mixed with the host material together with an organic solvent and then formed into a film by a wet film-forming method.
ホスト材料の使用量はホスト材料の種類によって異なり、そのホスト材料の特性に合わせて決めればよい。ホスト材料の使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の50~99.999重量%であり、より好ましくは80~99.95重量%であり、さらに好ましくは90~99.9重量%である。The amount of the host material used varies depending on the type of host material, and can be determined according to the characteristics of the host material. The amount of the host material used is preferably 50 to 99.999% by weight, more preferably 80 to 99.95% by weight, and even more preferably 90 to 99.9% by weight, of the total light-emitting layer material.
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の0.001~50重量%であり、より好ましくは0.05~20重量%であり、さらに好ましくは0.1~10重量%である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。The amount of dopant material used varies depending on the type of dopant material, and may be determined according to the characteristics of the dopant material. The amount of dopant used is preferably 0.001 to 50% by weight of the total light-emitting layer material, more preferably 0.05 to 20% by weight, and even more preferably 0.1 to 10% by weight. The above ranges are preferable in that they can prevent, for example, concentration quenching.
ホスト材料としては、以前から発光体として知られていたアントラセン、ピレン、ジベンゾクリセンまたはフルオレンなどの縮合環誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体などがあげられる。特に、アントラセン系化合物、フルオレン系化合物またはジベンゾクリセン系化合物が好ましい。 Examples of host materials include condensed ring derivatives such as anthracene, pyrene, dibenzochrysene, and fluorene, which have long been known as light emitters, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and cyclopentadiene derivatives. In particular, anthracene-based compounds, fluorene-based compounds, and dibenzochrysene-based compounds are preferred.
<有機電界発光素子における電子注入層、電子輸送層>
電子注入層107は、陰極108から移動してくる電子を、効率よく発光層105内または電子輸送層106内に注入する役割を果たす。電子輸送層106は、陰極108から注入された電子または陰極108から電子注入層107を介して注入された電子を、効率よく発光層105に輸送する役割を果たす。電子輸送層106および電子注入層107は、それぞれ、電子輸送・注入材料の一種または二種以上を積層、混合するか、電子輸送・注入材料と高分子結着剤の混合物により形成される。
<Electron Injection Layer and Electron Transport Layer in Organic Electroluminescent Device>
The electron injection layer 107 plays a role of efficiently injecting electrons moving from the cathode 108 into the light emitting layer 105 or the
電子注入・輸送層とは、陰極から電子が注入され、さらに電子を輸送することをつかさどる層であり、電子注入効率が高く、注入された電子を効率よく輸送することが望ましい。そのためには電子親和力が大きく、しかも電子移動度が大きく、さらに安定性に優れ、トラップとなる不純物が製造時および使用時に発生しにくい物質であることが好ましい。しかしながら、正孔と電子の輸送バランスを考えた場合に、陽極からの正孔が再結合せずに陰極側へ流れるのを効率よく阻止できる役割を主に果たす場合には、電子輸送能力がそれ程高くなくても、発光効率を向上させる効果は電子輸送能力が高い材料と同等に有する。したがって、本実施形態における電子注入・輸送層は、正孔の移動を効率よく阻止できる層の機能も含まれてもよい。The electron injection/transport layer is a layer that is responsible for injecting electrons from the cathode and transporting the electrons. It is desirable that the electron injection efficiency is high and that the injected electrons are efficiently transported. For this purpose, it is preferable that the material has a large electron affinity, a large electron mobility, excellent stability, and is unlikely to generate impurities that become traps during manufacture and use. However, when considering the balance of hole and electron transport, if the material mainly plays a role of efficiently preventing holes from the anode from flowing to the cathode without recombining, even if the electron transport ability is not so high, it has the effect of improving the luminous efficiency equivalent to a material with a high electron transport ability. Therefore, the electron injection/transport layer in this embodiment may also include the function of a layer that can efficiently block the movement of holes.
電子輸送層106または電子注入層107を形成する材料(電子輸送材料)としては、光導電材料において電子伝達化合物として従来から慣用されている化合物、有機EL素子の電子注入層および電子輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意に選択して用いることができる。本発明では、電子輸送材料および電子注入材料として、上記一般式(1)で表される多環芳香族化合物およびその多量体を用いることができる。The material (electron transport material) forming the
一般的に、電子輸送層または電子注入層に用いられる材料としては、炭素、水素、酸素、硫黄、ケイ素およびリンの中から選ばれる一種以上の原子で構成される芳香族環または複素芳香族環からなる化合物、ピロール誘導体およびその縮合環誘導体および電子受容性窒素を有する金属錯体の中から選ばれる少なくとも一種を含有することが好ましい。具体的には、ナフタレン、アントラセンなどの縮合環系芳香族環誘導体、4,4’-ビス(ジフェニルエテニル)ビフェニルに代表されるスチリル系芳香族環誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノンやジフェノキノンなどのキノン誘導体、リンオキサイド誘導体、カルバゾール誘導体およびインドール誘導体などがあげられる。電子受容性窒素を有する金属錯体としては、例えば、ヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。これらの材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。In general, materials used in the electron transport layer or electron injection layer preferably contain at least one selected from compounds consisting of aromatic rings or heteroaromatic rings composed of one or more atoms selected from carbon, hydrogen, oxygen, sulfur, silicon, and phosphorus, pyrrole derivatives and their condensed ring derivatives, and metal complexes having electron-accepting nitrogen. Specific examples include condensed ring aromatic ring derivatives such as naphthalene and anthracene, styryl aromatic ring derivatives such as 4,4'-bis(diphenylethenyl)biphenyl, perinone derivatives, coumarin derivatives, naphthalimide derivatives, quinone derivatives such as anthraquinone and diphenoquinone, phosphorus oxide derivatives, carbazole derivatives, and indole derivatives. Examples of metal complexes having electron-accepting nitrogen include hydroxyazole complexes such as hydroxyphenyloxazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, and benzoquinoline metal complexes. These materials can be used alone or in combination with different materials.
また、他の電子伝達化合物の具体例として、ピリジン誘導体、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントロリン誘導体、ペリノン誘導体、クマリン誘導体、ナフタルイミド誘導体、アントラキノン誘導体、ジフェノキノン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレン誘導体、オキサジアゾール誘導体(1,3-ビス[(4-t-ブチルフェニル)1,3,4-オキサジアゾリル]フェニレンなど)、チオフェン誘導体、トリアゾール誘導体(N-ナフチル-2,5-ジフェニル-1,3,4-トリアゾールなど)、チアジアゾール誘導体、オキシン誘導体の金属錯体、キノリノール系金属錯体、キノキサリン誘導体、キノキサリン誘導体のポリマー、ベンザゾール類化合物、ガリウム錯体、ピラゾール誘導体、パーフルオロ化フェニレン誘導体、トリアジン誘導体、ピラジン誘導体、ベンゾキノリン誘導体(2,2’-ビス(ベンゾ[h]キノリン-2-イル)-9,9’-スピロビフルオレンなど)、イミダゾピリジン誘導体、ボラン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体(トリス(N-フェニルベンゾイミダゾール-2-イル)ベンゼンなど)、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、キノリン誘導体、テルピリジンなどのオリゴピリジン誘導体、ビピリジン誘導体、テルピリジン誘導体(1,3-ビス(4’-(2,2’:6’2”-テルピリジニル))ベンゼンなど)、ナフチリジン誘導体(ビス(1-ナフチル)-4-(1,8-ナフチリジン-2-イル)フェニルホスフィンオキサイドなど)、アルダジン誘導体、カルバゾール誘導体、インドール誘導体、リンオキサイド誘導体、ビススチリル誘導体などがあげられる。 Specific examples of other electron transport compounds include pyridine derivatives, naphthalene derivatives, anthracene derivatives, phenanthroline derivatives, perinone derivatives, coumarin derivatives, naphthalimide derivatives, anthraquinone derivatives, diphenoquinone derivatives, diphenylquinone derivatives, perylene derivatives, oxadiazole derivatives (such as 1,3-bis[(4-t-butylphenyl)1,3,4-oxadiazolyl]phenylene), thiophene derivatives, triazole derivatives (such as N-naphthyl-2,5-diphenyl-1,3,4-triazole), thiadiazole derivatives, metal complexes of oxine derivatives, quinolinol-based metal complexes, quinoxaline derivatives, polymers of quinoxaline derivatives, benzazole compounds, gallium complexes, pyrazole derivatives, perfluorinated phenylene derivatives, triazine derivatives, and pyridine derivatives. Examples of the compound include arylazine derivatives, benzoquinoline derivatives (2,2'-bis(benzo[h]quinolin-2-yl)-9,9'-spirobifluorene, etc.), imidazopyridine derivatives, borane derivatives, benzimidazole derivatives (tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene, etc.), benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, quinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as terpyridine, bipyridine derivatives, terpyridine derivatives (1,3-bis(4'-(2,2':6'2"-terpyridinyl))benzene, etc.), naphthyridine derivatives (bis(1-naphthyl)-4-(1,8-naphthyridin-2-yl)phenylphosphine oxide, etc.), aldazine derivatives, carbazole derivatives, indole derivatives, phosphorus oxide derivatives, and bisstyryl derivatives.
また、電子受容性窒素を有する金属錯体を用いることもでき、例えば、キノリノール系金属錯体やヒドロキシフェニルオキサゾール錯体などのヒドロキシアゾール錯体、アゾメチン錯体、トロポロン金属錯体、フラボノール金属錯体およびベンゾキノリン金属錯体などがあげられる。Metal complexes having an electron-accepting nitrogen can also be used, such as hydroxyazole complexes such as quinolinol metal complexes and hydroxyphenyloxazole complexes, azomethine complexes, tropolone metal complexes, flavonol metal complexes, and benzoquinoline metal complexes.
上述した材料は単独でも用いられるが、異なる材料と混合して使用しても構わない。The above-mentioned materials can be used alone or in combination with different materials.
上述した材料の中でも、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、およびキノリノール系金属錯体が好ましい。Among the above-mentioned materials, borane derivatives, pyridine derivatives, fluoranthene derivatives, BO-based derivatives, anthracene derivatives, benzofluorene derivatives, phosphine oxide derivatives, pyrimidine derivatives, carbazole derivatives, triazine derivatives, benzimidazole derivatives, phenanthroline derivatives, and quinolinol-based metal complexes are preferred.
<ボラン誘導体>
ボラン誘導体は、例えば下記一般式(ETM-1)で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
The borane derivative is, for example, a compound represented by the following general formula (ETM-1), and is disclosed in detail in JP-A-2007-27587.
上記一般式(ETM-1)で表される化合物の中でも、下記一般式(ETM-1-1)で表される化合物や下記一般式(ETM-1-2)で表される化合物が好ましい。
X1の具体的な例としては、下記式(X-1)~式(X-9)のいずれかで表される2価の基があげられる。
このボラン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このボラン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This borane derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ピリジン誘導体>
ピリジン誘導体は、例えば下記式(ETM-2)で表される化合物であり、好ましくは式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)で表される化合物である。
The pyridine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-2), and is preferably a compound represented by formula (ETM-2-1) or (ETM-2-2).
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数である。 φ is an n-valent aryl ring (preferably an n-valent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, phenalene ring, phenanthrene ring or triphenylene ring), and n is an integer from 1 to 4.
上記式(ETM-2-1)において、R11~R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)である。 In the above formula (ETM-2-1), R 11 to R 18 are each independently hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms).
上記式(ETM-2-2)において、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)であり、R11およびR12は結合して環を形成していてもよい。 In the above formula (ETM-2-2), R 11 and R 12 are each independently hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms), and R 11 and R 12 may be bonded to form a ring.
各式において、「ピリジン系置換基」は、下記式(Py-1)~式(Py-15)のいずれかであり、ピリジン系置換基はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい。また、ピリジン系置換基はフェニレン基やナフチレン基を介して各式におけるφ、アントラセン環またはフルオレン環に結合していてもよい。In each formula, the "pyridine-based substituent" is any of the following formulae (Py-1) to (Py-15), and each pyridine-based substituent may be independently substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms. In addition, the pyridine-based substituent may be bonded to the φ, anthracene ring, or fluorene ring in each formula via a phenylene group or naphthylene group.
ピリジン系置換基は、上記式(Py-1)~式(Py-15)のいずれかであるが、これらの中でも、下記式(Py-21)~式(Py-44)のいずれかであることが好ましい。
各ピリジン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよく、また、上記式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における2つの「ピリジン系置換基」のうちの一方はアリールで置き換えられていてもよい。At least one hydrogen in each pyridine derivative may be replaced with deuterium, and one of the two "pyridine-based substituents" in the above formulas (ETM-2-1) and (ETM-2-2) may be replaced with an aryl.
R11~R18における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。 The "alkyl" in R 11 to R 18 may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. A preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms). A more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms). An even more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms). An especially preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms).
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, Examples include 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, and n-eicosyl.
ピリジン系置換基に置換する炭素数1~4のアルキルとしては、上記アルキルの説明を引用することができる。 For the alkyl having 1 to 4 carbon atoms to be substituted on the pyridine-based substituent, the above description of alkyl can be cited.
R11~R18における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3~12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~6のシクロアルキルである。
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
The "cycloalkyl" in R 11 to R 18 is, for example, a cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. A preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. A more preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms. An even more preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms.
Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
ピリジン系置換基に置換する炭素数5~10のシクロアルキルとしては、上記シクロアルキルの説明を引用することができる。 For the cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms to be substituted on the pyridine-based substituent, the above description of cycloalkyl can be cited.
R11~R18における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6~30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6~18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6~14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6~12のアリールである。 As the "aryl" in R 11 to R 18 , the preferred aryl is an aryl having 6 to 30 carbon atoms, the more preferred aryl is an aryl having 6 to 18 carbon atoms, the further more preferred aryl is an aryl having 6 to 14 carbon atoms, and the most preferred aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「炭素数6~30のアリール」としては、単環系アリールであるフェニル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryls having 6 to 30 carbon atoms" include monocyclic aryls such as phenyl, fused bicyclic aryls such as (1-, 2-)naphthyl, fused tricyclic aryls such as acenaphthylene-(1-, 3-, 4-, 5-)yl, fluorene-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)yl, phenalene-(1-, 2-)yl, and (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)phenanthryl, fused tetracyclic aryls such as triphenylene-(1-, 2-)yl, pyrene-(1-, 2-, 4-)yl, and naphthacene-(1-, 2-, 5-)yl, and fused pentacyclic aryls such as perylene-(1-, 2-, 3-)yl and pentacene-(1-, 2-, 5-, 6-)yl.
好ましい「炭素数6~30のアリール」は、フェニル、ナフチル、フェナントリル、クリセニルまたはトリフェニレニルなどがあげられ、さらに好ましくはフェニル、1-ナフチル、2-ナフチルまたはフェナントリルがあげられ、特に好ましくはフェニル、1-ナフチルまたは2-ナフチルがあげられる。Preferred "aryl having 6 to 30 carbon atoms" include phenyl, naphthyl, phenanthryl, chrysenyl, and triphenylenyl, more preferably phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, and phenanthryl, and particularly preferably phenyl, 1-naphthyl, and 2-naphthyl.
上記式(ETM-2-2)におけるR11およびR12は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。 In the above formula (ETM-2-2), R 11 and R 12 may be bonded to form a ring, and as a result, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexane, fluorene, indene, or the like may be spiro-bonded to the five-membered ring of the fluorene skeleton.
このピリジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This pyridine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<フルオランテン誘導体>
フルオランテン誘導体は、例えば下記一般式(ETM-3)で表される化合物であり、詳細には国際公開第2010/134352号公報に開示されている。
The fluoranthene derivative is, for example, a compound represented by the following general formula (ETM-3), and is disclosed in detail in WO 2010/134352.
上記式(ETM-3)中、X12~X21は水素、ハロゲン、直鎖、分岐もしくは環状のアルキル、直鎖、分岐もしくは環状のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリール、または置換もしくは無置換のヘテロアリールを表す。ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。 In the above formula (ETM-3), X 12 to X 21 each represent hydrogen, halogen, linear, branched or cyclic alkyl, linear, branched or cyclic alkoxy, substituted or unsubstituted aryl, or substituted or unsubstituted heteroaryl. In the case where a group is substituted, examples of the substituent include aryl, heteroaryl, alkyl, and cycloalkyl.
このフルオランテン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
<BO系誘導体>
BO系誘導体は、例えば下記式(ETM-4)で表される多環芳香族化合物、または下記式(ETM-4)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
The BO derivative is, for example, a polycyclic aromatic compound represented by the following formula (ETM-4) or a polymer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of structures represented by the following formula (ETM-4).
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。 R 1 to R 11 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl.
また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。 Adjacent groups among R 1 to R 11 may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl.
また、式(ETM-4)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。 Additionally, at least one hydrogen in the compound or structure represented by formula (ETM-4) may be replaced with a halogen or deuterium.
式(ETM-4)における置換基や環形成の形態の説明、また式(ETM-4)の構造が複数合わさってできる多量体については、上記一般式(1)や式(2)で表される多環芳香族化合物やその多量体の説明を引用することができる。For an explanation of the substituents and ring formation form in formula (ETM-4), as well as the multimers formed by combining multiple structures of formula (ETM-4), the explanations of the polycyclic aromatic compounds and their multimers represented by general formula (1) or formula (2) above may be cited.
このBO系誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このBO系誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This BO derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<アントラセン誘導体>
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM-5-1)で表される化合物である。
One example of the anthracene derivative is a compound represented by the following formula (ETM-5-1).
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンであり、R1~R4は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6~20のアリールである。 Each Ar is independently a divalent benzene or naphthalene, and each of R 1 to R 4 is independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
Arは、それぞれ独立して、2価のベンゼンまたはナフタレンから適宜選択することができ、2つのArが異なっていても同じであってもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じであることが好ましい。Arはピリジンと結合して、「Arおよびピリジンからなる部位」を形成しており、この部位は例えば下記式(Py-1)~式(Py-12)のいずれかで表される基としてアントラセンに結合している。Each Ar can be independently selected from divalent benzene or naphthalene, and the two Ars may be different or the same, but are preferably the same from the viewpoint of ease of synthesis of the anthracene derivative. Ar is bonded to pyridine to form a "moiety consisting of Ar and pyridine", and this moiety is bonded to anthracene as a group represented by any one of the following formulas (Py-1) to (Py-12), for example.
これらの基の中でも、上記式(Py-1)~式(Py-9)のいずれかで表される基が好ましく、上記式(Py-1)~式(Py-6)のいずれかで表される基がより好ましい。アントラセンに結合する2つの「Arおよびピリジンからなる部位」は、その構造が同じであっても異なっていてもよいが、アントラセン誘導体の合成の容易さの観点からは同じ構造であることが好ましい。ただし、素子特性の観点からは、2つの「Arおよびピリジンからなる部位」の構造が同じであっても異なっていても好ましい。Among these groups, a group represented by any one of the above formulas (Py-1) to (Py-9) is preferred, and a group represented by any one of the above formulas (Py-1) to (Py-6) is more preferred. The two "sites consisting of Ar and pyridine" bonded to anthracene may have the same or different structures, but from the viewpoint of ease of synthesis of anthracene derivatives, it is preferable that they have the same structure. However, from the viewpoint of element characteristics, it is preferable that the structures of the two "sites consisting of Ar and pyridine" are the same or different.
R1~R4における炭素数1~6のアルキルについては直鎖および分岐鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数1~6の直鎖アルキルまたは炭素数3~6の分岐鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、または2-エチルブチルなどがあげられ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、またはt-ブチルが好ましく、メチル、エチル、またはt-ブチルがより好ましい。 The alkyl having 1 to 6 carbon atoms in R 1 to R 4 may be either linear or branched. That is, it is a linear alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms. It is more preferably an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms). Specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, and 2-ethylbutyl, and methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, or t-butyl is preferred, and methyl, ethyl, or t-butyl is more preferred.
R1~R4における炭素数3~6のシクロアルキルの具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。 Specific examples of the cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms for R 1 to R 4 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
R1~R4における炭素数6~20のアリールについては、炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。 The aryl having 6 to 20 carbon atoms in R 1 to R 4 is preferably an aryl having 6 to 16 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably an aryl having 6 to 10 carbon atoms.
「炭素数6~20のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、(o-,m-,p-)トリル、(2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-,3,5-)キシリル、メシチル(2,4,6-トリメチルフェニル)、(o-,m-,p-)クメニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-4’-イル、m-テルフェニル-5’-イル、o-テルフェニル-3’-イル、o-テルフェニル-4’-イル、p-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アントラセン-(1-,2-,9-)イル、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、テトラセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl having 6 to 20 carbon atoms" include monocyclic aryls such as phenyl, (o-, m-, p-) tolyl, (2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-) xylyl, mesityl (2,4,6-trimethylphenyl), (o-, m-, p-) cumenyl, bicyclic aryls such as (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryls such as (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryls such as terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m ...4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl aryl, o-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl; fused tricyclic aryls, anthracene-(1-,2-,9-)yl, acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl; fused tetracyclic aryls, triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, tetracene-(1-,2-,5-)yl; fused pentacyclic aryls, perylene-(1-,2-,3-)yl, and the like.
好ましい「炭素数6~20のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリルまたはナフチルであり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1-ナフチル、2-ナフチルまたはm-テルフェニル-5’-イルであり、さらに好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1-ナフチルまたは2-ナフチルであり、最も好ましくはフェニルである。Preferred "aryl having 6 to 20 carbon atoms" are phenyl, biphenylyl, terphenylyl, or naphthyl, more preferably phenyl, biphenylyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or m-terphenyl-5'-yl, even more preferably phenyl, biphenylyl, 1-naphthyl, or 2-naphthyl, and most preferably phenyl.
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM-5-2)で表される化合物である。
Ar1は、それぞれ独立して、単結合、2価のベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、またはフェナレンである。 Each Ar 1 is independently a single bond, or a divalent benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, or phenalene.
Ar2は、それぞれ独立して、炭素数6~20のアリールであり、上記式(ETM-5-1)における「炭素数6~20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。 Each Ar 2 is independently an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and the same explanation as for "aryl having 6 to 20 carbon atoms" in the above formula (ETM-5-1) can be cited. An aryl having 6 to 16 carbon atoms is preferable, an aryl having 6 to 12 carbon atoms is more preferable, and an aryl having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable. Specific examples include phenyl, biphenylyl, naphthyl, terphenylyl, anthracenyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, tetracenyl, perylenyl, etc.
R1~R4は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6~20のアリールであり、上記式(ETM-5-1)における説明を引用することができる。 R 1 to R 4 each independently represent hydrogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms, or aryl having 6 to 20 carbon atoms, and the explanation in the above formula (ETM-5-1) can be cited.
これらのアントラセン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
これらのアントラセン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。These anthracene derivatives can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ベンゾフルオレン誘導体>
ベンゾフルオレン誘導体は、例えば下記式(ETM-6)で表される化合物である。
The benzofluorene derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-6).
Ar1は、それぞれ独立して、炭素数6~20のアリールであり、上記式(ETM-5-1)における「炭素数6~20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。 Each Ar 1 is independently an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and the same explanation as for "aryl having 6 to 20 carbon atoms" in the above formula (ETM-5-1) can be cited. An aryl having 6 to 16 carbon atoms is preferable, an aryl having 6 to 12 carbon atoms is more preferable, and an aryl having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable. Specific examples include phenyl, biphenylyl, naphthyl, terphenylyl, anthracenyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, tetracenyl, perylenyl, etc.
Ar2は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)であり、2つのAr2は結合して環を形成していてもよい。 Each Ar 2 is independently hydrogen, an alkyl (preferably an alkyl having 1 to 24 carbon atoms), a cycloalkyl (preferably a cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or an aryl (preferably an aryl having 6 to 30 carbon atoms), and two Ar 2 may be bonded to form a ring.
Ar2における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシルなどがあげられる。 The "alkyl" in Ar2 may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. A preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms). A more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms). An even more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms). An especially preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms). Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, and the like.
Ar2における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3~12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~6のシクロアルキルである。具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。 The "cycloalkyl" in Ar2 includes, for example, cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. A preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. A more preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms. An even more preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
Ar2における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6~30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6~18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6~14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6~12のアリールである。 As the "aryl" in Ar2 , a preferable aryl is an aryl having 6 to 30 carbon atoms, a more preferable aryl is an aryl having 6 to 18 carbon atoms, an even more preferable aryl is an aryl having 6 to 14 carbon atoms, and an especially preferable aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「炭素数6~30のアリール」としては、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl having 6 to 30 carbon atoms" include phenyl, naphthyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, naphthacenyl, perylenyl, pentacenyl, etc.
2つのAr2は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。 Two Ar2 may be bonded to form a ring, and as a result, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexane, fluorene, indene, or the like may be spiro-bonded to the five-membered ring of the fluorene skeleton.
このベンゾフルオレン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このベンゾフルオレン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This benzofluorene derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ホスフィンオキサイド誘導体>
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM-7-1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2013/079217号公報にも記載されている。
R6は、CN、置換または無置換の、炭素数1~20のアルキル、炭素数3~20のシクロアルキル、炭素数1~20のヘテロアルキル、炭素数6~20のアリール、炭素数5~20のヘテロアリール、炭素数1~20のアルコキシまたは炭素数6~20のアリールオキシであり、
R7およびR8は、それぞれ独立して、置換または無置換の、炭素数6~20のアリールまたは炭素数5~20のヘテロアリールであり、
R9は酸素または硫黄であり、
jは0または1であり、kは0または1であり、rは0~4の整数であり、qは1~3の整数である。
ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
<Phosphine oxide derivatives>
The phosphine oxide derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-7-1). Details are also described in WO 2013/079217.
R 6 is CN, a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, a heteroalkyl having 1 to 20 carbon atoms, an aryl having 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl having 5 to 20 carbon atoms, an alkoxy having 1 to 20 carbon atoms, or an aryloxy having 6 to 20 carbon atoms;
R 7 and R 8 are each independently a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 20 carbon atoms or a heteroaryl having 5 to 20 carbon atoms;
R9 is oxygen or sulfur;
j is 0 or 1, k is 0 or 1, r is an integer of 0 to 4, and q is an integer of 1 to 3.
When substituted, the substituent may be an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl.
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM-7-2)で表される化合物でもよい。
R1~R3は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基、アリール基、複素環基、ハロゲン、シアノ基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、シリル基、および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。 R 1 to R 3 may be the same or different and are selected from hydrogen, an alkyl group, a cycloalkyl group, an aralkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an alkynyl group, an alkoxy group, an alkylthio group, a cycloalkylthio group, an aryl ether group, an aryl thioether group, an aryl group, a heterocyclic group, a halogen, a cyano group, an aldehyde group, a carbonyl group, a carboxyl group, an amino group, a nitro group, a silyl group, and a condensed ring formed between adjacent substituents.
Ar1は、同じでも異なっていてもよく、アリーレン基またはヘテロアリーレン基である。Ar2は、同じでも異なっていてもよく、アリール基またはヘテロアリール基である。ただし、Ar1およびAr2のうち少なくとも一方は置換基を有しているか、または隣接置換基との間に縮合環を形成している。nは0~3の整数であり、nが0のとき不飽和構造部分は存在せず、nが3のときR1は存在しない。 Ar 1 may be the same or different and is an arylene group or a heteroarylene group. Ar 2 may be the same or different and is an aryl group or a heteroaryl group. However, at least one of Ar 1 and Ar 2 has a substituent or forms a condensed ring with the adjacent substituent. n is an integer of 0 to 3, when n is 0, there is no unsaturated structural portion, and when n is 3, R 1 does not exist.
これらの置換基の内、アルキル基とは、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル基、アリール基、複素環基等をあげることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキル基の炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、1~20の範囲である。Of these substituents, the alkyl group refers to a saturated aliphatic hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, which may be unsubstituted or substituted. If the group is substituted, there is no particular limit to the type of substituent, and examples of the substituent include an alkyl group, an aryl group, and a heterocyclic group, which is also the case in the following descriptions. The number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 from the standpoint of availability and cost.
また、シクロアルキル基とは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキル基部分の炭素数は特に限定されないが、通常、3~20の範囲である。 A cycloalkyl group refers to a saturated alicyclic hydrocarbon group such as cyclopropyl, cyclohexyl, norbornyl, or adamantyl, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the alkyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 20.
また、アラルキル基とは、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などの脂肪族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換されていてもかまわない。脂肪族部分の炭素数は特に限定されないが、通常、1~20の範囲である。 The term "aralkyl group" refers to an aromatic hydrocarbon group linked via an aliphatic hydrocarbon, such as a benzyl group or a phenylethyl group, and both the aliphatic and aromatic hydrocarbons may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aliphatic portion is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20.
また、アルケニル基とは、例えば、ビニル基、アリル基、ブタジエニル基などの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2~20の範囲である。 Alkenyl groups refer to unsaturated aliphatic hydrocarbon groups containing a double bond, such as vinyl groups, allyl groups, and butadienyl groups, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in an alkenyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 20.
また、シクロアルケニル基とは、例えば、シクロペンテニル基、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセン基などの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。 Furthermore, a cycloalkenyl group refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond, such as a cyclopentenyl group, a cyclopentadienyl group, or a cyclohexene group, which may be unsubstituted or substituted.
また、アルキニル基とは、例えば、アセチレニル基などの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニル基の炭素数は特に限定されないが、通常、2~20の範囲である。 Alkynyl groups refer to unsaturated aliphatic hydrocarbon groups containing a triple bond, such as acetylenyl groups, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in an alkynyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 20.
また、アルコキシ基とは、例えば、メトキシ基などのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシ基の炭素数は特に限定されないが、通常、1~20の範囲である。 Alkoxy groups refer to aliphatic hydrocarbon groups, such as methoxy groups, that are linked via an ether bond, and the aliphatic hydrocarbon groups may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the alkoxy group is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20.
また、アルキルチオ基とは、アルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 An alkylthio group is a group in which the oxygen atom of the ether bond of an alkoxy group is replaced with a sulfur atom.
また、シクロアルキルチオ基とは、シクロアルコキシ基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 A cycloalkylthio group is a group in which the oxygen atom of the ether bond of a cycloalkoxy group is replaced with a sulfur atom.
また、アリールエーテル基とは、例えば、フェノキシ基などのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテル基の炭素数は特に限定されないが、通常、6~40の範囲である。 The aryl ether group refers to an aromatic hydrocarbon group, such as a phenoxy group, that is linked via an ether bond, and the aromatic hydrocarbon group may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aryl ether group is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
また、アリールチオエーテル基とは、アリールエーテル基のエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 An aryl thioether group is a group in which the oxygen atom of the ether bond of an aryl ether group is replaced with a sulfur atom.
また、アリール基とは、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、フェナントリル基、ターフェニル基、ピレニル基などの芳香族炭化水素基を示す。アリール基は、無置換でも置換されていてもかまわない。アリール基の炭素数は特に限定されないが、通常、6~40の範囲である。An aryl group refers to an aromatic hydrocarbon group such as a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a phenanthryl group, a terphenyl group, or a pyrenyl group. The aryl group may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aryl group is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
また、複素環基とは、例えば、フラニル基、チオフェニル基、オキサゾリル基、ピリジル基、キノリニル基、カルバゾリル基などの炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2~30の範囲である。 The heterocyclic group refers to a cyclic structural group having atoms other than carbon, such as a furanyl group, a thiophenyl group, an oxazolyl group, a pyridyl group, a quinolinyl group, or a carbazolyl group, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the heterocyclic group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 30.
ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。 Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
アルデヒド基、カルボニル基、アミノ基には、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環などで置換された基も含むことができる。The aldehyde group, carbonyl group, and amino group may also include groups substituted with aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, heterocycles, etc.
また、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環は無置換でも置換されていてもかまわない。 In addition, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and heterocycles may be unsubstituted or substituted.
シリル基とは、例えば、トリメチルシリル基などのケイ素化合物基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シリル基の炭素数は特に限定されないが、通常、3~20の範囲である。また、ケイ素数は、通常、1~6である。 The silyl group refers to a silicon compound group such as a trimethylsilyl group, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the silyl group is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 20. The number of silicon atoms is usually 1 to 6.
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、Ar1とR2、Ar1とR3、Ar2とR2、Ar2とR3、R2とR3、Ar1とAr2等の間で形成された共役または非共役の縮合環である。ここで、nが1の場合、2つのR1同士で共役または非共役の縮合環を形成してもよい。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。 The fused ring formed between adjacent substituents is, for example, a conjugated or non-conjugated fused ring formed between Ar 1 and R 2 , Ar 1 and R 3 , Ar 2 and R 2 , Ar 2 and R 3 , R 2 and R 3 , Ar 1 and Ar 2 , etc. Here, when n is 1, two R 1s may form a conjugated or non-conjugated fused ring. These fused rings may contain a nitrogen, oxygen, or sulfur atom in the ring structure, and may be further fused with another ring.
このホスフィンオキサイド誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このホスフィンオキサイド誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This phosphine oxide derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ピリミジン誘導体>
ピリミジン誘導体は、例えば下記式(ETM-8)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM-8-1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2011/021689号公報にも記載されている。
The pyrimidine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-8), preferably a compound represented by the following formula (ETM-8-1). Details are also described in WO 2011/021689.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1~4の整数であり、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは2または3である。Each Ar is independently an optionally substituted aryl or an optionally substituted heteroaryl. n is an integer from 1 to 4, preferably an integer from 1 to 3, and more preferably 2 or 3.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" includes, for example, aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-4’-イル、m-テルフェニル-5’-イル、o-テルフェニル-3’-イル、o-テルフェニル-4’-イル、p-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, and (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl; the tetracyclic aryl is quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, and m-quaterphenylyl); the condensed tetracyclic aryl is triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, and naphthacene-(1-,2-,5-)yl; and the condensed pentacyclic aryl is perylene-(1-,2-,3-)yl and pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 Examples of the "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" include heteroaryls having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryls having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryls having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryls having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryls having 2 to 10 carbon atoms. Examples of heteroaryls include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 In addition, the above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl and heteroaryl, respectively.
このピリミジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリミジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This pyrimidine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<カルバゾール誘導体>
カルバゾール誘導体は、例えば下記式(ETM-9)で表される化合物、またはそれが単結合などで複数結合した多量体である。詳細は米国公開公報2014/0197386号公報に記載されている。
The carbazole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-9), or a multimer in which a plurality of such compounds are bonded together via single bonds, etc. Details are described in U.S. Publication No. 2014/0197386.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは0~4の整数であり、好ましくは0~3の整数であり、より好ましくは0または1である。Each Ar is independently an optionally substituted aryl or an optionally substituted heteroaryl. n is an integer from 0 to 4, preferably an integer from 0 to 3, and more preferably 0 or 1.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" includes, for example, aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-4’-イル、m-テルフェニル-5’-イル、o-テルフェニル-3’-イル、o-テルフェニル-4’-イル、p-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, and (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl; the tetracyclic aryl is quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, and m-quaterphenylyl); the condensed tetracyclic aryl is triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, and naphthacene-(1-,2-,5-)yl; and the condensed pentacyclic aryl is perylene-(1-,2-,3-)yl and pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 Examples of the "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" include heteroaryls having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryls having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryls having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryls having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryls having 2 to 10 carbon atoms. Examples of heteroaryls include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 In addition, the above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl and heteroaryl, respectively.
カルバゾール誘導体は、上記式(ETM-9)で表される化合物が単結合などで複数結合した多量体であってもよい。この場合、単結合以外に、アリール環(好ましくは多価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)で結合されていてもよい。The carbazole derivative may be a polymer in which a plurality of compounds represented by the above formula (ETM-9) are bonded together by single bonds or the like. In this case, in addition to single bonds, they may be bonded together by aryl rings (preferably polyvalent benzene rings, naphthalene rings, anthracene rings, fluorene rings, benzofluorene rings, phenalene rings, phenanthrene rings, or triphenylene rings).
このカルバゾール誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このカルバゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This carbazole derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<トリアジン誘導体>
トリアジン誘導体は、例えば下記式(ETM-10)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM-10-1)で表される化合物である。詳細は米国公開公報2011/0156013号公報に記載されている。
The triazine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-10), preferably a compound represented by the following formula (ETM-10-1), the details of which are described in U.S. Patent Publication No. 2011/0156013.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1~3の整数であり、好ましくは2または3である。Each Ar is independently an optionally substituted aryl or an optionally substituted heteroaryl. n is an integer from 1 to 3, preferably 2 or 3.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" includes, for example, aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-4’-イル、m-テルフェニル-5’-イル、o-テルフェニル-3’-イル、o-テルフェニル-4’-イル、p-テルフェニル-2’-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5’-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5’-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, and (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl; the tetracyclic aryl is quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, and m-quaterphenylyl); the condensed tetracyclic aryl is triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, and naphthacene-(1-,2-,5-)yl; and the condensed pentacyclic aryl is perylene-(1-,2-,3-)yl and pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 Examples of the "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" include heteroaryls having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryls having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryls having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryls having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryls having 2 to 10 carbon atoms. Examples of heteroaryls include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 In addition, the above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl and heteroaryl, respectively.
このトリアジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このトリアジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This triazine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ベンゾイミダゾール誘導体>
ベンゾイミダゾール誘導体は、例えば下記式(ETM-11)で表される化合物である。
The benzimidazole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-11).
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数であり、「ベンゾイミダゾール系置換基」は、上記式(ETM-2)、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基がベンゾイミダゾール基に置き換わった置換基であり、ベンゾイミダゾール誘導体における少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
上記ベンゾイミダゾール基におけるR11は、水素、炭素数1~24のアルキル、炭素数3~12のシクロアルキルまたは炭素数6~30のアリールであり、上記式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)におけるR11の説明を引用することができる。 R 11 in the benzimidazole group is hydrogen, alkyl having 1 to 24 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms, or aryl having 6 to 30 carbon atoms, and the explanation of R 11 in the above formulae (ETM-2-1) and (ETM-2-2) can be cited.
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができ、各式中のR11~R18は上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをベンゾイミダゾール系置換基に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11~R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM-2-1)におけるR11~R18の少なくとも1つをベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11~R18で置き換えてもよい。 It is further preferred that φ is an anthracene ring or a fluorene ring, and in this case, the structure can be explained with reference to the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), and R 11 to R 18 in each formula can be explained with reference to the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2). In addition, in the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), two pyridine-based substituents are explained as being bonded together, but when these are replaced with benzimidazole-based substituents, both pyridine-based substituents may be replaced with benzimidazole-based substituents (i.e., n=2), or one of the pyridine-based substituents may be replaced with a benzimidazole-based substituent and the other pyridine-based substituent may be replaced with R 11 to R 18 (i.e., n=1). Furthermore, for example, at least one of R 11 to R 18 in the above formula (ETM-2-1) may be replaced with a benzimidazole-based substituent, and the "pyridine-based substituent" may be replaced with R 11 to R 18 .
このベンゾイミダゾール誘導体の具体例としては、例えば1-フェニル-2-(4-(10-フェニルアントラセン-9-イル)フェニル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(4-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(3-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、5-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)-1,2-ジフェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、1-(4-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-2-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(4-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、1-(4-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)フェニル)-2-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、5-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)-1,2-ジフェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾールなどがあげられる。
このベンゾイミダゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This benzimidazole derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<フェナントロリン誘導体>
フェナントロリン誘導体は、例えば下記式(ETM-12)または式(ETM-12-1)で表される化合物である。詳細は国際公開2006/021982号公報に記載されている。
The phenanthroline derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-12) or formula (ETM-12-1), the details of which are described in WO 2006/021982.
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数である。 φ is an n-valent aryl ring (preferably an n-valent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, phenalene ring, phenanthrene ring or triphenylene ring), and n is an integer from 1 to 4.
各式のR11~R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)である。また、上記式(ETM-12-1)においてはR11~R18のいずれかがアリール環であるφと結合する。 R 11 to R 18 in each formula are each independently hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms), or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms). In addition, in the above formula (ETM-12-1), any of R 11 to R 18 is bonded to φ which is an aryl ring.
各フェナントロリン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。At least one hydrogen in each phenanthroline derivative may be replaced with deuterium.
R11~R18におけるアルキル、シクロアルキルおよびアリールとしては、上記式(ETM-2)におけるR11~R18の説明を引用することができる。また、φは上記した例のほかに、例えば、以下の構造式があげられる。なお、下記構造式中のRは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルである。
このフェナントロリン誘導体の具体例としては、例えば4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、9,10-ジ(1,10-フェナントロリン-2-イル)アントラセン、2,6-ジ(1,10-フェナントロリン-5-イル)ピリジン、1,3,5-トリ(1,10-フェナントロリン-5-イル)ベンゼン、9,9’-ジフルオロ-ビ(1,10-フェナントロリン-5-イル)、バソクプロイン、1,3-ビス(2-フェニル-1,10-フェナントロリン-9-イル)ベンゼンや下記構造式で表される化合物などがあげられる。
このフェナントロリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This phenanthroline derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<キノリノール系金属錯体>
キノリノール系金属錯体は、例えば下記一般式(ETM-13)で表される化合物である。
The quinolinol metal complex is, for example, a compound represented by the following general formula (ETM-13).
キノリノール系金属錯体の具体例としては、8-キノリノールリチウム、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(3,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,5-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(4-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(4-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,3-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,6-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,4-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,5-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,5-ジ-t-ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,6-ジフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,6-トリフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,6-トリメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,5,6-テトラメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(1-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(2-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(4-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3,5-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3,5-ジ-t-ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-4-エチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-4-エチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-4-メトキシ-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-4-メトキシ-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-5-シアノ-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-5-シアノ-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-5-トリフルオロメチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-5-トリフルオロメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)ベリリウムなどがあげられる。 Specific examples of quinolinol-based metal complexes include 8-quinolinol lithium, tris(8-quinolinolato)aluminum, tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(5-methyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(3,4-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(4,5-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(4,6-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, and bis( 2-methyl-8-quinolinolate)(phenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(4-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(phenolate)aluminum linolinate)(3-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(4-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(2,3-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(2,6-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(3,4-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3,5-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3,5-di-t-butylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,6-diphenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,6-triphenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,6-trimethylphenolate)aluminum bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,5,6-tetramethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(1-naphtholate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-naphtholate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(2-phenylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3-phenylphenolate)aluminum bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(4-phenylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3,5-dimethylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3,5-di-t-butylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-8-quinolinolate)aluminum quinolinolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolate)aluminum quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-5-cyano-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-5-cyano-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolate)aluminum, and bis(10-hydroxybenzo[h]quinoline)beryllium.
このキノリノール系金属錯体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This quinolinol-based metal complex can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体>
チアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM-14-1)で表される化合物である。
The thiazole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-14-1).
各式のφは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数であり、「チアゾール系置換基」や「ベンゾチアゾール系置換基」は、上記式(ETM-2)、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジル基が下記のチアゾール基やベンゾチアゾール基に置き換わった置換基であり、チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができ、各式中のR11~R18は上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができる。また、上記式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11~R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば上記式(ETM-2-1)におけるR11~R18の少なくとも1つをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11~R18で置き換えてもよい。 It is further preferred that φ is an anthracene ring or a fluorene ring, and in this case, the structure can be explained with reference to the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), and R 11 to R 18 in each formula can be explained with reference to the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2). In addition, in the above formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), two pyridine-based substituents are explained as being bonded together, but when these are replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent), both pyridine-based substituents may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) (i.e., n=2), or one of the pyridine-based substituents may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) and the other pyridine-based substituent may be replaced with R 11 to R 18 (i.e., n=1). Furthermore, for example, at least one of R 11 to R 18 in the above formula (ETM-2-1) may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) to replace the "pyridine-based substituent" with R 11 to R 18 .
これらのチアゾール誘導体またはベンゾチアゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。These thiazole or benzothiazole derivatives can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
電子輸送層または電子注入層には、さらに、電子輸送層または電子注入層を形成する材料を還元できる物質を含んでいてもよい。この還元性物質は、一定の還元性を有する物質であれば、様々な物質が用いられ、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを好適に使用することができる。The electron transport layer or the electron injection layer may further contain a substance capable of reducing the material forming the electron transport layer or the electron injection layer. As the reducing substance, various substances can be used as long as they have a certain degree of reducing ability. For example, at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, oxides of alkali metals, halides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, halides of alkaline earth metals, oxides of rare earth metals, halides of rare earth metals, organic complexes of alkali metals, organic complexes of alkaline earth metals, and organic complexes of rare earth metals can be suitably used.
好ましい還元性物質としては、Na(仕事関数2.36eV)、K(同2.28eV)、Rb(同2.16eV)またはCs(同1.95eV)などのアルカリ金属や、Ca(同2.9eV)、Sr(同2.0~2.5eV)またはBa(同2.52eV)などのアルカリ土類金属があげられ、仕事関数が2.9eV以下の物質が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、K、RbまたはCsのアルカリ金属であり、さらに好ましくはRbまたはCsであり、最も好ましいのはCsである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が2.9eV以下の還元性物質として、これら2種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Csを含んだ組み合わせ、例えば、CsとNa、CsとK、CsとRb、またはCsとNaとKとの組み合わせが好ましい。Csを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。 Preferred reducing substances include alkali metals such as Na (work function 2.36 eV), K (2.28 eV), Rb (2.16 eV), or Cs (1.95 eV), and alkaline earth metals such as Ca (2.9 eV), Sr (2.0-2.5 eV), or Ba (2.52 eV), with substances with a work function of 2.9 eV or less being particularly preferred. Of these, more preferred reducing substances are alkali metals such as K, Rb, or Cs, more preferably Rb or Cs, and most preferably Cs. These alkali metals have particularly high reducing ability, and by adding a relatively small amount to the material forming the electron transport layer or electron injection layer, the luminance of the organic EL element can be improved and the lifespan can be extended. Furthermore, as a reducing substance having a work function of 2.9 eV or less, a combination of two or more of these alkali metals is also preferred, and in particular, a combination containing Cs is preferred, for example, a combination of Cs and Na, Cs and K, Cs and Rb, or a combination of Cs, Na and K. By containing Cs, the reducing ability can be efficiently exhibited, and by adding it to a material forming an electron transport layer or an electron injection layer, the luminance of the organic EL element can be improved and the life can be extended.
<有機電界発光素子における陰極>
陰極108は、電子注入層107および電子輸送層106を介して、発光層105に電子を注入する役割を果たす。
<Cathode in Organic Electroluminescent Device>
The cathode 108 serves to inject electrons into the light-emitting layer 105 via the electron injection layer 107 and the
陰極108を形成する材料としては、電子を有機層に効率よく注入できる物質であれば特に限定されないが、陽極102を形成する材料と同様の材料を用いることができる。なかでも、スズ、インジウム、カルシウム、アルミニウム、銀、銅、ニッケル、クロム、金、白金、鉄、亜鉛、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウムおよびマグネシウムなどの金属またはそれらの合金(マグネシウム-銀合金、マグネシウム-インジウム合金、フッ化リチウム/アルミニウムなどのアルミニウム-リチウム合金など)などが好ましい。電子注入効率をあげて素子特性を向上させるためには、リチウム、ナトリウム、カリウム、セシウム、カルシウム、マグネシウムまたはこれら低仕事関数金属を含む合金が有効である。しかしながら、これらの低仕事関数金属は一般に大気中で不安定であることが多い。この点を改善するために、例えば、有機層に微量のリチウム、セシウムやマグネシウムをドーピングして、安定性の高い電極を使用する方法が知られている。その他のドーパントとしては、フッ化リチウム、フッ化セシウム、酸化リチウムおよび酸化セシウムのような無機塩も使用することができる。ただし、これらに限定されない。The material for forming the cathode 108 is not particularly limited as long as it is a material that can efficiently inject electrons into the organic layer, but the same material as the material for forming the anode 102 can be used. Among them, metals such as tin, indium, calcium, aluminum, silver, copper, nickel, chromium, gold, platinum, iron, zinc, lithium, sodium, potassium, cesium, and magnesium, or alloys thereof (magnesium-silver alloy, magnesium-indium alloy, aluminum-lithium alloy such as lithium fluoride/aluminum, etc.), etc. are preferred. In order to increase the electron injection efficiency and improve the device characteristics, lithium, sodium, potassium, cesium, calcium, magnesium, or alloys containing these low work function metals are effective. However, these low work function metals are generally unstable in the air. To improve this point, for example, a method is known in which a trace amount of lithium, cesium, or magnesium is doped into the organic layer to use a highly stable electrode. Other dopants that can be used include inorganic salts such as lithium fluoride, cesium fluoride, lithium oxide, and cesium oxide. However, they are not limited to these.
さらに、電極保護のために白金、金、銀、銅、鉄、スズ、アルミニウムおよびインジウムなどの金属、またはこれら金属を用いた合金、そしてシリカ、チタニアおよび窒化ケイ素などの無機物、ポリビニルアルコール、塩化ビニル、炭化水素系高分子化合物などを積層することが、好ましい例としてあげられる。これらの電極の作製法も、抵抗加熱、電子ビーム蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングおよびコーティングなど、導通を取ることができれば特に制限されない。 In addition, preferred examples of electrode protection include lamination of metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or alloys using these metals, as well as inorganic materials such as silica, titania, and silicon nitride, polyvinyl alcohol, vinyl chloride, and hydrocarbon polymer compounds. There are no particular limitations on the method of producing these electrodes, and they can be produced by resistance heating, electron beam deposition, sputtering, ion plating, coating, and other methods as long as they can provide electrical conductivity.
<各層で用いてもよい結着剤>
以上の正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層および電子注入層に用いられる材料は単独で各層を形成することができるが、高分子結着剤としてポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ(N-ビニルカルバゾール)、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サイド、ポリブタジエン、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、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、ポリウレタン樹脂などの溶剤可溶性樹脂や、フェノール樹脂、キシレン樹脂、石油樹脂、ユリア樹脂、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、シリコーン樹脂などの硬化性樹脂などに分散させて用いることも可能である。
<Binder that may be used in each layer>
The materials used for the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer and electron injection layer can form each layer alone, but they can also be used as a polymer binder by dispersing them in a solvent-soluble resin such as polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, poly(N-vinylcarbazole), polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate resin, ABS resin, polyurethane resin, or a curable resin such as phenol resin, xylene resin, petroleum resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, epoxy resin, silicone resin, or the like.
<有機電界発光素子の作製方法>
有機EL素子を構成する各層は、各層を構成すべき材料を蒸着法、抵抗加熱蒸着、電子ビーム蒸着、スパッタリング、分子積層法、印刷法、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などの方法で薄膜とすることにより、形成することができる。このようにして形成された各層の膜厚については特に限定はなく、材料の性質に応じて適宜設定することができるが、通常2nm~5000nmの範囲である。膜厚は通常、水晶発振式膜厚測定装置などで測定できる。蒸着法を用いて薄膜化する場合、その蒸着条件は、材料の種類、膜の目的とする結晶構造および会合構造などにより異なる。蒸着条件は一般的に、ボート加熱温度+50~+400℃、真空度10-6~10-3Pa、蒸着速度0.01~50nm/秒、基板温度-150~+300℃、膜厚2nm~5μmの範囲で適宜設定することが好ましい。
<Method for Producing Organic Electroluminescent Device>
Each layer constituting an organic EL element can be formed by forming the material to be formed into a thin film by a method such as vapor deposition, resistance heating vapor deposition, electron beam vapor deposition, sputtering, molecular lamination, printing, spin coating or casting, coating, etc. The thickness of each layer thus formed is not particularly limited and can be set appropriately according to the properties of the material, but is usually in the range of 2 nm to 5000 nm. The thickness can usually be measured with a quartz crystal oscillation type film thickness measuring device, etc. When forming a thin film by vapor deposition, the vapor deposition conditions vary depending on the type of material, the intended crystal structure and association structure of the film, etc. The vapor deposition conditions are generally preferably set appropriately in the range of boat heating temperature +50 to +400°C,
次に、有機EL素子を作製する方法の一例として、陽極/正孔注入層/正孔輸送層/ホスト材料とドーパント材料からなる発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極からなる有機EL素子の作製法について説明する。適当な基板上に、陽極材料の薄膜を蒸着法などにより形成させて陽極を作製した後、この陽極上に正孔注入層および正孔輸送層の薄膜を形成させる。この上にホスト材料とドーパント材料を共蒸着し薄膜を形成させて発光層とし、この発光層の上に電子輸送層、電子注入層を形成させ、さらに陰極用物質からなる薄膜を蒸着法などにより形成させて陰極とすることにより、目的の有機EL素子が得られる。なお、上述の有機EL素子の作製においては、作製順序を逆にして、陰極、電子注入層、電子輸送層、発光層、正孔輸送層、正孔注入層、陽極の順に作製することも可能である。Next, as an example of a method for producing an organic EL element, a method for producing an organic EL element consisting of an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer consisting of a host material and a dopant material, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode will be described. After forming a thin film of an anode material on a suitable substrate by a deposition method or the like to produce an anode, a thin film of a hole injection layer and a hole transport layer is formed on the anode. A host material and a dopant material are co-deposited on the anode to form a thin film to produce a light-emitting layer, an electron transport layer and an electron injection layer are formed on the light-emitting layer, and a thin film of a cathode material is further formed by a deposition method or the like to produce a cathode, thereby obtaining the desired organic EL element. In addition, in the production of the above-mentioned organic EL element, it is also possible to reverse the production order and produce the cathode, electron injection layer, electron transport layer, light-emitting layer, hole transport layer, hole injection layer, and anode in that order.
このようにして得られた有機EL素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を-の極性として印加すればよく、電圧2~40V程度を印加すると、透明または半透明の電極側(陽極または陰極、および両方)より発光が観測できる。また、この有機EL素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。 When applying a DC voltage to the organic EL element obtained in this way, the anode should be set to + and the cathode to -. When a voltage of about 2 to 40 V is applied, light emission can be observed from the transparent or semi-transparent electrode side (anode or cathode, or both). This organic EL element also emits light when a pulsed current or AC current is applied. The waveform of the applied AC can be any waveform.
<有機電界発光素子の応用例>
また、本発明は、有機EL素子を備えた表示装置または有機EL素子を備えた照明装置などにも応用することができる。
有機EL素子を備えた表示装置または照明装置は、本実施形態にかかる有機EL素子と公知の駆動装置とを接続するなど公知の方法によって製造することができ、直流駆動、パルス駆動、交流駆動など公知の駆動方法を適宜用いて駆動することができる。
<Application examples of organic electroluminescent devices>
The present invention can also be applied to a display device having an organic EL element or a lighting device having an organic EL element.
A display device or lighting device including an organic EL element can be manufactured by a known method, for example, by connecting the organic EL element according to this embodiment to a known driving device, and can be driven appropriately using a known driving method such as DC driving, pulse driving, or AC driving.
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光(EL)ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる(例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照)。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。 Examples of display devices include panel displays such as color flat panel displays, and flexible displays such as flexible color organic electroluminescent (EL) displays (see, for example, JP-A-10-335066, JP-A-2003-321546, JP-A-2004-281086, etc.). Display methods include, for example, matrix and/or segment methods. Note that matrix display and segment display may coexist in the same panel.
マトリクスでは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されており、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。In a matrix, the pixels for display are arranged two-dimensionally, such as in a grid or mosaic pattern, and a collection of pixels displays characters and images. The shape and size of the pixels are determined by the application. For example, square pixels with sides of 300 μm or less are usually used to display images and characters on computers, monitors, and televisions, and pixels with sides on the order of mm are used for large displays such as display panels. For monochrome display, pixels of the same color can be arranged, but for color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically delta types and stripe types. The driving method for this matrix can be either line sequential driving method or active matrix. Line sequential driving has the advantage of being simpler in structure, but when considering operating characteristics, active matrix may be superior, so it is necessary to use it according to the application.
セグメント方式(タイプ)では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などがあげられる。In the segment type, a pattern is formed to display predetermined information, and a specific area is illuminated. Examples include the time and temperature displays on digital clocks and thermometers, the operating status displays on audio equipment and induction cookers, and panel displays on automobiles.
照明装置としては、例えば、室内照明などの照明装置、液晶表示装置のバックライトなどがあげられる(例えば、特開2003-257621号公報、特開2003-277741号公報、特開2004-119211号公報など参照)。バックライトは、主に自発光しない表示装置の視認性を向上させる目的に使用され、液晶表示装置、時計、オーディオ装置、自動車パネル、表示板および標識などに使用される。特に、液晶表示装置、中でも薄型化が課題となっているパソコン用途のバックライトとしては、従来方式が蛍光灯や導光板からなっているため薄型化が困難であることを考えると、本実施形態に係る発光素子を用いたバックライトは薄型で軽量が特徴になる。 Examples of lighting devices include lighting devices for indoor lighting, backlights for liquid crystal display devices, etc. (see, for example, JP 2003-257621 A, JP 2003-277741 A, JP 2004-119211 A, etc.). Backlights are mainly used for the purpose of improving the visibility of non-self-luminous display devices, and are used in liquid crystal display devices, clocks, audio devices, automobile panels, display boards, signs, etc. In particular, for backlights for liquid crystal display devices, especially for personal computers where thinning is an issue, considering that conventional methods are made up of fluorescent lamps and light guide plates and therefore difficult to make thin, the backlight using the light-emitting element according to this embodiment is characterized by its thinness and light weight.
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明していくが、本発明はこれらに限定されない。まず、多環芳香族化合物の合成例について、以下に説明する。The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. First, a synthesis example of a polycyclic aromatic compound will be described below.
合成例(1):化合物(1-101)の合成
1,3-ジブロモ-5-フルオロベンゼン(50.0g)、カルバゾール(36.2g)、炭酸カリウム(54.0g)およびN-メチルピロリドン(NMP、250mL)を窒素雰囲気下でフラスコに入れ、170℃で6時間攪拌した。反応後、反応液を冷却して水を加えた後に析出物をろ過した。析出物を水およびメタノールで洗浄して乾燥させた後に、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=2/8(容量比))で精製し、さらに粗体をトルエンに溶解させてヘプタンで再沈殿させることで、化合物(A)を得た(55.3g)。
化合物(A)(25.0g)、3-(2-メチルフェニル)フェノール(25.2g)、ヨウ化銅(0.60g)、トリス(アセチルアセトナト)鉄(2.20g)、炭酸カリウム(34.0g)およびN-メチルピロリドン(NMP、100mL)を窒素雰囲気下でフラスコに入れ、150℃で3時間攪拌した。反応後、反応液を冷却してNMPを減圧下で留去し、残渣に水と酢酸エチルを加えて攪拌した後に、セライト(登録商標)でろ過した。ろ液にアンモニア水を加えて、攪拌後に水層を除き、さらに有機層を2回水洗した後に有機層を減圧濃縮した。得られた粗体をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比))で精製することで、化合物(B)を得た(28.1g)。
化合物(B)(25.0g)およびキシレン(140ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながら、s-ブチルリチウム/シクロヘキサン、n-ヘキサン溶液(1.05M、41.1ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して3時間撹拌した後、低沸点の成分を減圧留去した。-50℃まで冷却して三臭化ホウ素(12.4g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N-ジイソプロピルエチルアミン(10.6g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、120℃まで昇温して4時間加熱撹拌し、さらに塩化アルミニウム(12.1g)を加えて2時間加熱攪拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷却した酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加えて1時間攪拌すると沈殿物が析出したので、さらにヘプタンを加えた後に沈殿物をろ過した。次いで、沈殿物をシリカゲルショートカラム(溶離液:トルエン)で精製し、更にトルエンで溶解後にへプタンで再沈殿させ、最後に昇華精製することで、化合物(1-101)を得た(16.0g)。
NMR測定より得られた化合物の構造を確認した。
1H NMR(δppm in CDCl3);2.4(s,6H)、7.3~7.4(m,10H)、7.4(m,2H)、7.5(m,2H)、7.5(s,2H)、7.6(d,2H)、7.7(d,2H)、8.2(d,2H)、8.8(d,2H).
The structure of the obtained compound was confirmed by NMR measurement.
1 H NMR (δppm in CDCl 3 ); 2.4 (s, 6H), 7.3-7.4 (m, 10H), 7.4 (m, 2H), 7.5 (m, 2H), 7.5 (s, 2H), 7.6 (d, 2H), 7.7 (d, 2H), 8.2 (d, 2H), 8.8 (d, 2H).
合成例(2):化合物(1-201)の合成
1,3-ジブロモ-5-フルオロベンゼン(80.0g)、4-(9H-カルバゾール-9-イル)フェニルボロン酸(130.9g)、パラジウム触媒としてジクロロビス[(ジ-t-ブチル(4-ジメチルアミノフェニル)ホスフィノ)パラジウム(Pd-132、1.47g)、リン酸カリウム(176g)、トルエン(600mL)、イソプロピルアルコール(IPA、150mL)および水(70mL)を窒素雰囲気下でフラスコに入れ、還流温度で2時間攪拌した。反応液を冷却後、水を加えて攪拌し、トルエンを加えて分液抽出して水層を除いた後に、さらに有機層を水洗した。有機層を減圧濃縮して得られた粗体を、さらにヘプタン/酢酸エチル=4/1(容量比)の混合溶液で洗浄することで、化合物(C)を得た(166g)。
化合物(C)(25.0g)、3-(2-メチルフェニル)フェノール(28.5g)、炭酸カリウム(39.0g)およびNMP(150mL)を窒素雰囲気下でフラスコに入れ、200℃で2時間攪拌した後、さらにリン酸カリウム(37g)を加えてさらに200℃で4時間攪拌した。反応液を冷却後、NMPを減圧留去し、トルエンおよび水を加えて攪拌した後に水層を除いた。さらに有機層を2回水洗した後に有機層を減圧濃縮した。得られた粗体をシリカゲルカラム(溶離液:トルエン/ヘプタン=3/7(容量比)、次いで4/6(容量比)に変更)で精製することで、化合物(D)を得た(40g)。
化合物(D)(39.0g)およびキシレン(190ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、氷浴で冷却しながらs-ブチルリチウム/シクロヘキサン、n-ヘキサン溶液(1.05M、57.0ml)を加えた。滴下終了後、70℃まで昇温して3時間撹拌した後、低沸点の成分を減圧留去した。-50℃まで冷却して三臭化ホウ素(17.1g)を加え、室温まで昇温して0.5時間撹拌した。その後、再び氷浴で冷却してN,N-ジイソプロピルエチルアミン(14.7g)を加えた。発熱が収まるまで室温で撹拌した後、130℃まで昇温して4時間加熱撹拌した。反応液を室温まで冷却し、氷浴で冷却した酢酸ナトリウム水溶液、次いで酢酸エチルを加えて1時間攪拌すると沈殿物が析出したので、さらにヘプタンを加えた後に沈殿物をろ過した。沈殿物をメタノール、水、酢酸エチルおよびヘプタンの順で洗浄した後に固体を乾燥させ、さらに酢酸エチルに懸濁、還流して洗浄し、さらに熱クロロベンゼンに溶解させた後に濃縮再沈殿させ、最後に昇華精製することで、化合物(1-201)を得た(27.0g)。
NMR測定より得られた化合物の構造を確認した。
1H NMR(δppm in CDCl3);2.4(s,6H)、7.3~7.4(m,8H)、7.4(m,4H)、7.4~7.5(m,2H)、7.5(d,2H)、7.6(d,2H)、7.6(s,2H)、7.7(d,2H)、8.0(d,2H)、8.2(d,2H)、8.8(d,2H).
The structure of the obtained compound was confirmed by NMR measurement.
1 H NMR (δppm in CDCl 3 ); 2.4 (s, 6H), 7.3-7.4 (m, 8H), 7.4 (m, 4H), 7.4-7.5 (m, 2H), 7.5 (d, 2H), 7.6 (d, 2H), 7.6 (s, 2H), 7.7 (d, 2H), 8.0 (d, 2H) , 8.2 (d, 2H), 8.8 (d, 2H).
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法で、本発明の他の多環芳香族化合物を合成することができる。By appropriately changing the raw material compounds, other polycyclic aromatic compounds of the present invention can be synthesized in a manner similar to the synthesis examples described above.
次に、本発明をさらに詳細に説明するために、本発明の化合物を用いた有機EL素子の実施例を示すが、本発明はこれらに限定されない。Next, in order to explain the present invention in more detail, examples of organic EL elements using the compounds of the present invention are shown, but the present invention is not limited to these.
<有機EL素子の評価>
実施例1~2および比較例1~2に係る有機EL素子を作製し、1000cd/m2発光時の特性である電圧(V)および外部量子効率(%)と測定し、次に10mA/cm2の電流密度で定電流駆動した際の初期輝度の90%以上の輝度を保持する時間を測定した。
<Evaluation of Organic EL Device>
Organic EL elements according to Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared, and the voltage (V) and external quantum efficiency (%), which are characteristics at 1000 cd/ m2 emission, were measured. Next, the time during which the luminance was maintained at 90% or more of the initial luminance when driven at a constant current density of 10 mA/ cm2 , was measured.
発光素子の量子効率には、内部量子効率と外部量子効率とがあるが、内部量子効率は、発光素子の発光層に電子(または正孔)として注入される外部エネルギーが純粋に光子に変換される割合を示している。一方、外部量子効率は、この光子が発光素子の外部にまで放出された量に基づいて算出され、発光層において発生した光子は、その一部が発光素子の内部で吸収されたりまたは反射され続けたりして、発光素子の外部に放出されないため、外部量子効率は内部量子効率よりも低くなる。 The quantum efficiency of a light-emitting element can be classified into internal quantum efficiency and external quantum efficiency. The internal quantum efficiency indicates the proportion of external energy injected as electrons (or holes) into the light-emitting layer of the light-emitting element that is converted purely into photons. On the other hand, the external quantum efficiency is calculated based on the amount of these photons that are emitted to the outside of the light-emitting element. Since some of the photons generated in the light-emitting layer are absorbed or continue to be reflected inside the light-emitting element and are not emitted to the outside of the light-emitting element, the external quantum efficiency is lower than the internal quantum efficiency.
外部量子効率の測定方法は次の通りである。アドバンテスト社製電圧/電流発生器R6144を用いて、素子の輝度が1000cd/m2になる電圧を印加して素子を発光させた。TOPCON社製分光放射輝度計SR-3ARを用いて、発光面に対して垂直方向から可視光領域の分光放射輝度を測定した。発光面が完全拡散面であると仮定して、測定した各波長成分の分光放射輝度の値を波長エネルギーで割ってπを掛けた数値が各波長におけるフォトン数である。次いで、観測した全波長領域でフォトン数を積算し、素子から放出された全フォトン数とした。印加電流値を素電荷で割った数値を素子へ注入したキャリア数として、素子から放出された全フォトン数を素子へ注入したキャリア数で割った数値が外部量子効率である。 The method for measuring the external quantum efficiency is as follows. Using an Advantest voltage/current generator R6144, a voltage was applied so that the luminance of the element was 1000 cd/ m2 , and the element was made to emit light. Using a TOPCON spectroradiometer SR-3AR, the spectral radiance of the visible light region was measured from a direction perpendicular to the light-emitting surface. Assuming that the light-emitting surface is a completely diffusing surface, the measured spectral radiance value of each wavelength component was divided by the wavelength energy and multiplied by π to obtain the number of photons at each wavelength. Next, the number of photons was integrated over the entire wavelength range observed to obtain the total number of photons emitted from the element. The value obtained by dividing the applied current value by the elementary charge was taken as the number of carriers injected into the element, and the value obtained by dividing the total number of photons emitted from the element by the number of carriers injected into the element was taken as the external quantum efficiency.
作製した実施例1~2および比較例1~2に係る有機EL素子における各層の材料構成、およびEL特性データを下記表1に示す。
上記表1において、「HI」はN4,N4’-ジフェニル-N4,N4’-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジアミンであり、「IL」は1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「HT-1」はN-([1,1’-ビフェニル]-4-イル)-9,9-ジメチル-N-(4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル)-9H-フルオレン-2-アミンであり、「HT-2」はN,N-ビス(4-(ジベンゾ[b,d]フラン-4-イル)フェニル)-[1,1’:4’,1”-テルフェニル]-4-アミンであり、「BH-1」は2-(10-フェニルアントラセン-9-イル)ナフト[2,3-b]ベンゾフランであり、「BD-1」は2,12-ジ-t-ブチル-5,9-ビス(4-(t-ブチル)フェニル)-7-メチル-5,9-ジヒドロ-5,9-ジアザ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセンであり、比較化合物(1)は9-(5,9-ジオキサ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセン-7-イル)-9H-カルバゾールであり、比較化合物(2)は9-(4-(5,9-ジオキサ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセン-7-イル)フェニル)-9H-カルバゾールである。「Liq」と共に以下に化学構造を示す。 In the above Table 1, "HI" is N 4 ,N 4 ' -diphenyl-N 4 ,N 4 ' -bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, "IL" is 1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile, "HT-1" is N-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, "HT-2" is N,N-bis(4-(dibenzo[b,d]furan-4-yl)phenyl)-[1,1':4',1"-terphenyl]-4-amine, and "BH-1" is 2-(10- "BD-1" is 2,12-di-t-butyl-5,9-bis(4-(t-butyl)phenyl)-7-methyl-5,9-dihydro-5,9-diaza-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene, comparative compound (1) is 9-(5,9-dioxa-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene-7-yl)-9H-carbazole, and comparative compound (2) is 9-(4-(5,9-dioxa-13b-boranaphtho[3,2,1-de]anthracene-7-yl)phenyl)-9H-carbazole. The chemical structures of "Liq" and "BD-2" are shown below.
<実施例1>
<電子輸送材料が化合物(1-101)の素子>
スパッタリングにより180nmの厚さに製膜したITOを150nmまで研磨した、26mm×28mm×0.7mmのガラス基板((株)オプトサイエンス製)を透明支持基板とした。この透明支持基板を市販の蒸着装置(長州産業(株)製)の基板ホルダーに固定し、HI、IL、HT-1、HT-2、BH-1、BD-1および化合物(1-101)をそれぞれ入れたタンタル製蒸着用ボート、Liq、MgおよびAgをそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着した。
Example 1
<Device in which the electron transport material is compound (1-101)>
A 26 mm × 28 mm × 0.7 mm glass substrate (manufactured by Optoscience Co., Ltd.) on which an ITO film having a thickness of 180 nm was formed by sputtering and polished to 150 nm was used as a transparent support substrate. This transparent support substrate was fixed to a substrate holder of a commercially available deposition apparatus (manufactured by Choshu Sangyo Co., Ltd.), and a tantalum deposition boat containing HI, IL, HT-1, HT-2, BH-1, BD-1, and compound (1-101), and an aluminum nitride deposition boat containing Liq, Mg, and Ag were attached.
透明支持基板のITO膜の上に順次、下記各層を形成した。真空槽を5×10-4Paまで減圧し、まず、HIを加熱して膜厚40nmになるように蒸着し、次に、ILを加熱して膜厚5nmになるように蒸着し、次に、HT-1を加熱して膜厚15nmになるように蒸着し、次に、HT-2を加熱して膜厚10nmになるように蒸着して、4層からなる正孔層を形成した。次に、BH-1とBD-1を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。BH-1とBD-1の重量比がおよそ98対2になるように蒸着速度を調節した。さらに化合物(1-101)とLiqを同時に加熱して膜厚5nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。化合物(1-101)とLiqの重量比がおよそ50対50になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒であった。その後、Liqを加熱して膜厚1nmになるように0.01~0.1nm/秒の蒸着速度で蒸着し、次いで、マグネシウムと銀を同時に加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成し、有機EL素子を得た。このとき、マグネシウムと銀の原子数比が10対1となるように0.1nm~10nm/秒の間で蒸着速度を調節した。 The following layers were formed in sequence on the ITO film of the transparent support substrate. The vacuum chamber was depressurized to 5×10 −4 Pa, and first, HI was heated and evaporated to a thickness of 40 nm, then IL was heated and evaporated to a thickness of 5 nm, then HT-1 was heated and evaporated to a thickness of 15 nm, and then HT-2 was heated and evaporated to a thickness of 10 nm to form a hole layer consisting of four layers. Next, BH-1 and BD-1 were heated simultaneously and evaporated to a thickness of 25 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate was adjusted so that the weight ratio of BH-1 to BD-1 was approximately 98:2. Furthermore, compound (1-101) and Liq were heated simultaneously and evaporated to a thickness of 5 nm to form an electron transport layer. The evaporation rate was adjusted so that the weight ratio of compound (1-101) to Liq was approximately 50:50. The evaporation rate of each layer was 0.01 to 1 nm/sec. Then, Liq was heated and evaporated at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then magnesium and silver were simultaneously heated and evaporated to a thickness of 100 nm to form a cathode, thereby obtaining an organic EL device. At this time, the deposition rate was adjusted between 0.1 nm and 10 nm/sec so that the atomic ratio of magnesium to silver was 10:1.
ITO電極を陽極、マグネシウム/銀電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、青色発光が得られた。また、駆動電圧は4.1V、外部量子効率は6.1%、素子寿命は362時間であった。 A direct current voltage was applied to the ITO electrode as the anode and the magnesium/silver electrode as the cathode, and the characteristics at 1000 cd/ m2 of light emission were measured, resulting in blue light emission. The driving voltage was 4.1 V, the external quantum efficiency was 6.1%, and the element lifetime was 362 hours.
<実施例2>
<電子輸送材料が化合物(1-201)の素子>
電子輸送層の材料を化合物(1-201)に替えた以外は実施例1に準じた方法で有機EL素子を得た。1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、青色発光が得られた。また、駆動電圧は3.5V、外部量子効率は6.3%、素子寿命は332時間であった。
Example 2
<Device in which the electron transport material is compound (1-201)>
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the material of the electron transport layer was changed to compound (1-201). When the characteristics were measured at 1000 cd/ m2 , blue light was emitted. In addition, the driving voltage was 3.5 V, the external quantum efficiency was 6.3%, and the device lifetime was 332 hours.
<比較例1>
<電子輸送材料が比較化合物(1)の素子>
電子輸送層の材料を比較化合物(1)に替えた以外は実施例1に準じた方法で有機EL素子を得た。1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、青色発光が得られた。また、駆動電圧は3.7V、外部量子効率は5.7%、素子寿命は85時間であった。
<Comparative Example 1>
<Device in which the electron transport material is the comparative compound (1)>
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the material of the electron transport layer was changed to the comparative compound (1). When the characteristics were measured at 1000 cd/ m2 , blue light was emitted. In addition, the driving voltage was 3.7 V, the external quantum efficiency was 5.7%, and the device life was 85 hours.
<比較例2>
<電子輸送材料が比較化合物(2)の素子>
電子輸送層の材料を比較化合物(2)に替えた以外は実施例1に準じた方法で有機EL素子を得た。1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、青色発光が得られた。また、駆動電圧は3.4V、外部量子効率は5.8%、素子寿命は93時間であった。
<Comparative Example 2>
<Device in which the electron transport material is the comparative compound (2)>
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 1, except that the material of the electron transport layer was changed to the comparative compound (2). When the characteristics were measured at 1000 cd/ m2 , blue light was emitted. In addition, the driving voltage was 3.4 V, the external quantum efficiency was 5.8%, and the device life was 93 hours.
本発明の好ましい態様によれば、一般式(1)で表される多環芳香族化合物を含有する電子輸送材料を用いて有機EL素子を作製することで、発光効率および素子寿命が優れた、特に素子寿命が優れた有機EL素子を提供することができる。According to a preferred embodiment of the present invention, an organic EL element is produced using an electron transport material containing a polycyclic aromatic compound represented by general formula (1), thereby providing an organic EL element having excellent luminous efficiency and element life, particularly excellent element life.
100 有機電界発光素子
101 基板
102 陽極
103 正孔注入層
104 正孔輸送層
105 発光層
106 電子輸送層
107 電子注入層
108 陰極
REFERENCE SIGNS LIST 100 Organic electroluminescent element 101 Substrate 102 Anode 103
Claims (17)
A環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよく、
ただし、前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1は、B、P、P=O、またはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは、-O-、-S-、-C(-R) 2 -または単結合により、前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、前記-C(-R) 2 -のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであり、
式(1)で表される化合物または単位構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、そして、
前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つには上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21はアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。) An electron transport material or electron injection material comprising a polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (1) or a polymer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of unit structures represented by the following general formula (1):
ring A, ring B and ring C are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted;
provided that at least one of the rings A, B and C is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the rings A, B and C via a phenylene group;
Y1 is B, P, P=O, or P=S ;
X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted cycloalkyl, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl or an optionally substituted cycloalkyl, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring by -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond, R of the -C(-R) 2 - is hydrogen, an alkyl or a cycloalkyl,
At least one hydrogen atom in the compound or unit structure represented by formula (1) may be substituted with deuterium, cyano or halogen, and
At least one of the ring A, ring B and ring C has a group represented by the general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is alkyl, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with the benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl.
A環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は、置換もしくは無置換のアリール、置換もしくは無置換のヘテロアリール、置換もしくは無置換のジアリールアミノ、置換もしくは無置換のジヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル、置換もしくは無置換のアルキル、置換もしくは無置換のシクロアルキル、置換もしくは無置換のアルコキシ、または、置換もしくは無置換のアリールオキシで置換されていてもよく、また、これらの環はY1、X1およびX2から構成される上記式中央の縮合2環構造と結合を共有する5員環または6員環を有し、
ただし、前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1は、B、P、P=O、またはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよいアリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは、-O-、-S-、-C(-R)2-または単結合により、前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、前記-C(-R)2-のRは、水素、アルキルまたはシクロアルキルであり、
式(1)で表される化合物または単位構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
多量体の場合には、一般式(1)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記A環、B環およびC環のうちの少なくとも1つには上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~24のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共に炭素数9~16のアリール環または炭素数6~15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルで置換されていてもよい、
請求項1に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (1),
ring A, ring B and ring C are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, at least one hydrogen atom in these rings may be replaced by a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino, a substituted or unsubstituted diarylboryl , a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy or a substituted or unsubstituted aryloxy, and these rings have a 5- or 6-membered ring that shares a bond with the central fused bicyclic structure of the above formula composed of Y 1 , X 1 and X 2 ,
provided that at least one of the rings A, B and C is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the rings A, B and C via a phenylene group;
Y1 is B, P, P=O, or P=S ;
X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is aryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, heteroaryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, alkyl or cycloalkyl, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, aryl which may be substituted with alkyl or cycloalkyl, alkyl or cycloalkyl, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the A ring, the B ring and the C ring by -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond, R of the -C(-R) 2 - is hydrogen, alkyl or cycloalkyl,
At least one hydrogen atom in the compound or unit structure represented by formula (1) may be substituted with deuterium, cyano or halogen.
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (1), and
At least one of the ring A, ring B and ring C has a group represented by the general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 16 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 15 carbon atoms together with a benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, an alkyl ring having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 24 carbon atoms;
2. The electron transporting or injecting material according to claim 1.
前記A環には、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記A環に置換していてもよく、さらに、
前記B環および/またはC環には上記一般式(oR)で表される基が*において結合している、
請求項1または2に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (1),
The ring A is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on the ring A via a phenylene group;
a group represented by the above general formula (oR) is bonded to the ring B and/or ring C at *;
3. The electron transporting material or electron injecting material according to claim 1 or 2.
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリル、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素は、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
ただし、前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1は、B、P、P=O、またはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>Sまたは>Seであり、前記>N-RのRは、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~12のアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、また、前記>N-RのRおよび/または前記>C(-R)2のRは、-O-、-S-、-C(-R)2-または単結合により、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つと結合していてもよく、前記-C(-R)2-のRは炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、
式(2)で表される化合物または単位構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~12のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール、炭素数2~20のヘテロアリール、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~16のアリール、炭素数2~20のヘテロアリール、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルで置換されていてもよい。) An electron transport material or electron injection material comprising a polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (2) or a polymer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of unit structures represented by the following general formula (2) :
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl , alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be replaced by aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, or adjacent groups among R 1 to R 11 may be bonded to each other to form an aryl ring or heteroaryl ring together with ring a, ring b, or ring c, in which at least one hydrogen in the formed ring may be replaced by aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl , alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be replaced by aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl,
provided that at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group, or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted via a phenylene group on at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings;
Y1 is B, P, P=O, or P=S ;
X 1 and X 2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S or >Se, R of the >N-R is an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, R of the >C(-R) 2 is hydrogen, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, R of the >N-R and/or R of the >C(-R) 2 may be bonded to at least one of the ring a, ring b and ring c by -O-, -S-, -C(-R) 2 - or a single bond, R of the -C(-R) 2 - is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms,
At least one hydrogen atom in the compound or unit structure represented by formula (2) may be substituted with deuterium, cyano or halogen.
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, and adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, or a carbazole ring together with the benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms.
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~30のアリール(当該アリールは炭素数2~15のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルであり、また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に炭素数9~16のアリール環または炭素数6~15のヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~30のアリール(当該アリールは炭素数2~15のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~12のアリール)、炭素数1~24のアルキルまたは炭素数3~24のシクロアルキルで置換されていてもよく、
ただし、前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1は、B、P、P=O、またはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2または>Sであり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、
式(2)で表される化合物または単位構造における少なくとも1つの水素は、重水素、シアノまたはハロゲンで置換されていてもよく、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環、c環、ならびにこれらの環と共に形成された前記アリール環およびヘテロアリール環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~6のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルであり、R22~R25のうちの隣接する基同士が結合してベンゼン環と共にナフタレン環、フェナントレン環、フルオレン環またはカルバゾール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素は、炭素数6~12のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、炭素数1~6のアルキルまたは炭素数3~14のシクロアルキルで置換されていてもよい、
請求項5に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 30 carbon atoms (the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl has 6 to 12 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl has 6 to 12 carbon atoms), an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms; adjacent groups among 11 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 16 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 15 carbon atoms together with ring a, ring b or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted by an aryl having 6 to 30 carbon atoms (the aryl may be substituted by a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms), diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl having 1 to 24 carbon atoms or a cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms;
provided that at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group, or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted via a phenylene group on at least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings;
Y1 is B, P, P=O, or P=S ;
X1 and X2 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 or >S, R of the >N-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and R of the >C(-R) 2 is a hydrogen atom, an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
At least one hydrogen atom in the compound or unit structure represented by formula (2) may be substituted with deuterium, cyano or halogen.
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b, ring c, and the aryl ring and heteroaryl ring formed together with these rings has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, adjacent groups among R 22 to R 25 may be bonded to each other to form a naphthalene ring, a phenanthrene ring, a fluorene ring, or a carbazole ring together with a benzene ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms;
The electron transporting or injecting material according to claim 5 .
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
ただし、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1は、B、P、P=OまたはP=Sであり、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>O、>N-Rまたは>C(-R)2であり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2のRは、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
請求項5に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (wherein the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
provided that at least one of the ring a, ring b and ring c is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the ring a, ring b and ring c via a phenylene group;
Y1 is B, P, P=O or P=S;
X1 and X2 are each independently >O, >N-R, or >C(-R) 2 , R of the >N-R is an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and R of the >C(-R) 2 is a hydrogen atom, an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b and ring c has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
The electron transporting or injecting material according to claim 5 .
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
ただし、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1はBまたはP=Oであり、
X1およびX2はそれぞれ独立して>Oまたは>N-Rであり、前記>N-RのRは、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
請求項5に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (wherein the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
provided that at least one of the ring a, ring b and ring c is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the ring a, ring b and ring c via a phenylene group;
Y1 is B or P=O;
X1 and X2 each independently represent >O or >N-R, and R in the >N-R represents an aryl having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b and ring c has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
The electron transporting or injecting material according to claim 5 .
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
ただし、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1はBまたはP=Oであり、
X1およびX2は>Oであり、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
請求項5に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (wherein the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
provided that at least one of the ring a, ring b and ring c is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the ring a, ring b and ring c via a phenylene group;
Y1 is B or P=O;
X1 and X2 are >O;
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b and ring c has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
The electron transporting or injecting material according to claim 5 .
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール(当該アリールは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい)、炭素数2~20のヘテロアリール、ジアリールアミノ(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、ジアリールボリル(ただしアリールは炭素数6~10のアリール)、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~16のシクロアルキルであり、
ただし、前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つに置換していてもよく、
Y1はBであり、
X1およびX2は>Oであり、
多量体の場合には、一般式(2)で表される単位構造を2個または3個有する2量体または3量体であり、そして、
前記a環、b環およびc環のうちの少なくとも1つには、上記一般式(oR)で表される基が*において結合しており、
上記式(oR)中、R21は炭素数1~4のアルキルであり、R22~R25は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~10のアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルである、
請求項5に記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 carbon atoms (wherein the aryl may be substituted with a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms), a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl (wherein the aryl is an aryl having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms;
provided that at least one of the ring a, ring b and ring c is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on at least one of the ring a, ring b and ring c via a phenylene group;
Y1 is B;
X1 and X2 are >O;
In the case of a polymer, it is a dimer or trimer having two or three unit structures represented by general formula (2), and
At least one of the ring a, ring b and ring c has a group represented by general formula (oR) bonded at *;
In the above formula (oR), R 21 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 22 to R 25 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms.
The electron transporting or injecting material according to claim 5 .
前記a環には、炭素数1~4のアルキルもしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基またはベンゾカルバゾリル基が置換し、これらの基はフェニレン基を介して前記a環に置換していてもよく、さらに、
前記b環および/またはc環には上記一般式(oR)で表される基が*において結合している、
請求項5~10のいずれかに記載する電子輸送材料または電子注入材料。 In the above formula (2),
The ring a is substituted with a diphenylamino group, a carbazolyl group or a benzocarbazolyl group which may be substituted with an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, and these groups may be substituted on the ring a via a phenylene group;
a group represented by general formula (oR) is bonded to the ring b and/or ring c at *;
The electron transport material or electron injection material according to any one of claims 5 to 10.
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