JP7622941B2 - Polycyclic aromatic compounds - Google Patents
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Description
本発明は、多環芳香族化合物、これを用いた有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタおよび有機薄膜太陽電池などの有機デバイス、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 polycyclic aromatic compounds, organic devices using the same, such as organic field-effect transistors and organic thin-film solar cells, as well as display devices and lighting devices. In this specification, "organic electroluminescent devices" may be referred to as "organic EL elements" or simply as "elements."
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1つである青色や緑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. Furthermore, 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 and green, which are 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 an organic compound that are disposed between the pair of electrodes. 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、現在、蛍光材料、燐光材料、熱活性化遅延蛍光(TADF)材料の3種類が利用されている。例えば、蛍光材料ではベンゾフルオレン系化合物などが開発されており(国際公開第2004/061047号公報)、燐光材料では多座配位子を有する貴金属錯体などが開発されている(特開2014-239225号公報)。 Currently, three types of materials are used for the light-emitting layer: fluorescent materials, phosphorescent materials, and thermally activated delayed fluorescence (TADF) materials. For example, benzofluorene-based compounds have been developed as fluorescent materials (WO 2004/061047), and noble metal complexes with multidentate ligands have been developed as phosphorescent materials (JP 2014-239225).
また、近年ではアザボリン誘導体を改良した材料も報告されている(国際公開第2015/102118号公報)。単一のピークで狭い発光半値幅を有し、一重項エネルギー(S1)と三重項エネルギー(T1)のエネルギー差(ΔS1T1)が小さい共役構造を有する化合物は、高い色純度と熱活性化遅延蛍光(TADF)による高い効率が得られるため、青色や緑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三重項エネルギー(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 addition, in recent years, materials that improve azaborine derivatives have also been reported (WO 2015/102118). Compounds having a conjugated structure with a narrow emission half-width at a single peak and a small energy difference (ΔS 1 T 1 ) between singlet energy (S 1 ) and triplet energy (T 1 ) are useful as materials for blue and green light-emitting layers because they provide high color purity and high efficiency due to thermally activated delayed fluorescence (TADF). In addition, compounds having a new conjugated structure with a large triplet energy (T 1 ) are also required as electron transport materials and hole transport materials that sandwich the light-emitting layer.
しかし、蛍光材料は発光効率が低いという問題があり、燐光材料とTADF材料は、発光効率は高いものの、発光スペクトルの半値幅が広く発光の色純度が低いという問題があり、さらに燐光材料は貴金属を含むために高価であるという問題があった(Nature Vol.492 13 December 2012、Applied Physics Letters 75, 4 (1999))。 However, fluorescent materials have the problem of low luminous efficiency, while phosphorescent and TADF materials have the problem of high luminous efficiency but a wide half-width of the emission spectrum and low color purity of the emitted light. Furthermore, phosphorescent materials are expensive because they contain precious metals (Nature Vol. 492 13 December 2012, Applied Physics Letters 75, 4 (1999)).
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もの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、従来のものとは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。また、特許文献3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、色純度、発光効率および素子寿命を向上させることができる発光層用材料、特にドーパント材料が求められている。また、非特許文献1や2に示されるように、熱活性化型遅延蛍光材料や、重原子効果を活用した燐光発光材料においては、発光スペクトルの半値幅が広く、色純度を向上させるという点において問題があった。
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, it is desirable to develop materials made of compounds different from conventional ones. In addition,
また、有機EL素子を構成する有機層の形成方法として、現在では真空蒸着法の他に湿式成膜法も用いられているため、特に、正孔注入層、正孔輸送層および発光層を形成するための湿式成膜用インク材料の開発が積極的に行われており、このようなインク材料を模索することも有益である。 In addition, as a method for forming the organic layers that make up organic EL elements, wet film formation methods are currently being used in addition to vacuum deposition methods. In particular, active development of ink materials for wet film formation, particularly for forming hole injection layers, hole transport layers, and light-emitting layers, is underway, and it is also beneficial to explore such ink materials.
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、新規な多環芳香族化合物の製造に成功し、さらに熱活性化遅延蛍光に必要な一重項エネルギーと三重項エネルギーの差が小さな材料としてこの化合物が有効であることを見出した。そして、例えばこのような多環芳香族化合物をドーパント材料とし、それよりも大きな三重項エネルギーを有する化合物をホスト材料とした発光層を一対の電極間に配置して有機EL素子を構成することにより、優れた熱活性化遅延蛍光型有機EL素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have succeeded in producing a novel polycyclic aromatic compound, and further discovered that this compound is effective as a material with a small difference between the singlet energy and triplet energy required for thermally activated delayed fluorescence. They have also discovered that an excellent thermally activated delayed fluorescence type organic EL element can be obtained by, for example, using such a polycyclic aromatic compound as a dopant material and disposing an emission layer in which a compound having a larger triplet energy than the dopant material is used as a host material between a pair of electrodes to form an organic EL element, and have thus completed the present invention.
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 in the case where a chemical structure is substituted with a substituent or a substituent is further substituted with a substituent, the number of carbon atoms 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 in the substituents A and 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 in the substituents A and B.
本明細書に記載されている化学構造式(マーカッシュ構造式で描かれた一般式を含む)は平面構造式であるために、実際にはエナンチオ異性体、ジアステレオ異性体、また回転異性体のような種々の異性体構造が存在する場合がある。本明細書においては、特に断らない限りは、記載されている化合物はその平面構造式から考えうるいずれの異性体構造であってもよく、また可能な異性体から構成される任意の比率の混合物であってもよい。 The chemical structural formulae described herein (including general formulae depicted in Markush structural formulae) are planar structural formulae, and therefore may in fact exist in various isomeric structures such as enantiomers, diastereoisomers, and rotational isomers. In this specification, unless otherwise specified, the compounds described may be any isomeric structure conceivable from their planar structural formulae, or may be mixtures of possible isomers in any ratio.
本明細書では芳香族化合物の構造式について多数記載している。芳香族化合物は2重結合と単結合を組み合わせて記載しているが、実際にはπ電子が共鳴しているため単一の物質についても、2重結合と単結合が交互に入れ替わるなどする等価な共鳴構造が複数存在する。本明細書においては1つの物質につき1つの共鳴構造式しか記載しないが、特段断らない限りは、有機化学的に等価であるその他の共鳴構造式も含まれているものとする。このことは後述する「任意の「-C(-R)=」は「-N=」に置き換わっていてもよい」などの記載で参照される(Rはその都度、Ra、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgなどに定義される)。すなわち、例えば後述する式(2A)中の「-C(-R)=」に関しては例を示すと下記の通りになる。ただしこれに限定されず、記載されている1つの共鳴構造式だけではなく、考えられるそのほかの等価な共鳴構造式にも当然適用される。
「任意の「-C(-R)=」は「-N=」に置き換わっていてもよい」という記載は、特段の断りがない限り、本明細書のすべての構造式に適用される。なお、前記-C(-R)=のRはその都度、その環構造で規定された置換基に読み替えられるものとする。 The statement that "any '-C(-R)=' may be replaced with '-N='" applies to all structural formulas in this specification unless otherwise specified. In addition, the R in the above-mentioned -C(-R)= is to be interpreted as a substituent defined for the ring structure in each case.
なお、本明細書では「~していてもよい」という表現と「~されていないか、または~されている」という2つの表現を用いるが、この両者は同じ意味を持つ表現である。 Note that in this specification, the two expressions "may be" and "is not, or has been" are used, but both have the same meaning.
<1> 下記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物。
Raは水素または置換基であり、a環における「-C(-Ra)=」は「-N=」に置き換わっていないか、または置き換わっており、
B環、C環、D環、E環、F環、およびG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いないか、または置換されており、
Y1、Y2、およびY3は、それぞれ独立して、>B-、>P-、>P(=O)-、>P(=S)-、>Al-、>Ga-、>As-、>C(-R)-、>Si(-R)-、または>Ge(-R)-であり、前記>C(-R)-のR、>Si(-R)-のR、および>Ge(-R)-のRは、それぞれ独立して、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アルキル、または置換もしくは無置換のシクロアルキルであり、
式(1A)中、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>N-R、>O、>S、>C(-R)2、>Si(-R)2、または>Seであり、前記>N-RのR、>C(-R)2のR、および>Si(-R)2のRは、それぞれ独立して、水素、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アルキル、または置換もしくは無置換のシクロアルキルであり、前記>C(-R)2の2つのR同士および>Si(-R)2の2つのR同士の少なくとも1つは、単結合または連結基により結合していていないか、または結合しており、
X1としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびB環の少なくとも1つと結合しており、X2としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびE環の少なくとも1つと結合しており、ただし複数の連結基はそれぞれ同一であるか、または異なっており、
上記式(1A)または式(1B)中、
Lはそれぞれ独立して、単結合または連結基であり、ただしLの少なくとも1つは、置換もしくは無置換のアルキレン、置換もしくは無置換のシクロアルキレン、置換もしくは無置換のアルケニレン、置換もしくは無置換のアルキニレン、置換もしくは無置換のアリーレンまたは置換もしくは無置換のヘテロアリーレンであり、上記式(1A)または式(1B)で表される化合物における、B環、C環、D環、E環、F環、G環、アリール、およびヘテロアリールの少なくとも1つは、少なくとも1つのシクロアルカンで縮合されていないか、または縮合されており、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの水素は置換されていないか、または置換されており、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていないか、または置換されており、
上記式(1A)または式(1B)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いないか、または置換されている。
<1> A polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (1A) or general formula (1B):
R a is hydrogen or a substituent, and "-C(-R a )=" in the a ring is not replaced or is replaced with "-N=";
ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, and ring G are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings is unsubstituted or substituted;
Y 1 , Y 2 , and Y 3 are each independently >B-, >P-, >P(═O)-, >P(═S)-, >Al-, >Ga-, >As-, >C(-R)-, >Si(-R)-, or >Ge(-R)-, and R of >C(-R)-, R of >Si(-R)-, and R of >Ge(-R)- are each independently a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted alkyl, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl;
In formula (1A),
X1 and X2 are each independently >N-R, >O, >S, >C(-R) 2, >Si(-R) 2 , or >Se, R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , and R of the >Si(-R) 2 are each independently hydrogen, or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted alkyl, or substituted or unsubstituted cycloalkyl, and at least one of the two Rs of the >C(-R) 2 and the two Rs of the >Si(-R) 2 are not bonded together or are bonded together by a single bond or a linking group,
R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 1 is bonded to at least one of the ring a and the ring B by a single bond or a linking group, and R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 2 is bonded to at least one of the ring a and the ring E by a single bond or a linking group, with the proviso that each of the multiple linking groups is the same or different;
In the above formula (1A) or (1B),
L's are each independently a single bond or a linking group, with the proviso that at least one of L's is a substituted or unsubstituted alkylene, a substituted or unsubstituted cycloalkylene, a substituted or unsubstituted alkenylene, a substituted or unsubstituted alkynylene, a substituted or unsubstituted arylene, or a substituted or unsubstituted heteroarylene, at least one of ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, ring G, aryl, and heteroaryl in the compound represented by formula (1A) or formula (1B) is not condensed with or is condensed with at least one cycloalkane, at least one hydrogen in the cycloalkane is not substituted or is substituted, and at least one -CH 2 - in the cycloalkane is not substituted or is substituted with -O-,
At least one hydrogen atom in the compound represented by the above formula (1A) or formula (1B) is not substituted or is substituted with deuterium, cyano, or halogen.
<2> 上記式(1A)または式(1B)中、
Raは、水素、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ケニル、置換もしくは無置換のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリールオキシ、置換もしくは無置換のアリールチオ、または置換シリルであり、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
a環における「-C(-Ra)=」は「-N=」に置き換わっていないか、または置き換わっており、
B環、C環、D環、E環、F環、およびG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ケニル、置換もしくは無置換のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリールオキシ、置換もしくは無置換のアリールチオ、または置換シリルで置換されていてもよく、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
Y1、Y2、およびY3は、それぞれ独立して、>B-、>P-、>P(=O)-、>P(=S)-、>Al-、>Ga-、>As-、>C(-R)-、>Si(-R)-、または>Ge(-R)-であり、前記>C(-R)-のR、>Si(-R)-のR、および>Ge(-R)-のRは、それぞれ独立して、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよく、
式(1A)中、
X1およびX2は、それぞれ独立して、>N-R、>O、>S、>C(-R)2、>Si(-R)2、または>Seであり、前記>N-RのR、前記>C(-R)2のR、および前記>Si(-R)2のR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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていていないか、または置換されており、前記>C(-R)2の2つのR同士および>Si(-R)2の2つのR同士は、単結合、または連結基で結合していないか、または結合しており、ただし複数の連結基はそれぞれ同一であるか、または異なっており、
X1としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびB環の少なくとも1つと結合しており、X2としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびE環の少なくとも1つと結合しており、ただし複数の連結基はそれぞれ同一であるか、または異なっており、
上記式(1A)または式(1B)中、
Lは、それぞれ独立して、単結合または連結基であり、ただし、少なくとも1つのLは、置換もしくは無置換のアルキレン、置換もしくは無置換のシクロアルキレン、置換もしくは無置換のアルケニレン、置換もしくは無置換のアルキニレン、置換もしくは無置換のアリーレンおよび置換もしくは無置換のヘテロアリーレンであり、
連結基は、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、-Se-、置換もしくは無置換のシクロアルキレン、置換もしくは無置換のアルキレン、置換もしくは無置換のアルケニレン、置換もしくは無置換のアルキニレン、置換もしくは無置換のアリーレン、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレンであり、前記-N(-R)-のR、前記-C(-R)2-のR、および前記-Si(-R)2-のR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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていていないか、または置換されており、
上記式(1A)または式(1B)で表される化合物における、B環、C環、D環、E環、F環、G環、アリール、およびヘテロアリールの少なくとも1つは、少なくとも1つのシクロアルカンで縮合されていないか、または縮合されており、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの水素は置換されていないか、または置換されており、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていないか、またはされており、
上記式(1A)または式(1B)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いないか、または置換されている、
<1>に記載する多環芳香族化合物。
<2> In the above formula (1A) or formula (1B),
R a is hydrogen, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted diarylamino, substituted or unsubstituted diheteroarylamino, substituted or unsubstituted arylheteroarylamino, substituted or unsubstituted diarylboryl, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkenyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylthio, or substituted silyl, wherein the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, and the two aryls of the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded to each other via a single bond or a linking group;
"-C(-R a )=" in ring a is not replaced or is replaced with "-N=";
ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, and ring G 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 alkenyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, a substituted or unsubstituted aryloxy, a substituted or unsubstituted arylthio, or a substituted silyl, the two aryls in the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the two heteroaryls in the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the aryl and heteroaryl in the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, and the two aryls in the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded to each other via a single bond or a linking group;
Y 1 , Y 2 and Y 3 are each independently >B-, >P-, >P(═O)-, >P(═S)-, >Al-, >Ga-, >As-, >C(—R)-, >Si(—R)- or >Ge(—R)-, wherein R of >C(—R)-, R of >Si(—R)- and R of >Ge(—R)- are each independently aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, and at least one hydrogen atom in these may be substituted by alkyl or cycloalkyl;
In formula (1A),
X1 and X2 are each independently >N-R, >O, >S, >C(-R) 2, >Si(-R) 2 , or >Se, R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , and R of the >Si(-R) 2 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, at least one hydrogen atom of which is not substituted or is substituted by alkyl or cycloalkyl, two R of the >C(-R) 2 and two R of the >Si(-R) 2 are not bonded together or are bonded together by a single bond or a linking group, and the multiple linking groups are the same or different,
R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 1 is bonded to at least one of the ring a and the ring B by a single bond or a linking group, and R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 2 is bonded to at least one of the ring a and the ring E by a single bond or a linking group, with the proviso that each of the multiple linking groups is the same or different;
In the above formula (1A) or (1B),
L's are each independently a single bond or a linking group, with the proviso that at least one L is a substituted or unsubstituted alkylene, a substituted or unsubstituted cycloalkylene, a substituted or unsubstituted alkenylene, a substituted or unsubstituted alkynylene, a substituted or unsubstituted arylene, or a substituted or unsubstituted heteroarylene;
the linking group is -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, -Se-, a substituted or unsubstituted cycloalkylene, a substituted or unsubstituted alkylene, a substituted or unsubstituted alkenylene, a substituted or unsubstituted alkynylene, a substituted or unsubstituted arylene, or a substituted or unsubstituted heteroarylene, R of -N(-R)-, R of -C(-R) 2 -, and R of -Si(-R) 2 - are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, and at least one hydrogen atom in these is not substituted or is substituted by alkyl or cycloalkyl;
In the compound represented by the above formula (1A) or (1B), at least one of ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, ring G, aryl, and heteroaryl is not condensed with or is condensed with at least one cycloalkane, at least one hydrogen in the cycloalkane is not substituted or is substituted, and at least one -CH 2 - in the cycloalkane is not substituted or is substituted with -O-,
At least one hydrogen atom in the compound represented by the above formula (1A) or formula (1B) is not substituted or is substituted with deuterium, cyano, or halogen.
The polycyclic aromatic compound according to <1>.
<3> 下記一般式(2A)または下記一般式(2B)で表される、<1>に記載の多環芳香族化合物。
Raは、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、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルであり、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いないか、または置換されており、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
a環における「-C(-Ra)=」は「-N=」に置き換わっていてもよく、
Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRg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、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルであり、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いないか、または置換されており、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ないか、または置換されており、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
また、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRgのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれb環、c環、d環、e環、f環、およびg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、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルで置換されていないか、または置換されており、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ないか、または置換されており、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
b環、c環、d環、e環、f環、およびg環における、任意の「-C(-R)=」(ここでRは、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgである)は「-N=」に置き換わっていないか、または置き換わっており、任意の「-C(-R)=C(-R)-」(ここでRは、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgである)は、「-N(-R)-」、「-O-」、「-S-」、「-C(-R)2-」、「-Si(-R)2-」、または「-Se-」に置き換わっていないか、または置き換わっており、前記「-N(-R)-」のR、「-C(-R)2-」のR、および「-Si(-R)2-」のRは、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていないか、または置換されており、前記「-C(-R)2-」の2つのR同士および「-Si(-R)2-」の2つのRは、単結合または連結基で結合していてもよく、
Lは、それぞれ独立して、単結合または連結基であり、ただし、少なくとも1つのLは、アルキレン、シクロアルキレン、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンヘテロアリーレンであり、前記シクロアルキレン、前記アルケニレン、前記アルキニレン、前記アリーレン、および前記ヘテロアリーレンの少なくとも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、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルで置換されていないか、または置換されており、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いないか、または置換されており、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ないか、または置換されており、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
連結基は、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、-Se-、シクロアルキレン、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、ヘテロアリーレンであり、前記-N(-R)-のR、前記-C(-R)2-のR、および前記-Si(-R)2-のR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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていていないか、または置換されており、前記シクロアルキレン、前記アルキレン、前記アルケニレン、前記アルキニレン、前記アリーレン、および前記ヘテロアリーレンの少なくとも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、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルで置換されていないか、または置換されており、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いないか、または置換されており、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ないか、または置換されており、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、または単結合または連結基を介して結合しており、
Y1、Y2、およびY3は、それぞれ独立して、>B-、>P-、>P(=O)-、>P(=S)-、>Al-、>Ga-、>As-、>C(-R)-、>Si(-R)-、または>Ge(-R)-であり、前記>C(-R)-のR、>Si(-R)-のR、および>Ge(-R)-のRは、それぞれ独立して、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルもしくはシクロアルキルで置換されていてもよく、
式(2A)中
X1およびX2は、それぞれ独立して、>N-R、>O、>S、>C(-R)2、>Si(-R)2、または>Seであり、前記>N-RのR、>C(-R)2のR、および>Si(-R)2のR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、これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていていないか、または置換されており、前記>C(-R)2の2つのR同士および>Si(-R)2の2つのR同士は、単結合、連結基で結合していないか、または結合しており、ただし複数の前記連結基は異なっているか、または同一であり、
X1としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびb環の少なくとも1つと結合しており、X2としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびe環の少なくとも1つと結合しており、複数の前記連結基は異なっているか、または同一であり、
上記式(2A)または式(2B)で表される化合物における、前記b環、前記c環、前記d環、前記e環、前記f環、前記g環、前記形成された環、前記アリール、および前記ヘテロアリールの少なくとも1つは、炭素数3~24の少なくとも1つのシクロアルカンで縮合されていないか、または縮合されており、当該シクロアルカン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いないか、または置換されており、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていないか、または置換されており、
上記式(2A)または式(2B)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ないか、または置換されている。
<3> The polycyclic aromatic compound according to <1>, represented by the following general formula (2A) or the following general formula (2B):
R a is hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl, in which at least one hydrogen is unsubstituted or substituted with aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl; the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group; the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group; the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group; the two aryls of the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group;
"-C(-R a )=" in ring a may be replaced with "-N=";
Rb , Rc , Rd , Re , Rf , and R g 's are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl, in which at least one hydrogen is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, and in which at least one hydrogen is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the two aryls of the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group;
Adjacent groups among R b , R c , R d , R e , R f and R g may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the b ring, the c ring, the d ring, the e ring, the f ring and the g ring, respectively, and at least one hydrogen atom in the formed ring is not substituted or is substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, a diarylboryl, an alkyl, a cycloalkyl, an alkenyl, an alkoxy, an aryloxy, an arylthio, a triarylsilyl, a trialkylsilyl, a tricycloalkylsilyl, a dialkylcycloalkylsilyl or an alkyldicycloalkylsilyl, at least one hydrogen atom in each of these is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl; the two aryls in the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group; the two heteroaryls in the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group; the aryl and heteroaryl in the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group; the two aryls in the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded to each other via a single bond or a linking group;
In rings b, c, d, e, f and g, any "-C(-R)=" (wherein R is R b , R c , R d , R e , R f or R g ) is not replaced or is replaced with "-N=", any "-C(-R)=C(-R)-" (wherein R is R b , R c , R d , R e , R f or R g ) is not replaced or is replaced with "-N(-R)-", "-O-", "-S-", "-C(-R) 2 -", "-Si(-R) 2 -" or "-Se-", and R of "-N(-R)- " , R of "-C(-R) 2 -" and "-Si(-R) 2 -" are not replaced or are replaced with "-N(-R)-", "-O-", "-S-", "-C(-R) 2 -", "-Si(-R) 2 -" or "-Se-". R in "-" is hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, and at least one hydrogen in these is unsubstituted or substituted with alkyl or cycloalkyl, and the two R in "-C(-R) 2 -" and the two R in "-Si(-R) 2 -" may be bonded to each other via a single bond or a linking group;
L is each independently a single bond or a linking group, provided that at least one L is alkylene, cycloalkylene, alkylene, alkenylene, alkynylene, aryleneheteroarylene, and at least one hydrogen atom of the cycloalkylene, the alkenylene, the alkynylene, the arylene, and the heteroarylene is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl, and at least one hydrogen atom in each of the above is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, at least one hydrogen atom in each of the above is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, the two aryls in the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the two heteroaryls in the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the aryl and heteroaryl in the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the two aryls in the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group;
The linking group is -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, -Se-, cycloalkylene, alkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, or heteroarylene, and R of -N(-R)-, R of -C(-R) 2 -, and -Si(-R) 2 R in - is each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, in which at least one hydrogen is not substituted or is substituted with alkyl or cycloalkyl, and at least one hydrogen of the cycloalkylene, the alkylene, the alkenylene, the alkynylene, the arylene, and the heteroarylene is not substituted or is substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl. wherein at least one hydrogen atom is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, wherein at least one hydrogen atom is unsubstituted or substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, wherein the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, wherein the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, wherein the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, wherein the two aryls of the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group,
Y 1 , Y 2 and Y 3 are each independently >B-, >P-, >P(═O)-, >P(═S)-, >Al-, >Ga-, >As-, >C(—R)-, >Si(—R)- or >Ge(—R)-, R of >C(—R)-, R of >Si(—R)- and R of >Ge(—R)- are each independently aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl, at least one hydrogen of which may be substituted by alkyl or cycloalkyl;
In formula (2A), X1 and X2 are each independently >N-R, >O, >S, >C(-R) 2, >Si(-R) 2 , or >Se, R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , and R of the >Si(-R) 2 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl, at least one hydrogen atom of which is not substituted or is substituted by alkyl or cycloalkyl, two R of the >C(-R) 2 and two R of the >Si(-R) 2 are not bonded together by a single bond or a linking group or are bonded together, and a plurality of the linking groups are different or the same,
R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 1 is bonded to at least one of the ring a and the ring b by a single bond or a linking group, and R of the >N-R, R of the >C(-R) 2 , or R of the >Si(-R) 2 as X 2 is bonded to at least one of the ring a and the ring e by a single bond or a linking group, and a plurality of the linking groups are different or the same;
In the compound represented by the above formula (2A) or (2B), at least one of the ring b, the ring c, the ring d, the ring e, the ring f, the ring g, the formed ring, the aryl, and the heteroaryl is not condensed with or is condensed with at least one cycloalkane having 3 to 24 carbon atoms, at least one hydrogen atom in the cycloalkane is not substituted with or is substituted with 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, and at least one -CH 2 - in the cycloalkane is not substituted with or is substituted with -O-,
At least one hydrogen atom in the compound represented by the above formula (2A) or formula (2B) is not substituted or is substituted with deuterium, cyano, or halogen.
<4> 下記構造式のいずれかで表される、<1>~<3>のいずれかに記載の多環芳香族化合物。
各式中、
R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、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、炭素数1~5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、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジアリールボリルの2つのアリールは互いに結合していないか、単結合または連結基を介して結合しており
oはそれぞれ独立して1~3の整数であり、
pはそれぞれ独立して1~4の整数であり、
qはそれぞれ独立して1~5の整数であり、
上記各式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い。
<4> The polycyclic aromatic compound according to any one of <1> to <3>, which is represented by any one of the following structural formulas:
In each formula,
R's are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 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, in which at least one hydrogen atom may be substituted with an alkyl having 1 to 5 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, and the two aryls of the diarylboryl are not bonded to each other or are bonded to each other via a single bond or a linking group, and each o is independently an integer of 1 to 3,
Each p is independently an integer from 1 to 4;
Each q is independently an integer from 1 to 5;
At least one hydrogen in the compounds represented by the above formulas may be substituted with deuterium, cyano, or halogen.
<5> 下記構造式のいずれかで表される、<1>に記載の多環芳香族化合物。
<6> <1>~<5>のいずれかに記載する多環芳香族化合物に反応性置換基が置換した、反応性化合物。 <6> A reactive compound in which a polycyclic aromatic compound described in any one of <1> to <5> is substituted with a reactive substituent.
<7> <6>に記載する反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、または、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体。 <7> A polymer compound obtained by polymerizing the reactive compound described in <6> as a monomer, or a polymer crosslinked body obtained by further crosslinking the polymer compound.
<8> 主鎖型高分子に<6>に記載する反応性化合物を置換させたペンダント型高分子化合物、または、当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体。 <8> A pendant polymer compound in which the reactive compound described in <6> is substituted on a main chain polymer, or a pendant polymer crosslinked body in which the pendant polymer compound is further crosslinked.
<9> <1>~<5>のいずれかに記載する多環芳香族化合物を含有する、有機デバイス用材料。 <9> A material for organic devices, containing a polycyclic aromatic compound according to any one of <1> to <5>.
<10> <6>に記載する反応性化合物を含有する、有機デバイス用材料。 <10> A material for organic devices containing the reactive compound described in <6>.
<11> <7>に記載する高分子化合物または高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。 <11> A material for organic devices containing the polymer compound or crosslinked polymer described in <7>.
<12> <8>に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体を含有する、有機デバイス用材料。 <12> A material for organic devices containing the pendant polymer compound or pendant polymer crosslinker described in <8>.
<13> 前記有機デバイス用材料が、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料である、<9>~<12>のいずれかに記載する有機デバイス用材料。 <13> The material for an organic device according to any one of <9> to <12>, wherein the material for an organic device is a material for an organic electroluminescent element, a material for an organic field effect transistor, or a material for an organic thin-film solar cell.
<14> 前記有機電界発光素子用材料が発光層用材料である、<13>に記載する有機デバイス用材料。 <14> The material for an organic device according to <13>, wherein the material for an organic electroluminescent element is a material for a light-emitting layer.
<15> <1>~<5>のいずれかに記載する多環芳香族化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。 <15> An ink composition comprising the polycyclic aromatic compound described in any one of <1> to <5> and an organic solvent.
<16> <6>に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。 <16> An ink composition comprising the reactive compound described in <6> and an organic solvent.
<17> 主鎖型高分子と、<6>に記載する反応性化合物と、有機溶媒とを含む、インク組成物。 <17> An ink composition comprising a main chain polymer, the reactive compound described in <6>, and an organic solvent.
<18> <7>に記載する高分子化合物または高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。 <18> An ink composition comprising the polymer compound or crosslinked polymer described in <7> and an organic solvent.
<19> <8>に記載するペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体と、有機溶媒とを含む、インク組成物。 <19> An ink composition comprising the pendant polymer compound or the pendant polymer crosslinker described in <8> and an organic solvent.
<20> 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、<1>~<5>のいずれかに記載する多環芳香族化合物、<6>に記載する反応性化合物、<7>に記載する高分子化合物もしくは高分子架橋体、または、<8>に記載するペンダント型高分子化合物もしくはペンダント型高分子架橋体を含有する有機層とを有する、有機電界発光素子。 <20> An organic electroluminescence device having a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and an organic layer disposed between the pair of electrodes and containing a polycyclic aromatic compound described in any one of <1> to <5>, a reactive compound described in <6>, a polymer compound or crosslinked polymer described in <7>, or a pendant polymer compound or pendant polymer crosslinked polymer described in <8>.
<21> 前記有機層が発光層である、<20>に記載する有機電界発光素子。 <21> The organic electroluminescent element according to <20>, wherein the organic layer is a light-emitting layer.
<22> 前記発光層が、ホストと、ドーパントとしての前記多環芳香族化合物、反応性化合物、高分子化合物、高分子架橋体、ペンダント型高分子化合物またはペンダント型高分子架橋体とを含む、<21>に記載する有機電界発光素子。 <22> The organic electroluminescent device according to <21>, wherein the light-emitting layer contains a host and the polycyclic aromatic compound, reactive compound, polymer compound, crosslinked polymer, pendant polymer compound, or pendant polymer crosslinked polymer as a dopant.
<23> 前記発光層はさらに、下記一般式(H1)で表される化合物、下記一般式(H2)で表される化合物、下記一般式(H3)で表される化合物、下記一般式(H4)で表される構造を含む化合物、下記一般式(H5)で表される化合物、下記一般式(H6)で表される化合物、および、TADF材料からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、<22>に記載する有機電界発光素子。
上記一般式(H2)中、L2およびL3は、それぞれ独立して、炭素数6~30のアリールまたは炭素数2~30のヘテロアリールであり、
上記一般式(H3)中、MUはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の2つの水素原子を除いて表される2価の基、ECはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の1つの水素原子を除いて表される1価の基であり、MU中の2つの水素がECまたはMUと置換され、kは2~50000の整数であり、
上記一般式(H4)中、Gはそれぞれ独立して=C(-H)-または=N-であり、前記=C(-H)-中のHは置換基または他の式(H4)で表される構造で置換されていてもよく、
上記一般式(H5)中、
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、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、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、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、
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、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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、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、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、
a環、b環、およびc環における、任意の「-C(-R)=」(ここでRはR1~R11である)は「-N=」に置き換わっていてもよく、
上記一般式(H6)中、
R1~R16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、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキルであり、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、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、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、
R1~R16のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環、c環またはd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、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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、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、前記ジアリールアミノの2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、前記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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合しており、そして、
上記各式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、炭素数1~6のアルキル、炭素数3~14のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
<23> The organic electroluminescent device according to <22>, in which the light-emitting layer further contains at least one selected from the group consisting of a compound represented by the following general formula (H1), a compound represented by the following general formula (H2), a compound represented by the following general formula (H3), a compound having a structure represented by the following general formula (H4), a compound represented by the following general formula (H5), a compound represented by the following general formula (H6), and a TADF material:
In the above general formula (H2), L 2 and L 3 each independently represent an aryl having 6 to 30 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms;
In the above general formula (H3), each MU is independently a divalent group represented by removing any two hydrogen atoms from an aromatic compound, each EC is independently a monovalent group represented by removing any one hydrogen atom from an aromatic compound, two hydrogen atoms in MU are replaced by EC or MU, and k is an integer of 2 to 50,000,
In the above general formula (H4), each G is independently =C(-H)- or =N-, and H in the =C(-H)- may be substituted with a substituent or a structure represented by another formula (H4),
In the above general formula (H5),
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl or cycloalkyl, at least one hydrogen of which may be further substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl or cycloalkyl, the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group,
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 a ring, the b ring or the c ring, at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, an alkyl or a cycloalkyl, at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, an alkyl or a cycloalkyl, the two aryls in the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the two heteroaryls in the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the aryl and heteroaryl in the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group,
Any "-C(-R)=" (wherein R is R 1 to R 11 ) in the a, b and c rings may be replaced with "-N=";
In the above general formula (H6),
R 1 to R 16 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl or cycloalkyl, at least one hydrogen of which may be further substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl or cycloalkyl, the two aryls of the diarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group, the aryl and heteroaryl of the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group,
adjacent groups among R 1 to R 16 may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the a ring, the b ring, the c ring or the d ring, at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, an alkyl or a cycloalkyl, at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, an alkyl or a cycloalkyl, the two aryls in the diarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the two heteroaryls in the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, the aryl and heteroaryl in the arylheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded to each other via a linking group, and
At least one hydrogen atom in the compound or structure represented by each of the above formulas may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cyano, halogen or deuterium.
<24> <20>~<23>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。 <24> A display device or lighting device equipped with an organic electroluminescent element according to any one of <20> to <23>.
本発明の好ましい態様によれば、新規な多環芳香族化合物を例えばドーパント材料として用いた有機EL素子を作製することで、発光スペクトルの半値幅が狭く色純度が優れた有機EL素子、さらに量子効率や素子寿命が優れた有機EL素子を提供することができる。また、本発明の新規な多環芳香族化合物は剛直な構造を有しているという点からも、発光スペクトルがよりシャープであり、発光スペクトルの半値幅が狭く、高い色純度の発光を与える化合物が多い。 According to a preferred embodiment of the present invention, by producing an organic EL element using a novel polycyclic aromatic compound, for example as a dopant material, it is possible to provide an organic EL element having a narrow half-width of the emission spectrum and excellent color purity, as well as an organic EL element having excellent quantum efficiency and device life. In addition, since the novel polycyclic aromatic compound of the present invention has a rigid structure, many of the compounds have a sharper emission spectrum, a narrow half-width of the emission spectrum, and emit light with high color purity.
具体的には、本発明者らは、芳香族環をホウ素、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)と高い三重項エネルギー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。 Specifically, the inventors have found that polycyclic aromatic compounds in which aromatic rings are linked by heteroelements such as boron, phosphorus, oxygen, nitrogen, and sulfur have a large HOMO-LUMO gap (band gap Eg in thin films) and high triplet energy. This is thought to be because the six-membered rings containing heteroelements have low aromaticity, which suppresses the decrease in the HOMO-LUMO gap associated with the expansion of the conjugated system, and because electronic perturbation of the heteroelements causes localization of the triplet excited states SOMO1 and SOMO2.
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は、三重項励起状態と一重項励起状態のエネルギー差が小さく、さらに、スピン-軌道相互作用を大きく、熱活性型遅延蛍光を示すので、有機EL素子の蛍光材料としても有用である。また、高い三重項エネルギーを有する材料は、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。さらに、これらの多環芳香族化合物は、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。 The heteroelement-containing polycyclic aromatic compounds according to the present invention have a small energy difference between the triplet excited state and the singlet excited state, and further have a large spin-orbit interaction and exhibit thermally activated delayed fluorescence, making them useful as fluorescent materials for organic EL devices. Materials with high triplet energy are also useful as electron transport layers and hole transport layers for phosphorescent organic EL devices and organic EL devices that utilize thermally activated delayed fluorescence. Furthermore, the HOMO and LUMO energies of these polycyclic aromatic compounds can be freely moved by introducing substituents, making it possible to optimize the ionization potential and electron affinity according to the surrounding materials.
<本発明の多環芳香族化合物>
<化合物の全体構造の説明>
本発明は、下記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物であり、好ましくは、下記一般式(2A)または一般式(2B)で表される多環芳香族化合物である。なお、上記各式において円内の「B」~「G」は円で示される環構造を示す符号であり、6員芳香族環内の「a」~「g」はベンゼン環や場合によってはそれが変化した環(6員または5員の複素芳香族環など)であり、その他の符号は上述する定義と同じである。さらに、この段落以降で示すすべての構造式中の符号の定義も上述した定義と同じである。
<Explanation of the overall structure of the compound>
The present invention relates to a polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (1A) or general formula (1B), and preferably to a polycyclic aromatic compound represented by the following general formula (2A) or general formula (2B). In each of the above formulas, "B" to "G" in a circle are symbols indicating the ring structure represented by the circle, "a" to "g" in the 6-membered aromatic ring are benzene rings or rings modified therefrom in some cases (such as 6- or 5-membered heteroaromatic rings), and the other symbols are the same as defined above. Furthermore, the symbols in all structural formulas shown in this paragraph and subsequent paragraphs are also defined as above.
本発明の化合物は、分子内にLとしての連結基Q、またはX1またはX2におけるRとの連結として連結基Qを有し、少なくとも1つの連結基Qが、アルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレンであることを特徴とする。連結基Qの少なくとも1つの水素は置換していていないか、または置換している。 The compound of the present invention is characterized in that it has a linking group Q as L in the molecule, or a linking group Q as a link to R in X1 or X2 , and at least one linking group Q is alkylene, cycloalkylene, alkenylene, alkynylene, arylene or heteroarylene. At least one hydrogen of the linking group Q is unsubstituted or substituted.
連結基Qは、それぞれ独立して、単結合および連結基Qから選ばれるLとして形成される場合と、X1またはX2におけるRとの連結基Qである場合、またそのほかの連結基として参照される場合がある。例えば、詳細は後述するが、連結基Qは、式(1A)では、例えばC環およびD環を連結するLであり、その他、X1またはX2が>N-Rの場合のRがそれぞれB環またはE環と連結した場合に連結基として形成される。式(2A)では、例えばc環およびd環を連結するLとしてであり、その他、X1またはX2が>N-Rの場合のRが、それぞれb環またはe環を連結する連結基である。式(1B)でも、同様にして、C環およびD環を連結するLとして形成され、その他、G環およびB環を連結するLであり、またF環およびE環を連結するLである。また、式(2B)でも、同様にして、例えばc環およびd環を連結するLであり、その他、g環およびb環を連結する連結基であり、またf環およびe環を連結するLである。 The linking group Q may be independently formed as L selected from a single bond and a linking group Q, or may be a linking group Q with R in X1 or X2 , or may be referred to as other linking groups. For example, as will be described in detail later, the linking group Q is, for example, L linking ring C and ring D in formula (1A), and is formed as a linking group when R is linked to ring B or ring E when X1 or X2 is >N-R. In formula (2A), for example, L linking ring c and ring d, and is a linking group when R is linked to ring b or ring e when X1 or X2 is >N-R. In formula (1B), similarly, it is formed as L linking ring C and ring D, and is also L linking ring G and ring B, and is also L linking ring F and ring E. Similarly, in formula (2B), for example, L connects ring c and ring d, and also L is a linking group connecting ring g and ring b, and also L connects ring f and ring e.
<環構造およびその置換基の説明>
Raは水素または置換基である。この置換基としては、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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、置換また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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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により結合していていないか、または結合している)、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、置換もしくは無置換のアルケニル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換もしくは無置換のアリールチオ、または置換シリルが好ましい。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挙げられる。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
<Explanation of Ring Structure and Its Substituents>
R a is hydrogen or a substituent. The substituents include substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted diarylamino (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), substituted or unsubstituted diheteroarylamino (two heteroaryls of diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (aryl and heteroaryl are not bonded to each other or are bonded via a linking group), substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkenyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylthio, or substituted silyl. Examples of the substituents when these groups have a substituent include aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl. Details of the substituents listed here will be described below.
B環、C環、D環、E環、F環、およびG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ないか、または置換されている。この置換基としては、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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、置換また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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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ないか、または結合している)、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、置換もしくは無置換のアルケニル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換もしくは無置換のアリールチオ、または置換シリルが好ましい。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挙げられる。なお、ここで列挙した環や置換基の詳細についてはまとめて後述する。 Ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, and ring G are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings is not substituted or is substituted with a substituent. As the substituent, a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), a substituted or unsubstituted diheteroarylamino (two heteroaryls of diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (aryls and heteroaryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), a substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkenyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, a substituted or unsubstituted aryloxy, a substituted or unsubstituted arylthio, or a substituted silyl is preferable. When these groups have a substituent, the substituent can be aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl. Details of the rings and substituents listed here will be described later.
Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRg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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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により結合していないか、または結合している)、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルであり、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。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。 R b , R c , R d , R e , R f , and R g are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), diheteroarylamino (two heteroaryls of diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), arylheteroarylamino (aryl and heteroaryl are not bonded to each other or are bonded via a linking group), diarylboryl (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl, and at least one hydrogen atom in these may be substituted with aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl. Details of the substituents listed here will be described below.
式(1A)および式(1B)におけるアリール環またはヘテロアリール環(すなわち、B環~G環)は、各式中に含まれる縮合二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 aryl or heteroaryl ring in formula (1A) and formula (1B) (i.e., rings B to G) preferably has a 5- or 6-membered ring that shares a bond with the fused bicyclic structure contained in each formula.
ここで、「縮合二環構造」とは、式(1A)では、Y1、X1、およびN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(式中の左側の第1の縮合二環構造)と、Y2、X2、およびN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(式中の右側の第2の縮合二環構造)を意味する。また、同様にして、式(1B)では、Y1および2つのN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(式中の左側の第1の縮合二環構造)と、Y2および2つのN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(式中の右側の第2の縮合二環構造)と、Y3および2つのN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(式中の下側の第3の縮合二環構造)を意味する。なお、式(2A)および式(2B)では図示していないが、同様の箇所に縮合二環構造が存在する。 Here, the "fused bicyclic structure" means, in formula (1A), a structure in which two saturated hydrocarbon rings comprising Y 1 , X 1 , and N are fused (the first fused bicyclic structure on the left side of the formula), and a structure in which two saturated hydrocarbon rings comprising Y 2 , X 2 , and N are fused (the second fused bicyclic structure on the right side of the formula). Similarly, in formula (1B), a structure in which two saturated hydrocarbon rings comprising Y 1 and two N are fused (the first fused bicyclic structure on the left side of the formula), a structure in which two saturated hydrocarbon rings comprising Y 2 and two N are fused (the second fused bicyclic structure on the right side of the formula), and a structure in which two saturated hydrocarbon rings comprising Y 3 and two N are fused (the third fused bicyclic structure on the lower side of the formula). Although not shown in formula (2A) and formula (2B), fused bicyclic structures are present at similar positions.
また、「縮合二環構造と結合を共有する6員環」とは、例えば式(2A)または式(2B)で示すように、縮合二環構造に縮合したb環(ベンゼン環(6員環))を意味する。また、「(B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B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B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(B環である)アリール環またはヘテロアリール環」とは、B環の全部または一部を構成する6員環が、縮合二環構造に縮合していることを意味する。「C環(c環)」、「D環(d環)」、「E環(e環)」、「F環(f環)」、「G環(g環)」についても同様の説明が当てはまり、また「5員環」についても同様の説明が当てはまる。 In addition, the term "six-membered ring sharing a bond with a fused bicyclic structure" means ring b (a benzene ring (six-membered ring)) fused to a fused bicyclic structure, for example, as shown in formula (2A) or formula (2B). In addition, "an aryl ring or heteroaryl ring (which is ring B) has this six-membered ring" means that ring B is formed by this six-membered ring alone, or that ring B is formed by further condensing this six-membered ring to this six-membered ring so as to include this six-membered ring. In other words, the term "aryl ring or heteroaryl ring (which is ring B) having a six-membered ring" means that the six-membered ring constituting all or part of ring B is fused to a fused bicyclic structure. The same explanation applies to "ring C (ring c)", "ring D (ring d)", "ring E (ring e)", "ring F (ring f)", and "ring G (ring g)", and also to "five-membered ring".
式(1A)におけるB環、C環、D環、およびE環は、それぞれ、式(2A)におけるb環とその置換基Rb、c環とその置換基Rc、d環とその置換基Rd、およびe環とその置換基Reに対応する。すなわち、式(2A)は、式(1A)のB環~E環として「6員環を有するB環~E環」が選択された構造に対応する。6員環を「有する」というのは、後述するように、例えば6員環であるb環に対して、その4つの置換基Rbのうちの隣接する基同士が結合して環を形成して、6員環であるb環にさらに他の環が縮合したものがB環に対応する場合があるからである。このような意味で、式(1A)の各環を大文字のB~Eで表したのに対して、式(2A)の各環を小文字のb~eで表した。 The rings B, C, D, and E in formula (1A) correspond to the ring b and its substituent R b , the ring c and its substituent R c , the ring d and its substituent R d , and the ring e and its substituent R e in formula (2A), respectively. That is, formula (2A) corresponds to a structure in which "rings B to E having 6-membered rings" are selected as rings B to E in formula (1A). The reason for "having" a 6-membered ring is that, as described later, for example, adjacent groups among the four substituents R b for the 6-membered ring b are bonded to form a ring, and the ring b is further condensed with another ring, which corresponds to ring B. In this sense, while the rings in formula (1A) are represented by capital letters B to E, the rings in formula (2A) are represented by lowercase letters b to e.
式(1B)におけるB環、C環、D環、E環、F環、およびG環は、それぞれ、式(2B)におけるb環とその置換基Rb、c環とその置換基Rc、d環とその置換基Rd、e環とその置換基Re、f環とその置換基Rf、およびg環とその置換基Rgに対応する。すなわち、式(2B)は、式(1B)のB環~G環として「6員環を有するB環~G環」が選択された構造に対応する。6員環を「有する」というのは、後述するように、例えば6員環であるb環に対して、その4つの置換基Rbのうちの隣接する基同士が結合して環を形成して、6員環であるb環にさらに他の環が縮合したものがB環に対応する場合があるからである。このような意味で、式(1B)の各環を大文字のB~Gで表したのに対して、式(2B)の各環を小文字のb~gで表した。 The rings B, C, D, E, F, and G in formula (1B) correspond to the ring b and its substituent R b , the ring c and its substituent R c , the ring d and its substituent R d , the ring e and its substituent R e , the ring f and its substituent R f , and the ring g and its substituent R g in formula (2B), respectively. That is, formula (2B) corresponds to a structure in which "rings B to G having 6-membered rings" are selected as rings B to G in formula (1B). The reason for "having" a 6-membered ring is that, as described later, adjacent groups among the four substituents R b are bonded to form a ring for the 6-membered ring b, and the ring B is further condensed to the 6-membered ring b. In this sense, while the rings in formula (1B) are represented by capital letters B to G, the rings in formula (2B) are represented by lowercase letters b to g.
<置換基同士の結合による環構造の変化の説明>
b環、c環、d環、e環、f環、およびg環のそれぞれの置換基Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRgのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれb環、c環、d環、e環、f環、およびg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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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により結合していないか、結合している)、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリル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。なお、ここで列挙した環や置換基の詳細についてはまとめて後述する。
<Explanation of changes in ring structure due to bonding between substituents>
The substituents R b , R c , R d , R e , R f , and R Adjacent groups in g may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with ring b, ring c, ring d, ring e, ring f, and ring g, respectively, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino (two aryls are not bonded to each other or bonded via a linking group), diheteroarylamino (two heteroaryls in diheteroarylamino are not bonded to each other or bonded via a linking group), arylheteroarylamino (aryl and heteroaryl are not bonded to each other or bonded via a linking group), diarylboryl (two aryls are not bonded to each other or bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl, and at least one hydrogen atom in these may be substituted with aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl. Details of the rings and substituents listed here will be described below.
したがって、式(2A)または式(2B)の多環芳香族化合物は、b環~g環における置換基の相互の結合形態によって、例えば、下記式(2A-fr)および式(2B-fr)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。下記式中のB’環およびC’環は、式(1A)および式(1B)におけるそれぞれB環およびC環に対応する。なお、d環~g環も同様に変化し得る。
上記式(2A-fr)および式(2B-fr)中のB’環およびC’環は、式(2A)および式(2B)で説明すれば、複数の置換基RbおよびRcのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれ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(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)。また、上記式から分かるように、例えば、b環のRbとc環のRc、すなわち異なる環における置換基同士は「隣接する基同士」には該当せず、基本的に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。 The rings B' and C' in the above formula (2A-fr) and formula (2B-fr) are, when explained in formula (2A) and formula (2B), aryl or heteroaryl rings formed together with the rings b and c by bonding adjacent groups among the multiple substituents R b and R c (they can also be said to be fused rings formed by condensing another ring structure to the ring b or ring c). Also, as can be seen from the above formula, for example, R b of the ring b and R c of the ring c, i.e., substituents in different rings, do not fall under "adjacent groups" and are not basically bonded to each other. In other words, "adjacent groups" means groups adjacent on the same ring.
上記式(2A-fr)および式(2B-fr)は、b環またはc環であるベンゼン環に対して、例えば、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などが縮合して形成されたB’環またはC’環を有し、形成された縮合環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などである。 The above formula (2A-fr) and formula (2B-fr) have a ring B' or C' formed by condensing, for example, a benzene ring, an indole ring, a pyrrole ring, a benzofuran ring, or a benzothiophene ring to a ring b or ring c of the benzene ring, and the condensed ring B' or condensed ring C' formed is, for example, a naphthalene ring, a carbazole ring, an indole ring, a dibenzofuran ring, or a dibenzothiophene ring, respectively.
式(2A-fr)および式(2B-fr)のより具体的な例を以下に示す。
上記式(2A-fr-ex)および式(2B-fr-ex)は、それぞれ式(2A-fr)および式(2B-fr)の具体例であり、式(2A)および式(2B)のb環における隣接する2つのRbが結合して、b環(ベンゼン環)と共に、B’で示すアリール環(ナフタレン環)が形成され、c環における隣接する2つのRcが結合して、b環(ベンゼン環)と共に、C’で示すアリール環(ジベンゾフラン環)が形成された例である。形成されたアリール環は上述した縮合二環構造と結合を共有する6員環(ベンゼン環bまたはc)を有している。アリール環B’およびC’(式(1A)および式(1B)のB環およびC環)への任意の置換基は、RbおよびRcの他にn個のRでも示しており、nの上限は置換可能な最大数である。なお、これらの説明は上述した具体例以外のあらゆる形態、例えばd環~g環が変化した場合や他のアリール環やヘテロアリール環が形成された場合にも同様に適用できる。 The above formulae (2A-fr-ex) and (2B-fr-ex) are specific examples of formulae (2A-fr) and (2B-fr), respectively, in which two adjacent R b in the ring b of formulae (2A) and (2B) are bonded to form an aryl ring (naphthalene ring) represented by B' together with the ring b (benzene ring), and two adjacent R c in the ring c are bonded to form an aryl ring (dibenzofuran ring) represented by C' together with the ring b (benzene ring). The formed aryl ring has a six-membered ring (benzene ring b or c) that shares a bond with the above-mentioned fused two-ring structure. The optional substituents on the aryl rings B' and C' (rings B and C of formulae (1A) and (1B)) are represented by n Rs in addition to R b and R c , and the upper limit of n is the maximum number that can be substituted. These explanations can be similarly applied to any form other than the specific examples described above, for example, when rings d to g are changed or when other aryl rings or heteroaryl rings are formed.
<化合物中の中心元素Y1~Y3の説明>
Y1、Y2、およびY3は、それぞれ独立して、>B-、>P-、>P(=O)-、>P(=S)-、>Al-、>Ga-、>As-、>C(-R)-、>Si(-R)-、または>Ge(-R)-であり、前記>C(-R)-のR、>Si(-R)-のR、および>Ge(-R)-のRは、それぞれ独立して、置換されてもよいアリール、置換されてもよいヘテロアリール、置換されてもよいアルキル、または置換されてもよいシクロアルキルである。Y1、Y2、およびY3としては、>B-、>P-、>P(=O)-、または>P(=S)-が好ましく、>B-がより好ましい。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
<Explanation of central elements Y 1 to Y 3 in the compound>
Y 1 , Y 2 , and Y 3 are each independently >B-, >P-, >P(═O)-, >P(═S)-, >Al-, >Ga-, >As-, >C(-R)-, >Si(-R)-, or >Ge(-R)-, and the R of >C(-R)-, the R of >Si(-R)-, and the R of >Ge(-R)- are each independently an aryl which may be substituted, a heteroaryl which may be substituted, an alkyl which may be substituted, or a cycloalkyl which may be substituted. Y 1 , Y 2 , and Y 3 are preferably >B-, >P-, >P(═O)-, or >P(═S)-, and more preferably >B-. Details of the substituents listed here will be described below.
<環同士の連結基Lによる環構造の変化の説明>
式(1A)および式(1B)におけるC環およびD環は、Lにより結合している。また、式(1B)におけるG環およびB環ならびにF環およびE環も、それぞれ独立してLにより結合している。Lを介したC環およびD環の結合をCLD結合、G環およびB環の結合をGLB結合、Lを介したF環およびE環の結合をFLE結合ともいう。
<Explanation of Change in Ring Structure Due to Linking Group L Between Rings>
The rings C and D in formula (1A) and formula (1B) are bonded via L. The rings G and B, and the rings F and E in formula (1B) are also each independently bonded via L. The bond between the rings C and D via L is also called a CLD bond, the bond between the rings G and B via GLB bond, and the bond between the rings F and E via L via FLE bond.
<連結基の説明>
連結基は2つの炭素原子を連結する、原子、または官能基である。好ましくは連結基Qがあげられる。
連結基Qは、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、-Se-、置換もしくは無置換のシクロアルキレン、置換もしくは無置換のアルキレン、置換もしくは無置換のアルケニレン、置換もしくは無置換のアルキニレン、置換もしくは無置換のアリーレン、または置換もしくは無置換のヘテロアリーレンであり、前記-N(-R)-のR、前記-C(-R)2-のR、および前記-Si(-R)2-のR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、好ましくは水素、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る。これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキル(好ましくは炭素数1~6のアルキルであり、よりこのましくは炭素数2~4のアルキル)またはシクロアルキル(好ましくは炭素数3~14のシクロアルキルであり、より好ましくは炭素数3~10のシクロアルキル)で置換されていていないか、または置換されている。
またシクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレン、およびヘテロアリーレンとしては、炭素数2~6のアルケニレン、炭素数2~6のアルキレン、炭素数3~14のシクロアルキレン、炭素数6~12のアリーレン、または炭素数2~15のヘテロアリーレンが好ましく、炭素数2~6のアルケニレン、炭素数2~4のアルキレン、炭素数3~10のシクロアルキレン、炭素数6~10のアリーレン、または炭素数2~12のヘテロアリーレンがより好ましい。これらにおける少なくとも1つの水素は、アルキル(好ましくは炭素数1~6のアルキルであり、よりこのましくは炭素数2~4のアルキル)またはシクロアルキル(好ましくは炭素数3~14のシクロアルキルであり、より好ましくは炭素数3~10のシクロアルキル)で置換されていていないか、または置換されている。
またアルケニレンとしては-CR=CR-である形態が最も好ましく、アルキレンとしては-CR2-CR2-である形態が最も好ましい。ここでRは水素、または置換基であるが、置換基の好ましい範囲は上記の、アルケニレンおよびアルキレンに関する記載を参照できる。
なおここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
<Explanation of Linking Group>
The linking group is an atom or a functional group that links two carbon atoms, and is preferably the linking group Q.
The linking group Q is -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, -Se-, a substituted or unsubstituted cycloalkylene, a substituted or unsubstituted alkylene, a substituted or unsubstituted alkenylene, a substituted or unsubstituted alkynylene, a substituted or unsubstituted arylene, or a substituted or unsubstituted heteroarylene, and R of -N(-R)-, R of -C(-R) 2 -, and R of -Si(-R) 2 - are each independently hydrogen, an aryl, a heteroaryl, an alkyl, or a cycloalkyl, and preferably hydrogen, 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. At least one hydrogen atom in these is unsubstituted or substituted with alkyl (preferably alkyl having 1 to 6 carbon atoms, more preferably alkyl having 2 to 4 carbon atoms) or cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, more preferably cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms).
Furthermore, the cycloalkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, and heteroarylene are preferably alkenylene having 2 to 6 carbon atoms, alkylene having 2 to 6 carbon atoms, cycloalkylene having 3 to 14 carbon atoms, arylene having 6 to 12 carbon atoms, or heteroarylene having 2 to 15 carbon atoms, and more preferably alkenylene having 2 to 6 carbon atoms, alkylene having 2 to 4 carbon atoms, cycloalkylene having 3 to 10 carbon atoms, arylene having 6 to 10 carbon atoms, or heteroarylene having 2 to 12 carbon atoms. At least one hydrogen atom in these is not substituted or is substituted with alkyl (preferably alkyl having 1 to 6 carbon atoms, more preferably alkyl having 2 to 4 carbon atoms) or cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, more preferably cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms).
As the alkenylene, the form -CR=CR- is most preferable, and as the alkylene, the form -CR 2 -CR 2 - is most preferable, where R is hydrogen or a substituent, and the preferred range of the substituent can be found in the above description of alkenylene and alkylene.
The details of the substituents listed here will be described later.
Lとしては、単結合および連結基Qがあげられるが、好ましくは、単結合、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、アルケニレン、アリーレン、ヘテロアリーレンがより好ましく、単結合、アリーレン、-N(-R)-、-O-、および-S-がさらに好ましく、単結合およびアリーレンが最も好ましい。これらの好ましい範囲は上記の記載が参照できる。アリーレンとしてはフェニレンが最も好ましい。これらの少なくとも1つの水素は置換されていないか、または置換されているが、置換基の好ましい範囲の関しても、上記の記載が参照できる。 Examples of L include a single bond and a linking group Q, and are preferably a single bond, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, alkenylene, arylene, and heteroarylene, more preferably a single bond, arylene, -N(-R)-, -O-, and -S-, and most preferably a single bond and arylene. The above description can be referred to for the preferred ranges of these. Phenylene is most preferred as the arylene. At least one hydrogen of these is unsubstituted or substituted, and the above description can be referred to for the preferred range of the substituent.
また、少なくとも1つのLは、アルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンまたはヘテロアリーレンであり、好ましくアルケニレン、アリーレンであり、フェニレンが最も好ましい。これらの好ましい範囲は上記の記載が参照できる。これらの少なくとも1つの水素は置換されていないか、または置換されているが、これらの好ましい範囲の関しても、上記の記載が参照できる。 At least one L is alkylene, cycloalkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, or heteroarylene, preferably alkenylene or arylene, and most preferably phenylene. The above description can be referred to for the preferred ranges. At least one hydrogen is unsubstituted or substituted, and the above description can be referred to for the preferred ranges.
結合基により2つの環が結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば各環における「N」の結合位置(1位)を基準としてオルト(2位)の位置同士で結合することが好ましい(式(1A)および式(1B)の構造式を参照)。 The position at which the two rings are bonded by the bonding group is not particularly limited as long as it is a position where bonding is possible, but it is preferable for them to be bonded at the most adjacent positions, for example, it is preferable for them to be bonded at the ortho (2nd) positions based on the bonding position (1st position) of the "N" in each ring (see the structural formulas of formula (1A) and formula (1B)).
下位式の式(2A)および式(2B)におけるc環およびd環も、上位式と同様にして、Lにより結合している。また、下位式の式(2B)におけるg環およびb環ならびにf環およびe環も、上位式と同様にして、それぞれ独立してLにより結合している。単結合または連結基(これらをまとめて結合基ともいう)により結合していてもよい。単結合または連結基QからなるLを介したc環およびd環の結合をcLd結合、g環およびb環の結合をgLb結合、f環およびe環の結合をfLe結合ともいう。連結基Qの種類や結合位置は上位式の説明を引用することができる。 In the lower formulas, the c and d rings in formula (2A) and formula (2B) are also bonded by L in the same manner as in the higher formula. In the lower formula, the g and b rings and the f and e rings in formula (2B) are also bonded independently by L in the same manner as in the higher formula. They may be bonded by a single bond or a linking group (collectively also referred to as a linking group). The bond between the c and d rings via L consisting of a single bond or a linking group Q is also referred to as a cLd bond, the bond between the g and b rings is also referred to as a gLb bond, and the bond between the f and e rings is also referred to as an fLe bond. The type and bonding position of the linking group Q can be found in the explanation of the higher formulas.
<結合Lの説明(1)>
本発明の化合物では、上述するように、C環およびD環(c環およびd環)、G環およびB環(g環およびb環)、ならびにF環およびE環(f環およびe環)がLにより結合し得るため、式(1A)および式(2A)では1つ目の架橋構造が、式(1B)および式(2B)では1つ目、2つ目および3つ目の架橋構造が形成され得る。下記構造式中のLは結合基(単結合及び連結基)を意味する。ただし、本発明の化合物は、分子内で形成され得る3つの架橋構造うちの1つまたは2つが形成されていることを特徴とする。
In the compound of the present invention, as described above, the C and D rings (c and d rings), the G and B rings (g and b rings), and the F and E rings (f and e rings) can be bonded by L, so that the first bridged structure can be formed in formula (1A) and formula (2A), and the first, second, and third bridged structures can be formed in formula (1B) and formula (2B). L in the following structural formula means a bonding group (single bond and linking group). However, the compound of the present invention is characterized in that one or two of the three bridged structures that can be formed in the molecule are formed.
Lは、上述するように、結合基としては単結合および連結基を含み、環同士の結合位置も限定的ではなく、また、他で述べるように、c環等の各環は隣接する置換基同士の結合などにより環構造が変化する。 As described above, L includes single bonds and linking groups as bonding groups, and the bonding positions between rings are not limited. In addition, as described elsewhere, the ring structure of each ring, such as ring c, changes due to bonding between adjacent substituents.
Lにより2つの環が結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば各環における「N」の結合位置(1位)を基準としてオルト(2位)の位置同士で結合することが好ましい(式(1A)、式(1B)、式(2A)、および式(2B)の構造式を参照)。
Lが形成される場合、結合する2つの環は共にベンゼン環が好ましい。
The position at which the two rings are bonded by L is not particularly limited as long as it is a bondable position, but it is preferable that they are bonded at the most adjacent positions, and for example, it is preferable that they are bonded at ortho (2-position) positions based on the bonding position (1-position) of "N" in each ring (see the structural formulas of formula (1A), formula (1B), formula (2A), and formula (2B)).
When L is formed, the two rings which it bonds to are both preferably benzene rings.
<化合物中の連結元素X1およびX2の説明>
式(1A)および式(2A)におけるX1およびX2は、それぞれ独立して、>N-R、>O、>S、>C(-R)2、>Si(-R)2、または>Seであり、前記>N-RのR、>C(-R)2のR、および>Si(-R)2のRは、それぞれ独立して、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る。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
<Explanation of Linking Elements X1 and X2 in Compound>
X1 and X2 in formula (1A) and formula (2A) are each independently >N-R, >O, >S, >C(-R) 2 , >Si(-R) 2 , or >Se, and R of >N-R, R of >C(-R) 2 , and R of >Si(-R) 2 are each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl. Details of the substituents listed here will be described below.
X1およびX2としては、>N-R、>O、>S、または>C(-R)2が好ましく、>N-Rまたは>Oがより好ましく、>N-Rがさらに好ましい。良好なTADF性の観点からは、>N-R、>Oおよび>Sが好ましく、さらに具体的には、多重共鳴効果による軌道の局在化の観点からは>N-Rが好ましく、重原子効果の観点からは>Sが好ましい。また、発光波長の観点からは、短波長の発光には>Oが好ましく、長波長の発光には>N-Rまたは>Sが好ましい。 X1 and X2 are preferably >N-R, >O, >S, or >C(-R) 2 , more preferably >N-R or >O, and even more preferably >N-R. From the viewpoint of good TADF properties, >N-R, >O, and >S are preferred, and more specifically, from the viewpoint of orbital localization due to multiple resonance effect, >N-R is preferred, and from the viewpoint of heavy atom effect, >S is preferred. From the viewpoint of emission wavelength, >O is preferred for short wavelength emission, and >N-R or >S is preferred for long wavelength emission.
式(1A)および式(1B)の好ましい形態の1つとして、下記のような、式(1A-a)、式(1A-b)、式(1A-c)、式(1B-a)、式(1B-b)、または式(1B-c)があげられる。これは「X1としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびB環の少なくとも1つと結合しており、X2としての前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基により、a環およびE環の少なくとも1つと結合しており」、という記載に基づくものであり、式(1A)および式(1B)において、X1またはX2が>N-Rであって、RがB環またはE環(b環またはe環)と単結合、または連結基(LQ)を介して結合している形態に対応する。各符号とその好ましい範囲は、式(1A)および式(1B)の説明を参照できるが、式(1A-a)、式(1A-b),式(1A-c)、式(1B-a)、式(1B-b)、または式(1B-c)においては、X1またはX2は>N-Rではない。またLQに関してはLに関する記載をそのまま参照できる。
>C(-R)2の2つのR同士および>Si(-R)2の2つのR同士の少なくとも1つは、単結合または連結基(これらをまとめて結合基ともいう)により結合していてもよい。この連結基としては、連結基Qがあげられる。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
結合基としては、単結合、連結基としてのアルケニレン、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、および-Se-が好ましく、単結合、アルケニレン(特に、-CR=CR-)、-N(-R)-、-O-、-S-、および-C(-R)2-がより好ましく、単結合、連結基としての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、および-S-がさらに好ましく、単結合が最も好ましい。 As the bonding group, a single bond, alkenylene as a linking group, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, and -Se- are preferred, a single bond, alkenylene (particularly, -CR=CR-), -N(-R)-, -O-, -S-, and -C(-R) 2 - are more preferred, a single bond, and -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, and -S- as a linking group are further preferred, and a single bond is most preferred.
結合基により2つのRが結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば2つのRがフェニル基である場合、フェニル基における「C」や「Si」の結合位置(1位)を基準としてオルト(2位)の位置同士で結合することが好ましい(上記構造式を参照)。 The position where the two R's are bonded by the linking group is not particularly limited as long as it is a position where bonding is possible, but it is preferable for them to be bonded at the most adjacent positions. For example, if the two R's are phenyl groups, it is preferable for them to be bonded at the ortho (2nd) positions based on the bonding positions (1st positions) of "C" or "Si" in the phenyl groups (see the structural formula above).
<X1またはX2と環との結合による環構造の変化の説明>
式(1A)および式(2A)におけるX1としての>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基(好ましくは連結基Q、これらをまとめて結合基ともいう)により、a環およびB環(b環)の少なくとも1つと結合していていないか、または結合している。
式(1A)および式(2A)におけるX2としての>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基(これらをまとめて結合基ともいう)により、a環およびE環(e環)の少なくとも1つと結合していていないか、または結合している。
<Explanation of Change in Ring Structure due to Bonding of X1 or X2 to a Ring>
In formula (1A) and formula (2A), R of >N-R, R of >C(-R) 2 , or R of >Si(-R) 2 as X1 is not bonded to at least one of ring a and ring B (ring b) through a single bond or a linking group (preferably a linking group Q, which are also collectively referred to as a linking group).
In formula (1A) and formula (2A), R of >N-R, R of >C(-R) 2 , or R of >Si(-R) 2 as X2 is not bonded to or is bonded to at least one of ring a and ring E (ring e) via a single bond or a linking group (collectively also referred to as a bonding group).
結合に関与するX1またはX2としては、>N-Rおよび>C(-R)2が好ましく、>N-Rがより好ましい。 As X1 or X2 involved in the bond, >N--R and >C(--R) 2 are preferred, and >N--R is more preferred.
結合基としては、単結合、連結基Qとしての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、および-Se-が好ましく、単結合、連結基Qとしては-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、-S-、および-C(-R)2-がより好ましく、単結合、連結基Qとしての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、および-S-がさらに好ましく、単結合および連結基Qとしての-CR=CR-が最も好ましい。 As the bonding group, a single bond, and -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, and -Se- are preferred as the linking group Q, a single bond and -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, and -C(-R) 2 - are more preferred, a single bond, and -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, and -S- are further preferred as the linking group Q, and a single bond and -CR=CR- as the linking group Q are most preferred.
結合する環としては、X1についてはB環(b環)が好ましく、X2についてはE環(e環)が好ましい。 As the ring to be bonded, X1 is preferably ring B (ring b), and X2 is preferably ring E (ring e).
上位式の式(1A)における「前記>N-RのR、>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合または連結基Qにより、a環およびB環(またはE環)の少なくとも1つと結合している」との規定は、下位式の式(2A)では「前記>N-RのR、前記>C(-R)2のR、または>Si(-R)2のRは、単結合、連結基Qとしての-CR=CR-、-C≡C-、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、または-Se-により、a環およびb環(またはe環)の少なくとも1つと結合している」との規定に対応する。 The provision in the higher-level formula (1A) that "R of >N-R, R of >C(-R) 2 , or R of >Si(-R) 2 is bonded to at least one of ring a and ring B (or ring E) through a single bond or a linking group Q" corresponds to the provision in the lower-level formula (2A) that "R of >N-R, R of >C(-R) 2 , or R of >Si(-R) 2 is bonded to at least one of ring a and ring b (or ring e) through a single bond or a linking group Q that is -CR=CR-, -C≡C-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, or -Se-."
この規定は、例えば下記構造式で表現することができる。なお、構造式中の置換基Ra、Rb、Rc、Rd、およびReを非表示としたが実際には存在する。
左の構造式では、X1およびX2の選択肢(>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2)におけるRがそれぞれb環およびe環と結合した例であり、b環(ベンゼン環)およびe環(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たB’環およびE’環を有する化合物を表している。形成された縮合環B’および縮合環E’は、例えば、ジヒドロジベンゾアゼピン環、ジベンゾアゼピン環、トリベンゾアゼピン類、フェノキサジン環、フェノチアジン環、カルバゾール環、またはアクリジン環などである。 In the structural formula on the left, R in the options for X1 and X2 (>N-R, >C(-R) 2 , and >Si(-R) 2 ) is an example where R is bonded to ring b and ring e, respectively, and represents a compound having rings B' and E' formed by condensing other rings to ring b (benzene ring) and ring e (benzene ring) so as to incorporate X1 or X2 . The condensed rings B' and E' formed are, for example, dihydrodibenzoazepine rings, dibenzoazepine rings, tribenzoazepines, phenoxazine rings, phenothiazine rings, carbazole rings, or acridine rings.
中央の構造式は、左の構造式のより具体的な例を表しており、X1およびX2である>N-RのR(フェニル基)が、連結基Qであるo-フェニレンによりb環(ベンゼン環)と結合してトリベンゾアゼピン環B’が形成され、単結合によりe環(ベンゼン環)と結合して、破線で囲んだカルバゾール環E’が形成された例である。 The structural formula in the center represents a more specific example of the structural formula on the left, in which R (phenyl group) of >N-R, which are X1 and X2 , is bonded to ring b (benzene ring) via o-phenylene, which is the linking group Q, to form a tribenzoazepine ring B', and is bonded to ring e (benzene ring) via a single bond to form a carbazole ring E' surrounded by a dashed line.
右の構造式は、左の構造式のより具体的な例を表しており、X1およびX2である>N-RのR(フェニル基)が、それぞれ、連結基である-O-によりb環(ベンゼン環)と結合して破線で囲んだフェノキサジン環B’が形成され、連結基である-S-によりe環(ベンゼン環)と結合して破線で囲んだフェノチアジン環E’が形成された例である。 The structural formula on the right shows a more specific example of the structural formula on the left, in which R (phenyl group) of >N-R which are X1 and X2 is bonded to ring b (benzene ring) via the linking group -O- to form a phenoxazine ring B' surrounded by a dashed line, and R is bonded to ring e (benzene ring) via the linking group -S- to form a phenothiazine ring E' surrounded by a dashed line.
X1およびX2の選択肢(>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2)におけるRが結合基により環(B環、E環、b環およびe環)と結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えばRがフェニル基である場合、結合対象の環およびフェニル基における「X1」や「X2」の結合位置(1位)を基準としてオルト(2位)の位置同士で結合することが好ましい(上記構造式を参照)。 The position at which R in the options for X1 and X2 (>N-R, >C(-R) 2 , and >Si(-R) 2 ) is bonded to the ring (ring B, ring E, ring b, and ring e) via a bonding group is not particularly limited as long as it is a bondable position, but it is preferable for it to be bonded at the most adjacent position, and for example, when R is a phenyl group, it is preferable for it to be bonded at the ortho (2nd position) positions based on the bonding positions (1st position) of "X 1 " and "X 2 " in the ring and phenyl group to be bonded (see the above structural formula).
なお、上述した具体例の説明は、これらの具体例以外のあらゆる形態、例えば、X1およびX2のいずれか一方が環と結合した場合、a環と結合した場合、他の連結基で結合した場合などにも同様に適用できる。 The above-mentioned explanation of the specific examples can be similarly applied to any other forms than these specific examples, for example, when either one of X1 and X2 is bonded to a ring, when they are bonded to ring a, when they are bonded via another linking group, and the like.
<カルバゾール類似構造中における単結合または連結基Qを介したによる架橋構造の数についての説明>
上述するように、式(1A)および式(2A)では、1つ目の架橋構造が単結合または連結基により架橋されるC環およびD環結合または単結合および連結基QからなるLにより架橋されるc環d結合およびd環に由来して形成され、2つ目の架橋構造がX1B結合、X1QB結合または、X1b結合またはX1Qb結合に由来して形成され、3つ目の架橋構造がX2E結合、X2QE結合、X2e結合またはX2Qe結合に由来して形成される。また、式(1B)および式(2B)では、1つ目の架橋類似構造がCLD結合またはcLd結合に由来して形成され、2つ目の構造がGLQB結合またはgLQb結合に由来して形成され、3つ目の構造がFLQE結合またはfLQe結合に由来して形成される。本発明の化合物は、分子内で形成され得るこれら3つの架橋類似構造うちの少なくとも1つが形成されており、連結基Qにおける少なくとも1つは、アルキレン、シクロアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、アリーレンおよびヘテロアリーレンであることを特徴とする。
<Explanation regarding the number of bridge structures via single bonds or linking group Q in the carbazole-like structure>
As described above, in formula (1A) and formula (2A), the first bridge structure is formed from the C ring and D ring bond bridged by a single bond or a linking group, or the c ring d bond and d ring bridged by L consisting of a single bond and a linking group Q, the second bridge structure is formed from the X 1 B bond, X 1 QB bond, X 1 b bond or X 1 Qb bond, and the third bridge structure is formed from the X 2 E bond, X 2 QE bond, X 2 e bond or X 2 Qe bond. In addition, in formula (1B) and formula (2B), the first bridge-like structure is formed from the CLD bond or cLd bond, the second structure is formed from the GL Q B bond or gL Q b bond, and the third structure is formed from the FL Q E bond or fL Q e bond. The compound of the present invention is characterized in that at least one of these three bridge-like structures that can be formed within a molecule is formed, and at least one of the linking groups Q is an alkylene, cycloalkylene, alkenylene, alkynylene, arylene, or heteroarylene.
<a環、b~g環の構造変化の説明>
これまでの説明ではa環、b環、c環、d環、e環、f環、およびg環をベンゼン環として図示、説明してきたが、以下、a環、b環~g環がベンゼン環ではない、5員環または6員環のアリール環またはヘテロアリール環に構造変化する例について説明する。なお、これまでの説明は、これらの環が以下の構造変化をした場合についても、同様に理解される。
<Explanation of structural changes in ring a and rings b to g>
In the above explanation, ring a, ring b, ring c, ring d, ring e, ring f, and ring g have been illustrated and explained as benzene rings, but hereinafter, examples will be explained in which ring a and rings b to g are structurally changed to 5- or 6-membered aryl or heteroaryl rings other than benzene rings. Note that the above explanation can be similarly understood for the cases in which these rings undergo the following structural changes.
<a環の構造変化>
式(1A)および式(2A)におけるa環中の「-C(-Ra)=」は「-N=」に置き換わり、ピリジン環になっていてもよい。なお、以下の構造図は、a環とその周辺構造の一部だけを抜き出した図である。
In formula (1A) and formula (2A), "-C(-R a )=" in the ring a may be replaced with "-N=" to form a pyridine ring. Note that the following structural diagram shows only the ring a and a part of its surrounding structure.
<b~g環の構造変化>
式(2A)および式(2B)におけるb環、c環、d環、e環、f環、およびg環中の任意の「-C(-R)=」(ここでRは、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgである)は「-N=」に置き換わっていてもよい。
In formula (2A) and formula (2B), any "-C(-R)=" (wherein R is Rb, Rc, Rd, Re, Rf, or Rg) in ring b , ring c , ring d , ring e , ring f , and ring g may be replaced with "-N=".
その他、以下のような変形例もある。
X1、X2、または>N-の結合する炭素に対してオルト位またはパラ位の「-C(-Rd)=」が「-N=」に置き換わることが好ましい。 It is preferred that "-C(-R d )=" at the ortho or para position relative to the carbon to which X 1 , X 2 or >N- is bonded is replaced with "-N=".
その他の箇所が「-N=」に置き換わった場合や、d環以外のb環、c環、e環、f環、およびg環が変化した場合についても同じである。 The same applies when other parts are replaced with "-N=", or when rings b, c, e, f, and g other than ring d are changed.
なお、すべての「-C(-R)=」(RがRaである場合、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgである場合、またそのほかその環構造で規定された置換基である場合のすべてを含む)は「-N=」でない形態が好ましい。 In addition, all of "-C(-R)=" (including the cases where R is R a , R b , R c , R d , R e , R f or R g , and all of the cases where R is a substituent defined by the ring structure) are preferably not "-N=".
式(2A)および式(2B)におけるb環、c環、d環、e環、f環、およびg環中の任意の「-C(-R)=C(-R)-」(ここでRは、Rb、Rc、Rd、Re、Rf、またはRgである)は、「-N(-R)-」、「-O-」、「-S-」、「-C(-R)2-」、「-Si(-R)2-」、または「-Se-」に置き換わっていてもよく、前記「-N(-R)-」のR、「-C(-R)2-」のR、および「-Si(-R)2-」のRは、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、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。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
その他、以下のような変形例もある。
その他の箇所が「-N(-R)-」、「-O-」、「-S-」、「-C(-R)2-」、「-Si(-R)2-」、または「-Se-」に置き換わった場合や、d環以外のb環、c環、e環、f環、およびg環が変化した場合についても同じである。 The same applies when other positions are replaced with "-N(-R)-", "-O-", "-S-", "-C(-R) 2 -", "-Si(-R) 2 -" or "-Se-" or when rings b, c, e, f and g other than ring d are changed.
前記「-C(-R)2-」の2つのR同士および「-Si(-R)2-」の2つのR同士の少なくとも1つは、単結合または連結基(これらをまとめて結合基ともいう)により結合していてもよい。この連結基としては、-CH2-CH2-、-CHR-CHR-、-CR2-CR2-、-CH=CH-、-CR=CR-、-C≡C-、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、または-Se-が挙げられ、例えば以下の構造が挙げられる。なお、前記-CHR-CHR-のR、-CR2-CR2-のR、-CR=CR-のR、-N(-R)-のR、-C(-R)2-のR、および-Si(-R)2-のR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、アルケニル、アルキニル、またはシクロアルキルであり、当該Rにおける少なくとも1つの水素は、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。また、隣接する2つのR同士が環を形成し、シクロアルキレン、アリーレン、およびヘテロアリーレンを形成していてもよい。なお、ここで列挙した置換基の詳細についてはまとめて後述する。
結合基としては、単結合、連結基としての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、-S-、-C(-R)2-、-Si(-R)2-、および-Se-が好ましく、単結合、連結基としての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、-S-、および-C(-R)2-がより好ましく、単結合、連結基としての-CR=CR-、-N(-R)-、-O-、および-S-がさらに好ましく、単結合が最も好ましい。 As the bonding group, a single bond and the linking groups -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, -C(-R) 2 -, -Si(-R) 2 -, and -Se- are preferred, a single bond and the linking groups -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, -S-, and -C(-R) 2 - are more preferred, a single bond and the linking groups -CR=CR-, -N(-R)-, -O-, and -S- are even more preferred, and a single bond is most preferred.
結合基により2つのRが結合する位置は、結合可能な位置であれば特に限定されないが、最も隣接する位置で結合することが好ましく、例えば2つのRがフェニル基である場合、フェニル基における「C」や「Si」の結合位置(1位)を基準としてオルト(2位)の位置同士で結合することが好ましい(上記構造式を参照)。 The position where the two R's are bonded by the linking group is not particularly limited as long as it is a position where bonding is possible, but it is preferable for them to be bonded at the most adjacent positions. For example, if the two R's are phenyl groups, it is preferable for them to be bonded at the ortho (2nd) positions based on the bonding positions (1st positions) of "C" or "Si" in the phenyl groups (see the structural formula above).
<環や置換基の具体的な説明>
次に、これまでの説明の中で列挙した環や置換基(第1置換基にさらに置換する第2置換基も含む)の詳細についてはまとめて説明する。
<Specific explanation of rings and substituents>
Next, the details of the rings and substituents (including the second substituent which further substitutes the first substituent) enumerated in the above description will be collectively described.
「アリール環」は、例えば炭素数6~30のアリール環であり、好ましくは、炭素数6~20のアリール環、炭素数6~16のアリール環、炭素数6~12のアリール環、または炭素数6~10のアリール環などである。
なお、式(1A)および式(1B)におけるB環~G環としての「アリール環」は、式(2A)および式(2B)で規定された「Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRgのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれb環、c環、d環、e環、f環、およびg環と共に形成されたアリール環」に対応するが、この「形成されたアリール環」については、b環~g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、このベンゼン環に最小の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。
ただし、このベンゼン環であるb環~g環は、上述するように含窒素ヘテロアリール環(6員環または5員環)または含酸素・硫黄ヘテロアリール環(5員環)等に変化してもよいため、この場合には、それに応じて下限の炭素数は変化する。
The "aryl ring" is, for example, an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aryl ring having 6 to 20 carbon atoms, an aryl ring having 6 to 16 carbon atoms, an aryl ring having 6 to 12 carbon atoms, or an aryl ring having 6 to 10 carbon atoms.
The "aryl rings" as rings B to G in formulae (1A) and (1B) correspond to "aryl rings formed by bonding adjacent groups among R b , R c , R d , R e , R f , and R g together to form rings b, c, d, e, f, and g, respectively" defined in formulae (2A) and (2B). However, for this "formed aryl ring", rings b to g are already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, and therefore the lower limit of the carbon number is the total carbon number of the fused ring formed by condensing the smallest 5-membered ring to this benzene ring, which is 9.
However, rings b to g, which are benzene rings, may be changed to nitrogen-containing heteroaryl rings (six- or five-membered rings) or oxygen- and sulfur-containing heteroaryl rings (five-membered rings) as described above, and in this case, the lower limit of the number of carbon atoms changes accordingly.
具体的な「アリール環」は、例えば、単環系であるベンゼン環、縮合二環系であるナフタレン環、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、もしくはフェナントレン環、アントラセン環、縮合四環系である、トリフェニレン環、ピレン環、もしくはナフタセン環、または、縮合五環系であるペリレン環もしくはペンタセン環などである。 Specific examples of "aryl rings" include a monocyclic benzene ring, a fused bicyclic naphthalene ring, a fused tricyclic acenaphthylene ring, a fluorene ring, a phenalene ring, a phenanthrene ring, an anthracene ring, a fused tetracyclic tricyclic triphenylene ring, a pyrene ring, or a naphthacene ring, or a fused pentacyclic perylene ring or pentacene ring.
「ヘテロアリール環」は、例えば炭素数2~30のヘテロアリール環であり、好ましくは、炭素数2~25のヘテロアリール環、炭素数2~20のヘテロアリール環、炭素数2~15のヘテロアリール環、または炭素数2~10のヘテロアリール環などである。また、「ヘテロアリール環」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1~5個含有する複素環などである。
なお、式(1A)および式(1B)におけるB環~G環としての「ヘテロアリール環」は、式(2A)および式(2B)で規定された「Rb、Rc、Rd、Re、Rf、およびRgのうちの隣接する基同士が結合して、それぞれb環、c環、d環、e環、f環、およびg環と共に形成されたヘテロアリール環」に対応するが、この「形成されたヘテロアリール環」については、b環~g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、このベンゼン環に最小の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。
ただし、このベンゼン環であるb環~g環は、上述するように含窒素ヘテロアリール環(6員環または5員環)または含酸素・硫黄ヘテロアリール環(5員環)等に変化してもよいため、この場合には、それに応じて下限の炭素数は変化する。
The "heteroaryl ring" is, for example, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, and preferably a heteroaryl ring having 2 to 25 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 20 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 15 carbon atoms, or a heteroaryl ring having 2 to 10 carbon atoms. In addition, the "heteroaryl ring" is, for example, a heterocycle containing, as ring-constituting atoms other than carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen.
The "heteroaryl ring" as ring B to ring G in formula (1A) and formula (1B) corresponds to the "heteroaryl ring formed by bonding adjacent groups among R b , R c , R d , R e , R f , and R g together to form ring b, ring c, ring d, ring e, ring f, and ring g, respectively" defined in formula (2A) and formula (2B). However, for this "formed heteroaryl ring", ring b to ring g are already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, and therefore the lower limit of the carbon number is the total carbon number of the fused ring formed by condensing the smallest 5-membered ring to this benzene ring, which is 6.
However, rings b to g, which are benzene rings, may be changed to nitrogen-containing heteroaryl rings (six- or five-membered rings) or oxygen- and sulfur-containing heteroaryl rings (five-membered rings) as described above, and in this case, the lower limit of the number of carbon atoms changes accordingly.
具体的な「ヘテロアリール環」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、フェナントロリン環、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、ナフトベンゾフラン環、チオフェン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾチオフェン環、ジベンゾチオフェン環、ナフトベンゾチオフェン環、ベンゾホスホール環、ジベンゾホスホール環、ベンゾホスホールオキシド環、ジベンゾホスホールオキシド環、フラザン環、チアントレン環、インドロカルバゾール環、ベンゾインドロカルバゾール環、ベンゾベンゾインドロカルバゾール環、イミダゾリン環、またはオキサゾリン環などである。 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, a 1H-benzotriazole ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a cinnoline ring, a quinazoline ring, a quinoxaline ring, a phenanthroline ring, a phthalazine ring, a naphthyridine ring, a purine ring, a pteridine ring, a carbazoline ring, Examples of the ring include an aryl 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 naphthobenzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, an isobenzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a naphthobenzothiophene ring, a benzophosphole ring, a dibenzophosphole ring, a benzophosphole oxide ring, a dibenzophosphole oxide ring, a furazan ring, a thianthrene ring, an indolocarbazole ring, a benzoindolocarbazole ring, a benzobenzoindolocarbazole ring, an imidazoline ring, and an oxazoline ring.
また下記式(BO)もヘテロアリール環に含む。
「アリール」は、例えば炭素数6~30のアリールであり、好ましくは、炭素数6~20のアリール、炭素数6~16のアリール、炭素数6~12のアリール、または炭素数6~10のアリールなどである。 "Aryl" is, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, and preferably an aryl having 6 to 20 carbon atoms, an aryl having 6 to 16 carbon atoms, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, or an aryl having 6 to 10 carbon atoms.
具体的な「アリール」は、例えば、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル(2-ビフェニリル、3-ビフェニリル、もしくは4-ビフェニリル)、縮合二環系であるナフチル(1-ナフチルもしくは2-ナフチル)、三環系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、もしくはp-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系である、アセナフチレン-(1-、3-、4-、もしくは5-)イル、フルオレン-(1-、2-、3-、4-、もしくは9-)イル、フェナレン-(1-もしくは2-)イル、フェナントレン-(1-、2-、3-、4-、もしくは9-)イル、もしくはアントラセン-(1-、2-、もしくは9-)イル、四環系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、もしくはm-クアテルフェニル)、縮合四環系である、トリフェニレン-(1-もしくは2-)イル、ピレン-(1-、2-、もしくは4-)イル、もしくはナフタセン-(1-、2-、もしくは5-)イル、または、縮合五環系である、ペリレン-(1-、2-、もしくは3-)イル、もしくはペンタセン-(1-、2-、5-、もしくは6-)イルなどである。 Specific examples of "aryl" include phenyl, which is a monocyclic ring; biphenylyl (2-biphenylyl, 3-biphenylyl, or 4-biphenylyl) which is a bicyclic ring; naphthyl (1-naphthyl or 2-naphthyl) which is a condensed bicyclic ring; 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, or p-terphenyl-4-yl) which is a condensed tricyclic ring; acenaphthylene-(1-, 3-, 4- , or 5-)yl, fluoren-(1-, 2-, 3-, 4-, or 9-)yl, phenalen-(1- or 2-)yl, phenanthrene-(1-, 2-, 3-, 4-, or 9-)yl, or anthracene-(1-, 2-, or 9-)yl, the tetracyclic ring system quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-furanyl, m-terphenyl-4-yl, or m-quaterphenyl), fused tetracyclic ring systems, triphenylene-(1- or 2-)yl, pyrene-(1-, 2-, or 4-)yl, or naphthacene-(1-, 2-, or 5-)yl, or fused pentacyclic ring systems, perylene-(1-, 2-, or 3-)yl, or pentacene-(1-, 2-, 5-, or 6-)yl, etc.
なお、第2置換基としてのアリール、すなわち置換基(第1置換基)にさらに置換する置換基(第2置換基)としてのアリールには、当該アリール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(具体例は後述する基)、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキル(具体例は後述する基)で置換された構造も、第2置換基としてのアリールに含まれる。
その一例としては、第2置換基がフルオレニル基の場合には、その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もしくはアダマンチルなどのシクロアルキルで置換されたフルオレニル基などであり、このような基も第2置換基としてのアリールに含まれる。
The aryl as the second substituent, i.e., the aryl as the substituent (second substituent) that further substitutes the substituent (first substituent), also includes a structure in which at least one hydrogen in the aryl is substituted with an aryl such as phenyl (specific examples are the groups described above), an alkyl such as methyl (specific examples are groups described later), or a cycloalkyl such as cyclohexyl or adamantyl (specific examples are groups described later).
As an example, when the second substituent is a fluorenyl group, at least one hydrogen atom at the 9-position is substituted with an aryl group such as phenyl, an alkyl group such as methyl, or a cycloalkyl group such as cyclohexyl or adamantyl, and such groups are also included in the aryl group as the second substituent.
「アリーレン」は、例えば炭素数6~30のアリーレンであり、好ましくは、炭素数6~20のアリーレン、炭素数6~16のアリーレン、炭素数6~12のアリーレン、または炭素数6~10のアリーレンなどである。
具体的な「アリーレン」は、例えば、上述した「アリール」(一価の基)から1つの水素を除いて二価の基にした構造が挙げられる。
The "arylene" is, for example, an arylene having 6 to 30 carbon atoms, and preferably an arylene having 6 to 20 carbon atoms, an arylene having 6 to 16 carbon atoms, an arylene having 6 to 12 carbon atoms, or an arylene having 6 to 10 carbon atoms.
Specific examples of "arylene" include structures in which one hydrogen is removed from the above-mentioned "aryl" (monovalent group) to form a divalent group.
「ヘテロアリール」は、例えば炭素数2~30のヘテロアリールであり、好ましくは、炭素数2~25のヘテロアリール、炭素数2~20のヘテロアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、または炭素数2~10のヘテロアリールなどである。また、「ヘテロアリール」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1~5個含有する複素環などの一価の基である。 "Heteroaryl" is, for example, a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, and preferably a heteroaryl having 2 to 25 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms. In addition, "heteroaryl" is, for example, a monovalent group such as a heterocycle 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、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、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、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、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、キノキサリニル、フェナントロリニル、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、カルボリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェナザシリニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾホスホリル、ジベンゾホスホリル、ベンゾホスホールオキシド環の1価の基、ジベンゾホスホールオキシド環の1価の基、フラザニル、チアントレニル、インドロカルバゾリル、ベンゾインドロカルバゾリル、ベンゾベンゾインドロカルバゾリル、イミダゾリニル、またはオキサゾリニルなどである。 Specific examples of "heteroaryl" include pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, pyridinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl, phenanthrolinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, carbolyl, acridinyl, nyl, phenoxathiinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenazasilinyl, indolizinyl, furanyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, naphthobenzofuranyl, thiophenyl, benzothiophenyl, isobenzothiophenyl, dibenzothiophenyl, naphthobenzothiophenyl, benzophosphoryl, dibenzophosphoryl, a monovalent group of a benzophosphole oxide ring, a monovalent group of a dibenzophosphole oxide ring, furazanyl, thianthrenyl, indolocarbazolyl, benzoindolocarbazolyl, benzobenzoindolocarbazolyl, imidazolinyl, or oxazolinyl.
また下記式(BO)から1つの水素を除いた1価の基も、ヘテロアリールに含む。
なお、第2置換基としてのヘテロアリール、すなわち置換基(第1置換基)にさらに置換する置換基(第2置換基)としてのヘテロアリールには、当該ヘテロアリール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(具体例は後述する基)、またはシクロヘキシルもしくはアダマンチルなどのシクロアルキル(具体例は後述する基)で置換された構造も、第2置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
その一例としては、第2置換基がカルバゾリル基の場合には、その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もしくはアダマンチルなどのシクロアルキルで置換されたカルバゾリル基などであり、このような基も第2置換基としてのヘテロアリールに含まれる。
In addition, the heteroaryl as the second substituent, i.e., the heteroaryl as the substituent (second substituent) that further substitutes the substituent (first substituent), also includes a structure in which at least one hydrogen in the heteroaryl is replaced by an aryl such as phenyl (specific examples are the groups described above), an alkyl such as methyl (specific examples are groups described later), or a cycloalkyl such as cyclohexyl or adamantyl (specific examples are groups described later).
An example of such a case is when the second substituent is a carbazolyl group, at least one hydrogen atom at the 9-position is substituted with an aryl group such as phenyl, an alkyl group such as methyl, or a cycloalkyl group such as cyclohexyl or adamantyl, and such a group is also included in the heteroaryl group as the second substituent.
「ヘテロアリーレン」は、例えば炭素数2~30のヘテロアリーレンであり、好ましくは、炭素数2~25のヘテロアリーレン、炭素数2~20のヘテロアリーレン、炭素数2~15のヘテロアリーレン、または炭素数2~10のヘテロアリーレンなどである。また、「ヘテロアリーレン」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1~5個含有する複素環などの2価の基である。
具体的な「ヘテロアリーレン」は、例えば、上述した「ヘテロアリール」(1価の基)から1つの水素を除いて2価の基にした構造が挙げられる。
The "heteroarylene" is, for example, a heteroarylene having 2 to 30 carbon atoms, and preferably a heteroarylene having 2 to 25 carbon atoms, a heteroarylene having 2 to 20 carbon atoms, a heteroarylene having 2 to 15 carbon atoms, or a heteroarylene having 2 to 10 carbon atoms. In addition, the "heteroarylene" is, for example, a divalent group such as a heterocycle containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
Specific examples of "heteroarylene" include structures obtained by removing one hydrogen from the above-mentioned "heteroaryl" (monovalent group) to form a divalent group.
「ジアリールアミノ」は、2つのアリールが置換したアミノ基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。
「ジヘテロアリールアミノ」は、2つのヘテロアリールが置換したアミノ基であり、このヘテロアリールの詳細については上述した「ヘテロアリール」の説明を引用できる。
「アリールヘテロアリールアミノ」は、アリールおよびヘテロアリールが置換したアミノ基であり、このアリールおよびヘテロアリールの詳細については上述した「アリール」および「ヘテロアリール」の説明を引用できる。
The term "diarylamino" refers to an amino group substituted with two aryl groups. For details of the aryl group, see the above description of the "aryl".
The term "diheteroarylamino" refers to an amino group substituted with two heteroaryls. For details of the heteroaryl, the above description of the "heteroaryl" can be cited.
The "arylheteroarylamino" is an amino group substituted with an aryl and a heteroaryl, and the details of the aryl and the heteroaryl can be found in the above descriptions of the "aryl" and the "heteroaryl".
ジアリールアミノ(2つのアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない)、ジヘテロアリールアミノ(2つのヘテロアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない)、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は連結基を介して結合しているか、または結合していない)における「2つのヘテロアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない」という記載は、下記に示すように例えばジフェニルアミノ基の2つのフェニル基が連結基で結合を形成することを表す。またこの説明はアリールやヘテロアリールで形成された、ジヘテロアリールアミノおよびアリールヘテロアリールアミノについても適用される。連結基としては、連結基Qが好ましく、その好ましい範囲(置換基の好ましい範囲も含む)に関しても明細書中の記載を参照できる。
なお、本明細書で単に「ジアリールアミノ」、「ジヘテロアリールアミノ」または「アリールヘテロアリールアミノ」と記載されている場合は、特に断りがなければ、それぞれ「2つのアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない」、「2つのヘテロアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない」および「アリールとヘテロアリールは連結基を介して結合しているか、または結合していない」という説明が加わっているものであるとする。 In addition, in this specification, when it is simply described as "diarylamino", "diheteroarylamino" or "arylheteroarylamino", unless otherwise specified, it is assumed that the explanation that "two aryls are bonded via a linking group or are not bonded", "two heteroaryls are bonded via a linking group or are not bonded", and "aryl and heteroaryl are bonded via a linking group or are not bonded", respectively, is added.
「ジアリールボリル」は、2つのアリールが置換したボリル基であり、このアリールの詳細については上述した「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(好ましくは連結基Q)を介して結合していていないか、または結合している。ここで、連結基Qの定義、およびその好ましい範囲は本明細書中の記載を参照できる。 "Diarylboryl" is a boryl group substituted with two aryls, and the above description of "aryl" can be cited for details of this aryl. In addition, these two aryls are not bonded or are bonded via a single bond or a linking group (preferably linking group Q). Here, the definition of linking group Q and its preferred range can be referred to the description in this specification.
「アルキル」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の分岐鎖アルキルであり、好ましくは、炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)、炭素数1~5のアルキル(炭素数3~5の分岐鎖アルキル)、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)などである。 "Alkyl" may be either straight-chain or branched-chain, for example, straight-chain alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched-chain alkyl having 3 to 24 carbon atoms, and preferably alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched-chain alkyl having 3 to 18 carbon atoms), alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched-chain alkyl having 3 to 12 carbon atoms), alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched-chain alkyl having 3 to 6 carbon atoms), alkyl having 1 to 5 carbon atoms (branched-chain alkyl having 3 to 5 carbon atoms), alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched-chain alkyl having 3 to 4 carbon atoms), etc.
具体的な「アルキル」は、例えば、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、1-エチル-1-メチルプロピル、1,1-ジエチルプロピル、1,1,2-トリメチルプロピル、1,1,2,2-テトラメチルプロピル、1-エチル-1,2,2-トリメチルプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、2-エチルブチル、1,1-ジメチルブチル、3,3-ジメチルブチル、1,1-ジエチルブチル、1-エチル-1-メチルブチル、1-プロピル-1-メチルブチル、1,1,3-トリメチルブチル、1-エチル-1,3-ジメチルブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル(t-アミル)、1-メチルペンチル、2-プロピルペンチル、1,1-ジメチルペンチル、1-エチル-1-メチルペンチル、1-プロピル-1-メチルペンチル、1-ブチル-1-メチルペンチル、1,1,4-トリメチルペンチル、n-ヘキシル、1-メチルヘキシル、2-エチルヘキシル、1,1-ジメチルヘキシル、1-エチル-1-メチルヘキシル、1,1,5-トリメチルヘキシル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-ヘプチル、1-メチルヘプチル、1-ヘキシルヘプチル、1,1-ジメチルヘプチル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、n-オクチル、t-オクチル(1,1,3,3-テトラメチルブチル)、1,1-ジメチルオクチル、n-ノニル、n-デシル、1-メチルデシル、n-ウンデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、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、またはn-エイコシルなどである。 Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, 1-ethyl-1-methylpropyl, 1,1-diethylpropyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,1,2,2-tetramethylpropyl, 1-ethyl-1,2,2-trimethylpropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, 2-ethylbutyl, 1,1-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1,1-diethylbutyl, 1-ethyl-1-methylbutyl, 1-propyl-1-methylbutyl, 1,1,3-trimethylbutyl, 1-ethyl-1,3-dimethylbutyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl (t-amyl), 1-methylpentyl, 2-propylpentyl, 1,1-dimethylpentyl, 1-ethyl-1-methylpentyl, 1-propyl-1 -methylpentyl, 1-butyl-1-methylpentyl, 1,1,4-trimethylpentyl, n-hexyl, 1-methylhexyl, 2-ethylhexyl, 1,1-dimethylhexyl, 1-ethyl-1-methylhexyl, 1,1,5-trimethylhexyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-heptyl, 1-methylheptyl, 1-hexylheptyl, 1,1-dimethylheptyl, 2,2-dimethylhexyl, Methylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, n-octyl, t-octyl (1,1,3,3-tetramethylbutyl), 1,1-dimethyloctyl, n-nonyl, n-decyl, 1-methyldecyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, or n-eicosyl.
「アルキレン」に関しては、上述した「アルキル」より1つの水素を除いた、2価の基があげられる。例えば炭素数1~24の直鎖アルキレンまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキレンであり、好ましくは、炭素数1~18のアルキレン(炭素数3~18の分岐鎖アルキレン)、炭素数1~12のアルキレン(炭素数3~12の分岐鎖アルキレン)、炭素数1~6のアルキレン(炭素数3~6の分岐鎖アルキレン)、炭素数1~5のアルキレン(炭素数3~5の分岐鎖アルキレン)、炭素数1~4のアルキレン(炭素数3~4の分岐鎖アルキレン)などである。 "Alkylene" refers to a divalent group in which one hydrogen atom has been removed from the above-mentioned "alkyl". For example, it is a straight chain alkylene having 1 to 24 carbon atoms or a branched chain alkylene having 3 to 24 carbon atoms, and preferably, it is an alkylene having 1 to 18 carbon atoms (branched chain alkylene having 3 to 18 carbon atoms), an alkylene having 1 to 12 carbon atoms (branched chain alkylene having 3 to 12 carbon atoms), an alkylene having 1 to 6 carbon atoms (branched chain alkylene having 3 to 6 carbon atoms), an alkylene having 1 to 5 carbon atoms (branched chain alkylene having 3 to 5 carbon atoms), an alkylene having 1 to 4 carbon atoms (branched chain alkylene having 3 to 4 carbon atoms), etc.
「アルケニル」については、上述した「アルキル」の説明を参考にすることができ、「アルキル」の構造中のC-C単結合をC=C二重結合に置換した基であり、1つだけでなく2つ以上の単結合が二重結合に置換された基(アルカジエン-イルやアルカントリエン-いるとも呼ばれる)も含める。「アルケニル」としては、2~24の直鎖アルケニルまたは炭素数4~24の分岐鎖アルケニルがあげられる。炭素数2~18のアルケニルが好ましく、炭素数2~12のアルケニルがより好ましく、炭素数2~6のアルケニルがさらに好ましく、炭素数2~4のアルケニルが特に好ましい。具体的な「アルケニル」としては、ビニル、アリル、ブタジエニルなどがあげられる。 For "alkenyl", the above explanation of "alkyl" can be referred to, and it is a group in which the C-C single bond in the "alkyl" structure is replaced with a C=C double bond, including groups in which not only one but two or more single bonds are replaced with double bonds (also called alkadiene-yl or alkanetriene-yl). "Alkenyl" includes linear alkenyl with 2 to 24 carbon atoms or branched alkenyl with 4 to 24 carbon atoms. Alkenyl with 2 to 18 carbon atoms is preferred, alkenyl with 2 to 12 carbon atoms is more preferred, alkenyl with 2 to 6 carbon atoms is even more preferred, and alkenyl with 2 to 4 carbon atoms is particularly preferred. Specific examples of "alkenyl" include vinyl, allyl, butadienyl, etc.
「アルケニレン」に関しては、上述した「アルケニル」より1つの水素を除いた、2価の基があげられる。 "Alkenylene" refers to a divalent group obtained by removing one hydrogen from the above-mentioned "alkenyl".
「アルキニル」については、上述した「アルキル」の説明を参考にすることができ、「アルキル」の構造中のC-C単結合をC≡C三重結合に置換した基であり、1つだけでなく2つ以上の単結合が三重結合に置換された基(アルカジイン-イルやアルカントリイン-いるとも呼ばれる)も含める。 For "alkynyl," please refer to the explanation of "alkyl" above. It is a group in which the C-C single bond in the "alkyl" structure is replaced with a C≡C triple bond, and also includes groups in which not only one but two or more single bonds are replaced with triple bonds (also called alkadiyn-yl or alkanetriyn-yl).
「アルキニレン」に関しては、上述した「アルキニル」より1つの水素を除いた、2価の基があげられる。 "Alkynylene" refers to a divalent group obtained by removing one hydrogen from the above-mentioned "alkynyl".
「シクロアルキル」は、例えば炭素数3~24のシクロアルキルであり、好ましくは、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3~12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、または炭素数5のシクロアルキルなどである。 "Cycloalkyl" is, for example, cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms, and preferably cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 8 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 6 carbon atoms, or cycloalkyl having 5 carbon atoms.
具体的な「シクロアルキル」は、例えば、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、もしくはこれらの炭素数1~5や炭素数1~4のアルキル(特にメチル)置換体、ノルボルネニル、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.1.0]ヘキシル、ビシクロ[2.2.1]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、またはデカヒドロアズレニルなどである。 Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, or alkyl (especially methyl) substituted derivatives of these having 1 to 5 or 1 to 4 carbon atoms, norbornenyl, bicyclo[1.1.0]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.1.0]pentyl, bicyclo[2.1.1]hexyl, bicyclo[3.1.0]hexyl, bicyclo[2.2.1]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
「シクロアルキレン」は、例えば炭素数3~24のシクロアルキレンであり、好ましくは、炭素数3~20のシクロアルキレン、炭素数3~16のシクロアルキレン、炭素数3~14のシクロアルキレン、炭素数3~12のシクロアルキレン、炭素数5~10のシクロアルキレン、炭素数5~8のシクロアルキレン、炭素数5~6のシクロアルキレン、または炭素数5のシクロアルキレンなどである。
具体的な「シクロアルキレン」は、例えば、上述した「シクロアルキル」(1価の基)から1つの水素を除いて2価の基にした構造が挙げられる。
The "cycloalkylene" is, for example, a cycloalkylene having 3 to 24 carbon atoms, and preferably a cycloalkylene having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene having 3 to 16 carbon atoms, a cycloalkylene having 3 to 14 carbon atoms, a cycloalkylene having 3 to 12 carbon atoms, a cycloalkylene having 5 to 10 carbon atoms, a cycloalkylene having 5 to 8 carbon atoms, a cycloalkylene having 5 to 6 carbon atoms, or a cycloalkylene having 5 carbon atoms.
Specific examples of "cycloalkylene" include structures obtained by removing one hydrogen from the above-mentioned "cycloalkyl" (monovalent group) to form a divalent group.
「アルコキシ」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の直鎖アルコキシまたは炭素数3~24の分岐鎖アルコキシであり、好ましくは、炭素数1~18のアルコキシ(炭素数3~18の分岐鎖アルコキシ)、炭素数1~12のアルコキシ(炭素数3~12の分岐鎖アルコキシ)、炭素数1~6のアルコキシ(炭素数3~6の分岐鎖アルコキシ)、炭素数1~5のアルコキシ(炭素数3~5の分岐鎖アルコキシ)、炭素数1~4のアルコキシ(炭素数3~4の分岐鎖アルコキシ)などである。 "Alkoxy" may be either straight chain or branched chain, for example straight chain alkoxy having 1 to 24 carbon atoms or branched chain alkoxy having 3 to 24 carbon atoms, preferably alkoxy having 1 to 18 carbon atoms (branched chain alkoxy having 3 to 18 carbon atoms), alkoxy having 1 to 12 carbon atoms (branched chain alkoxy having 3 to 12 carbon atoms), alkoxy having 1 to 6 carbon atoms (branched chain alkoxy having 3 to 6 carbon atoms), alkoxy having 1 to 5 carbon atoms (branched chain alkoxy having 3 to 5 carbon atoms), alkoxy having 1 to 4 carbon atoms (branched chain alkoxy having 3 to 4 carbon atoms), etc.
具体的な「アルコキシ」は、例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、1-エチル-1-メチルプロポキシ、1,1-ジエチルプロポキシ、1,1,2-トリメチルプロポキシ、1,1,2,2-テトラメチルプロポキシ、1-エチル-1,2,2-トリメチルプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、2-エチルブトキシ、1,1-ジメチルブトキシ、3,3-ジメチルブトキシ、1,1-ジエチルブトキシ、1-エチル-1-メチルブトキシ、1-プロピル-1-メチルブトキシ、1,1,3-トリメチルブトキシ、1-エチル-1,3-ジメチルブトキシ、n-ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、ネオペンチルオキシ、t-ペンチルオキシ(t-アミルオキシ)、1-メチルペンチルオキシ、2-プロピルペンチルオキシ、1,1-ジメチルペンチルオキシ、1-エチル-1-メチルペンチルオキシ、1-プロピル-1-メチルペンチルオキシ、1-ブチル-1-メチルペンチルオキシ、1,1,4-トリメチルペンチルオキシ、n-ヘキシルオキシ、1-メチルヘキシルオキシ、2-エチルヘキシルオキシ、1,1-ジメチルヘキシルオキシ、1-エチル-1-メチルヘキシルオキシ、1,1,5-トリメチルヘキシルオキシ、3,5,5-トリメチルヘキシルオキシ、n-ヘプチルオキシ、1-メチルヘプチルオキシ、1-ヘキシルヘプチルオキシ、1,1-ジメチルヘプチルオキシ、2,2-ジメチルヘプチルオキシ、2,6-ジメチル-4-ヘプチルオキシ、n-オクチルオキシ、t-オクチルオキシ(1,1,3,3-テトラメチルブチルオキシ)、1,1-ジメチルオクチルオキシ、n-ノニルオキシ、n-デシルオキシ、1-メチルデシルオキシ、n-ウンデシルオキシ、n-ドデシルオキシ、n-トリデシルオキシ、n-テトラデシルオキシ、n-ペンタデシルオキシ、n-ヘキサデシルオキシ、n-ヘプタデシルオキシ、n-オクタデシルオキシ、またはn-エイコシルオキシなどである。 Specific examples of "alkoxy" include methoxy, ethoxy, n-propoxy, isopropoxy, 1-ethyl-1-methylpropoxy, 1,1-diethylpropoxy, 1,1,2-trimethylpropoxy, 1,1,2,2-tetramethylpropoxy, 1-ethyl-1,2,2-trimethylpropoxy, n-butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy, 2-ethylbutoxy, 1,1-dimethylbutoxy, 3,3-dimethylbutoxy, 1,1-diethylbutoxy, 1-ethyl-1-methylbutoxy, 1-propyl-1-methylbutoxy, 1,1,3-trimethylbutoxy, 1-ethyl-1,3-dimethylbutoxy, n-pentyloxy, isopentyloxy, neopentyloxy, t-pentyloxy (t-amyloxy), 1-methylpentyloxy, 2-propylpentyloxy, 1,1-dimethylpentyloxy, 1-ethyl-1-methylpentyloxy, 1-propyl-1-methylpentyloxy, 1-butyl-1-methylpentyloxy butyloxy, 1,1,4-trimethylpentyloxy, n-hexyloxy, 1-methylhexyloxy, 2-ethylhexyloxy, 1,1-dimethylhexyloxy, 1-ethyl-1-methylhexyloxy, 1,1,5-trimethylhexyloxy, 3,5,5-trimethylhexyloxy, n-heptyloxy, 1-methylheptyloxy, 1-hexylheptyloxy, 1,1-dimethylheptyloxy, 2,2-dimethylheptyloxy, 2,6-dimethyl n-4-heptyloxy, n-octyloxy, t-octyloxy (1,1,3,3-tetramethylbutyloxy), 1,1-dimethyloctyloxy, n-nonyloxy, n-decyloxy, 1-methyldecyloxy, n-undecyloxy, n-dodecyloxy, n-tridecyloxy, n-tetradecyloxy, n-pentadecyloxy, n-hexadecyloxy, n-heptadecyloxy, n-octadecyloxy, or n-eicosyloxy.
「アリールオキシ」は、「Ar-O-(Arはアリール基)」で表される基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。 "Aryloxy" is a group represented by "Ar-O- (Ar is an aryl group)" and the details of this aryl can be found in the explanation of "aryl" above.
「アリールチオ」は、「Ar-S-(Arはアリール基)」で表される基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。 "Arylthio" is a group represented by "Ar-S- (Ar is an aryl group)" and for details on this aryl, please refer to the explanation of "aryl" above.
「置換シリル」は、例えば、アリール、アルキル、およびシクロアルキルの少なくとも1つで置換されたシリルであり、好ましくは、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルである。 "Substituted silyl" is, for example, silyl substituted with at least one of aryl, alkyl, and cycloalkyl, and is preferably triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, or alkyldicycloalkylsilyl.
「トリアリールシリル」は、3つのアリールで置換されたシリル基であり、このアリールの詳細については上述した「アリール」の説明を引用できる。
具体的な「トリアリールシリル」は、例えば、トリフェニルシリル、ジフェニルモノナフチルシリル、モノフェニルジナフチルシリル、またはトリナフチルシリルなどである。
The "triarylsilyl" is a silyl group substituted with three aryl groups. For details of the aryl groups, see the above description of the "aryl".
Specific "triarylsilyl" includes, for example, triphenylsilyl, diphenylmononaphthylsilyl, monophenyldinaphthylsilyl, trinaphthylsilyl, and the like.
「トリアルキルシリル」は、3つのアルキルで置換されたシリル基であり、このアルキルの詳細については上述した「アルキル」の説明を引用できる。
具体的な「トリアルキルシリル」は、例えば、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリn-プロピルシリル、トリイソプロピルシリル、トリn-ブチルシリル、トリイソブチルシリル、トリs-ブチルシリル、トリt-ブチルシリル、エチルジメチルシリル、n-プロピルジメチルシリル、イソプロピルジメチルシリル、n-ブチルジメチルシリル、イソブチルジメチルシリル、s-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、n-プロピルジエチルシリル、イソプロピルジエチルシリル、n-ブチルジエチルシリル、s-ブチルジエチルシリル、t-ブチルジエチルシリル、メチルジn-プロピルシリル、エチルジn-プロピルシリル、n-ブチルジn-プロピルシリル、s-ブチルジn-プロピルシリル、t-ブチルジn-プロピルシリル、メチルジイソプロピルシリル、エチルジイソプロピルシリル、n-ブチルジイソプロピルシリル、s-ブチルジイソプロピルシリル、またはt-ブチルジイソプロピルシリルなどである。
The term "trialkylsilyl" refers to a silyl group substituted with three alkyl groups. For details of this alkyl group, see the above description of "alkyl."
Specific examples of "trialkylsilyl" include trimethylsilyl, triethylsilyl, tri-n-propylsilyl, triisopropylsilyl, tri-n-butylsilyl, triisobutylsilyl, tri-s-butylsilyl, tri-t-butylsilyl, ethyldimethylsilyl, n-propyldimethylsilyl, isopropyldimethylsilyl, n-butyldimethylsilyl, isobutyldimethylsilyl, s-butyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, methyldiethylsilyl, n-propyldiethylsilyl, isopropyldiethylsilyl, n-butyldiethylsilyl, s-butyldiethylsilyl, t-butyldiethylsilyl, methyldi-n-propylsilyl, ethyldi-n-propylsilyl, n-butyldi-n-propylsilyl, s-butyldi-n-propylsilyl, t-butyldi-n-propylsilyl, methyldiisopropylsilyl, ethyldiisopropylsilyl, n-butyldiisopropylsilyl, s-butyldiisopropylsilyl, and t-butyldiisopropylsilyl.
「トリシクロアルキルシリル」は、3つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、このシクロアルキルの詳細については上述した「シクロアルキル」の説明を引用できる。
具体的な「トリシクロアルキルシリル」は、例えば、トリシクロペンチルシリルまたはトリシクロヘキシルシリルなどである。
The term "tricycloalkylsilyl" refers to a silyl group substituted with three cycloalkyl groups. For details of this cycloalkyl, see the above description of the "cycloalkyl".
Specific "tricycloalkylsilyl" includes, for example, tricyclopentylsilyl or tricyclohexylsilyl.
「ジアルキルシクロアルキルシリル」は、2つのアルキルおよび1つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、このアルキルおよびシクロアルキルの詳細については上述した「アルキル」および「シクロアルキル」の説明を引用できる。 "Dialkylcycloalkylsilyl" is a silyl group substituted with two alkyls and one cycloalkyl. For details on the alkyl and cycloalkyl, see the explanations of "alkyl" and "cycloalkyl" above.
「アルキルジシクロアルキルシリル」は、1つのアルキルおよび2つのシクロアルキルで置換されたシリル基であり、このアルキルおよびシクロアルキルの詳細については上述した「アルキル」および「シクロアルキル」の説明を引用できる。 "Alkyldicycloalkylsilyl" is a silyl group substituted with one alkyl and two cycloalkyl. For details on the alkyl and cycloalkyl, see the explanations of "alkyl" and "cycloalkyl" above.
具体的には、第1置換基や第2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で表される基であり、より好ましくは、メチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、ネオペンチル、アダマンチル、フェニル、o-トリル、p-トリル、2,4-キシリル、2,5-キシリル、2,6-キシリル、2,4,6-メシチル、ジフェニルアミノ、ジ-p-トリルアミノ、ビス(p-(t-ブチル)フェニル)アミノ、カルバゾリル、3,6-ジメチルカルバゾリル、3,6-ジ-t-ブチルカルバゾリルおよびフェノキシであり、さらに好ましくは、メチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、ネオペンチル、アダマンチル、フェニル、o-トリル、2,6-キシリル、2,4,6-メシチル、ジフェニルアミノ、ジ-p-トリルアミノ、ビス(p-(t-ブチル)フェニル)アミノ、カルバゾリル、3,6-ジメチルカルバゾリルおよび3,6-ジ-t-ブチルカルバゾリルである。合成の容易さの観点からは、立体障害が大きい方が選択的な合成のために好ましく、具体的には、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、アダマンチル、o-トリル、p-トリル、2,4-キシリル、2,5-キシリル、2,6-キシリル、2,4,6-メシチル、ジ-p-トリルアミノ、ビス(p-(t-ブチル)フェニル)アミノ、3,6-ジメチルカルバゾリルおよび3,6-ジ-t-ブチルカルバゾリルが好ましい。 Specifically, the emission wavelength can be adjusted by the steric hindrance, electron donating property and electron withdrawing property of the structure of the first and second substituents, and the groups represented by the following structural formulas are preferred, and more preferred are methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, neopentyl, adamantyl, phenyl, o-tolyl, p-tolyl, 2,4-xylyl, 2,5-xylyl, 2,6-xylyl, 2,4,6-mesityl, diphenylamino, di-p-tolylamino, bis(p-(t-butyl)phenyl)amino, Preferred are methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, neopentyl, adamantyl, phenyl, o-tolyl, 2,6-xylyl, 2,4,6-mesityl, diphenylamino, di-p-tolylamino, bis(p-(t-butyl)phenyl)amino, carbazolyl, 3,6-dimethylcarbazolyl, and 3,6-di-t-butylcarbazolyl. From the viewpoint of ease of synthesis, a larger steric hindrance is preferred for selective synthesis, and specifically, t-butyl, t-amyl, t-octyl, adamantyl, o-tolyl, p-tolyl, 2,4-xylyl, 2,5-xylyl, 2,6-xylyl, 2,4,6-mesityl, di-p-tolylamino, bis(p-(t-butyl)phenyl)amino, 3,6-dimethylcarbazolyl, and 3,6-di-t-butylcarbazolyl are preferred.
下記構造式において、「Me」はメチル、「tBu」はt-ブチル、「tAm」はt-アミル、「tOct」はt-オクチルを表し、*は結合位置を表す。
<シクロアルカン縮合の説明>
また、本発明の多環芳香族化合物の化学構造中の芳香族環および複素芳香族環の少なくとも1つは、少なくとも1つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。
<Explanation of Cycloalkane Condensation>
In addition, at least one of the aromatic rings and heteroaromatic rings in the chemical structure of the polycyclic aromatic compound of the present invention may be condensed with at least one cycloalkane.
例えば、式(1A)または式(1B)で表される化合物における、B環、C環、D環、E環、F環、G環、アリール、およびヘテロアリール、式(2A)または式(2B)で表される化合物における、b環、c環、d環、e環、f環、g環、前記「形成された環」、アリール、およびヘテロアリールの少なくとも1つ(上記で挙げられた各置換基の一部としてのアリール、およびヘテロアリールを含む)は、少なくとも1つのシクロアルカンで縮合されていてもよい。 For example, in the compound represented by formula (1A) or formula (1B), ring B, ring C, ring D, ring E, ring F, ring G, aryl, and heteroaryl, and in the compound represented by formula (2A) or formula (2B), ring b, ring c, ring d, ring e, ring f, ring g, the "formed ring", aryl, and heteroaryl (including aryl and heteroaryl as part of each of the substituents listed above) may be condensed with at least one cycloalkane.
「シクロアルカン」としては、炭素数3~24のシクロアルカン、炭素数3~20のシクロアルカン、炭素数3~16のシクロアルカン、炭素数3~14のシクロアルカン、炭素数5~10のシクロアルカン、炭素数5~8のシクロアルカン、炭素数5~6のシクロアルカン、炭素数5のシクロアルカンなどがあげられる。 Examples of "cycloalkanes" include cycloalkanes with 3 to 24 carbon atoms, cycloalkanes with 3 to 20 carbon atoms, cycloalkanes with 3 to 16 carbon atoms, cycloalkanes with 3 to 14 carbon atoms, cycloalkanes with 5 to 10 carbon atoms, cycloalkanes with 5 to 8 carbon atoms, cycloalkanes with 5 to 6 carbon atoms, and cycloalkanes with 5 carbon atoms.
具体的なシクロアルカンとしては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、ノルボルネン、ビシクロ[1.1.0]ブタン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン、ビシクロ[2.1.0]ペンタン、ビシクロ[2.1.1]ヘキサン、ビシクロ[3.1.0]ヘキサン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン、ビシクロ[2.2.2]オクタン、アダマンタン、ジアマンタン、デカヒドロナフタレンおよびデカヒドロアズレン、ならびに、これらの炭素数1~5のアルキル(特にメチル)置換体、ハロゲン(特にフッ素)置換体および重水素置換体などがあげられる。 Specific examples of cycloalkanes include cyclopropane, cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, norbornene, bicyclo[1.1.0]butane, bicyclo[1.1.1]pentane, bicyclo[2.1.0]pentane, bicyclo[2.1.1]hexane, bicyclo[3.1.0]hexane, bicyclo[2.2.1]heptane, bicyclo[2.2.2]octane, adamantane, diamantane, decahydronaphthalene, and decahydroazulene, as well as alkyl (especially methyl) substituted, halogen (especially fluorine) substituted, and deuterium substituted derivatives of these having 1 to 5 carbon atoms.
これらの中でも、例えば下記構造式に示すような、シクロアルカンのα位の炭素(芳香族環または複素芳香族環に縮合するシクロアルキルにおいて、縮合部位の炭素に隣接する位置の炭素)における少なくとも1つの水素が置換された構造が好ましく、α位の炭素における2つの水素が置換された構造がより好ましく、2つのα位の炭素における合計4つの水素が置換された構造がさらに好ましい。この置換基としては、炭素数1~5のアルキル(特にメチル)置換体、ハロゲン(特にフッ素)置換体および重水素置換体などがあげられる。
1つの芳香族環または複素芳香族環に縮合するシクロアルカンの数は、1~3個が好ましく、1個または2個がより好ましく、1個がさらに好ましい。例えば1つのベンゼン環(フェニル基)に1個または複数のシクロアルカンが縮合した例を以下に示す。各構造式における*は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニル基である場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。式(Cy-1-4)および式(Cy-2-4)のように縮合したシクロアルカン同士が縮合してもよい。縮合される環(基)がベンゼン環(フェニル基)以外の他の芳香族環または複素芳香族環の場合であっても、縮合するシクロアルカンがシクロペンタンまたはシクロヘキサン以外の他のシクロアルカンの場合であっても、同様である。
シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていてもよい。ただし複数の-CH2-は-O-で置換される場合は、隣接する-CH2-が-O-で置換されることはない。例えば1つのベンゼン環(フェニル基)に縮合したシクロアルカンにおける1個または複数の-CH2-が-O-で置換された例を以下に示す。各構造式における*は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニル基である場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。縮合される環(基)がベンゼン環(フェニル基)以外の他の芳香族環または複素芳香族環の場合であっても、縮合するシクロアルカンがシクロペンタンまたはシクロヘキサン以外の他のシクロアルカンの場合であっても、同様である。
シクロアルカン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、この置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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ないか、または結合している)、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、置換シリル、重水素、シアノまたはハロゲンがあげられ、これらの詳細は、上述した第1置換基の説明を引用することができる。これらの置換基の中でも、アルキル(例えば炭素数1~6のアルキル)、シクロアルキル(例えば炭素数3~14のシクロアルキル)、ハロゲン(例えばフッ素)および重水素などが好ましい。また、シクロアルキルが置換する場合はスピロ構造を形成する置換形態でもよく、例えば1つのベンゼン環(フェニル基)に縮合したシクロアルカンにスピロ構造が形成された例を以下に示す。各構造式における*は、ベンゼン環である場合には化合物の骨格構造に含まれるベンゼン環であることを意味し、フェニル基である場合には化合物の骨格構造に置換する結合手を意味する。
シクロアルカン縮合の他の形態としては、本発明の多環芳香族化合物が、例えば、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ基(このアリール基部分へ縮合)、シクロアルカンで縮合されたカルバゾリル基(このベンゼン環部分へ縮合)またはシクロアルカンで縮合されたベンゾカルバゾリル基(このベンゼン環部分へ縮合)で置換された例が挙げられる。「ジアリールアミノ基」については上述した説明を引用することができる。 Other forms of cycloalkane condensation include those in which the polycyclic aromatic compound of the present invention is substituted with, for example, a diarylamino group condensed with a cycloalkane (condensed to the aryl group portion), a carbazolyl group condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion), or a benzocarbazolyl group condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion). The above explanation of the "diarylamino group" can be cited.
また、さらに具体的な例としては、式(1A)または式(2A)で表される多環芳香族化合物におけるRaが、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ基(このアリール基部分へ縮合)またはシクロアルカンで縮合されたカルバゾリル基(このベンゼン環部分へ縮合)である例が挙げられる。 Further, as a more specific example, there can be mentioned an example in which R a in the polycyclic aromatic compound represented by formula (1A) or formula (2A) is a diarylamino group condensed with a cycloalkane (condensed to the aryl group portion) or a carbazolyl group condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion).
<重水素、シアノ、またはハロゲンによる置換の説明>
本発明の多環芳香族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い。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であり、フッ素、塩素、または臭素が好ましく、フッ素または塩素がより好ましい。
Explanation of substitution by deuterium, cyano, or halogen
At least one hydrogen atom in the polycyclic aromatic compound of the present invention may be substituted with deuterium, cyano, or a halogen atom. The halogen atom is fluorine, chlorine, bromine, or iodine, preferably fluorine, chlorine, or bromine, and more preferably fluorine or chlorine.
<本発明の多環芳香族化合物の具体例の説明>
例えば、下記構造式のいずれかで表される化合物が好ましい。
各式中、
R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、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により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、これらにおける少なくとも1つの水素は、炭素数1~5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、
oはそれぞれ独立して1~3の整数であり、
pはそれぞれ独立して1~4の整数であり、
qはそれぞれ独立して1~5の整数であり、
上記各式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い。
<Explanation of specific examples of polycyclic aromatic compounds of the present invention>
For example, a compound represented by any one of the following structural formulas is preferred.
In each formula,
R's are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 16 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 to each other 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, in which at least one hydrogen may be substituted by an alkyl having 1 to 5 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms;
Each o is independently an integer from 1 to 3;
Each p is independently an integer from 1 to 4;
Each q is independently an integer from 1 to 5;
At least one hydrogen in the compounds represented by the above formulas may be substituted with deuterium, cyano, or halogen.
Rのより具体的な説明は、上述したアリール等の説明を引用することができる。また、o、p、およびqとしては1または2が好ましく、1がより好ましく、0がさらに好ましい。 For a more specific description of R, the above description of aryl and the like can be cited. In addition, o, p, and q are preferably 1 or 2, more preferably 1, and even more preferably 0.
<熱活性化遅延蛍光(TADF)材料としての利用>
本発明の化合物はTADF材料としても使用することができる。特に、式(1B)および式(2B)で表される化合物よりも、式(1A)および式(2A)で表される化合物の方が好ましく、また、B環~G環やb環~g環における縮合二環構造と結合を共有する環が6員環であることが好ましく、a環も含めて6員のアリール環であることがより好ましい。
<Use as a thermally activated delayed fluorescence (TADF) material>
The compound of the present invention can also be used as a TADF material. In particular, the compounds represented by formulae (1A) and (2A) are more preferable than the compounds represented by formulae (1B) and (2B), and the rings sharing a bond with the fused bicyclic structure in rings B to G and rings b to g are preferably six-membered rings, and more preferably six-membered aryl rings including ring a.
<本発明の多環芳香族化合物の具体例の説明>
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、「tBu」はt-ブチル基、「D」は重水素を示す。
<Explanation of specific examples of the polycyclic aromatic compound of the present invention>
More specific examples of polycyclic aromatic compounds include compounds represented by the following structural formula: In the structural formula, "Me" represents a methyl group, "tBu" represents a t-butyl group, and "D" represents deuterium.
本発明に係る多環芳香族化合物は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物(この高分子化合物を得るための前記モノマーは重合性置換基を有する)、もしくは当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体(この高分子架橋体を得るための前記高分子化合物は架橋性置換基を有する)、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物(このペンダント型高分子化合物を得るための前記反応性化合物は反応性置換基を有する)、もしくは当該ペンダント型高分子化合物をさらに架橋させたペンダント型高分子架橋体(このペンダント型高分子架橋体を得るための前記ペンダント型高分子化合物は架橋性置換基を有する)としても、有機デバイス用材料、例えば、有機電界発光素子用材料、有機電界効果トランジスタ用材料または有機薄膜太陽電池用材料に用いることができる。 The polycyclic aromatic compound according to the present invention can be used as a material for organic devices, for example, a material for organic electroluminescent elements, a material for organic field effect transistors, or a material for organic thin-film solar cells, as a polymer compound obtained by polymerizing a reactive compound substituted with a reactive substituent as a monomer (the monomer for obtaining this polymer compound has a polymerizable substituent), or as a crosslinked polymer obtained by further crosslinking the polymer compound (the polymer compound for obtaining this crosslinked polymer has a crosslinkable substituent), or as a pendant polymer compound obtained by reacting a main chain polymer with the reactive compound (the reactive compound for obtaining this pendant polymer compound has a reactive substituent), or as a pendant polymer crosslinked polymer obtained by further crosslinking the pendant polymer compound (the pendant polymer compound for obtaining this pendant polymer crosslinked polymer has a crosslinkable substituent).
上述した反応性置換基(前記重合性置換基、前記架橋性置換基、および、ペンダント型高分子を得るための反応性置換基を含み、以下、単に「反応性置換基」とも言う)としては、上記多環芳香族化合物を高分子量化できる置換基、そのようにして得られた高分子化合物をさらに架橋化できる置換基、また、主鎖型高分子にペンダント反応し得る置換基であれば特に限定されないが、以下の構造の置換基が好ましい。各構造式中の*は結合位置を示す。
Lは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、>C=O、-O-C(=O)-、炭素数1~12のアルキレン、炭素数1~12のオキシアルキレンおよび炭素数1~12のポリオキシアルキレンである。上記置換基の中でも、式(XLS-1)、式(XLS-2)、式(XLS-3)、式(XLS-9)、式(XLS-10)または式(XLS-17)で表される基が好ましく、式(XLS-1)、式(XLS-3)または式(XLS-17)で表される基がより好ましい。 Each L is independently a single bond, -O-, -S-, >C=O, -O-C(=O)-, an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, an oxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms, or a polyoxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms. Among the above substituents, groups represented by formula (XLS-1), (XLS-2), (XLS-3), (XLS-9), (XLS-10) or (XLS-17) are preferred, and groups represented by formula (XLS-1), (XLS-3) or (XLS-17) are more preferred.
このような高分子化合物、高分子架橋体、ペンダント型高分子化合物、およびペンダント型高分子架橋体は、本発明に係る多環芳香族化合物の繰り返し単位以外にも、置換もしくは無置換のトリアリールアミン、置換もしくは無置換のフルオレン、置換もしくは無置換のアントラセン、置換もしくは無置換のテトラセン、置換もしくは無置換のトリアジン、置換もしくは無置換のカルバゾール、置換もしくは無置換のテトラフェニルシラン、置換もしくは無置換のスピロフルオレン、置換もしくは無置換のトリフェニルホスフィン、置換もしくは無置換のジベンゾチオフェン、および置換もしくは無置換のジベンゾフランからなる化合物の群から選ばれる少なくとも1種を繰り返し単位として含んでもよい。 These polymer compounds, crosslinked polymers, pendant polymer compounds, and pendant crosslinked polymers may contain, in addition to the repeating units of the polycyclic aromatic compound according to the present invention, at least one repeating unit selected from the group consisting of substituted or unsubstituted triarylamine, substituted or unsubstituted fluorene, substituted or unsubstituted anthracene, substituted or unsubstituted tetracene, substituted or unsubstituted triazine, substituted or unsubstituted carbazole, substituted or unsubstituted tetraphenylsilane, substituted or unsubstituted spirofluorene, substituted or unsubstituted triphenylphosphine, substituted or unsubstituted dibenzothiophene, and substituted or unsubstituted dibenzofuran.
これらの繰り返し単位における置換基としては、例えば、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、アリールオキシ、トリアリールシリル、トリアルキルシリル、トリシクロアルキルシリル、ジアルキルシクロアルキルシリル、またはアルキルジシクロアルキルシリルなどが挙げられる。トリアリールアミンの「アリール」や、これらの置換基の詳細については、本発明に係る多環芳香族化合物における説明を引用できる。 Examples of the substituents in these repeating units include aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), alkyl, cycloalkyl, alkoxy, aryloxy, triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, and alkyldicycloalkylsilyl. For details on the "aryl" in triarylamine and these substituents, see the explanation in the polycyclic aromatic compound of the present invention.
このような高分子化合物、高分子架橋体、ペンダント型高分子化合物およびペンダント型高分子架橋体(以下、単に「高分子化合物および高分子架橋体」とも言う)の用途の詳細については後述する。 The uses of such polymer compounds, crosslinked polymers, pendant polymer compounds, and pendant polymer crosslinked polymers (hereinafter simply referred to as "polymer compounds and crosslinked polymers") will be described in detail below.
2.本発明に係る多環芳香族化合物の製造方法
本発明の多環芳香族化合物は、基本的には、まずa環と、B環~G環またはb環~g環とを結合基(「N」や、X1または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環と、B環~G環またはb環~g環とを結合基(Y1~Y3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)。国際公開第2015/102118号公報に記載の製造方法を参考にすることができる。
2. Method for Producing Polycyclic Aromatic Compound According to the Present Invention The polycyclic aromatic compound according to the present invention can be basically produced by first producing an intermediate by bonding ring a to rings B to G or rings b to g with a bonding group (a group containing "N" or X1 or X2 ) (first reaction), and then producing a final product by bonding ring a to rings B to G or rings b to g with a bonding group (a group containing Y1 to Y3 ) (second reaction). The production method described in International Publication WO 2015/102118 can be used as a reference.
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 general reaction such as a nucleophilic substitution reaction or the Ullmann reaction can be used, and if it is an amination reaction, a general 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)および(2)に示すように、a環と、B環~G環またはb環~g環とを結合するY1~Y3を導入する反応である。まず、「N」とX1およびX2との間の水素原子や、「N」同士の間の水素原子を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のY1~Y3のハロゲン化物を加え、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。また、Journal of The American Chemistry、2018,140,1195-1198に記載されている、有機アルカリ化合物を用いて水素原子(H)をメタル化する反応工程を省略して、Y1のハロゲン化物(三臭化ホウ素など)と直接反応させる方法を利用することもできる。 The second reaction is a reaction for introducing Y 1 to Y 3 which bond the ring a to the rings B to G or the rings b to g as shown in the following schemes (1) and (2). First, the hydrogen atoms between "N" and X 1 and X 2 , and the hydrogen atoms between "N"s are orthometalated with n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, or the like. Next, a halide of Y 1 to Y 3 such as boron trichloride or boron tribromide is added to carry out lithium-boron metal exchange, and then a Bronsted base such as N,N-diisopropylethylamine is added to carry out a tandem boron-Friedel-Crafts reaction 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 are defined as above. In addition, it is also possible to omit the reaction step of metalating a hydrogen atom (H) using an organic alkali compound, as described in Journal of the American Chemistry, 2018, 140, 1195-1198, and directly react Y1 with a halide (such as boron tribromide).
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、下記スキーム(3)のように、リチウムを導入したい位置に臭素原子等を導入し、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。この方法によれば、置換基の影響でオルトメタル化ができないようなケースでも目的物を製造することができ有用である。
以上のスキーム(1)~(3)は、Y1~Y3がホウ素(B)原子である化合物の代表的な製造方法である。 The above schemes (1) to (3) are representative methods for producing a compound in which Y 1 to Y 3 are boron (B) atoms.
次に、例としてY1~Y3がリンスルフィド、リンオキサイドまたはリン原子である場合を下記スキーム(4)および(5)に示す。これまでと同様に、まず「N」とX1およびX2との間の水素原子や、「N」同士の間の水素原子をn-ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化リン、硫黄の順に添加し、最後に三塩化アルミニウム等のルイス酸および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、タンデムホスファフリーデルクラフツ反応させ、Y1~Y3がリンスルフィドである化合物を得ることができる。また、得られたリンスルフィド化合物をm-クロロ過安息香酸(m-CPBA)で処理することでY1~Y3がリンオキサイドである化合物を得ることができ、トリエチルホスフィンで処理することでY1~Y3がリン原子である化合物を得ることができる。 Next, as an example, the following schemes (4) and (5) show cases where Y 1 to Y 3 are phosphorus sulfide, phosphorus oxide, or phosphorus atom. As in the above, first, the hydrogen atoms between "N" and X 1 and X 2 , and the hydrogen atoms between "N"s are orthometalated with n-butyl lithium or the like. Next, phosphorus trichloride and sulfur are added in this order, and finally, a Lewis acid such as aluminum trichloride and a Bronsted base such as N,N-diisopropylethylamine are added to carry out a tandem phospha Friedel-Crafts reaction, thereby obtaining a compound in which Y 1 to Y 3 are phosphorus sulfide. In addition, a compound in which Y 1 to Y 3 are phosphorus oxide can be obtained by treating the obtained phosphorus sulfide compound with m-chloroperbenzoic acid (m-CPBA), and a compound in which Y 1 to Y 3 are phosphorus atoms can be obtained by treating with triethylphosphine.
上記スキームでは主に、Y1~Y3が、B、P、P=OまたはP=Sなどの例を記載したが、原料を適宜変更することで、その他の化合物も製造することができる。 In the above scheme, examples where Y 1 to Y 3 are B, P, P═O or P═S are mainly described, but other compounds can also be produced by appropriately changing the raw materials.
上記スキームでは、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等のY1~Y3のハロゲン化物を加える前に、「N」とX1およびX2との間の水素原子(またはハロゲン原子)や、「N」同士の間の水素原子(またはハロゲン原子)をブチルリチウム等でオルトメタル化することで、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応させた例を示したが、ブチルリチウム等を用いたオルトメタル化を行わずに、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等のY1~Y3のハロゲン化物の添加により反応を進行させることもできる。
In the above scheme, an example is shown in which a tandem hetero Friedel-Crafts reaction is carried out by ortho-metalating the hydrogen atoms (or halogen atoms) between "N" and X1 and X2 , or the hydrogen atoms (or halogen atoms) between "N"s with butyllithium or the like before adding halides of
上記スキームで使用する溶媒としては、t-ブチルベンゼンやキシレン等が挙げられる。 Solvents used in the above scheme include t-butylbenzene and xylene.
上記スキームで使用するオルトメタル化試薬としては、メチルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム等のアルキルリチウム、リチウムジイソプロピルアミド、リチウムテトラメチルピペリジド、リチウムヘキサメチルジシラジド、カリウムヘキサメチルジシラジドなどの有機アルカリ化合物、有機溶媒分散Na等の分散アルカリ金属が挙げられる。 The orthometalation reagents used in the above scheme include alkyl lithiums such as methyl lithium, n-butyl lithium, sec-butyl lithium, and t-butyl lithium, organic alkali compounds such as lithium diisopropylamide, lithium tetramethylpiperidide, lithium hexamethyldisilazide, and potassium hexamethyldisilazide, and dispersed alkali metals such as organic solvent-dispersed Na.
上記スキームで使用するメタル-(Y1~Y3)の金属交換試薬としては、Y1~Y3の三フッ化物、Y1~Y3の三塩化物、Y1~Y3の三臭化物、Y1~Y3の三ヨウ化物などのY1~Y3のハロゲン化物、CIPN(NEt2)2などのY1~Y3のアミノ化ハロゲン化物、Y1~Y3のアルコキシ化物、Y1~Y3のアリールオキシ化物などが挙げられる。 Examples of the metal exchange reagent of metal-(Y 1 to Y 3 ) used in the above scheme include halides of Y 1 to Y 3 such as trifluorides of Y 1 to Y 3 , trichlorides of Y 1 to Y 3 , tribromides of Y 1 to Y 3 , and triiodides of Y 1 to Y 3 , aminated halides of Y 1 to Y 3 such as CIPN(NEt 2 ) 2 , alkoxylated compounds of Y 1 to Y 3 , and aryloxylated compounds of Y 1 to Y 3 .
上記スキームで使用するブレンステッド塩基としては、N,N-ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1,2,2,6,6-ペンタメチルピペリジン、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジメチルトルイジン、2,6-ルチジン、テトラフェニルホウ酸ナトリウム、テトラフェニルホウ酸カリウム、トリフェニルボラン、テトラフェニルシラン、Ar4BNa、Ar4BK、Ar3B、Ar4Si(なお、Arはフェニルなどのアリール)などが挙げられる。 Examples of Bronsted bases used in the above scheme include N,N-diisopropylethylamine, triethylamine, 2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine, N,N-dimethylaniline, N,N-dimethyltoluidine, 2,6-lutidine, sodium tetraphenylborate, potassium tetraphenylborate, triphenylborane, tetraphenylsilane, Ar 4 BNa, Ar 4 BK, Ar 3 B, and Ar 4 Si (wherein Ar is an aryl such as phenyl).
上記スキームで使用するルイス酸としては、AlCl3、AlBr3、AlF3、BF3・OEt2、BCl3、BBr3、GaCl3、GaBr3、InCl3、InBr3、In(OTf)3、SnCl4、SnBr4、AgOTf、ScCl3、Sc(OTf)3、ZnCl2、ZnBr2、Zn(OTf)2、MgCl2、MgBr2、Mg(OTf)2、LiOTf、NaOTf、KOTf、Me3SiOTf、Cu(OTf)2、CuCl2、YCl3、Y(OTf)3、TiCl4、TiBr4、ZrCl4、ZrBr4、FeCl3、FeBr3、CoCl3、CoBr3などが挙げられる。 Lewis acids used in the above scheme include AlCl3 , AlBr3, AlF3 , BF3.OEt2 , BCl3 , BBr3 , GaCl3 , GaBr3 , InCl3 , InBr3 , In(OTf) 3 , SnCl4, SnBr4 , AgOTf, ScCl3 , Sc(OTf) 3 , ZnCl2 , ZnBr2 , Zn(OTf) 2 , MgCl2 , MgBr2 , Mg(OTf) 2 , LiOTf , NaOTf , KOTf, Me3SiOTf, Cu(OTf) 2 , CuCl2 , YCl3 , Y( OTf ) 3 , TiCl4 , TiBr4 , ZrCl4 , ZrBr4 , FeCl3 , FeBr3 , CoCl3 , CoBr3 , etc.
上記スキームでは、タンデムヘテロフリーデルクラフツ反応の促進のためにブレンステッド塩基またはルイス酸を使用してもよい。ただし、Y1~Y3の三フッ化物、Y1~Y3の三塩化物、Y1~Y3の三臭化物、Y1~Y3の三ヨウ化物などのY1~Y3のハロゲン化物を用いた場合は、芳香族求電子置換反応の進行とともに、フッ化水素、塩化水素、臭化水素、ヨウ化水素といった酸が生成するため、酸を捕捉するブレンステッド塩基の使用が効果的である。一方、Y1~Y3のアミノ化ハロゲン化物、Y1~Y3のアルコキシ化物を用いた場合は、芳香族求電子置換反応の進行とともに、アミン、アルコールが生成するために、多くの場合、ブレンステッド塩基を使用する必要はないが、アミノ基やアルコキシ基の脱離能が低いために、その脱離を促進するルイス酸の使用が効果的である。 In the above scheme, a Bronsted base or Lewis acid may be used to promote the tandem hetero Friedel-Crafts reaction. However, when a halide of Y 1 to Y 3 such as trifluoride of Y 1 to Y 3 , trichloride of Y 1 to Y 3 , tribromide of Y 1 to Y 3 , or triiodide of Y 1 to Y 3 is used, acids such as hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen bromide, and hydrogen iodide are generated as the aromatic electrophilic substitution reaction proceeds, so it is effective to use a Bronsted base to capture the acid. On the other hand, when an amino halide of Y 1 to Y 3 or an alkoxylated product of Y 1 to Y 3 is used, amines and alcohols are generated as the aromatic electrophilic substitution reaction proceeds, so it is not necessary to use a Bronsted base in many cases, but since the leaving ability of amino groups and alkoxy groups is low, it is effective to use a Lewis acid to promote the leaving thereof.
また、本発明の多環芳香族化合物には、少なくとも一部の水素が重水素、シアノ、またはハロゲンで置換されている化合物も含まれるが、このような化合物などは所望の位置が重水素化、シアノ化、フッ素化または塩素化などのハロゲン化された原料を用いることで、上記と同様に製造することができる。 The polycyclic aromatic compounds of the present invention also include compounds in which at least some of the hydrogen atoms are replaced by deuterium, cyano, or halogen. Such compounds can be produced in the same manner as described above by using raw materials in which the desired positions are halogenated, such as deuterated, cyanated, fluorinated, or chlorinated.
3.有機デバイス
本発明に係る多環芳香族化合物は、有機デバイス用材料として用いることができる。有機デバイスとしては、例えば、有機電界発光素子、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などがあげられる。
3. Organic Devices The polycyclic aromatic compound according to the present invention can be used as a material for organic devices, such as organic electroluminescent devices, organic field effect transistors, and organic thin-film solar cells.
3-1.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。
3-1 Organic Electroluminescent Device The organic EL device according to this embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the organic EL device according to this 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
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。
The
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, with the hole injection layer 103, the hole transport layer 104, the electron transport layer 106, and 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 "transport layer/cathode", "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/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
<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および正孔輸送層104の少なくとも1つの層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 at least one layer of the hole injection layer 103 and the hole transport layer 104 is provided between the anode 102 and the light-emitting layer 105, holes are injected into the light-emitting layer 105 via these layers.
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. Examples of inorganic compounds include 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. Examples of organic compounds include polythiophenes such as poly(3-methylthiophene), polypyrrole, polyaniline, and other conductive polymers. 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 hole transport layer 104. The hole transport layer 104 plays a role of efficiently transporting holes injected from the anode 102 or holes injected from the anode 102 through the hole injection layer 103 to the light emitting layer 105. The hole injection layer 103 and the hole transport layer 104 are each formed by laminating and mixing one or more types of hole injection/transport materials, or by a mixture of a hole injection/transport material and a polymer binder. Alternatively, a layer may be formed by adding an inorganic salt such as iron (III) chloride to the hole injection/transport material.
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。本発明では、正孔注入層および正孔輸送層用の材料として、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物を用いることができる。 The hole injection/transport material must 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 hole injection efficiency to be high and for the injected holes to be efficiently transported. For this purpose, it is preferable for the material to have a small ionization potential, a large hole mobility, and excellent stability, and to be unlikely to generate impurities that become traps during manufacture and use. In the present invention, the polycyclic aromatic compound represented by the above general formula (1A) or general formula (1B) can be used as a material for the hole injection layer and hole transport layer.
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 hole transport layer 104, any compound can be selected from compounds conventionally used as charge transport materials for holes in photoconductive materials, p-type semiconductors, and known compounds used in hole injection layers and hole transport layers of organic EL elements. Specific examples thereof include carbazole derivatives (N-phenylcarbazole, polyvinylcarbazole, etc.), biscarbazole derivatives such as bis(N-arylcarbazole) or bis(N-alkylcarbazole), triarylamine derivatives (polymers having an aromatic tertiary amino in the main chain or side chain, 1,1-bis(4-di-p-tolylaminophenyl)cyclohexane, N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-4,4'-diaminobiphenyl, N,N'-diphenyl-N,N'-dinaphthyl-4,4'-diaminobiphenyl, N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, N,N'-dinaphthyl-N,N'-diphenyl-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine, N 4 ,N 4 ' -diphenyl-N 4 ,N 4 ' -Bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, N 4 , N 4 , N 4 ' , N 4 ' -tetra[1,1'-biphenyl]-4-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, triphenylamine derivatives such as 4,4',4"-tris(3-methylphenyl(phenyl)amino)triphenylamine, starburst amine derivatives, etc.), stilbene derivatives, phthalocyanine derivatives (metal-free, copper phthalocyanine, etc.), pyrazoline derivatives, hydrazone compounds, benzofuran derivatives, thiophene derivatives, oxadiazole derivatives, quinoxaline derivatives (for example, 1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene-2,3,6,7,10,11-hexacarbonitrile, etc.), heterocyclic compounds such as porphyrin derivatives, polysilanes, etc. As for polymers, polycarbonates and styrene derivatives having the above-mentioned monomers in the side chains, polyvinylcarbazole, polysilane, etc. are preferable, but there is no particular limitation as long as they are compounds that can form a thin film required for producing a light-emitting element, can inject holes from the anode, and can transport holes.
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-transporting material). The conductivity of the base material varies considerably depending on the number and mobility of the holes. Matrix materials with hole-transporting properties are known, for example, as benzidine derivatives (such as TPD) or starburst amine derivatives (such as TDATA), or as certain metal phthalocyanines (especially zinc phthalocyanine (ZnPc)) (JP 2005-167175 A).
上述した正孔注入層用材料および正孔輸送層用材料は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、正孔層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
The above-mentioned hole injection layer material and hole transport layer material can be used as a hole layer material in the form of a polymer compound obtained by polymerizing a reactive compound substituted with a reactive substituent as a monomer, or a crosslinked polymer thereof, or a pendant polymer compound obtained by reacting a main chain polymer with the reactive compound, or a crosslinked pendant polymer thereof. In this case, the reactive substituent can be quoted from the description of the polycyclic aromatic compound represented by the above general formula (1A) or (1B).
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
<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。本発明では、発光層用の材料として、ホスト材料と、例えばドーパント材料としての上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物とを用いることができる。
<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 forming the light-emitting layer 105 may be a compound (light-emitting compound) that is excited and emits light by the recombination of holes and electrons, and is preferably a compound that can form a stable thin film shape and exhibits strong light-emitting (fluorescence) efficiency in a solid state. In the present invention, a host material and, for example, a polycyclic aromatic compound represented by the above general formula (1A) or general formula (1B) as a dopant material can be used as the material for the light-emitting layer.
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 the dopant material may each be one type, or a combination of multiple types. The dopant material may be contained in the entire host material, or may be contained partially in the host material. As a doping method, the dopant material may 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 in advance 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 may 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。ドーパント材料の使用量の目安は、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。また、耐久性の観点から、ドーパント材料の水素原子は一部または全部が重水素化されていることも好ましい。 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 material used is preferably 0.001 to 50% by weight of the total material for the light-emitting layer, 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, for example, concentration quenching can be prevented. In addition, from the viewpoint of durability, it is also preferable that some or all of the hydrogen atoms of the dopant material are deuterated.
一方、熱活性化遅延蛍光ドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、ドーパント材料の使用量は低濃度である方が濃度消光現象を防止できるという点で好ましいが、ドーパント材料の使用量が高濃度である方が熱活性化遅延蛍光機構の効率の点からは好ましい。さらには、熱活性化遅延蛍光アシストドーパント材料を用いた有機電界発光素子においては、アシストドーパント材料の熱活性化遅延蛍光機構の効率の点からは、アシストドーパント材料の使用量に比べてドーパント材料の使用量が低濃度である方が好ましい。 On the other hand, in an organic electroluminescent device using a thermally activated delayed fluorescence dopant material, a low concentration of the dopant material is preferable in terms of preventing concentration quenching, but a high concentration of the dopant material is preferable in terms of the efficiency of the thermally activated delayed fluorescence mechanism. Furthermore, in an organic electroluminescent device using a thermally activated delayed fluorescence assist dopant material, a low concentration of the dopant material is preferable compared to the amount of the assist dopant material in terms of the efficiency of the thermally activated delayed fluorescence mechanism of the assist dopant material.
アシストドーパント材料が使用される場合における、ホスト材料、アシストドーパント材料およびドーパント材料の使用量の目安は、それぞれ、発光層用材料全体の40~99.999重量%、59~1重量%および20~0.001重量%であり、好ましくは、それぞれ、60~99.99重量、39~5重量%および10~0.01重量%であり、より好ましくは、70~99.95重量、29~10重量%および5~0.05重量%である。上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される化合物およびその高分子化合物はアシストドーパント材料としても使用することもできる。 When an assist dopant material is used, the approximate amounts of the host material, assist dopant material, and dopant material used are 40 to 99.999% by weight, 59 to 1% by weight, and 20 to 0.001% by weight, respectively, of the total light-emitting layer material, preferably 60 to 99.99% by weight, 39 to 5% by weight, and 10 to 0.01% by weight, respectively, and more preferably 70 to 99.95% by weight, 29 to 10% by weight, and 5 to 0.05% by weight. The compounds represented by the above general formula (1A) or general formula (1B) and polymer compounds thereof can also be used as assist dopant materials.
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やピ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、フルオレン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。 Host materials include condensed ring derivatives such as anthracene and pyrene, which have long been known as light emitters, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, cyclopentadiene derivatives, fluorene derivatives, and benzofluorene derivatives.
ホスト材料の三重項エネルギーは、発光層内でのTADFの発生を阻害せず促進させる観点から、発光層内において最も高い三重項エネルギーを有するドーパントまたはアシストドーパントの三重項エネルギーに比べて高い方が好ましく、具体的には、ホスト材料の三重項エネルギーは、0.01eV以上が好ましく、0.03eV以上がより好ましく、0.1eV以上がさらに好ましい。また、ホスト材料にTADF活性な化合物を用いてもよい。 From the viewpoint of promoting rather than inhibiting the generation of TADF in the light-emitting layer, the triplet energy of the host material is preferably higher than the triplet energy of the dopant or assist dopant having the highest triplet energy in the light-emitting layer. Specifically, the triplet energy of the host material is preferably 0.01 eV or more, more preferably 0.03 eV or more, and even more preferably 0.1 eV or more. A TADF-active compound may also be used as the host material.
ホスト材料としては、例えば、下記一般式(H1)で表される化合物、下記一般式(H2)で表される化合物、下記一般式(H3)で表される化合物、下記一般式(H4)で表される構造を含む化合物、下記一般式(H5)で表される化合物、下記一般式(H6)で表される化合物、および、TADF材料が挙げられる。好ましくは一般式(H1)で表される化合物である。
<一般式(H1)で表される化合物>
式(H1)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、炭素数1~6のアルキル、炭素数3~14のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
<Compound represented by general formula (H1)>
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (H1) may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cyano, halogen or deuterium.
<一般式(H2)で表される化合物>
式(H2)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、炭素数1~6のアルキル、炭素数3~14のシクロアルキル、シアノ、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
<Compound represented by general formula (H2)>
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (H2) may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cyano, halogen or deuterium.
<一般式(H3)で表される化合物(高分子ホスト材料の一例)>
式(H3)において、
MUはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の2つの水素原子を除いて表される2価の基、ECはそれぞれ独立して芳香族化合物から任意の1つの水素原子を除いて表される1価の基であり、MU中の2つの水素がECまたはMUと置換され、kは2~50000の整数である。
In formula (H3),
Each MU is independently a divalent group represented by removing any two hydrogen atoms from an aromatic compound, each EC is independently a monovalent group represented by removing any one hydrogen atom from an aromatic compound, two hydrogen atoms in MU are replaced with EC or MU, and k is an integer from 2 to 50,000.
より具体的には、
MUは、それぞれ独立して、アリーレン、ヘテロアリーレン、ジアリーレンアリールアミノ、ジアリーレンアリールボリル、オキサボリン-ジイル、アザボリン-ジイルであり、
EC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またはアリールオキシであり、
MUおよびECにおける少なくとも1つの水素はさらに、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルおよびシクロアルキルで置換されていてもよく、
kは2~50000の整数である。
kは20~50000の整数であることが好ましく、100~50000の整数であることがより好ましい。
More specifically,
Each MU is independently arylene, heteroarylene, diarylenarylamino, diarylenarylboryl, oxaborine-diyl, or azaborine-diyl;
each E C is independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, or aryloxy;
At least one hydrogen in MU and EC may be further substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl, and cycloalkyl;
k is an integer from 2 to 50,000.
k is preferably an integer from 20 to 50,000, and more preferably an integer from 100 to 50,000.
式(H3)中のMUおよびECにおける少なくとも1つの水素は、炭素数1~24のアルキル、炭素数3~24のシクロアルキル、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよく、さらに、前記アルキルにおける任意の-CH2-は-O-または-Si(CH3)2-で置換されていてもよく、前記アルキルにおける式(H3)中のECに直結している-CH2-を除く任意の-CH2-は炭素数6~24のアリーレンで置換されていてもよく、前記アルキルにおける任意の水素はフッ素で置換されていてもよい。 At least one hydrogen atom in MU and EC in formula (H3) may be substituted with an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 24 carbon atoms, a halogen atom or a deuterium atom; further, any —CH 2 — group in the alkyl group may be substituted with —O— or —Si(CH 3 ) 2 —; any —CH 2 — group in the alkyl group except for the —CH 2 — group directly bonded to EC in formula (H3) may be substituted with an arylene group having 6 to 24 carbon atoms; and any hydrogen atom in the alkyl group may be substituted with a fluorine atom.
MUとしては、例えば、以下のいずれかの化合物から任意の2つの水素原子を除いて表される2価の基が挙げられる。
より具体的には、以下のいずれかの構造で表される2価の基が挙げられる。これらにおいて、MUは*において他のMUまたはECと結合する。 More specifically, examples include divalent groups represented by any of the following structures. In these, MU is bonded to another MU or EC at the *.
また、ECとしては、例えば以下のいずれかの構造で表される1価の基が挙げられる。これらにおいて、ECは*においてMUと結合する。 EC may be, for example, a monovalent group represented by any of the following structures. In these, EC is bonded to MU at *.
式(H3)で表される化合物は、溶解性および塗布製膜性の観点から、分子中のMU総数(k)の10~100%のMUが炭素数1~24のアルキルを有することが好ましく、分子中のMU総数(k)の30~100%のMUが炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)を有することがより好ましく、分子内のMU総数(k)の50~100%のMUが炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)を有することがさらに好ましい。一方、面内配向性および電荷輸送の観点からは、分子中のMU総数(k)の10~100%のMUが炭素数7~24のアルキルを有することが好ましく、分子中のMU総数(k)の30~100%のMUが炭素数7~24のアルキル(炭素数7~24の分岐鎖アルキル)を有することがより好ましい。 From the viewpoints of solubility and coating film-forming properties, the compound represented by formula (H3) is preferably such that 10 to 100% of the total number of MUs (k) in the molecule have an alkyl having 1 to 24 carbon atoms, more preferably 30 to 100% of the total number of MUs (k) in the molecule have an alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched chain alkyl having 3 to 18 carbon atoms), and even more preferably 50 to 100% of the total number of MUs (k) in the molecule have an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched chain alkyl having 3 to 12 carbon atoms). On the other hand, from the viewpoints of in-plane orientation and charge transport, it is preferable that 10 to 100% of the total number of MUs (k) in the molecule have an alkyl having 7 to 24 carbon atoms, and more preferably 30 to 100% of the total number of MUs (k) in the molecule have an alkyl having 7 to 24 carbon atoms (branched chain alkyl having 7 to 24 carbon atoms).
<一般式(H4)で表される構造を含む化合物>
当該化合物は下記式(H4)で表される構造を含む化合物であり、当該構造を複数個、好ましくは1~5個、より好ましくは1~3個、さらに好ましくは1~2個、最も好ましくは1個含み、複数個含む場合には当該構造同士が直接単結合で結合されたり、特定の連結基で結合される。
The compound is a compound containing a structure represented by the following formula (H4), and contains a plurality of such structures, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, even more preferably 1 or 2, and most preferably 1. When the compound contains a plurality of such structures, the structures are directly bonded to each other via a single bond or bonded to each other via a specific linking group.
上記一般式(H4)中、Gはそれぞれ独立して「=C(-H)-」または「=N-」であり、前記「=C(-H)-」中のHは置換基または他の式(H4)で表される構造で置換されていてもよい。 In the above general formula (H4), each G is independently "=C(-H)-" or "=N-", and the H in the "=C(-H)-" may be substituted with a substituent or a structure represented by another formula (H4).
一般式(H4)で表される構造を含む化合物は、例えば、国際公開第2012/153780号および国際公開第2013/038650号等に記載の化合物を用いることができ、前記文献中に記載の方法にしたがって製造することができる。 Compounds containing the structure represented by general formula (H4) can be, for example, compounds described in WO 2012/153780 and WO 2013/038650, and can be produced according to the methods described in the aforementioned documents.
Gである「=C(-H)-」中のHが置換される場合の置換基の例は、例えば以下のとおりであるが、これらに限定されない。 Examples of substituents when the H in "=C(-H)-" which is G is substituted include, but are not limited to, the following:
置換基である「アリール基」の具体例としては、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、フェナントリル、ピレニル、クリセニル、ベンゾ[c]フェナントリル、ベンゾ[g]クリセニル、ベンゾアントリル、トリフェニレニル、フルオレニル、9,9-ジメチルフルオレニル、ベンゾフルオレニル、ジベンゾフルオレニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、フルオランテニル等が挙げられ、好ましくはフェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、クアテルフェニリル、ナフチル、トリフェニレニルおよびフルオレニル等を挙げることができる。置換基を有するアリール基としては、トリル、キシリルおよび9,9-ジメチルフルオレニル等を挙げることができる。具体例が示すように、アリール基は、縮合アリール基および非縮合アリール基の両方を含む。 Specific examples of the "aryl group" which is a substituent include phenyl, tolyl, xylyl, naphthyl, phenanthryl, pyrenyl, chrysenyl, benzo[c]phenanthryl, benzo[g]chrysenyl, benzanthryl, triphenylenyl, fluorenyl, 9,9-dimethylfluorenyl, benzofluorenyl, dibenzofluorenyl, biphenylyl, terphenylyl, quaterphenylyl, fluoranthenyl, etc., and preferably phenyl, biphenylyl, terphenylyl, quaterphenylyl, naphthyl, triphenylenyl, and fluorenyl. Examples of aryl groups having a substituent include tolyl, xylyl, and 9,9-dimethylfluorenyl. As shown in the specific examples, the aryl group includes both fused and non-fused aryl groups.
置換基である「ヘテロアリール基」の具体例としては、ピロリル、ピラゾリル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピリジル、トリアジニル、インドリル、イソインドリル、イミダゾリル、ベンズイミダゾリル、インダゾリル、イミダゾ[1,2-a]ピリジニル、フリル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、アザジベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチエニル、ジベンゾチエニル、アザジベンゾチエニル、キノリル、イソキノリル、キノキサリニル、キナゾリニル、ナフチリジニル、カルバゾリル、アザカルバゾリル、フェナントリジニル、アクリジニル、フェナントロリニル、フェナジニル、フェノチアジニル、フェノキサジニル、オキサゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、ベンズオキサゾリル、チエニル、チアゾリル、チアジアゾリル、ベンズチアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル等が挙げられ、好ましくは、ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、カルバゾリル、ピリジル、ピリミジニル、トリアジニル、アザジベンゾフラニルおよびアザジベンゾチエニル等を挙げることができる。ジベンゾフラニル、ジベンゾチエニル、アザジベンゾフラニルまたはアザジベンゾチエニルがさらに好ましい。 Specific examples of the "heteroaryl group" substituent include pyrrolyl, pyrazolyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyridyl, triazinyl, indolyl, isoindolyl, imidazolyl, benzimidazolyl, indazolyl, imidazo[1,2-a]pyridinyl, furyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, azadibenzofuranyl, thiophenyl, benzothienyl, dibenzothienyl, azadibenzothienyl, quinolyl, isoquinolyl, quinoxalinyl, quinazolinyl, and naphthyridinyl. , carbazolyl, azacarbazolyl, phenanthridinyl, acridinyl, phenanthrolinyl, phenazinyl, phenothiazinyl, phenoxazinyl, oxazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, benzoxazolyl, thienyl, thiazolyl, thiadiazolyl, benzthiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, etc., and preferably dibenzofuranyl, dibenzothienyl, carbazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, triazinyl, azadibenzofuranyl, and azadibenzothienyl, etc. Dibenzofuranyl, dibenzothienyl, azadibenzofuranyl, or azadibenzothienyl is more preferred.
置換基である「置換シリル基」は、置換または無置換のトリアルキルシリル基、置換または無置換のアリールアルキルシリル基、および置換または無置換のトリアリールシリル基からなる群から選択される基であることも好ましい。 It is also preferable that the "substituted silyl group" which is a substituent is a group selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted trialkylsilyl group, a substituted or unsubstituted arylalkylsilyl group, and a substituted or unsubstituted triarylsilyl group.
置換または無置換のトリアルキルシリル基の具体例としては、トリメチルシリルおよびトリエチルシリルを挙げることができる。置換または無置換のアリールアルキルシリル基の具体例としては、ジフェニルメチルシリル、ジトリルメチルシリルおよびフェニルジメチルシリル等を挙げることができる。置換または無置換のトリアリールシリル基の具体例としては、トリフェニルシリルおよびトリトリルシリル等を挙げることができる。 Specific examples of substituted or unsubstituted trialkylsilyl groups include trimethylsilyl and triethylsilyl. Specific examples of substituted or unsubstituted arylalkylsilyl groups include diphenylmethylsilyl, ditolylmethylsilyl, and phenyldimethylsilyl. Specific examples of substituted or unsubstituted triarylsilyl groups include triphenylsilyl and tritolylsilyl.
置換基である「置換ホスフィンオキシド基」は、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基であることも好ましい。置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド基の具体例としては、ジフェニルホスフィンオキシドおよびジトリルホスフィンオキシド等を挙げることができる。 The "substituted phosphine oxide group" which is a substituent is also preferably a substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide group. Specific examples of substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide groups include diphenylphosphine oxide and ditolylphosphine oxide.
置換基である「置換カルボキシ基」としては、例えば、ベンゾイルオキシ等が挙げられる。 Examples of the "substituted carboxy group" that is a substituent include benzoyloxy.
式(H4)で表される構造を複数個結合する連結基としては、上述したアリールやヘテロアリールの2~4価、2~3価、または2価の誘導体が挙げられる。 Examples of linking groups that bond multiple structures represented by formula (H4) include divalent to tetravalent, divalent to trivalent, or divalent derivatives of the above-mentioned aryl or heteroaryl.
一般式(H4)で表される構造を含む化合物の具体例を以下に示す。
<一般式(H5)で表される化合物>
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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、アリールへテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第1置換基)であり、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第2置換基)で置換されていてもよく、
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(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、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は互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第1置換基)で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第2置換基)で置換されていてもよく、
a環、b環、およびc環における、任意の「-C(-R)=」(ここでRはR1~R11である)は「-N=」に置き換わっていてもよく、
式(H5)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、それぞれ独立して、ハロゲンまたは重水素で置換されてもよい。
<Compound represented by general formula (H5)>
R 1 to R 11 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), diheteroarylamino (two heteroaryls of diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), arylheteroarylamino (aryl and heteroaryl are not bonded to each other or are bonded via a linking group), alkyl or cycloalkyl (all of the above are first substituents), in which at least one hydrogen may be further substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl or cycloalkyl (all of the above are second substituents);
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 a-ring, the b-ring or the c-ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino (two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), a diheteroarylamino (two heteroaryls of the diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), an arylheteroarylamino (aryls and heteroaryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), an alkyl or a cycloalkyl (all of these are first substituents), and at least one hydrogen atom in these may be further substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, an alkyl or a cycloalkyl (all of these are second substituents);
Any "-C(-R)=" (wherein R is R 1 to R 11 ) in ring a, ring b, and ring c may be replaced with "-N=";
At least one hydrogen in the compound represented by formula (H5) may be independently replaced with a halogen or deuterium.
式(H5)におけるa環、b環、およびc環中の任意の「-C(-R)=」(ここでRはR1~R11である)は「-N=」に置き換わり、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、その他の含窒素ヘテロアリール環に変化してもよい。この説明の詳細は、上記一般式(2A)および式(2B)における説明を引用することができる。 Any "-C(-R)=" in the rings a, b, and c in formula (H5) (where R is R 1 to R 11 ) may be replaced with "-N=" and changed to a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyridazine ring, a pyrazine ring, or other nitrogen-containing heteroaryl ring. For details of this explanation, refer to the explanations in the above general formula (2A) and formula (2B).
好ましくは、上記式(H5)において、
R1~R11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、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらに炭素数6~30のアリール、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)、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く、
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、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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つの水素はさらに炭素数6~30のアリール、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)、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。
Preferably, in the above formula (H5),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino group (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms, in which at least one hydrogen atom may be further substituted by an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino group (wherein the aryl group is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms;
Adjacent groups among R 1 to R 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 with an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryls are aryls having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 12 carbon atoms or a cycloalkyl ring having 3 to 16 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the aryls are aryls having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 12 carbon atoms or a cycloalkyl ring having 3 to 16 carbon atoms.
さらに好ましくは、上記式(H5)において、
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらに炭素数6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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置換されていてもよく、
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9~12のアリール環または炭素数6~12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6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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つの水素はさらに炭素数6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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置換されていてもよい。
More preferably, in the above formula (H5),
R 1 to R 11 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms, in which at least one hydrogen atom may be further substituted by an aryl having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms;
Adjacent groups among R 1 to R 11 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 12 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 12 carbon atoms together with ring a, ring b or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl ring having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 15 carbon atoms, diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl ring having 3 to 14 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl ring having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 15 carbon atoms, diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 6 carbon atoms or a cycloalkyl ring having 3 to 14 carbon atoms.
上記第1置換基および第2置換基において、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、アリールへテロアリールアミノにおける「アリール」や「ヘテロアリール」としては、以下の例が挙げられる。 In the above first and second substituents, examples of the "aryl" and "heteroaryl" in aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, and arylheteroarylamino include the following.
具体的な「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールが挙げられ、炭素数6~24のアリールが好ましく、炭素数6~20のアリールがより好ましく、炭素数6~16のアリールがさらに好ましく、炭素数6~12のアリールが特に好ましく、炭素数6~10のアリールが最も好ましい。例えば、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-)イルなどが挙げられる。 Specific examples of "aryl" include aryls having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryls having 6 to 24 carbon atoms, more preferably aryls having 6 to 20 carbon atoms, even more preferably aryls having 6 to 16 carbon atoms, particularly preferably aryls having 6 to 12 carbon atoms, and most preferably aryls having 6 to 10 carbon atoms. For example, phenyl is a monocyclic aryl, (2-, 3-, 4-)biphenylyl is a bicyclic aryl, (1-, 2-)naphthyl is a condensed bicyclic 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) is a tricyclic aryl, Examples of the fused tetracyclic aryls include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl, quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, m-quaterphenylyl), triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, naphthacene-(1-,2-,5-)yl, and perylene-(1-,2-,3-)yl and pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl, which are fused pentacyclic aryls.
具体的な「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挙げられ、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。例えば、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、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、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、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、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、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェナザシリニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾホスホリル、ジベンゾホスホリル、ベンゾホスホールオキシド環の1価の基、ジベンゾホスホールオキシド環の1価の基、フラザニル、チアントレニル、インドロカルバゾリル、ベンゾインドロカルバゾリルおよびベンゾベンゾインドロカルバゾリルなどが挙げられる。 Specific examples of "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. For example, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, pyridinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxathiyl, nyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenazasilinyl, indolizinyl, furanyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, naphthobenzofuranyl, thiophenyl, benzothiophenyl, isobenzothiophenyl, dibenzothiophenyl, naphthobenzothiophenyl, benzophosphoryl, dibenzophosphoryl, monovalent groups of benzophosphole oxide rings, monovalent groups of dibenzophosphole oxide rings, furazanyl, thianthrenyl, indolocarbazolyl, benzoindolocarbazolyl, and benzobenzoindolocarbazolyl.
上記第1置換基および第2置換基において、「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挙げられ、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1~5のアルキル(炭素数3~5の分岐鎖アルキル)や炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましく、メチルが最も好ましい。例えば、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(t-アミル)、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、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(1,1,3,3-テトラメチルブチル)、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-エイコシルなどが挙げられる。また、例えば、1-エチル-1-メチルプロピル、1,1-ジエチルプロピル、1,1-ジメチルブチル、1-エチル-1-メチルブチル、1,1,4-トリメチルペンチル、1,1,2-トリメチルプロピル、1,1-ジメチルオクチル、1,1-ジメチルペンチル、1,1-ジメチルヘプチル、1,1,5-トリメチルヘキシル、1-エチル-1-メチルヘキシル、1-エチル-1,3-ジメチルブチル、1,1,2,2-テトラメチルプロピル、1-ブチル-1-メチルペンチル、1,1-ジエチルブチル、1-エチル-1-メチルペンチル、1,1,3-トリメチルブチル、1-プロピル-1-メチルペンチル、1,1,2-トリメチルプロピル、1-エチル-1,2,2-トリメチルプロピル、1-プロピル-1-メチルブチル、1,1-ジメチルヘキシルなどもあげられる。 In the above first and second substituents, the "alkyl" 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, an alkyl having 1 to 5 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 5 carbon atoms) or an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred, and methyl is the most preferred. For example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl (t-amyl), n-hexyl, 1-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl (1,1,3,3-tetramethylbutyl), 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. Other examples include 1-ethyl-1-methylpropyl, 1,1-diethylpropyl, 1,1-dimethylbutyl, 1-ethyl-1-methylbutyl, 1,1,4-trimethylpentyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,1-dimethyloctyl, 1,1-dimethylpentyl, 1,1-dimethylheptyl, 1,1,5-trimethylhexyl, 1-ethyl-1-methylhexyl, 1-ethyl-1,3-dimethylbutyl, 1,1,2,2-tetramethylpropyl, 1-butyl-1-methylpentyl, 1,1-diethylbutyl, 1-ethyl-1-methylpentyl, 1,1,3-trimethylbutyl, 1-propyl-1-methylpentyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1-ethyl-1,2,2-trimethylpropyl, 1-propyl-1-methylbutyl, and 1,1-dimethylhexyl.
上記第1置換基および第2置換基において、「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。例えば、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、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.1.0]ヘキシル、ビシクロ[2.2.1]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。 In the above first and second substituents, examples of "cycloalkyl" 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. Examples 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 bicyclo[1.1.0]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.1.0]pentyl, bicyclo[2.1.1]hexyl, bicyclo[3.1.0]hexyl, bicyclo[2.2.1]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
第1置換基がアリールの場合の置換位置は、R1、R3、R4、R5、R10およびR11が好ましく、例えば、R1およびR3への置換、R5およびR10への置換、R4およびR11への置換がより好ましく、アリールはフェニル基が好ましい。 When the first substituent is an aryl, the substitution positions are preferably R 1 , R 3 , R 4 , R 5 , R 10 and R 11 , and for example, substitution at R 1 and R 3 , substitution at R 5 and R 10 , or substitution at R 4 and R 11 is more preferable, and the aryl is preferably a phenyl group.
第1置換基がヘテロアリールの場合の置換位置は、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R9、R10およびR11が好ましく、例えば、R1への置換、R2への置換、R3への置換、R1およびR3への置換、R4およびR11への置換、R5およびR10への置換、R6およびR9への置換がより好ましく、ヘテロアリールはカルバゾリル基が好ましい。このヘテロアリール(例えばカルバゾリル)はフェニレン基を介して上記位置へ置換していてもよい。
When the first substituent is a heteroaryl, the substitution positions are preferably R 1 , R 2 , R 3 ,
式(H5)で表される化合物の具体的な例としては、例えば、下記構造式で表される化合物が挙げられる。なお、式中の「Me」はメチル基である。 Specific examples of compounds represented by formula (H5) include compounds represented by the following structural formula. In the formula, "Me" is a methyl group.
式(H5)で表される化合物は、まずa~c環を結合基(-O-)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~c環をB(ホウ素)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)。第1反応では、例えば求核置換反応やウルマン反応といった一般的エーテル化反応が利用できる。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)が利用できる。第1および第2反応の詳細は、国際公開第2015/102118号公報に記載された説明を参考にすることができる。 The compound represented by formula (H5) can be produced by first bonding rings a to c with a bonding group (-O-) to produce an intermediate (first reaction), and then bonding rings a to c with B (boron) to produce a final product (second reaction). In the first reaction, for example, a general etherification reaction such as a nucleophilic substitution reaction or an Ullmann reaction can be used. In the second reaction, a tandem hetero Friedel-Crafts reaction (sequential aromatic electrophilic substitution reaction) can be used. For details of the first and second reactions, refer to the explanations in WO 2015/102118.
<一般式(H6)で表される化合物>
R1~R16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、アリールへテロアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第1置換基)であり、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第2置換基)で置換されていてもよく、
R1~R16のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環、c環、またはd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、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第1置換基)で置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はさらにアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、アルキルまたはシクロアルキル(以上、第2置換基)で置換されていてもよく、
式(H6)で表される化合物における少なくとも1つの水素は、それぞれ独立して、ハロゲンまたは重水素で置換されてもよい。
<Compound represented by general formula (H6)>
R 1 to R 16 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, or cycloalkyl (these are all first substituents), in which at least one hydrogen may be further substituted with aryl, heteroaryl, diarylamino, alkyl, or cycloalkyl (these are all second substituents);
Adjacent groups among R 1 to R 16 may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the a-ring, the b-ring, the c-ring, or the d-ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, an alkyl, or a cycloalkyl (all of which are first substituents), and at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl, a heteroaryl, a diarylamino, an alkyl, or a cycloalkyl (all of which are second substituents);
At least one hydrogen in the compound represented by formula (H6) may be independently replaced with a halogen or deuterium.
好ましくは、上記式(H6)において、
R1~R16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、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらに炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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置換されていてもよく、
R1~R16のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環、c環、またはd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、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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つの水素はさらに炭素数6~30のアリール、炭素数2~30のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~12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置換されていてもよい。
Preferably, in the above formula (H6),
R 1 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms, in which at least one hydrogen atom may be further substituted by an aryl having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms;
Adjacent groups among R 1 to R 16 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, ring c, or ring d, 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, a diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 16 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl ring having 6 to 30 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 30 carbon atoms, a diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 12 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 16 carbon atoms.
さらに好ましくは、上記式(H6)において、
R1~R16は、それぞれ独立して、水素、炭素数6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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、これらにおける少なくとも1つの水素はさらに炭素数6~16のアリール、炭素数2~15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)、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く、
R1~R16のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環、c環、またはd環と共に炭素数9~12のアリール環または炭素数6~12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6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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つの水素はさらに炭素数6~16のアリール、炭素数2~15のヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している、ただしアリールは炭素数6~10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置換されていてもよい。
More preferably, in the above formula (H6),
R 1 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 15 carbon atoms, a diarylamino group (wherein the two aryl groups are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms, in which at least one hydrogen atom may be further substituted by an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 15 carbon atoms, a diarylamino group (wherein the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 14 carbon atoms;
Adjacent groups among R 1 to R 16 may be bonded to each other to form an aryl ring having 9 to 12 carbon atoms or a heteroaryl ring having 6 to 12 carbon atoms together with ring a, ring b, ring c, or ring d, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl ring having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 15 carbon atoms, diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 14 carbon atoms, and at least one hydrogen atom in these rings may be further substituted with an aryl ring having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl ring having 2 to 15 carbon atoms, diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group, and the aryl is an aryl ring having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl ring having 1 to 6 carbon atoms, or a cycloalkyl ring having 3 to 14 carbon atoms.
上記第1置換基および第2置換基において、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ(2つのアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、ジヘテロアリールアミノ(ジヘテロアリールアミノの2つのヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)、アリールへテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールは互いに結合していないか、または連結基を介して結合している)における「アリール」や「ヘテロアリール」としては、以下の例が挙げられる。 In the above first and second substituents, examples of "aryl" and "heteroaryl" in aryl, heteroaryl, diarylamino (wherein the two aryls are not bonded to each other or are bonded via a linking group), diheteroarylamino (wherein the two heteroaryls of diheteroarylamino are not bonded to each other or are bonded via a linking group), and arylheteroarylamino (wherein the aryl and heteroaryl are not bonded to each other or are bonded via a linking group) include the following.
具体的な「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールが挙げられ、炭素数6~24のアリールが好ましく、炭素数6~20のアリールがより好ましく、炭素数6~16のアリールがさらに好ましく、炭素数6~12のアリールが特に好ましく、炭素数6~10のアリールが最も好ましい。例えば、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-)イルなどが挙げられる。 Specific examples of "aryl" include aryls having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryls having 6 to 24 carbon atoms, more preferably aryls having 6 to 20 carbon atoms, even more preferably aryls having 6 to 16 carbon atoms, particularly preferably aryls having 6 to 12 carbon atoms, and most preferably aryls having 6 to 10 carbon atoms. For example, phenyl is a monocyclic aryl, (2-, 3-, 4-)biphenylyl is a bicyclic aryl, (1-, 2-)naphthyl is a condensed bicyclic 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) is a tricyclic aryl, Examples of the fused tetracyclic aryls include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl, quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, m-quaterphenylyl), triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, naphthacene-(1-,2-,5-)yl, and perylene-(1-,2-,3-)yl and pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl, which are fused pentacyclic aryls.
具体的な「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挙げられ、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。例えば、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、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピラゾリル、ピリジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、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、キノリニル、イソキノリニル、シンノリニル、キナゾリニル、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、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェナザシリニル、インドリジニル、フラニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ジベンゾフラニル、ナフトベンゾフラニル、チオフェニル、ベンゾチオフェニル、イソベンゾチオフェニル、ジベンゾチオフェニル、ナフトベンゾチオフェニル、ベンゾホスホリル、ジベンゾホスホリル、ベンゾホスホールオキシド環の1価の基、ジベンゾホスホールオキシド環の1価の基、フラザニル、チアントレニル、インドロカルバゾリル、ベンゾインドロカルバゾリルおよびベンゾベンゾインドロカルバゾリルなどが挙げられる。 Specific examples of "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. For example, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, pyridinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolinyl, isoquinolinyl, cinnolinyl, quinazolinyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxathiyl, nyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenazasilinyl, indolizinyl, furanyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, naphthobenzofuranyl, thiophenyl, benzothiophenyl, isobenzothiophenyl, dibenzothiophenyl, naphthobenzothiophenyl, benzophosphoryl, dibenzophosphoryl, monovalent groups of benzophosphole oxide rings, monovalent groups of dibenzophosphole oxide rings, furazanyl, thianthrenyl, indolocarbazolyl, benzoindolocarbazolyl, and benzobenzoindolocarbazolyl.
上記第1置換基および第2置換基において、「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挙げられ、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1~5のアルキル(炭素数3~5の分岐鎖アルキル)や炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましく、メチルが最も好ましい。例えば、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(t-アミル)、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、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(1,1,3,3-テトラメチルブチル)、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-エイコシルなどが挙げられる。また、例えば、1-エチル-1-メチルプロピル、1,1-ジエチルプロピル、1,1-ジメチルブチル、1-エチル-1-メチルブチル、1,1,4-トリメチルペンチル、1,1,2-トリメチルプロピル、1,1-ジメチルオクチル、1,1-ジメチルペンチル、1,1-ジメチルヘプチル、1,1,5-トリメチルヘキシル、1-エチル-1-メチルヘキシル、1-エチル-1,3-ジメチルブチル、1,1,2,2-テトラメチルプロピル、1-ブチル-1-メチルペンチル、1,1-ジエチルブチル、1-エチル-1-メチルペンチル、1,1,3-トリメチルブチル、1-プロピル-1-メチルペンチル、1,1,2-トリメチルプロピル、1-エチル-1,2,2-トリメチルプロピル、1-プロピル-1-メチルブチル、1,1-ジメチルヘキシルなどもあげられる。 In the above first and second substituents, the "alkyl" 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, an alkyl having 1 to 5 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 5 carbon atoms) or an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred, and methyl is the most preferred. For example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl (t-amyl), n-hexyl, 1-methylpentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl (1,1,3,3-tetramethylbutyl), 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. Other examples include 1-ethyl-1-methylpropyl, 1,1-diethylpropyl, 1,1-dimethylbutyl, 1-ethyl-1-methylbutyl, 1,1,4-trimethylpentyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,1-dimethyloctyl, 1,1-dimethylpentyl, 1,1-dimethylheptyl, 1,1,5-trimethylhexyl, 1-ethyl-1-methylhexyl, 1-ethyl-1,3-dimethylbutyl, 1,1,2,2-tetramethylpropyl, 1-butyl-1-methylpentyl, 1,1-diethylbutyl, 1-ethyl-1-methylpentyl, 1,1,3-trimethylbutyl, 1-propyl-1-methylpentyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1-ethyl-1,2,2-trimethylpropyl, 1-propyl-1-methylbutyl, and 1,1-dimethylhexyl.
上記第1置換基および第2置換基において、「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。例えば、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、ビシクロ[1.1.0]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.1.0]ペンチル、ビシクロ[2.1.1]ヘキシル、ビシクロ[3.1.0]ヘキシル、ビシクロ[2.2.1]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。 In the above first and second substituents, examples of "cycloalkyl" 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. Examples 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 bicyclo[1.1.0]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.1.0]pentyl, bicyclo[2.1.1]hexyl, bicyclo[3.1.0]hexyl, bicyclo[2.2.1]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
式(H6)で表される化合物は、国際公開第2014/042197号公報に記載された説明を参考にして製造することができる。 The compound represented by formula (H6) can be produced by referring to the description in WO 2014/042197.
<TADF材料>
励起一重項状態と励起三重項状態のエネルギー差を小さくすることで、通常は遷移確率が低い励起三重項状態から励起一重項状態への逆エネルギー移動を高効率で生じさせることで、一重項からの発光(熱活性化遅延蛍光、TADF)が発現する。通常の蛍光発光では電流励起により生じた75%の三重項励起子は熱失活経路を通るため蛍光として取りたすことはできない。一方、TADFでは全ての励起子を蛍光発光に利用することができ、高効率な有機EL素子が実現できる。
<TADF material>
By reducing the energy difference between the excited singlet state and the excited triplet state, the reverse energy transfer from the excited triplet state, which usually has a low transition probability, to the excited singlet state occurs with high efficiency, and light emission from the singlet state (thermally activated delayed fluorescence, TADF) occurs. In normal fluorescent light emission, 75% of the triplet excitons generated by current excitation pass through a thermal deactivation pathway and cannot be taken as fluorescence. On the other hand, in TADF, all excitons can be used for fluorescent light emission, and a highly efficient organic EL element can be realized.
このような目的で使用できるTADF材料としては、例えば下記一般式(H7)で表される化合物、または下記一般式(H7)を部分構造として有する化合物があげられる。
TADF材料は、ドナーと呼ばれる電子供与性の置換基とアクセプターと呼ばれる電子受容性の置換基を用いて分子内のHOMOとLUMOを局在化させて、効率的な逆項間交差(reverse intersystem crossing)が起きるようにデザインされた、ドナー-アクセプター型TADF化合物(D-A型TADF化合物)であることが好ましい。 The TADF material is preferably a donor-acceptor type TADF compound (D-A type TADF compound) designed to localize the HOMO and LUMO within the molecule using electron-donating substituents called donors and electron-accepting substituents called acceptors, thereby allowing efficient reverse intersystem crossing to occur.
ここで、本明細書中において「電子供与性の置換基」(ドナー)とは、TADF化合物分子中でLUMO軌道が局在する置換基および部分構造のことを意味し、「電子受容性の置換基」(アクセプター)とは、TADF化合物分子中でHOMO軌道が局在する置換基および部分構造のことを意味することとする。 Here, in this specification, "electron-donating substituent" (donor) means a substituent or partial structure in which the LUMO orbital is localized in the TADF compound molecule, and "electron-accepting substituent" (acceptor) means a substituent or partial structure in which the HOMO orbital is localized in the TADF compound molecule.
一般的に、ドナーやアクセプターを用いたTADF化合物は、構造に起因してスピン軌道結合(SOC: Spin Orbit Coupling)が大きく、かつ、HOMOとLUMOの交換相互作用が小さくΔE(ST)が小さいために、非常に速い逆項間交差速度が得られる。一方、ドナーやアクセプターを用いたTADF化合物は、励起状態での構造緩和が大きくなり(ある分子においては、基底状態と励起状態では安定構造が異なるため、外部刺激により基底状態から励起状態への変換が起きると、その後、励起状態における安定構造へと構造が変化する)、幅広な発光スペクトルを与えるため、発光材料として使うと色純度を低下させる可能性がある。 In general, TADF compounds using donors or acceptors have a large spin orbit coupling (SOC) due to their structure, and the exchange interaction between the HOMO and LUMO is small, resulting in a small ΔE(ST), resulting in a very fast reverse intersystem crossing rate. On the other hand, TADF compounds using donors or acceptors have a large structural relaxation in the excited state (in some molecules, the stable structure differs between the ground state and the excited state, so when an external stimulus causes a transition from the ground state to the excited state, the structure then changes to the stable structure in the excited state), giving a wide emission spectrum, which may reduce the color purity when used as a light-emitting material.
TADF材料により色純度が低下する場合、他の成分として、蛍光性の化合物を発光層または発光層に隣接する層に添加すればよい。TADF材料は、アシスティングドーパンドとして、他の成分はエミッティングドーパントとして、働く。他の成分としては、該化合物の吸収スペクトルがアシスティングドーパントの発光ピークと少なくとも一部重なる化合物であればよい。 If the color purity is reduced by the TADF material, a fluorescent compound can be added as another component to the light-emitting layer or a layer adjacent to the light-emitting layer. The TADF material acts as an assisting dopant, and the other component acts as an emitting dopant. The other component may be a compound whose absorption spectrum at least partially overlaps with the emission peak of the assisting dopant.
TADF材料に用いられるドナー性およびアクセプター性の構造としては、例えば、Chemistry of Materials, 2017, 29, 1946-1963に記載の構造を用いることができる。EDとしては、例えば、sp3窒素を含有する官能基があげられ、より具体的には、カルバゾール、ジメチルカルバゾール、ジ-tブチルカルバゾール、ジメトキシカルバゾール、テトラメチルカルバゾール、ベンゾフルオロカルバソール、ベンゾチエノカルバゾール、フェニルジヒドロインドロカルバゾール、フェニルビカルバゾール、ビカルバゾール、ターカルバゾール、ジフェニルカルバゾリルアミン、テトラフェニルカルバゾリルジアミン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、フェノチアジン、ジメチルジヒドロアクリジン、ジフェニルアミン、ビス(tブチル)フェニル)アミン、(ジフェニルアミノ)フェニル)ジフェニルベンゼンジアミン、ジメチルテトラフェニルジヒドロアクリジンジアミン、テトラメチル-ジヒドロ-インデノアクリジンおよびジフェニル-ジヒドロジベンゾアザシリンなどから誘導される基があげられる。また、EAとしては、例えば、sp2窒素含有芳香族環、CN置換芳香族環、ケトンを有する環およびシアノ基、より具体的には、スルホニルジベンゼン、ベンゾフェノン、フェニレンビス(フェニルメタノン)、ベンゾニトリル、イソニコチノニトリル、フタロニトリル、イソフタロニトリル、パラフタロニトリル、トリアゾール、オキサゾール、チアジアゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾビス(チアゾール)、ベンゾオキサゾール、ベンゾビス(オキサゾール)、キノリン、ベンゾイミダゾール、ジベンゾキノキサリン、ヘプタアザフェナレン、チオキサントンジオキシド、ジメチルアントラセノン、アントラセンジオン、ピリジン、シクロヘプタビピリジン、ベンゼントリカルボニトリル、フルオレンジカルボニトリル、ピラジンジカルボニトリル、ピリジンジカルボニトリル、ジベンゾキノキサリンジカルボニトリル、ピリミジン、フェニルピリミジン、メチルピリミジン、トリアジン、トリフェニルトリアジン、ビス(フェニルスルホニル)ベンゼン、ジメチルチオキサンテンジオキド、チアンスレンテトラオキシドおよびトリス(ジメチルフェニル)ボランなどから誘導される基があげられる。Lnとしては、例えば、単結合およびアリーレンがあげられ、より具体的には、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレンなどがあげられる。また、いずれの構造においても水素がアルキル、シクロアルキルおよびアリールで置換されてもよい。特に、部分構造として、カルバゾール、フェノキサジン、アクリジン、トリアジン、ピリミジン、ピラジン、チオキサンテン、ベンゾニトリル、フタロニトリル、イソフタロニトリル、ジフェニルスルホン、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾールおよびベンゾフェノンから選択される少なくとも一つを有する化合物であることが好ましい。 As the donor and acceptor structures used in the TADF material, for example, the structures described in Chemistry of Materials, 2017, 29, 1946-1963 can be used. Examples of ED include functional groups containing sp 3 nitrogen, and more specifically, groups derived from carbazole, dimethylcarbazole, di-t-butylcarbazole, dimethoxycarbazole, tetramethylcarbazole, benzofluorocarbazole, benzothienocarbazole, phenyldihydroindolocarbazole, phenylbicarbazole, bicarbazole, tercarbazole, diphenylcarbazolylamine, tetraphenylcarbazolyldiamine, phenoxazine, dihydrophenazine, phenothiazine, dimethyldihydroacridine, diphenylamine, bis(t-butyl)phenyl)amine, (diphenylamino)phenyl)diphenylbenzenediamine, dimethyltetraphenyldihydroacridinediamine, tetramethyl-dihydro-indenoacridine, and diphenyl-dihydrodibenzoazasiline. Examples of EA include groups derived from sp 2 Nitrogen-containing aromatic rings, CN-substituted aromatic rings, rings having ketones and cyano groups, more specifically sulfonyldibenzene, benzophenone, phenylenebis(phenylmethanone), benzonitrile, isonicotinonitrile, phthalonitrile, isophthalonitrile, paraphthalonitrile, triazole, oxazole, thiadiazole, benzothiazole, benzobis(thiazole), benzoxazole, benzobis(oxazole), quinoline, benzimidazole, dibenzoquinoxaline, heptaazaphenalene, thioxanthone diamine Examples of the group derived from bis(phenylsulfonyl)benzene, dimethylthioxanthene dioxide, thianthrene tetraoxide, tris(dimethylphenyl)borane, etc. are mentioned. Examples of Ln include single bonds and arylenes, more specifically, phenylene, biphenylene, naphthylene, etc. In addition, in any of the structures, hydrogen may be substituted with alkyl, cycloalkyl, and aryl. In particular, it is preferable that the compound has at least one partial structure selected from carbazole, phenoxazine, acridine, triazine, pyrimidine, pyrazine, thioxanthene, benzonitrile, phthalonitrile, isophthalonitrile, diphenylsulfone, triazole, oxadiazole, thiadiazole, and benzophenone.
一般式(H7)で表される化合物は、より具体的には、下記一般式(H7-1)、式(H7-2)および式(H7-3)のいずれかで表される化合物である。
上記一般式(H7-1)、式(H7-2)および式(H7-3)中、
Mは、それぞれ独立して、単結合、-O-、>N-Arまたは>C(-Ar)2であり、形成する部分構造のHOMOの深さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、単結合、-O-または>N-Arであり、
Jはドナー性の部分構造とアクセプター性の部分構造を分けるスペーサー構造であり、それぞれ独立して、炭素数6~18のアリーレンであり、ドナー性の部分構造とアクセプター性の部分構造から染み出す共役の大きさの観点から、炭素数6~12のアリーレンが好ましく、より具体的には、フェニレン、メチルフェニレンおよびジメチルフェニレンが挙げられ、
Qは、それぞれ独立して、=C(-H)-または=N-であり、形成する部分構造のLUMOの浅さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、=N-であり、
Arは、それぞれ独立して、水素、炭素数6~24のアリール、炭素数2~24のヘテロアリール、炭素数1~12のアルキルまたは炭素数3~18のシクロアルキルであり、形成する部分構造のHOMOの深さおよび励起一重項エネルギー準位および励起三重項エネルギー準位の高さの観点から、好ましくは、水素、炭素数6~12のアリール、炭素数2~14のヘテロアリール、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数6~10のシクロアルキルであり、より好ましくは、水素、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、ビフェニル、ピリジル、ビピリジル、トリアジル、カルバゾリル、ジメチルカルバゾリル、ジ-tブチルカルバゾリル、ベンゾイミダゾールまたはフェニルベンゾイミダゾールであり、さらに好ましくは、水素、フェニルまたはカルバゾリルであり、
mは、1または2であり、
nは、2~(6-m)の整数であり、立体障害の観点から、好ましくは、4~(6-m)の整数である。
さらに、上記各式で表される化合物における少なくとも1つの水素は、ハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。
In the above general formulas (H7-1), (H7-2) and (H7-3),
M is each independently a single bond, -O-, >N-Ar or >C(-Ar) 2 , and is preferably a single bond, -O- or >N-Ar from the viewpoint of the HOMO depth and the height of the excited singlet energy level and the excited triplet energy level of the partial structure to be formed;
J is a spacer structure separating the donor partial structure and the acceptor partial structure, and each J is independently an arylene having 6 to 18 carbon atoms. From the viewpoint of the magnitude of conjugation exuded from the donor partial structure and the acceptor partial structure, an arylene having 6 to 12 carbon atoms is preferable, and more specific examples thereof include phenylene, methylphenylene, and dimethylphenylene.
Q is each independently ═C(—H)— or ═N—, and is preferably ═N— from the viewpoint of the shallowness of the LUMO and the height of the excited singlet energy level and the excited triplet energy level of the partial structure to be formed,
Ar are each independently hydrogen, an aryl having 6 to 24 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 24 carbon atoms, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl having 3 to 18 carbon atoms; from the viewpoint of the HOMO depth and the height of the excited singlet energy level and the excited triplet energy level of the partial structure to be formed, preferably hydrogen, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, a heteroaryl having 2 to 14 carbon atoms, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl having 6 to 10 carbon atoms, more preferably hydrogen, phenyl, tolyl, xylyl, mesityl, biphenyl, pyridyl, bipyridyl, triazyl, carbazolyl, dimethylcarbazolyl, di-t-butylcarbazolyl, benzimidazole, or phenylbenzimidazole, and further preferably hydrogen, phenyl, or carbazolyl;
m is 1 or 2;
n is an integer of 2 to (6-m), and from the viewpoint of steric hindrance, is preferably an integer of 4 to (6-m).
Furthermore, at least one hydrogen atom in the compounds represented by the above formulas may be substituted with a halogen or deuterium.
式(H7)で表される化合物としては、例えば、下記構造で表される化合物があげられる。なお、構造式中の*は結合位置、「Me」はメチル基、「tBu」はt-ブチル基を示す。 Examples of compounds represented by formula (H7) include compounds represented by the following structures. In the structural formula, * indicates a bond position, "Me" indicates a methyl group, and "tBu" indicates a t-butyl group.
一般式(H7)で表される化合物としては、上記具体的な化合物の中でも特に4CzBN、4CzBN-Ph、5CzBN、3Cz2DPhCzBN、4CzIPN、2PXZ-TAZ、Cz-TRZ3、BDPCC-TPTA、MA-TA、PA-TA、FA-TA、PXZ-TRZ、DMAC-TRZ、BCzT、DCzTrz、DDCzTrz、spiroAC-TRZ、Ac-HPM、Ac-PPM、Ac-MPM、TCzTrz、TmCzTrzおよびDCzmCzTrzが好ましい。 Of the above specific compounds, the following are particularly preferred as compounds represented by general formula (H7): 4CzBN, 4CzBN-Ph, 5CzBN, 3Cz2DPhCzBN, 4CzIPN, 2PXZ-TAZ, Cz-TRZ3, BDPCC-TPTA, MA-TA, PA-TA, FA-TA, PXZ-TRZ, DMAC-TRZ, BCzT, DCzTrz, DDCzTrz, spiroAC-TRZ, Ac-HPM, Ac-PPM, Ac-MPM, TCzTrz, TmCzTrz, and DCzmCzTrz.
また、ドーパント材料としては、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物以外にも、既知の化合物を用いることができ、所望の発光色に応じて様々な材料の中から選択することができる。具体的には、例えば、フェナンスレン、アントラセン、ピレン、テトラセン、ペンタセン、ペリレン、ナフトピレン、ジベンゾピレン、ルブレンおよびクリセンなどの縮合環誘導体、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、ピラゾリン誘導体、スチルベン誘導体、チオフェン誘導体、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、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(特開平1-245087号公報)、ビススチリルアリーレン誘導体(特開平2-247278号公報)、ジアザインダセン誘導体、フラン誘導体、ベンゾフラン誘導体、フェニルイソベンゾフラン、ジメシチルイソベンゾフラン、ジ(2-メチルフェニル)イソベンゾフラン、ジ(2-トリフルオロメチルフェニル)イソベンゾフラン、フェニルイソベンゾフランなどのイソベンゾフラン誘導体、ジベンゾフラン誘導体、7-ジアルキルアミノクマリン誘導体、7-ピペリジノクマリン誘導体、7-ヒドロキシクマリン誘導体、7-メトキシクマリン誘導体、7-アセトキシクマリン誘導体、3-ベンゾチアゾリルクマリン誘導体、3-ベンゾイミダゾリルクマリン誘導体、3-ベンゾオキサゾリルクマリン誘導体などのクマリン誘導体、ジシアノメチレンピラン誘導体、ジシアノメチレンチオピラン誘導体、ポリメチン誘導体、シアニン誘導体、オキソベンゾアンスラセン誘導体、キサンテン誘導体、ローダミン誘導体、フルオレセイン誘導体、ピリリウム誘導体、カルボスチリル誘導体、アクリジン誘導体、オキサジン誘導体、フェニレンオキサイド誘導体、キナクリドン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、フロピリジン誘導体、1,2,5-チアジアゾロピレン誘導体、ピロメテン誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、アクリドン誘導体、デアザフラビン誘導体、フルオレン誘導体およびベンゾフルオレン誘導体などが挙げられる。 In addition to the polycyclic aromatic compounds represented by the above general formula (1A) or general formula (1B), known compounds can be used as dopant materials, and can be selected from a variety of materials according to the desired emission color. Specifically, for example, condensed ring derivatives such as phenanthrene, anthracene, pyrene, tetracene, pentacene, perylene, naphthopyrene, dibenzopyrene, rubrene, and chrysene, benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzotriazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, thiazole derivatives, imidazole derivatives, thiadiazole derivatives, triazole derivatives, pyrazoline derivatives, stilbene derivatives, thiophene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and tetraphenylbutadiene derivatives can be used. conductors, cyclopentadiene derivatives, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives (JP Patent Publication No. 245087/1999), bisstyrylarylene derivatives (JP Patent Publication No. 247278/1990), diazaindacene derivatives, furan derivatives, benzofuran derivatives, isobenzofuran derivatives such as phenylisobenzofuran, dimesitylisobenzofuran, di(2-methylphenyl)isobenzofuran, di(2-trifluoromethylphenyl)isobenzofuran, and phenylisobenzofuran, Coumarin derivatives such as dibenzofuran derivatives, 7-dialkylaminocoumarin derivatives, 7-piperidinocoumarin derivatives, 7-hydroxycoumarin derivatives, 7-methoxycoumarin derivatives, 7-acetoxycoumarin derivatives, 3-benzothiazolylcoumarin derivatives, 3-benzimidazolylcoumarin derivatives, and 3-benzoxazolylcoumarin derivatives, dicyanomethylenepyran derivatives, dicyanomethylenethiopyran derivatives, polymethine derivatives, cyanine derivatives, oxobenzoanthracene derivatives, xanthene derivatives, and rhodamine derivatives These include fluorescein derivatives, pyrylium derivatives, carbostyril derivatives, acridine derivatives, oxazine derivatives, phenylene oxide derivatives, quinacridone derivatives, quinazoline derivatives, pyrrolopyridine derivatives, furopyridine derivatives, 1,2,5-thiadiazolopyrene derivatives, pyrromethene derivatives, perinone derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, squarylium derivatives, violanthrone derivatives, phenazine derivatives, acridone derivatives, deazaflavin derivatives, fluorene derivatives, and benzofluorene derivatives.
発色光ごとに例示すると、青~青緑色ドーパント材料としては、ナフタレン、アントラセン、フェナンスレン、ピレン、トリフェニレン、ペリレン、フルオレン、インデン、クリセンなどの芳香族炭化水素化合物やその誘導体、フラン、ピロール、チオフェン、シロール、9-シラフルオレン、9,9’-スピロビシラフルオレン、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、インドール、ジベンゾチオフェン、ジベンゾフラン、イミダゾピリジン、フェナントロリン、ピラジン、ナフチリジン、キノキサリン、ピロロピリジン、チオキサンテンなどの芳香族複素環化合物やその誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、スチルベン誘導体、アルダジン誘導体、クマリン誘導体、イミダゾール、チアゾール、チアジアゾール、カルバゾール、オキサゾール、オキサジアゾール、トリアゾールなどのアゾール誘導体およびその金属錯体および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’-ジアミンに代表される芳香族アミン誘導体などが挙げられる。 As examples of dopant materials for each color of light emitted, blue to blue-green dopant materials include aromatic hydrocarbon compounds such as naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, triphenylene, perylene, fluorene, indene, and chrysene, and their derivatives, as well as furan, pyrrole, thiophene, silole, 9-silafluorene, 9,9'-spirobisilafluorene, benzothiophene, benzofuran, indole, dibenzothiophene, dibenzofuran, imidazopyridine, phenanthroline, pyrazine, naphthyridine, quinoxaline, pyrrolopyridine, and pyrrolopyridine. Examples include aromatic heterocyclic compounds and derivatives thereof such as lysine and thioxanthene, distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, stilbene derivatives, aldazine derivatives, coumarin derivatives, azole derivatives such as imidazole, thiazole, thiadiazole, carbazole, oxazole, oxadiazole, and triazole, and metal complexes thereof, and aromatic amine derivatives such as N,N'-diphenyl-N,N'-di(3-methylphenyl)-4,4'-diphenyl-1,1'-diamine.
また、緑~黄色ドーパント材料としては、クマリン誘導体、フタルイミド誘導体、ナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、ピロロピロール誘導体、シクロペンタジエン誘導体、アクリドン誘導体、キナクリドン誘導体およびルブレンなどのナフタセン誘導体などが挙げられ、さらに上記青~青緑色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。 In addition, examples of green to yellow dopant materials include coumarin derivatives, phthalimide derivatives, naphthalimide derivatives, perinone derivatives, pyrrolopyrrole derivatives, cyclopentadiene derivatives, acridone derivatives, quinacridone derivatives, and naphthacene derivatives such as rubrene. Further, suitable examples include compounds in which a substituent that enables longer wavelengths, such as aryl, heteroaryl, arylvinyl, amino, or cyano, has been introduced into the compounds exemplified as the blue to blue-green dopant materials above.
さらに、橙~赤色ドーパント材料としては、ビス(ジイソプロピルフェニル)ペリレンテトラカルボン酸イミドなどのナフタルイミド誘導体、ペリノン誘導体、アセチルアセトンやベンゾイルアセトンとフェナントロリンなどを配位子とするEu錯体などの希土類錯体、4-(ジシアノメチレン)-2-メチル-6-(p-ジメチルアミノスチリル)-4H-ピランやその類縁体、マグネシウムフタロシアニン、アルミニウムクロロフタロシアニンなどの金属フタロシアニン誘導体、ローダミン化合物、デアザフラビン誘導体、クマリン誘導体、キナクリドン誘導体、フェノキサジン誘導体、オキサジン誘導体、キナゾリン誘導体、ピロロピリジン誘導体、スクアリリウム誘導体、ビオラントロン誘導体、フェナジン誘導体、フェノキサゾン誘導体およびチアジアゾロピレン誘導体など挙げられ、さらに上記青~青緑色および緑~黄色ドーパント材料として例示した化合物に、アリール、ヘテロアリール、アリールビニル、アミノ、シアノなど長波長化を可能とする置換基を導入した化合物も好適な例として挙げられる。 Further, examples of orange to red dopant materials include naphthalimide derivatives such as bis(diisopropylphenyl)perylenetetracarboxylic acid imide, perinone derivatives, rare earth complexes such as Eu complexes with ligands such as acetylacetone, benzoylacetone and phenanthroline, 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(p-dimethylaminostyryl)-4H-pyran and its analogues, metal phthalocyanine derivatives such as magnesium phthalocyanine and aluminum chlorophthalocyanine, rhodamine compounds, deazaflavin derivatives, coumarin derivatives, quinacridone derivatives, phenoxazine derivatives, oxazine derivatives, quinazoline derivatives, pyrrolopyridine derivatives, squarylium derivatives, violanthrone derivatives, phenazine derivatives, phenoxazone derivatives and thiadiazolopyrene derivatives. Further, compounds in which a substituent that enables longer wavelengths, such as aryl, heteroaryl, arylvinyl, amino and cyano, is introduced into the compounds exemplified above as blue to blue-green and green to yellow dopant materials, are also suitable examples.
その他、ドーパントとしては、化学工業2004年6月号13頁、および、それに挙げられた参考文献などに記載された化合物などの中から適宜選択して用いることができる。 As other dopants, compounds described on page 13 of the June 2004 issue of Chemical Industry and the references cited therein can be appropriately selected and used.
上述するドーパント材料の中でも、特にスチルベン構造を有するアミン、ペリレン誘導体、ボラン誘導体、芳香族アミン誘導体、クマリン誘導体、ピラン誘導体またはピレン誘導体が好ましい。 Among the dopant materials described above, amines having a stilbene structure, perylene derivatives, borane derivatives, aromatic amine derivatives, coumarin derivatives, pyran derivatives, or pyrene derivatives are particularly preferred.
スチルベン構造を有するアミンは、例えば、下記式で表される。
スチルベン構造を有するアミンは、下記式で表されるジアミノスチルベンがより好ましい。
炭素数6~30のアリールの具体例は、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、フェナントレニル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、スチルベニル、ジスチリルフェニル、ジスチリルビフェニリル、ジスチリルフルオレニルなどが挙げられる。 Specific examples of aryls having 6 to 30 carbon atoms include phenyl, naphthyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthrenyl, anthryl, fluoranthenyl, triphenylenyl, pyrenyl, chrysenyl, naphthacenyl, perylenyl, stilbenyl, distyrylphenyl, distyrylbiphenylyl, and distyrylfluorenyl.
スチルベン構造を有するアミンの具体例は、N,N,N’,N’-テトラ(4-ビフェニリル)-4,4’-ジアミノスチルベン、N,N,N’,N’-テトラ(1-ナフチル)-4,4’-ジアミノスチルベン、N,N,N’,N’-テトラ(2-ナフチル)-4,4’-ジアミノスチルベン、N,N’-ジ(2-ナフチル)-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノスチルベン、N,N’-ジ(9-フェナントリル)-N,N’-ジフェニル-4,4’-ジアミノスチルベン、4,4’-ビス[4”-ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]-ビフェニル、1,4-ビス[4’-ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]-ベンゼン、2,7-ビス[4’-ビス(ジフェニルアミノ)スチリル]-9,9-ジメチルフルオレン、4,4’-ビス(9-エチル-3-カルバゾビニレン)-ビフェニル、4,4’-ビス(9-フェニル-3-カルバゾビニレン)-ビフェニルなどが挙げられる。
また、特開2003-347056号公報、および特開2001-307884号公報などに記載されたスチルベン構造を有するアミンを用いてもよい。
Specific examples of the amine having a stilbene structure include N,N,N',N'-tetra(4-biphenylyl)-4,4'-diaminostilbene, N,N,N',N'-tetra(1-naphthyl)-4,4'-diaminostilbene, N,N,N',N'-tetra(2-naphthyl)-4,4'-diaminostilbene, N,N'-di(2-naphthyl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminostilbene, and N,N'-di(9-phenanthryl)-N,N'-diphenyl-4,4'-diaminostilbene. nyl-4,4'-diaminostilbene, 4,4'-bis[4"-bis(diphenylamino)styryl]-biphenyl, 1,4-bis[4'-bis(diphenylamino)styryl]-benzene, 2,7-bis[4'-bis(diphenylamino)styryl]-9,9-dimethylfluorene, 4,4'-bis(9-ethyl-3-carbazovinylene)-biphenyl, 4,4'-bis(9-phenyl-3-carbazovinylene)-biphenyl, and the like.
Furthermore, amines having a stilbene structure, such as those described in JP-A Nos. 2003-347056 and 2001-307884, may also be used.
ペリレン誘導体としては、例えば、3,10-ビス(2,6-ジメチルフェニル)ペリレン、3,10-ビス(2,4,6-トリメチルフェニル)ペリレン、3,10-ジフェニルペリレン、3,4-ジフェニルペリレン、2,5,8,11-テトラ-t-ブチルペリレン、3,4,9,10-テトラフェニルペリレン、3-(1’-ピレニル)-8,11-ジ(t-ブチル)ペリレン、3-(9’-アントリル)-8,11-ジ(t-ブチル)ペリレン、3,3’-ビス(8,11-ジ(t-ブチル)ペリレニル)などが挙げられる。
また、特開平11-97178号公報、特開2000-133457号公報、特開2000-26324号公報、特開2001-267079号公報、特開2001-267078号公報、特開2001-267076号公報、特開2000-34234号公報、特開2001-267075号公報、および特開2001-217077号公報などに記載されたペリレン誘導体を用いてもよい。
Examples of perylene derivatives include 3,10-bis(2,6-dimethylphenyl)perylene, 3,10-bis(2,4,6-trimethylphenyl)perylene, 3,10-diphenylperylene, 3,4-diphenylperylene, 2,5,8,11-tetra-t-butylperylene, 3,4,9,10-tetraphenylperylene, 3-(1'-pyrenyl)-8,11-di(t-butyl)perylene, 3-(9'-anthryl)-8,11-di(t-butyl)perylene, and 3,3'-bis(8,11-di(t-butyl)perylenyl).
Also usable are perylene derivatives described in JP-A-11-97178, JP-A-2000-133457, JP-A-2000-26324, JP-A-2001-267079, JP-A-2001-267078, JP-A-2001-267076, JP-A-2000-34234, JP-A-2001-267075, and JP-A-2001-217077.
ボラン誘導体としては、例えば、1,8-ジフェニル-10-(ジメシチルボリル)アントラセン、9-フェニル-10-(ジメシチルボリル)アントラセン、4-(9’-アントリル)ジメシチルボリルナフタレン、4-(10’-フェニル-9’-アントリル)ジメシチルボリルナフタレン、9-(ジメシチルボリル)アントラセン、9-(4’-ビフェニリル)-10-(ジメシチルボリル)アントラセン、9-(4’-(N-カルバゾリル)フェニル)-10-(ジメシチルボリル)アントラセンなどが挙げられる。
また、国際公開第2000/40586号パンフレットなどに記載されたボラン誘導体を用いてもよい。
Examples of the borane derivatives include 1,8-diphenyl-10-(dimesitylboryl)anthracene, 9-phenyl-10-(dimesitylboryl)anthracene, 4-(9'-anthryl)dimesitylborylnaphthalene, 4-(10'-phenyl-9'-anthryl)dimesitylborylnaphthalene, 9-(dimesitylboryl)anthracene, 9-(4'-biphenylyl)-10-(dimesitylboryl)anthracene, and 9-(4'-(N-carbazolyl)phenyl)-10-(dimesitylboryl)anthracene.
Also, borane derivatives described in, for example, International Publication No. 2000/40586 may be used.
芳香族アミン誘導体は、例えば、下記式で表される。
特に、Ar4がアントラセン、クリセン、フルオレン、ベンゾフルオレンまたはピレンに由来する2価の基であり、Ar5およびAr6がそれぞれ独立して炭素数6~30のアリールであり、Ar4~Ar6は、アリール、ヘテロアリール、アルキル、シクロアルキル、トリ置換シリル(アリール、アルキルおよびシクロアルキルの少なくとも1つでトリ置換されたシリル)またはシアノで置換されていてもよく、そして、nは2である、芳香族アミン誘導体がより好ましい。 In particular, an aromatic amine derivative in which Ar 4 is a divalent group derived from anthracene, chrysene, fluorene, benzofluorene or pyrene, Ar 5 and Ar 6 are each independently an aryl having 6 to 30 carbon atoms, Ar 4 to Ar 6 may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, cycloalkyl, tri-substituted silyl (silyl tri-substituted with at least one of aryl, alkyl and cycloalkyl) or cyano, and n is 2 is more preferable.
炭素数6~30のアリールの具体例は、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、フェナントレニル、アントリル、フルオランテニル、トリフェニレニル、ピレニル、クリセニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどが挙げられる。 Specific examples of aryls having 6 to 30 carbon atoms include phenyl, naphthyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthrenyl, anthryl, fluoranthenyl, triphenylenyl, pyrenyl, chrysenyl, naphthacenyl, perylenyl, and pentacenyl.
芳香族アミン誘導体としては、クリセン系としては、例えば、N,N,N’,N’-テトラフェニルクリセン-6,12-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(p-トリル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(m-トリル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(4-イソプロピルフェニル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(ナフタレン-2-イル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(p-トリル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-エチルフェニル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-t-ブチルフェニル)クリセン-6,12-ジアミン、N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ジ(p-トリル)クリセン-6,12-ジアミンなどが挙げられる。 As aromatic amine derivatives, examples of chrysene derivatives include N,N,N',N'-tetraphenylchrysene-6,12-diamine, N,N,N',N'-tetra(p-tolyl)chrysene-6,12-diamine, N,N,N',N'-tetra(m-tolyl)chrysene-6,12-diamine, N,N,N',N'-tetrakis(4-isopropylphenyl)chrysene-6,12-diamine, N,N,N',N'-tetra(naphthalene-2-yl)chrysene-6,12-diamine, N,N'-diphenyl Examples include -N,N'-di(p-tolyl)chrysene-6,12-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-ethylphenyl)chrysene-6,12-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)chrysene-6,12-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-t-butylphenyl)chrysene-6,12-diamine, and N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-di(p-tolyl)chrysene-6,12-diamine.
また、ピレン系としては、例えば、N,N,N’,N’-テトラフェニルピレン-1,6-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(p-トリル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(m-トリル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(4-イソプロピルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(3,4-ジメチルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(p-トリル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-エチルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-t-ブチルフェニル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ジ(p-トリル)ピレン-1,6-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(3,4-ジメチルフェニル)-3,8-ジフェニルピレン-1,6-ジアミン、N,N,N,N-テトラフェニルピレン-1,8-ジアミン、N,N’-ビス(ビフェニル-4-イル)-N,N’-ジフェニルピレン-1,8-ジアミン、N1,N6-ジフェニル-N1,N6-ビス-(4-トリメチルシラニル-フェニル)-1H,8H-ピレン-1,6-ジアミンなどが挙げられる。 Examples of pyrene-based compounds include N,N,N',N'-tetraphenylpyrene-1,6-diamine, N,N,N',N'-tetra(p-tolyl)pyrene-1,6-diamine, N,N,N',N'-tetra(m-tolyl)pyrene-1,6-diamine, N,N,N',N'-tetrakis(4-isopropylphenyl)pyrene-1,6-diamine, N,N,N',N'-tetrakis(3,4-dimethylphenyl)pyrene-1,6-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-di(p-tolyl)pyrene-1,6-diamine, and N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-ethylphenyl)pyrene-1, 6-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)pyrene-1,6-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-t-butylphenyl)pyrene-1,6-diamine, N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-di(p-tolyl)pyrene-1,6-diamine, N,N,N',N'-tetrakis(3,4-dimethylphenyl)-3,8-diphenylpyrene-1,6-diamine, N,N,N,N-tetraphenylpyrene-1,8-diamine, N,N'-bis(biphenyl-4-yl)-N,N'-diphenylpyrene-1,8-diamine, N 1 ,N 6 -diphenyl- N 1 ,N 6 -bis-(4-trimethylsilanyl-phenyl)-1H,8H-pyrene-1,6-diamine and the like.
また、アントラセン系としては、例えば、N,N,N,N-テトラフェニルアントラセン-9,10-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラ(m-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N,N’,N’-テトラキス(4-イソプロピルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ジ(m-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-エチルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-t-ブチルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ジ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、2,6-ジ-t-ブチル-N,N,N’,N’-テトラ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、2,6-ジ-t-ブチル-N,N’-ジフェニル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、2,6-ジ-t-ブチル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ジ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、2,6-ジシクロヘキシル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ジ(p-トリル)アントラセン-9,10-ジアミン、2,6-ジシクロヘキシル-N,N’-ビス(4-イソプロピルフェニル)-N,N’-ビス(4-t-ブチルフェニル)アントラセン-9,10-ジアミン、9,10-ビス(4-ジフェニルアミノ-フェニル)アントラセン、9,10-ビス(4-ジ(1-ナフチルアミノ)フェニル)アントラセン、9,10-ビス(4-ジ(2-ナフチルアミノ)フェニル)アントラセン、10-ジ-p-トリルアミノ-9-(4-ジ-p-トリルアミノ-1-ナフチル)アントラセン、10-ジフェニルアミノ-9-(4-ジフェニルアミノ-1-ナフチル)アントラセン、10-ジフェニルアミノ-9-(6-ジフェニルアミノ-2-ナフチル)アントラセンなどが挙げられる。 Examples of anthracene-based compounds include N,N,N,N-tetraphenylanthracene-9,10-diamine, N,N,N',N'-tetra(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine, N,N,N',N'-tetra(m-tolyl)anthracene-9,10-diamine, N,N,N',N'-tetrakis(4-isopropylphenyl)anthracene-9,10-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-di(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)anthracene-9,10 -diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-ethylphenyl)anthracene-9,10-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)anthracene-9,10-diamine, N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-t-butylphenyl)anthracene-9,10-diamine, N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-di(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine, 2,6-di-t-butyl-N,N,N',N'-tetra(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine 2,6-di-t-butyl-N,N'-diphenyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)anthracene-9,10-diamine, 2,6-di-t-butyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-di(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine, 2,6-dicyclohexyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-di(p-tolyl)anthracene-9,10-diamine, 2,6-dicyclohexyl-N,N'-bis(4-isopropylphenyl)-N,N'-bis(4-t-butylphenyl)anthracene Examples include anthracene-9,10-diamine, 9,10-bis(4-diphenylamino-phenyl)anthracene, 9,10-bis(4-di(1-naphthylamino)phenyl)anthracene, 9,10-bis(4-di(2-naphthylamino)phenyl)anthracene, 10-di-p-tolylamino-9-(4-di-p-tolylamino-1-naphthyl)anthracene, 10-diphenylamino-9-(4-diphenylamino-1-naphthyl)anthracene, and 10-diphenylamino-9-(6-diphenylamino-2-naphthyl)anthracene.
また、他には、[4-(4-ジフェニルアミノ-フェニル)ナフタレン-1-イル]-ジフェニルアミン、[6-(4-ジフェニルアミノ-フェニル)ナフタレン-2-イル]-ジフェニルアミン、4,4’-ビス[4-ジフェニルアミノナフタレン-1-イル]ビフェニル、4,4’-ビス[6-ジフェニルアミノナフタレン-2-イル]ビフェニル、4,4”-ビス[4-ジフェニルアミノナフタレン-1-イル]-p-テルフェニル、4,4”-ビス[6-ジフェニルアミノナフタレン-2-イル]-p-テルフェニルなどが挙げられる。
また、特開2006-156888号公報などに記載された芳香族アミン誘導体を用いてもよい。
Other examples include [4-(4-diphenylamino-phenyl)naphthalen-1-yl]-diphenylamine, [6-(4-diphenylamino-phenyl)naphthalen-2-yl]-diphenylamine, 4,4'-bis[4-diphenylaminonaphthalen-1-yl]biphenyl, 4,4'-bis[6-diphenylaminonaphthalen-2-yl]biphenyl, 4,4"-bis[4-diphenylaminonaphthalen-1-yl]-p-terphenyl, and 4,4"-bis[6-diphenylaminonaphthalen-2-yl]-p-terphenyl.
Furthermore, aromatic amine derivatives described in, for example, JP-A-2006-156888 may also be used.
クマリン誘導体としては、クマリン-6、クマリン-334などが挙げられる。
また、特開2004-43646号公報、特開2001-76876号公報、および特開平6-298758号公報などに記載されたクマリン誘導体を用いてもよい。
The coumarin derivatives include coumarin-6, coumarin-334, and the like.
Furthermore, coumarin derivatives described in JP-A-2004-43646, JP-A-2001-76876, JP-A-6-298758, and the like may also be used.
ピラン誘導体としては、下記のDCM、DCJTBなどが挙げられる。
上述した発光層用材料(ホスト材料およびドーパント材料)は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、発光層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
The above-mentioned light-emitting layer materials (host materials and dopant materials) can also be used as light-emitting layer materials in the form of polymer compounds obtained by polymerizing a reactive compound substituted with a reactive substituent as a monomer, or crosslinked polymers thereof, or pendant polymer compounds obtained by reacting a main-chain polymer with the reactive compound, or crosslinked pendant polymers thereof. In this case, the reactive substituent can be quoted from the description of the polycyclic aromatic compound represented by the above general formula (1A) or (1B).
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
<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
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 for the electron injection layer to have a high electron injection efficiency and efficiently transport the injected electrons. For this purpose, it is preferable for the material to have a large electron affinity, a large electron mobility, and excellent stability, and to be a material that is unlikely to generate impurities that become traps during manufacture and use. However, when considering the balance between the transport of holes and electrons, if the material mainly plays a role in efficiently preventing holes from the anode from flowing to the cathode without recombining, even if the electron transport ability is not that 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、この電子輸送材料として、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物を用いることができる。
The material (electron transport material) forming the electron transport layer 106 or the
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。 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. Metal complexes having electron-accepting nitrogen include, for example, 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, pyrazoles, etc. These include azine derivatives, benzoquinoline derivatives (such as 2,2'-bis(benzo[h]quinolin-2-yl)-9,9'-spirobifluorene), imidazopyridine derivatives, borane derivatives, benzimidazole derivatives (such as tris(N-phenylbenzimidazol-2-yl)benzene), benzoxazole derivatives, benzothiazole derivatives, quinoline derivatives, oligopyridine derivatives such as terpyridine, bipyridine derivatives, terpyridine derivatives (such as 1,3-bis(4'-(2,2':6'2"-terpyridinyl))benzene), naphthyridine derivatives (such as bis(1-naphthyl)-4-(1,8-naphthyridin-2-yl)phenylphosphine oxide), 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 quinolinol metal complexes, hydroxyazole complexes such as 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 materials can be used alone or in combination with other 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.
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 preferably 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, even more preferred are Rb or Cs, and most preferred is 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. In addition, 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, such as a combination of Cs and Na, Cs and K, Cs and Rb, or Cs, Na and K, is preferred. By containing Cs, the reducing ability can be efficiently exerted, and by adding it to the material forming the electron transport layer or electron injection layer, the luminance of the organic EL element can be improved and the life can be extended.
上述した電子注入層用材料および電子輸送層用材料は、これらに反応性置換基が置換した反応性化合物をモノマーとして高分子化させた高分子化合物、もしくはその高分子架橋体、または、主鎖型高分子と前記反応性化合物とを反応させたペンダント型高分子化合物、もしくはそのペンダント型高分子架橋体としても、電子層用材料に用いることができる。この場合の反応性置換基としては、上記一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物での説明を引用できる。
このような高分子化合物および高分子架橋体の用途の詳細については後述する。
The above-mentioned electron injection layer material and electron transport layer material can be used as an electron layer material in the form of a polymer compound obtained by polymerizing a reactive compound substituted with a reactive substituent as a monomer, or a crosslinked polymer thereof, or a pendant polymer compound obtained by reacting a main chain polymer with the reactive compound, or a crosslinked pendant polymer thereof. In this case, the reactive substituent can be quoted from the description of the polycyclic aromatic compound represented by the above general formula (1A) or (1B).
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
<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
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 preferable. 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 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。 Furthermore, preferred examples include laminating 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, in order to protect the electrodes. 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, or the like, as long as electrical conductivity can be obtained.
<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 being dispersed 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,
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 AC current applied can be any waveform.
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。 Next, as an example of a method for producing an organic EL element, we will explain a method for producing an organic EL element consisting of an anode, a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer made of a host material and a dopant material, an electron transport layer, an electron injection layer, and a cathode.
<蒸着法>
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。また前記の共蒸着においては、別々の蒸着源から同時に複数の材料の蒸着を行う方法に加え、共蒸着する材料の混合物を1つの蒸着源に入れて、一度に蒸着ずる方法(プレミックス法)がある。
<Vapor deposition method>
A thin film of an anode material is formed on a suitable substrate by vapor deposition or the like to prepare an anode, and then 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 as 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 vapor deposition or the like to prepare a cathode, thereby obtaining a desired organic EL device. In the preparation of the above-mentioned organic EL device, it is also possible to reverse the preparation order and prepare the cathode, electron injection layer, electron transport layer, light-emitting layer, hole transport layer, hole injection layer, and anode in that order. In addition to the method of simultaneously evaporating a plurality of materials from separate vapor deposition sources, the above-mentioned co-evaporation method includes a method of putting a mixture of materials to be co-evaporated into one vapor deposition source and evaporating them at once (premix method).
<湿式成膜法>
湿式成膜法は、有機EL素子の各有機層を形成し得る低分子化合物を液状の有機層形成用組成物として準備し、これを用いることによって実施される。この低分子化合物を溶解する適当な有機溶媒がない場合には、当該低分子化合物に反応性置換基を置換させた反応性化合物として溶解性機能を有する他のモノマーや主鎖型高分子と共に高分子化させた高分子化合物などから有機層形成用組成物を準備してもよい。
<Wet film formation method>
The wet film formation method is carried out by preparing a low molecular weight compound capable of forming each organic layer of an organic EL element as a liquid composition for forming an organic layer, and using this. If there is no suitable organic solvent for dissolving this low molecular weight compound, the composition for forming an organic layer may be prepared from a polymer compound polymerized together with other monomers having a solubility function as a reactive compound in which the low molecular weight compound is substituted with a reactive substituent, or a main chain polymer.
湿式成膜法は、一般的には、基板に有機層形成用組成物を塗布する塗布工程および塗布された有機層形成用組成物から溶媒を取り除く乾燥工程を経ることで塗膜を形成する。上記高分子化合物が架橋性置換基を有する場合(これを架橋性高分子化合物ともいう)には、この乾燥工程によりさらに架橋して高分子架橋体が形成される。塗布工程の違いにより、スピンコーターを用いる方法をスピンコート法、スリットコーターを用いる方法をスリットコート法、版を用いる方法をグラビア、オフセット、リバースオフセット、フレキソ印刷法、インクジェットプリンタを用いる方法をインクジェット法、霧状に吹付ける方法をスプレー法と呼ぶ。乾燥工程には、風乾、加熱、減圧乾燥などの方法がある。乾燥工程は1回のみ行なってもよく、異なる方法や条件を用いて複数回行なってもよい。また、例えば、減圧下での焼成のように、異なる方法を併用してもよい。 In the wet film formation method, a coating film is generally formed through a coating process in which an organic layer forming composition is applied to a substrate and a drying process in which the solvent is removed from the applied organic layer forming composition. When the polymer compound has a crosslinkable substituent (also called a crosslinkable polymer compound), the polymer is further crosslinked by the drying process to form a crosslinked polymer. Depending on the difference in the coating process, the method using a spin coater is called the spin coat method, the method using a slit coater is called the slit coat method, the method using a plate is called the gravure, offset, reverse offset, or flexographic printing method, the method using an inkjet printer is called the inkjet method, and the method spraying in a mist form is called the spray method. The drying process includes air drying, heating, and drying under reduced pressure. The drying process may be performed only once, or may be performed multiple times using different methods and conditions. In addition, different methods may be used in combination, such as baking under reduced pressure.
湿式成膜法とは溶液を用いた成膜法であり、例えば、一部の印刷法(インクジェット法)、スピンコート法またはキャスト法、コーティング法などである。湿式成膜法は真空蒸着法と異なり高価な真空蒸着装置を用いる必要が無く、大気圧下で成膜することができる。加えて、湿式成膜法は大面積化や連続生産が可能であり、製造コストの低減につながる。 A wet film formation method is a film formation method that uses a solution, and examples of this include some printing methods (inkjet methods), spin coating methods or casting methods, and coating methods. Unlike vacuum deposition methods, wet film formation methods do not require expensive vacuum deposition equipment, and can form films under atmospheric pressure. In addition, wet film formation methods allow for large area production and continuous production, which leads to reduced manufacturing costs.
一方で、真空蒸着法と比較した場合には、湿式成膜法は積層化が難しい場合がある。湿式成膜法を用いて積層膜を作製する場合、上層の組成物による下層の溶解を防ぐ必要があり、溶解性を制御した組成物、下層の架橋および直交溶媒(Orthogonal solvent、互いに溶解し合わない溶媒)などが駆使される。しかしながら、それらの技術を用いても、全ての膜の塗布に湿式成膜法を用いるのは難しい場合がある。 On the other hand, compared to the vacuum deposition method, wet deposition methods can be difficult to layer. When using wet deposition methods to create layered films, it is necessary to prevent the lower layer from being dissolved by the composition of the upper layer, and therefore compositions with controlled solubility, crosslinking of the lower layer, and orthogonal solvents (solvents that are not mutually soluble) are used. However, even with these techniques, it can be difficult to use wet deposition methods to apply all films.
そこで、一般的には、幾つかの層だけを湿式成膜法を用い、残りを真空蒸着法で有機EL素子を作製するという方法が採用される。 Therefore, a common method for producing organic EL elements is to use wet deposition methods for only a few layers and vacuum deposition for the rest.
例えば、湿式成膜法を一部適用し有機EL素子を作製する手順を以下に示す。
(手順1)陽極の真空蒸着法による成膜
(手順2)正孔注入層用材料を含む正孔注入層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
(手順3)正孔輸送層用材料を含む正孔輸送層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
(手順4)ホスト材料とドーパント材料を含む発光層形成用組成物の湿式成膜法による成膜
(手順5)電子輸送層の真空蒸着法による成膜
(手順6)電子注入層の真空蒸着法による成膜
(手順7)陰極の真空蒸着法による成膜
この手順を経ることで、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素子が得られる。
もちろん、下層の発光層の溶解を防ぐ手段があったり、また上記手順とは逆に陰極側から成膜する手段などを用いることで、電子輸送層用材料や電子注入層用材料を含む層形成用組成物として準備して、それらを湿式成膜法により成膜できる。
For example, the procedure for producing an organic EL element by partially applying a wet film formation method will be described below.
(Step 1) Formation of an anode by vacuum deposition (Step 2) Formation of a hole injection layer-forming composition containing a hole injection layer material by wet deposition (Step 3) Formation of a hole transport layer-forming composition containing a hole transport layer material by wet deposition (Step 4) Formation of an emitting layer-forming composition containing a host material and a dopant material by wet deposition (Step 5) Formation of an electron transport layer by vacuum deposition (Step 6) Formation of an electron injection layer by vacuum deposition (Step 7) Formation of a cathode by vacuum deposition By going through these steps, an organic EL element consisting of an anode/hole injection layer/hole transport layer/emitting layer consisting of a host material and a dopant material/electron transport layer/electron injection layer/cathode is obtained.
Of course, if there is a means for preventing dissolution of the lower light-emitting layer, or if a means for forming a film from the cathode side is used in the opposite procedure to the above, a layer-forming composition containing a material for the electron transport layer and a material for the electron injection layer can be prepared and then the layer can be formed by a wet film formation method.
<その他の成膜法>
有機層形成用組成物の成膜化には、レーザー加熱描画法(LITI)を用いることができる。LITIとは基材に付着させた化合物をレーザーで加熱蒸着する方法で、基材へ塗布される材料に有機層形成用組成物を用いることができる。
<Other film formation methods>
The composition for forming an organic layer can be formed into a film by laser thermal imaging (LITI). LITI is a method in which a compound attached to a substrate is heated and vapor-deposited by a laser, and the composition for forming an organic layer can be used as a material to be applied to the substrate.
<任意の工程>
成膜の各工程の前後に、適切な処理工程、洗浄工程および乾燥工程を適宜入れてもよい。処理工程としては、例えば、露光処理、プラズマ表面処理、超音波処理、オゾン処理、適切な溶媒を用いた洗浄処理および加熱処理等が挙げられる。さらには、バンクを作製する一連の工程も挙げられる。
<Optional Step>
Before and after each film-forming step, appropriate treatment steps, cleaning steps, and drying steps may be appropriately inserted. Examples of treatment steps include exposure treatment, plasma surface treatment, ultrasonic treatment, ozone treatment, cleaning treatment using an appropriate solvent, and heat treatment. Furthermore, a series of steps for preparing a bank may also be included.
バンクの作製にはフォトリソグラフィ技術を用いることができる。フォトリソグラフィの利用可能なバンク材としては、ポジ型レジスト材料およびネガ型レジスト材料を用いることができる。また、インクジェット法、グラビアオフセット印刷、リバースオフセット印刷、スクリーン印刷などのパターン可能な印刷法も用いることができる。その際には永久レジスト材料を用いることもできる。 Photolithography techniques can be used to fabricate the bank. Positive resist materials and negative resist materials can be used as bank materials that can be used with photolithography. In addition, patternable printing methods such as inkjet printing, gravure offset printing, reverse offset printing, and screen printing can also be used. In this case, permanent resist materials can also be used.
バンクに用いられる材料としては、多糖類およびその誘導体、ヒドロキシルを有するエチレン性モノマーの単独重合体および共重合体、生体高分子化合物、ポリアクリロイル化合物、ポリエステル、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルフィド、ポリスルホン、ポリフェニレン、ポリフェニルエーテル、ポリウレタン、エポキシ(メタ)アクリレート、メラミン(メタ)アクリレート、ポリオレフィン、環状ポリオレフィン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合ポリマー(ABS)、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリアセテート、ポリノルボルネン、合成ゴム、ポリフルオロビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン等のフッ化ポリマー、フルオロオレフィン-ヒドロカーボンオレフィンの共重合ポリマー、フルオロカーボンポリマーが挙げられるが、それだけに限定されない。 Materials that can be used for the bank include, but are not limited to, polysaccharides and their derivatives, homopolymers and copolymers of hydroxyl-containing ethylenic monomers, biopolymers, polyacryloyl compounds, polyesters, polystyrenes, polyimides, polyamideimides, polyetherimides, polysulfides, polysulfones, polyphenylenes, polyphenyl ethers, polyurethanes, epoxy (meth)acrylates, melamine (meth)acrylates, polyolefins, cyclic polyolefins, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers (ABS), silicone resins, polyvinyl chloride, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, polyacetates, polynorbornenes, synthetic rubbers, fluorinated polymers such as polyfluorovinylidene, polytetrafluoroethylene, and polyhexafluoropropylene, copolymers of fluoroolefins and hydrocarbon olefins, and fluorocarbon polymers.
<湿式成膜法に使用される有機層形成用組成物>
有機層形成用組成物は、有機EL素子の各有機層を形成し得る低分子化合物、または当該低分子化合物を高分子化させた高分子化合物を有機溶媒に溶解させて得られる。例えば、発光層形成用組成物は、第1成分として少なくとも1種のドーパント材料である多環芳香族化合物(またはその高分子化合物)と、第2成分として少なくとも1種のホスト材料と、第3成分として少なくとも1種の有機溶媒とを含有する。第1成分は、該組成物から得られる発光層のドーパント成分として機能し、第2成分は発光層のホスト成分として機能する。第3成分は、組成物中の第1成分と第2成分を溶解する溶媒として機能し、塗布時には第3成分自身の制御された蒸発速度により平滑で均一な表面形状を与える。
<Organic layer forming composition used in wet film formation method>
The composition for forming an organic layer is obtained by dissolving a low molecular weight compound capable of forming each organic layer of an organic EL element, or a polymer compound obtained by polymerizing the low molecular weight compound, in an organic solvent. For example, the composition for forming an emitting layer contains at least one polycyclic aromatic compound (or a polymer compound thereof) as a first component, which is a dopant material, at least one host material as a second component, and at least one organic solvent as a third component. The first component functions as a dopant component of the emitting layer obtained from the composition, and the second component functions as a host component of the emitting layer. The third component functions as a solvent that dissolves the first and second components in the composition, and gives a smooth and uniform surface shape due to the controlled evaporation rate of the third component itself during application.
<有機溶媒>
有機層形成用組成物は少なくとも一種の有機溶媒を含む。成膜時に有機溶媒の蒸発速度を制御することで、成膜性および塗膜の欠陥の有無、表面粗さ、平滑性を制御および改善することができる。また、インクジェット法を用いた成膜時は、インクジェットヘッドのピンホールでのメニスカス安定性を制御し、吐出性を制御・改善することができる。加えて、膜の乾燥速度および誘導体分子の配向を制御することで、該有機層形成用組成物より得られる有機層を有する有機EL素子の電気特性、発光特性、効率、および寿命を改善することができる。
<Organic solvent>
The composition for forming an organic layer contains at least one organic solvent. By controlling the evaporation rate of the organic solvent during film formation, it is possible to control and improve the film formability, the presence or absence of defects in the coating film, the surface roughness, and the smoothness. In addition, during film formation using the inkjet method, it is possible to control the meniscus stability at the pinhole of the inkjet head, and to control and improve the ejection properties. In addition, by controlling the drying rate of the film and the orientation of the derivative molecules, it is possible to improve the electrical properties, light emitting properties, efficiency, and life of an organic EL element having an organic layer obtained from the composition for forming an organic layer.
(1)有機溶媒の物性
少なくとも1種の有機溶媒の沸点は、130℃~300℃であり、140℃~270℃がより好ましく、150℃~250℃がさらに好ましい。沸点が130℃より高い場合、インクジェットの吐出性の観点から好ましい。また、沸点が300℃より低い場合、塗膜の欠陥、表面粗さ、残留溶媒および平滑性の観点から好ましい。有機溶媒は、良好なインクジェットの吐出性、成膜性、平滑性および低い残留溶媒の観点から、2種以上の有機溶媒を含む構成がより好ましい。一方で、場合によっては、運搬性などを考慮し、有機層形成用組成物中から溶媒を除去することで固形状態とした組成物であってもよい。
(1) Physical properties of organic solvent The boiling point of at least one organic solvent is 130°C to 300°C, more preferably 140°C to 270°C, and even more preferably 150°C to 250°C. When the boiling point is higher than 130°C, it is preferable from the viewpoint of inkjet dischargeability. Also, when the boiling point is lower than 300°C, it is preferable from the viewpoint of defects, surface roughness, residual solvent, and smoothness of the coating film. From the viewpoint of good inkjet dischargeability, film-forming property, smoothness, and low residual solvent, it is more preferable that the organic solvent contains two or more organic solvents. On the other hand, in some cases, the composition may be a solid state composition obtained by removing the solvent from the composition for forming the organic layer, taking into consideration transportability and the like.
さらに、有機溶媒が溶質の少なくとも1種に対する良溶媒(GS)と貧溶媒(PS)とを含み、良溶媒(GS)の沸点(BPGS)が貧溶媒(PS)の沸点(BPPS)よりも低い、構成が特に好ましい。
高沸点の貧溶媒を加えることで成膜時に低沸点の良溶媒が先に揮発し、組成物中の含有物の濃度と貧溶媒の濃度が増加し速やかな成膜が促される。これにより、欠陥が少なく、表面粗さが小さい、平滑性の高い塗膜が得られる。
Furthermore, it is particularly preferable that the organic solvent contains a good solvent (GS) and a poor solvent (PS) for at least one type of solute, and the boiling point (BP GS ) of the good solvent (GS) is lower than the boiling point (BP PS ) of the poor solvent (PS).
By adding a poor solvent with a high boiling point, the good solvent with a low boiling point volatilizes first during film formation, increasing the concentration of the components in the composition and the concentration of the poor solvent, promoting rapid film formation. This results in a coating film with few defects, small surface roughness, and high smoothness.
溶解度の差(SGS-SPS)は、1%以上であることが好ましく、3%以上であることがより好ましく、5%以上であることがさらに好ましい。沸点の差(BPPS-BPGS)は、10℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることがさらに好ましい。 The difference in solubility (S GS -S PS ) is preferably 1% or more, more preferably 3% or more, and even more preferably 5% or more. The difference in boiling point (BP PS -BP GS ) is preferably 10°C or more, more preferably 30°C or more, and even more preferably 50°C or more.
有機溶媒は、成膜後に、真空、減圧、加熱などの乾燥工程により塗膜より取り除かれる。加熱を行う場合、塗布成膜性改善の観点からは、溶質の少なくとも1種のガラス転移温度(Tg)+30℃以下で行うことが好ましい。また、残留溶媒の削減の観点からは、溶質の少なくとも1種のガラス転移点(Tg)-30℃以上で加熱することが好ましい。加熱温度が有機溶媒の沸点より低くても膜が薄いために、有機溶媒は十分に取り除かれる。また、異なる温度で複数回乾燥を行ってもよく、複数の乾燥方法を併用してもよい。 After the film is formed, the organic solvent is removed from the coating film by a drying process such as vacuum, reduced pressure, or heating. When heating is performed, from the viewpoint of improving the coating film-forming properties, it is preferable to perform the heating at a temperature of at least one of the solutes' glass transition temperature (Tg) +30°C or lower. From the viewpoint of reducing residual solvent, it is preferable to heat at at least one of the solutes' glass transition temperature (Tg) -30°C or higher. Even if the heating temperature is lower than the boiling point of the organic solvent, the organic solvent is sufficiently removed because the film is thin. Also, drying may be performed multiple times at different temperatures, and multiple drying methods may be used in combination.
(2)有機溶媒の具体例
有機層形成用組成物に用いられる有機溶媒としては、アルキルベンゼン系溶媒、フェニルエーテル系溶媒、アルキルエーテル系溶媒、環状ケトン系溶媒、脂肪族ケトン系溶媒、単環性ケトン系溶媒、ジエステル骨格を有する溶媒および含フッ素系溶媒などがあげられ、具体例として、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサン-2-オール、ヘプタン-2-オール、オクタン-2-オール、デカン-2-オール、ドデカン-2-オール、シクロヘキサノール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオール、δ-テルピネオール、テルピネオール(混合物)、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル、トリプロピレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、p-キシレン、m-キシレン、o-キシレン、2,6-ルチジン、2-フルオロ-m-キシレン、3-フルオロ-o-キシレン、2-クロロベンゾ三フッ化物、クメン、トルエン、2-クロロ-6-フルオロトルエン、2-フルオロアニソール、アニソール、2,3-ジメチルピラジン、ブロモベンゼン、4-フルオロアニソール、3-フルオロアニソール、3-トリフルオロメチルアニソール、メシチレン、1,2,4-トリメチルベンゼン、t-ブチルベンゼン、2-メチルアニソール、フェネトール、ベンゾジオキソール、4-メチルアニソール、s-ブチルベンゼン、3-メチルアニソール、4-フルオロ-3-メチルアニソール、シメン、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2-ジクロロベンゼン、2-フルオロベンゾニトリル、4-フルオロベラトロール、2,6-ジメチルアニソール、n-ブチルベンゼン、3-フルオロベンゾニトリル、デカリン(デカヒドロナフタレン)、ネオペンチルベンゼン、2,5-ジメチルアニソール、2,4-ジメチルアニソール、ベンゾニトリル、3,5-ジメチルアニソール、ジフェニルエーテル、1-フルオロ-3,5-ジメトキシベンゼン、安息香酸メチル、イソペンチルベンゼン、3,4-ジメチルアニソール、o-トルニトリル、n-アミルベンゼン、ベラトロール、1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン、安息香酸エチル、n-ヘキシルベンゼン、安息香酸プロピル、シクロヘキシルベンゼン、1-メチルナフタレン、安息香酸ブチル、2-メチルビフェニル、3-フェノキシトルエン、2,2’-ビトリル、ドデシルベンゼン、ジペンチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、トリメトキシベンゼン、トリメトキシトルエン、2,3-ジヒドロベンゾフラン、1-メチル-4-(プロポキシメチル)ベンゼン、1-メチル-4-(ブチルオキシメチル)ベンゼン、1-メチル-4-(ペンチルオキシメチル)ベンゼン、1-メチル-4-(ヘキシルオキシメチル)ベンゼン、1-メチル-4-(ヘプチルオキシメチル)ベンゼン、ベンジルブチルエーテル、ベンジルペンチルエーテル、ベンジルヘキシルエーテル、ベンジルヘプチルエーテル、ベンジルオクチルエーテルなどが挙げられるが、それだけに限定されない。また、溶媒は単一で用いてもよく、混合してもよい。
(2) Specific Examples of Organic Solvents Examples of organic solvents used in the composition for forming an organic layer include alkylbenzene solvents, phenyl ether solvents, alkyl ether solvents, cyclic ketone solvents, aliphatic ketone solvents, monocyclic ketone solvents, solvents having a diester skeleton, and fluorine-containing solvents. Specific examples include pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tetradecanol, hexane-2-ol, heptan-2-ol, octan-2-ol, decan-2-ol, dodecan-2-ol, cyclohexanol, α-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol, δ-terpineol, terpineol (mixture), ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, ethylene glycol ethyl ... ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol butyl methyl ether, tripropylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, triethylene glycol butyl methyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, p-xylene, m-xylene, o-xylene, 2,6-lutidine, 2-fluoro-m-xylene, 3-fluoro-o-xylene, 2-chlorobenzotrifluoride, cumene, toluene, 2-chloro-6-fluorotoluene, 2-fluoroanisole, anisole, 2 , 3-dimethylpyrazine, bromobenzene, 4-fluoroanisole, 3-fluoroanisole, 3-trifluoromethylanisole, mesitylene, 1,2,4-trimethylbenzene, t-butylbenzene, 2-methylanisole, phenetole, benzodioxole, 4-methylanisole, s-butylbenzene, 3-methylanisole, 4-fluoro-3-methylanisole, cymene, 1,2,3-trimethylbenzene, 1,2-dichlorobenzene, 2-fluorobenzonitrile, 4-fluoroveratrol, 2,6-dimethylanisole, n-butylbenzene, 3-fluorobenzonitrile, decalin (decahydronaphthalene), neopentylbenzene, 2,5-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole, benzonitrile, 3,5-dimethylanisole, diphenyl ether, 1-fluoro-3,5-dimethoxybenzene, methyl benzoate, isopentylbenzene, 3,4-dimethylanisole, Examples of the solvent include, but are not limited to, o-tolunitrile, n-amylbenzene, veratrole, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene, ethyl benzoate, n-hexylbenzene, propyl benzoate, cyclohexylbenzene, 1-methylnaphthalene, butyl benzoate, 2-methylbiphenyl, 3-phenoxytoluene, 2,2'-bitolyl, dodecylbenzene, dipentylbenzene, tetramethylbenzene, trimethoxybenzene, trimethoxytoluene, 2,3-dihydrobenzofuran, 1-methyl-4-(propoxymethyl)benzene, 1-methyl-4-(butyloxymethyl)benzene, 1-methyl-4-(pentyloxymethyl)benzene, 1-methyl-4-(hexyloxymethyl)benzene, 1-methyl-4-(heptyloxymethyl)benzene, benzyl butyl ether, benzyl pentyl ether, benzyl hexyl ether, benzyl heptyl ether, and benzyl octyl ether. The solvent may be used alone or in admixture.
<任意成分>
有機層形成用組成物は、その性質を損なわない範囲で、任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、バインダーおよび界面活性剤等が挙げられる。
<Optional ingredients>
The composition for forming the organic layer may contain optional components, such as a binder and a surfactant, to the extent that the properties of the composition are not impaired.
(1)バインダー
有機層形成用組成物は、バインダーを含有していてもよい。バインダーは、成膜時には膜を形成するとともに、得られた膜を基板と接合する。また、該有機層形成用組成物中で他の成分を溶解および分散および結着させる役割を果たす。
(1) Binder The composition for forming an organic layer may contain a binder. The binder forms a film during film formation and bonds the resulting film to a substrate. The binder also plays a role in dissolving, dispersing, and binding other components in the composition for forming an organic layer.
有機層形成用組成物に用いられるバインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-ビニルアルコール共重合体、アクリロニトリル-エチレン-スチレン共重合体(AES)樹脂、アイオノマー、塩素化ポリエーテル、ジアリルフタレート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、テフロン、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS)樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、および、上記樹脂およびポリマーの共重合体、が挙げられるが、それだけに限定されない。 Examples of binders used in the organic layer forming composition include, but are not limited to, acrylic resins, polyethylene terephthalate, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-vinyl alcohol copolymers, acrylonitrile-ethylene-styrene copolymer (AES) resins, ionomers, chlorinated polyethers, diallyl phthalate resins, unsaturated polyester resins, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyvinyl acetate, Teflon, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) resins, acrylonitrile-styrene copolymer (AS) resins, phenolic resins, epoxy resins, melamine resins, urea resins, alkyd resins, polyurethanes, and copolymers of the above resins and polymers.
有機層形成用組成物に用いられるバインダーは、1種のみであってもよく複数種を混合して用いてもよい。 The binder used in the composition for forming the organic layer may be of one type or a mixture of multiple types.
(2)界面活性剤
有機層形成用組成物は、例えば、有機層形成用組成物の膜面均一性、膜表面の親溶媒性および撥液性の制御のために界面活性剤を含有してもよい。界面活性剤は、親水性基の構造からイオン性および非イオン性に分類され、さらに、疎水性基の構造からアルキル系およびシリコン系およびフッ素系に分類される。また、分子の構造から、分子量が比較的小さく単純な構造を有する単分子系および分子量が大きく側鎖や枝分かれを有する高分子系に分類される。また、組成から、単一系、二種以上の界面活性剤および基材を混合した混合系に分類される。該有機層形成用組成物に用いることのできる界面活性剤としては、全ての種類の界面活性剤を用いることができる。
(2) Surfactant The organic layer forming composition may contain a surfactant, for example, to control the film surface uniformity, solvent affinity and liquid repellency of the organic layer forming composition. Surfactants are classified into ionic and nonionic based on the structure of the hydrophilic group, and further classified into alkyl, silicon and fluorine based based on the structure of the hydrophobic group. In addition, based on the molecular structure, they are classified into monomolecular systems with relatively small molecular weight and simple structure, and polymer systems with large molecular weight and side chains or branches. In addition, based on the composition, they are classified into single systems and mixed systems in which two or more types of surfactants and base materials are mixed. All types of surfactants can be used as surfactants that can be used in the organic layer forming composition.
界面活性剤としては、例えば、ポリフローNo.45、ポリフローKL-245、ポリフローNo.75、ポリフローNo.90、ポリフローNo.95(商品名、共栄社化学工業(株)製)、ディスパーベイク(Disperbyk)161、ディスパーベイク162、ディスパーベイク163、ディスパーベイク164、ディスパーベイク166、ディスパーベイク170、ディスパーベイク180、ディスパーベイク181、ディスパーベイク182、BYK300、BYK306、BYK310、BYK320、BYK330、BYK342、BYK344、BYK346(商品名、ビックケミー・ジャパン(株)製)、KP-341、KP-358、KP-368、KF-96-50CS、KF-50-100CS(商品名、信越化学工業(株)製)、サーフロンSC-101、サーフロンKH-40(商品名、セイミケミカル(株)製)、フタージェント222F、フタージェント251、FTX-218(商品名、(株)ネオス製)、EFTOP EF-351、EFTOP EF-352、EFTOP EF-601、EFTOP EF-801、EFTOP EF-802(商品名、三菱マテリアル(株)製)、メガファックF-470、メガファックF-471、メガファックF-475、メガファックR-08、メガファックF-477、メガファックF-479、メガファックF-553、メガファックF-554(商品名、DIC(株)製)、フルオロアルキルベンゼンスルホン酸塩、フルオロアルキルカルボン酸塩、フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル、フルオロアルキルアンモニウムヨージド、フルオロアルキルベタイン、フルオロアルキルスルホン酸塩、ジグリセリンテトラキス(フルオロアルキルポリオキシエチレンエーテル)、フルオロアルキルトリメチルアンモニウム塩、フルオロアルキルアミノスルホン酸塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンラウレート、ポリオキシエチレンオレエート、ポリオキシエチレンステアレート、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ソルビタンラウレート、ソルビタンパルミテート、ソルビタンステアレート、ソルビタンオレエート、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンオレエート、ポリオキシエチレンナフチルエーテル、アルキルベンゼンスルホン酸塩およびアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩を挙げることができる。 Examples of surfactants include Polyflow No. 45, Polyflow KL-245, Polyflow No. 75, Polyflow No. 90, Polyflow No. 95 (trade names, manufactured by Kyoeisha Chemical Industry Co., Ltd.), Disperbake 161, Disperbake 162, Disperbake 163, Disperbake 164, Disperbake 166, Disperbake 170, Disperbake 180, Disperbake 181, Disperbake 182, BYK300, BYK306, BYK310, BYK320, BYK330, BYK342, B YK344, BYK346 (product names, manufactured by BYK Japan Co., Ltd.), KP-341, KP-358, KP-368, KF-96-50CS, KF-50-100CS (product names, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), Surflon SC-101, Surflon KH-40 (product names, manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.), Ftergent 222F, Ftergent 251, FTX-218 (product names, manufactured by Neos Co., Ltd.), EFTOP EF-351, EFTOP EF-352, EFTOP EF-601, EFTOP EF-801, EFTOP EF-802 (product name, manufactured by Mitsubishi Materials Corporation), Megafac F-470, Megafac F-471, Megafac F-475, Megafac R-08, Megafac F-477, Megafac F-479, Megafac F-553, Megafac F-554 (product name, manufactured by DIC Corporation), fluoroalkylbenzenesulfonate, fluoroalkylcarboxylate, fluoroalkylpolyoxyethyleneether, fluoroalkylammonium iodide, fluoroalkylbetaine, fluoroalkylsulfonate, diglycerol tetrakis (fluoroalkylpolyoxyethyleneether), fluoroalkyltrimethylammonium salt, fluoroalkylaminosulfonate, polyoxyethylenenonyl Examples of the alkyl ethers include phenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene laurate, polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene stearate, polyoxyethylene laurylamine, sorbitan laurate, sorbitan palmitate, sorbitan stearate, sorbitan oleate, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan palmitate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene sorbitan oleate, polyoxyethylene naphthyl ether, alkyl benzene sulfonate, and alkyl diphenyl ether disulfonate.
また、界面活性剤は1種で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The surfactant may be used alone or in combination with two or more types.
<有機層形成用組成物の組成および物性>
有機層形成用組成物における各成分の含有量は、有機層形成用組成物中の各成分の良好な溶解性、保存安定性および成膜性、ならびに、該有機層形成用組成物から得られる塗膜の良質な膜質、また、インクジェット法を用いた場合の良好な吐出性、該組成物を用いて作製された有機層を有する有機EL素子の、良好な電気特性、発光特性、効率、寿命の観点を考慮して決定される。例えば、発光層形成用組成物の場合には、第1成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.0001重量%~2.0重量%、第2成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.0999重量%~8.0重量%、第3成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、90.0重量%~99.9重量%が好ましい。
<Composition and Properties of Organic Layer-Forming Composition>
The content of each component in the composition for forming an organic layer is determined in consideration of the good solubility, storage stability and film-forming property of each component in the composition for forming an organic layer, the good film quality of the coating film obtained from the composition for forming an organic layer, the good discharge property when using an ink jet method, and the good electrical properties, light-emitting properties, efficiency and life of an organic EL element having an organic layer produced using the composition. For example, in the case of a composition for forming an emitting layer, it is preferable that the first component is 0.0001% by weight to 2.0% by weight based on the total weight of the composition for forming an emitting layer, the second component is 0.0999% by weight to 8.0% by weight based on the total weight of the composition for forming an emitting layer, and the third component is 90.0% by weight to 99.9% by weight based on the total weight of the composition for forming an emitting layer.
より好ましくは、第1成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.005重量%~1.0重量%、第2成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.095重量%~4.0重量%、第3成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、95.0重量%~99.9重量%である。さらに好ましくは、第1成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.05重量%~0.5重量%、第2成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、0.25重量%~2.5重量%、第3成分が発光層形成用組成物の全重量に対して、97.0重量%~99.7重量%である。 More preferably, the first component is 0.005% to 1.0% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer, the second component is 0.095% to 4.0% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer, and the third component is 95.0% to 99.9% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer. Even more preferably, the first component is 0.05% to 0.5% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer, the second component is 0.25% to 2.5% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer, and the third component is 97.0% to 99.7% by weight relative to the total weight of the composition for forming the light-emitting layer.
有機層形成用組成物は、上述した成分を、公知の方法で攪拌、混合、加熱、冷却、溶解、分散等を適宜選択して行うことによって製造できる。また、調製後に、ろ過、脱ガス(デガスとも言う)、イオン交換処理および不活性ガス置換・封入処理等を適宜選択して行ってもよい。 The composition for forming the organic layer can be produced by appropriately selecting and carrying out stirring, mixing, heating, cooling, dissolving, dispersing, etc. of the above-mentioned components using a known method. In addition, after preparation, filtration, degassing (also called degassing), ion exchange treatment, and inert gas replacement/filling treatment, etc. may be appropriately selected and carried out.
有機層形成用組成物の粘度としては、高粘度である方が、良好な成膜性とインクジェット法を用いた場合の良好な吐出性が得られる。一方、低粘度である方が薄い膜を作りやすい。このことから、該有機層形成用組成物の粘度は、25℃における粘度が0.3~3mPa・sであることが好ましく、1~3mPa・sであることがより好ましい。本発明において、粘度は円錐平板型回転粘度計(コーンプレートタイプ)を用いて測定した値である。 The higher the viscosity of the composition for forming the organic layer, the better the film-forming properties and the better the ejection properties when using the inkjet method. On the other hand, the lower the viscosity, the easier it is to form a thin film. For this reason, the viscosity of the composition for forming the organic layer at 25°C is preferably 0.3 to 3 mPa·s, and more preferably 1 to 3 mPa·s. In the present invention, the viscosity is a value measured using a cone-plate type rotational viscometer (cone-plate type).
有機層形成用組成物の表面張力としては、低い方が良好な成膜性および欠陥のない塗膜が得られる。一方、高い方が良好なインクジェット吐出性を得られる。このことから、該有機層形成用組成物の粘度は、25℃における表面張力が20~40mN/mであることが好ましく、20~30mN/mであることがより好ましい。本発明において、表面張力は懸滴法を用いて測定した値である。 The lower the surface tension of the composition for forming the organic layer, the better the film-forming properties and the more defect-free the coating film will be. On the other hand, the higher the surface tension, the better the ink-jet ejection properties will be. For this reason, the viscosity of the composition for forming the organic layer is preferably such that the surface tension at 25°C is 20 to 40 mN/m, and more preferably 20 to 30 mN/m. In the present invention, the surface tension is a value measured using the hanging drop method.
<架橋性高分子化合物:一般式(XLP-1)で表される化合物>
次に、上述した高分子化合物が架橋性置換基を有する場合について説明する。このような架橋性高分子化合物は例えば下記一般式(XLP-1)で表される化合物である。
MUx、ECxおよびkは上記式(H3)におけるMU、ECおよびkと同定義であり、ただし、式(XLP-1)で表される化合物は少なくとも1つの架橋性置換基(XLS)を有し、好ましくは架橋性置換基を有する1価または2価の芳香族化合物の含有量は、分子中0.1~80重量%である。
<Crosslinkable polymer compound: compound represented by general formula (XLP-1)>
Next, the case where the above-mentioned polymer compound has a crosslinkable substituent will be described. Such a crosslinkable polymer compound is, for example, a compound represented by the following general formula (XLP-1).
MUx, ECx and k are defined the same as MU, EC and k in the above formula (H3), with the proviso that the compound represented by formula (XLP-1) has at least one crosslinkable substituent (XLS), and preferably the content of the monovalent or divalent aromatic compound having a crosslinkable substituent is 0.1 to 80% by weight in the molecule.
架橋性置換基を有する1価または2価の芳香族化合物の含有量は、0.5~50重量%が好ましく、1~20重量%がより好ましい。 The content of the monovalent or divalent aromatic compound having a crosslinkable substituent is preferably 0.5 to 50% by weight, more preferably 1 to 20% by weight.
架橋性置換基(XLS)としては、上述した高分子化合物をさらに架橋化できる基であれば特に限定されないが、以下の構造の置換基が好ましい。各構造式中の*は結合位置を示す。
Lは、それぞれ独立して、単結合、-O-、-S-、>C=O、-O-C(=O)-、炭素数1~12のアルキレン、炭素数1~12のオキシアルキレンおよび炭素数1~12のポリオキシアルキレンである。上記置換基の中でも、式(XLS-1)、式(XLS-2)、式(XLS-3)、式(XLS-9)、式(XLS-10)または式(XLS-17)で表される基が好ましく、式(XLS-1)、式(XLS-3)または式(XLS-17)で表される基がより好ましい。 Each L is independently a single bond, -O-, -S-, >C=O, -O-C(=O)-, an alkylene having 1 to 12 carbon atoms, an oxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms, or a polyoxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms. Among the above substituents, groups represented by formula (XLS-1), (XLS-2), (XLS-3), (XLS-9), (XLS-10) or (XLS-17) are preferred, and groups represented by formula (XLS-1), (XLS-3) or (XLS-17) are more preferred.
架橋性置換基を有する2価の芳香族化合物としては、例えば下記部分構造を有する化合物が挙げられる。下記構造式中の*は結合位置を表す。
<高分子化合物および架橋性高分子化合物の製造方法>
高分子化合物および架橋性高分子化合物の製造方法について、上述した式(H3)で表される化合物および(XLP-1)で表される化合物を例にして説明する。これらの化合物は、公知の製造方法を適宜組み合わせて合成することができる。
<Method of producing polymer compound and crosslinkable polymer compound>
The methods for producing the polymer compound and the crosslinkable polymer compound will be described below with reference to the compound represented by the above formula (H3) and the compound represented by the above formula (XLP-1). These compounds can be synthesized by appropriately combining known production methods.
反応で用いられる溶媒としては、芳香族溶媒、飽和/不飽和炭化水素溶媒、アルコール溶媒、エーテル系溶媒などがあげられ、例えば、ジメトキシエタン、2-(2-メトキシエトキシ)エタン、2-(2-エトキシエトキシ)エタン等があげられる。 Solvents used in the reaction include aromatic solvents, saturated/unsaturated hydrocarbon solvents, alcohol solvents, and ether solvents, such as dimethoxyethane, 2-(2-methoxyethoxy)ethane, and 2-(2-ethoxyethoxy)ethane.
また、反応は2相系で行ってもよい。2相系で反応させる場合は、必要に応じて、第4級アンモニウム塩等の相間移動触媒を加えてもよい。 The reaction may also be carried out in a two-phase system. When carrying out the reaction in a two-phase system, a phase transfer catalyst such as a quaternary ammonium salt may be added as necessary.
式(H3)の化合物および(XLP-1)の化合物を製造する際、一段階で製造してもよいし、多段階を経て製造してもよい。また、原料を反応容器に全て入れてから反応を開始する一括重合法により行ってもよいし、原料を反応容器に滴下し加える滴下重合法により行ってもよいし、生成物が反応の進行に伴い沈殿する沈殿重合法により行ってもよく、これらを適宜組み合わせて合成することができる。例えば、式(H3)で表される化合物を一段階で合成する際、モノマーユニット(MU)およびエンドキャップユニット(EC)を反応容器に加えた状態で反応を行うことで目的物を得る。また、一般式(H3)で表される化合物を多段階で合成する際、モノマーユニット(MU)を目的の分子量まで重合した後、エンドキャップユニット(EC)を加えて反応させることで目的物を得る。多段階で異なる種類のモノマーユニット(MU)を加え反応を行えば、モノマーユニットの構造について濃度勾配を有するポリマーを作ることができる。また、前駆体ポリマーを調製した後、あと反応により目的物ポリマーを得ることができる。 The compound of formula (H3) and the compound of formula (XLP-1) may be produced in one step or in multiple steps. In addition, the reaction may be started after all the raw materials are placed in a reaction vessel by a batch polymerization method, or may be performed by a dropwise polymerization method in which the raw materials are added dropwise to a reaction vessel, or may be performed by a precipitation polymerization method in which the product precipitates as the reaction proceeds, and these methods can be combined appropriately to synthesize the compound. For example, when synthesizing the compound represented by formula (H3) in one step, the target product is obtained by carrying out a reaction in a state in which the monomer unit (MU) and the end cap unit (EC) are added to a reaction vessel. In addition, when synthesizing the compound represented by general formula (H3) in multiple steps, the monomer unit (MU) is polymerized to the target molecular weight, and then the end cap unit (EC) is added and reacted to obtain the target product. If different types of monomer units (MU) are added in multiple steps and the reaction is carried out, a polymer having a concentration gradient in the structure of the monomer unit can be produced. In addition, after preparing a precursor polymer, the target polymer can be obtained by a subsequent reaction.
また、モノマーユニット(MU)の重合性基を選べばポリマーの一次構造を制御することができる。例えば、合成スキームの1~3に示すように、ランダムな一次構造を有するポリマー(合成スキームの1)、規則的な一次構造を有するポリマー(合成スキームの2および3)などを合成することが可能であり、目的物に応じて適宜組み合わせて用いることができる。さらには、重合性基を3つ以上有するモノマーユニットを用いれば、ハイパーブランチポリマーやデンドリマーを合成することができる。
In addition, the primary structure of the polymer can be controlled by selecting the polymerizable group of the monomer unit (MU). For example, as shown in
本発明で用いることのできるモノマーユニットとしては、特開2010-189630号公報、国際公報第2012/086671号、国際公開第2013/191088号、国際公開第2002/045184号、国際公開第2011/049241号、国際公開第2013/146806号、国際公開第2005/049546号、国際公開第2015/145871号、特開2010-215886号、特開2008-106241号公報、特開2010-215886号公報、国際公開第2016/031639号、特開2011-174062号公報、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2002/045184号に記載の方法に準じて合成することができる。 The monomer units that can be used in the present invention include those described in JP 2010-189630 A, WO 2012/086671 A, WO 2013/191088 A, WO 2002/045184 A, WO 2011/049241 A, WO 2013/146806 A, WO 2005/049546 A, WO 2015/145 It can be synthesized in accordance with the methods described in JP-A-2002/045184, JP-A-2010-215886, JP-A-2008-106241, JP-A-2010-215886, WO 2016/031639, JP-A-2011-174062, WO 2016/031639, WO 2016/031639, and WO 2002/045184.
また、具体的なポリマー合成手順については、特開2012-036388号公報、国際公開第2015/008851号、特開2012-36381号公報、特開2012-144722号公報、国際公開第2015/194448号、国際公開第2013/146806号、国際公開第2015/145871号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/125560号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/031639号、国際公開第2016/125560号、国際公開第2015/145871号、国際公開第2011/049241号、特開2012-144722号公報に記載の方法に準じて合成することができる。 Specific polymer synthesis procedures are described in JP 2012-036388 A, WO 2015/008851 A, JP 2012-36381 A, JP 2012-144722 A, WO 2015/194448 A, WO 2013/146806 A, WO 2015/145871 A, WO 2016/ It can be synthesized in accordance with the methods described in International Publication No. 2016/031639, International Publication No. 2016/125560, International Publication No. 2016/031639, International Publication No. 2016/031639, International Publication No. 2016/125560, International Publication No. 2015/145871, International Publication No. 2011/049241, and JP-A-2012-144722.
<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 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 method, 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 liquid crystal display devices, and especially for backlights for personal computers, where thinning is an issue, it is difficult to make them thin because conventional methods use fluorescent lamps and light guide plates, so the backlights using the light-emitting elements according to this embodiment are characterized by their thinness and light weight.
3-2.その他の有機デバイス
本発明に係る多環芳香族化合物は、上述した有機電界発光素子の他に、有機電界効果トランジスタまたは有機薄膜太陽電池などの作製に用いることができる。
3-2. Other Organic Devices The polycyclic aromatic compound according to the present invention can be used for producing organic field effect transistors or organic thin-film solar cells, in addition to the organic electroluminescent device described above.
有機電界効果トランジスタは、電圧入力によって発生させた電界により電流を制御するトランジスタのことであり、ソース電極とドレイン電極の他にゲート電極が設けられている。ゲート電極に電圧を印加すると電界が生じ、ソース電極とドレイン電極間を流れる電子(あるいはホール)の流れを任意にせき止めて電流を制御することができるトランジスタである。電界効果トランジスタは、単なるトランジスタ(バイポーラトランジスタ)に比べて小型化が容易であり、集積回路などを構成する素子としてよく用いられている。 An organic field-effect transistor is a transistor that controls current by generating an electric field through voltage input, and has a gate electrode in addition to a source electrode and a drain electrode. When a voltage is applied to the gate electrode, an electric field is generated, and the flow of electrons (or holes) between the source electrode and drain electrode can be arbitrarily blocked to control the current. Field-effect transistors are easier to miniaturize than simple transistors (bipolar transistors), and are often used as elements in integrated circuits.
有機電界効果トランジスタの構造は、通常、本発明に係る多環芳香族化合物を用いて形成される有機半導体活性層に接してソース電極およびドレイン電極が設けられており、さらに有機半導体活性層に接した絶縁層(誘電体層)を挟んでゲート電極が設けられていればよい。その素子構造としては、例えば以下の構造があげられる。
(1)基板/ゲート電極/絶縁体層/ソース電極・ドレイン電極/有機半導体活性層
(2)基板/ゲート電極/絶縁体層/有機半導体活性層/ソース電極・ドレイン電極
(3)基板/有機半導体活性層/ソース電極・ドレイン電極/絶縁体層/ゲート電極
(4)基板/ソース電極・ドレイン電極/有機半導体活性層/絶縁体層/ゲート電極
このように構成された有機電界効果トランジスタは、アクティブマトリックス駆動方式の液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイの画素駆動スイッチング素子などとして適用できる。
The structure of an organic field effect transistor may be such that a source electrode and a drain electrode are provided in contact with an organic semiconductor active layer formed using the polycyclic aromatic compound according to the present invention, and a gate electrode is provided sandwiching an insulating layer (dielectric layer) in contact with the organic semiconductor active layer. Examples of the element structure include the following structure.
(1) Substrate/gate electrode/insulator layer/source electrode/drain electrode/organic semiconductor active layer (2) Substrate/gate electrode/insulator layer/organic semiconductor active layer/source electrode/drain electrode (3) Substrate/organic semiconductor active layer/source electrode/drain electrode/insulator layer/gate electrode (4) Substrate/source electrode/drain electrode/organic semiconductor active layer/insulator layer/gate electrode An organic field effect transistor configured in this manner can be used as a pixel driving switching element for active matrix driving liquid crystal displays and organic electroluminescence displays.
有機薄膜太陽電池は、ガラスなどの透明基板上にITOなどの陽極、ホール輸送層、光電変換層、電子輸送層、陰極が積層された構造を有する。光電変換層は陽極側にp型半導体層を有し、陰極側にn型半導体層を有している。本発明に係る多環芳香族化合物は、その物性に応じて、ホール輸送層、p型半導体層、n型半導体層、電子輸送層の材料として用いることが可能である。本発明に係る多環芳香族化合物は、有機薄膜太陽電池においてホール輸送材料や電子輸送材料として機能しうる。有機薄膜太陽電池は、上記の他にホールブロック層、電子ブロック層、電子注入層、ホール注入層、平滑化層などを適宜備えていてもよい。有機薄膜太陽電池には、有機薄膜太陽電池に用いられる既知の材料を適宜選択して組み合わせて用いることができる。 An organic thin-film solar cell has a structure in which an anode such as ITO, a hole transport layer, a photoelectric conversion layer, an electron transport layer, and a cathode are laminated on a transparent substrate such as glass. The photoelectric conversion layer has a p-type semiconductor layer on the anode side and an n-type semiconductor layer on the cathode side. The polycyclic aromatic compound according to the present invention can be used as a material for a hole transport layer, a p-type semiconductor layer, an n-type semiconductor layer, and an electron transport layer depending on its physical properties. The polycyclic aromatic compound according to the present invention can function as a hole transport material or an electron transport material in an organic thin-film solar cell. In addition to the above, the organic thin-film solar cell may appropriately include a hole blocking layer, an electron blocking layer, an electron injection layer, a hole injection layer, a smoothing layer, and the like. For the organic thin-film solar cell, known materials used in organic thin-film solar cells can be appropriately selected and combined for use.
<波長変換材料>
本発明の多環芳香族化合物は、波長変換材料として使用することができる。
現在、色変換方式によるマルチカラー化技術を、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ、照明などへ応用することが盛んに検討されている。色変換とは、発光体からの発光をより長波長の光へと波長変換することであり、例えば、紫外光や青色光を緑色光や赤色発光へと変換することを表す。この色変換機能を有する波長変換材料をフィルム化し、例えば青色光源と組み合わせることにより、青色光源から、青、緑、赤色の3原色を取り出すこと、すなわち白色光を取り出すことが可能となる。このような青色光源と色変換機能を有する波長変換フィルムを組み合わせた白色光源を光源ユニットとし、液晶駆動部分と、カラーフィルターと組み合わせることで、フルカラーディスプレイの作製が可能になる。また、液晶駆動部分が無ければ、そのまま白色光源として用いることができ、例えばLED照明などの白色光源として応用できる。また、青色有機EL素子を光源として、青色光を緑色光および赤色光に変換する波長変換フィルムと組み合わせて用いることでメタルマスクを用いないフルカラー有機ELディスプレイの作製が可能になる。さらに、青色マイクロLEDを光源として、青色光を緑色光および赤色光に変換する波長変換フィルムと組み合わせて用いることで低コストのフルカラーマイクロLEDディスプレイの作製が可能になる。
<Wavelength conversion material>
The polycyclic aromatic compound of the present invention can be used as a wavelength converting material.
Currently, the application of multi-coloring technology using color conversion methods to liquid crystal displays, organic EL displays, lighting, and the like is being actively studied. Color conversion refers to wavelength conversion of light emitted from a light emitter to light with a longer wavelength, for example, converting ultraviolet light or blue light to green light or red light emission. By forming a wavelength conversion material having this color conversion function into a film and combining it with, for example, a blue light source, it becomes possible to extract the three primary colors of blue, green, and red from the blue light source, that is, to extract white light. By combining such a white light source, which is a combination of a blue light source and a wavelength conversion film having a color conversion function, with a liquid crystal driving part and a color filter as a light source unit, it becomes possible to manufacture a full-color display. Furthermore, if there is no liquid crystal driving part, it can be used as a white light source as it is, and can be applied as a white light source such as LED lighting. Furthermore, by using a blue organic EL element as a light source in combination with a wavelength conversion film that converts blue light into green light and red light, it becomes possible to manufacture a full-color organic EL display without using a metal mask. Furthermore, by using blue micro-LEDs as a light source in combination with wavelength conversion films that convert blue light into green and red light, it becomes possible to create low-cost full-color micro-LED displays.
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 to these. First, a synthesis example of a polycyclic aromatic compound will be described below.
合成例(1):化合物(2A-szs-0004)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)およびo-ジクロロベンゼン(400ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、室温で、三臭化ホウ素(1.13ml、12mmol、4eq.)を加えた。滴下終了後、180℃まで昇温して20時間撹拌した。その後、再び室温まで冷却して、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(7.70ml、45mmol、15eq.)を加え、発熱が収まるまで撹拌した。その後、60℃で減圧下、反応溶液を留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をアセトニトリル、メタノール、およびトルエンの順に洗浄し、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン)で精製後、粗体をo-ジクロロベンゼンで2回再結晶を行い、化合物(2A-szs-0004)を得た(0.22g)。
MSによりm/z(M+H)=998.388の、目的物である化合物(2A-szs-0004)を確認した。
The compound (2A-szs-0004) was identified as the target product with an m/z (M+H) of 998.388 by MS.
合成例(2):化合物(2A-zsz-0004)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)を化合物(Int-2A-zsz-0004)(2.80g、3.0mmol、1eq.)に変更した以外は合成例1と同様の手順で化合物(2A-zsz-0004)を得た(0.25g)。
MSによりm/z(M+H)=950.388949.380の、目的物である化合物(2A-zsz-0004)を確認した。
The compound (2A-zsz-0004) was identified as the target product by MS with m/z (M+H) = 950.388949.380.
合成例(3):化合物(2A-zzz-0002)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)を化合物(Int-2A-zzz-0002)(2.66g、3.0mmol、1eq.)に変更した以外は合成例1と同様の手順で化合物(2A-zzz-0002)を得た(0.19g)。
MSによりm/z(M+H)=902.388の、目的物である化合物(2A-zzz-0002)を確認した。
The compound (2A-zzz-0002) was identified as the target product with m/z (M+H) = 902.388 by MS.
合成例(4):化合物(2B-szs-0001)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)およびo-ジクロロベンゼン(400ml)の入ったフラスコに、窒素雰囲気下、室温で、三臭化ホウ素(1.70ml、18mmol、6eq.)を加えた。滴下終了後、180℃まで昇温して20時間撹拌した。その後、再び室温まで冷却して、N,N-ジイソプロピルエチルアミン(11.6ml、68mmol、23eq.)を加え、発熱が収まるまで撹拌した。その後、60℃で減圧下、反応溶液を留去して粗生成物を得た。得られた粗生成物をアセトニトリル、メタノール、およびトルエンの順に洗浄し、シリカゲルカラム(溶離液:トルエン)で精製後、粗体をo-ジクロロベンゼンで2回再結晶を行い、化合物(2B-szs-0001)を得た(0.24g)。
MSによりm/z(M+H)=1006.374の、目的物である化合物(2B-szs-0001)を確認した。
The compound (2B-szs-0001) was identified as the target product with m/z (M+H) = 1006.374 by MS.
合成例(5):化合物(2B-zsz-0001)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)を化合物(Int-2A-zsz-0004)(2.80g、3.0mmol、1eq.)に変更した以外は合成例4と同様の手順で化合物(2B-zsz-0001)を得た(0.21g)。
MSによりm/z(M+H)=958.374の、目的物である化合物(2B-zsz-0001)を確認した。
The compound (2B-zsz-0001) was identified as the target product with m/z (M+H) = 958.374 by MS.
合成例(6):化合物(2B-zzz-0001)の合成
化合物(Int-2A-szs-0004)(2.95g、3.0mmol、1eq.)を化合物(Int-2A-zzz-0002)(2.66g、3.0mmol、1eq.)に変更した以外は合成例4と同様の手順で化合物(2B-zzz-0001)を得た(0.20g)。
MSによりm/z(M+H)=910.374の、目的物である化合物(2B-zzz-0001)を確認した。
MS confirmed that the compound was the target (2B-zzz-0001) with m/z (M+H) = 910.374.
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 according to the methods described in the above synthesis examples.
次に、本発明の化合物の基礎物性の評価と本発明の化合物を用いた有機EL素子の作製と評価について記載する。ただし、本発明の化合物の適用は以下に示した例に限定されず、各層の膜厚や構成材料は本発明の化合物の基礎物性によって適宜変更することができる。 Next, we will describe the evaluation of the basic physical properties of the compound of the present invention and the preparation and evaluation of an organic EL device using the compound of the present invention. However, the application of the compound of the present invention is not limited to the examples shown below, and the film thickness and constituent materials of each layer can be appropriately changed depending on the basic physical properties of the compound of the present invention.
<蒸着型有機EL素子の評価>
実施例1-1~実施例1-6および比較例1-1~比較例1-4に係る有機EL素子を作製し、輝度500cd/m2における、発光波長、半値幅、駆動電圧、外部量子効率、およびLT50(初期輝度500cd/m2における電流密度で連続駆動させたときの250cd/m2以上の輝度を維持する時間)を測定した。
<Evaluation of deposition type organic EL elements>
Organic EL elements according to Examples 1-1 to 1-6 and Comparative Examples 1-1 to 1-4 were prepared, and the emission wavelength, half-width, driving voltage, external quantum efficiency, and LT50 (the time during which a luminance of 250 cd/m2 or more is maintained when continuously driven at a current density at an initial luminance of 500 cd/ m2 ) at a luminance of 500 cd/ m2 were measured.
表1において、「NPD」、「TcTa」、「mCP」、「Ir(ppy)3」、「2CzBN」、「BPy-TP2」および「GH-1」の化学構造を以下に示す。 In Table 1, the chemical structures of "NPD,""TcTa,""mCP,""Ir(ppy) 3 ,""2CzBN,""BPy-TP2," and "GH-1" are shown below.
表1におけるRGD-1、RGD-2、およびRGD-3の化学構造を以下に示す。
<実施例1-1>
スパッタリングにより200nmの厚さに製膜したITOを50nm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(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、NPD、TcTa、mCP、GH-1、化合物(2A-szs-0004)、2CzBN、およびBPy-TP2をそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFおよびアルミニウムをそれぞれ入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
<Example 1-1>
A 26 mm × 28 mm × 0.7 mm glass substrate (manufactured by Optoscience Co., Ltd.) on which an ITO film having a thickness of 200 nm was formed by sputtering and polished to 50 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 Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing NPD, TcTa, mCP, GH-1, compound (2A-szs-0004), 2CzBN, and BPy-TP2, and a tungsten deposition boat containing LiF and aluminum 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、NPDを加熱して膜厚40nmになるように蒸着して正孔注入層を形成した。次に、TcTaを加熱して膜厚15nmになるように蒸着し、さらにmCPを加熱して膜厚15nmになるように蒸着して二層からなる正孔輸送層を形成した。次に、GH-1と化合物(2A-szs-0004)を同時に加熱して膜厚20nmになるように蒸着して発光層を形成した。GH-1と化合物(2A-szs-0004)の重量比がおよそ99対1になるように蒸着速度を調節した。次に、2CzBNを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、さらにBPy-TP2を加熱して膜厚20nmになるように蒸着して二層からなる電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒であった。その後、LiF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、アルミニウムを加熱して膜厚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、アルミニウムの蒸着速度は1~10nm/秒になるように調節した。 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, NPD was heated and evaporated to a thickness of 40 nm to form a hole injection layer. Next, TcTa was heated and evaporated to a thickness of 15 nm, and mCP was further heated and evaporated to a thickness of 15 nm to form a hole transport layer consisting of two layers. Next, GH-1 and the compound (2A-szs-0004) were simultaneously heated and evaporated to a thickness of 20 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate was adjusted so that the weight ratio of GH-1 to the compound (2A-szs-0004) was approximately 99:1. Next, 2CzBN was heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and BPy-TP2 was further heated and evaporated to a thickness of 20 nm to form an electron transport layer consisting of two layers. The evaporation rate of each layer was 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF was heated and evaporated at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then aluminum was 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 of aluminum was adjusted to 1 to 10 nm/sec.
<実施例1-2~実施例1-6>
実施例1のドーパントである化合物(2A-szs-0004)を表1に記載の各ドーパント、および各混合比へ変更して各素子を作製した。
<Examples 1-2 to 1-6>
The compound (2A-szs-0004) used as the dopant in Example 1 was changed to each dopant and each mixing ratio shown in Table 1 to fabricate each device.
<比較例1-1~比較例1-4>
実施例1のドーパントである化合物(2A-szs-0004)を表1に記載の各ドーパントへ変更して各素子を作製した。
<Comparative Examples 1-1 to 1-4>
The compound (2A-szs-0004) used as the dopant in Example 1 was changed to each of the dopants shown in Table 1 to fabricate each device.
各素子の評価結果を表2に示す。
実施例1-1~実施例1-6では、比較例1-1~比較例1-4と比べて外部量子効率が高く、素子寿命が長い結果が得られた。
In Examples 1-1 to 1-6, the external quantum efficiency was higher and the element life was longer than in Comparative Examples 1-1 to 1-4.
<蒸着型有機EL素子の評価>
実施例G2-1~実施例G2-6、比較例G2-1、実施例G3-1~実施例G3-6および比較例G3-1に係る有機EL素子を作製し、輝度500cd/m2における、発光波長、半値幅、駆動電圧、外部量子効率、およびLT50(初期輝度500cd/m2における電流密度で連続駆動させたときの、250cd/m2以上の輝度を維持する時間)を測定した。
<Evaluation of deposition type organic EL elements>
Organic EL elements according to Examples G2-1 to G2-6, Comparative Example G2-1, Examples G3-1 to G3-6, and Comparative Example G3-1 were prepared, and the emission wavelength, half-width, driving voltage, external quantum efficiency, and LT50 (the time during which a luminance of 250 cd/ m2 or more is maintained when continuously driven at a current density at an initial luminance of 500 cd/ m2 ) at a luminance of 500 cd/m2 were measured.
表3において、「HATCN」、「TBB」、「CBP」、「TPBi」および「GH-2」の化学構造を以下に示す。 In Table 3, the chemical structures of "HATCN", "TBB", "CBP", "TPBi" and "GH-2" are shown below.
<実施例G2-1>
スパッタリングにより200nmの厚さに製膜したITOを50nm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(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HATCN、TBB、TcTa、CBP、化合物(2A-szs-0004)およびTPBiをそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFおよびアルミニウムをそれぞれ入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
<Example G2-1>
A 26 mm x 28 mm x 0.7 mm glass substrate (manufactured by Optoscience Co., Ltd.) on which an ITO film having a thickness of 200 nm was formed by sputtering and polished to 50 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 Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing HATCN, TBB, TcTa, CBP, compound (2A-szs-0004), and TPBi, and a tungsten deposition boat containing LiF and aluminum 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、HATCNを加熱して膜厚5nmになるように蒸着して正孔注入層を形成した。次に、TBBを加熱して膜厚65nmになるように蒸着し、さらにTcTaを加熱して膜厚10nmになるように蒸着して二層からなる正孔輸送層を形成した。次に、CBPと化合物(2A-szs-0004)を同時に加熱して膜厚30nmになるように蒸着して発光層を形成した。CBPと化合物(2A-szs-0004)の重量比がおよそ99対1になるように蒸着速度を調節した。次に、TPBiを加熱して膜厚50nmになるように蒸着して電子輸送層を形成した。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒であった。その後、LiF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、アルミニウムを加熱して膜厚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、アルミニウムの蒸着速度は1~10nm/秒になるように調節した。 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, HATCN was heated and evaporated to a thickness of 5 nm to form a hole injection layer. Next, TBB was heated and evaporated to a thickness of 65 nm, and further, TcTa was heated and evaporated to a thickness of 10 nm to form a two-layer hole transport layer. Next, CBP and the compound (2A-szs-0004) were heated simultaneously and evaporated to a thickness of 30 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate was adjusted so that the weight ratio of CBP to the compound (2A-szs-0004) was approximately 99:1. Next, TPBi was heated and evaporated to a thickness of 50 nm to form an electron transport layer. The evaporation rate of each layer was 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF was heated and evaporated at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then aluminum was 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 of aluminum was adjusted to 1 to 10 nm/sec.
<実施例G2-2~実施例G2-6、比較例G2-1、実施例G3-1~実施例G3-6および比較例G3-1>
実施例G2-1のホストであるCBP、ドーパントである化合物(2A-szs-0004)および混合比を表3に記載の各ホスト、各ドーパントおよび各混合比へ変更して各素子を作製した。
<Examples G2-2 to G2-6, Comparative Example G2-1, Examples G3-1 to G3-6, and Comparative Example G3-1>
The host CBP, the dopant compound (2A-szs-0004), and the mixing ratio in Example G2-1 were changed to each host, each dopant, and each mixing ratio shown in Table 3 to prepare each device.
各素子の評価結果を表4に示す。
実施例G2-1~実施例G2-6および実施例G3-1~実施例G3-6では、比較例G2-1および比較例G3-1と比べて、高い効率と長い素子寿命が得られた。
In Examples G2-1 to G2-6 and Examples G3-1 to G3-6, higher efficiency and longer element life were obtained as compared with Comparative Example G2-1 and Comparative Example G3-1.
<蒸着型有機EL素子の評価>
実施例G4-1~G4-4、比較例G4-1に係る有機EL素子を作製し、輝度500cd/m2における、発光波長、半値幅、駆動電圧、外部量子効率、およびLT50(初期輝度500cd/m2における電流密度で連続駆動させたときの250cd/m2以上の輝度を維持する時間)を測定した。
<Evaluation of deposition type organic EL elements>
Organic EL elements according to Examples G4-1 to G4-4 and Comparative Example G4-1 were prepared, and the emission wavelength, half-width, driving voltage, external quantum efficiency, and LT50 (the time during which a luminance of 250 cd/ m2 or more is maintained when continuously driven at a current density at an initial luminance of 500 cd/ m2 ) at a luminance of 500 cd/ m2 were measured.
表5において、「T2T」、「4CzIPN」、「BCC-TPTA」および「Liq」を以下に化学構造を示す。 In Table 5, the chemical structures of "T2T", "4CzIPN", "BCC-TPTA" and "Liq" are shown below.
<実施例G4-1>
スパッタリングにより200nmの厚さに製膜したITOを50nm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(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、HATCN、TBB、TcTa、4CzIPN、化合物(2A-szs-0004)、T2T、LiqおよびTPBiをそれぞれ入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFおよびアルミニウムをそれぞれ入れたタングステン製蒸着用ボートを装着した。
<Example G4-1>
A 26 mm x 28 mm x 0.7 mm glass substrate (manufactured by Optoscience Co., Ltd.) on which an ITO film formed to a thickness of 200 nm by sputtering was polished to 50 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 Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing HATCN, TBB, TcTa, 4CzIPN, compound (2A-szs-0004), T2T, Liq, and TPBi, and a tungsten deposition boat containing LiF and aluminum 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、HATCNを加熱して膜厚5nmになるように蒸着して正孔注入層を形成した。次に、TBBを加熱して膜厚65nmになるように蒸着し、さらにTcTaを加熱して膜厚10nmになるように蒸着して二層からなる正孔輸送層を形成した。次に、TcTaと4CzIPNと化合物(2A-szs-0004)を同時に加熱して膜厚30nmになるように蒸着して発光層を形成した。CBPと4CzIPNと化合物(2A-szs-0004)の重量比がおよそ85対14対1になるように蒸着速度を調節した。次に、T2Tを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、次いで、TPBiとLiqを加熱して膜厚40nmになるように蒸着して二層からなる電子輸送層を形成した。TPBiとLiqの重量比がおよそ70対30になるように蒸着速度を調整した。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒であった。その後、LiF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、アルミニウムを加熱して膜厚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、アルミニウムの蒸着速度は1~10nm/秒になるように調節した。 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, HATCN was heated and evaporated to a thickness of 5 nm to form a hole injection layer. Next, TBB was heated and evaporated to a thickness of 65 nm, and further, TcTa was heated and evaporated to a thickness of 10 nm to form a hole transport layer consisting of two layers. Next, TcTa, 4CzIPN, and the compound (2A-szs-0004) were heated simultaneously and evaporated to a thickness of 30 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate was adjusted so that the weight ratio of CBP, 4CzIPN, and the compound (2A-szs-0004) was approximately 85:14:1. Next, T2T was heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and then TPBi and Liq were heated and evaporated to a thickness of 40 nm to form an electron transport layer consisting of two layers. The deposition rate was adjusted so that the weight ratio of TPBi to Liq was approximately 70:30. The deposition rate of each layer was 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF was heated and deposited at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec so as to have a film thickness of 1 nm, and then aluminum was heated and deposited to have a film thickness of 100 nm to form a cathode, thereby obtaining an organic EL device. At this time, the deposition rate of aluminum was adjusted to be 1 to 10 nm/sec.
<実施例G4-2~G4-4および比較例G4-1>
実施例G4-1のアシスティングドーパントである4CzIPNおよびドーパントである化合物(2A-szs-0004)および混合比を表5に記載の各アシスティングドーパントおよび各ドーパントおよび各混合比へ変更して各素子を作製した。
<Examples G4-2 to G4-4 and Comparative Example G4-1>
The assisting dopant 4CzIPN and the dopant compound (2A-szs-0004) and their mixing ratios in Example G4-1 were changed to the assisting dopants, dopants, and mixing ratios shown in Table 5 to fabricate each element.
各素子の評価結果を表6に示す。
実施例G4-1~4-4は比較例G4-1と比べて、高い効率と長い素子寿命が得られた。実施例G4-3およびG4-4のようにエキシプレックスとアシスティングドーパントを用いた素子が実現可能である。
In comparison with Comparative Example G4-1, Examples G4-1 to G4-4 exhibited higher efficiency and longer device life. As in Examples G4-3 and G4-4, devices using an exciplex and an assisting dopant can be realized.
<塗布型有機EL素子の評価>
次に、有機層を塗布形成して得られる有機EL素子について説明する。
<Evaluation of Coating-Type Organic EL Device>
Next, an organic EL element obtained by forming an organic layer by coating will be described.
<高分子ホスト化合物:SPH-101の合成>
国際公開第2015/008851号に記載の方法に従い、SPH-101を合成した。M1の隣にはM2またはM3が結合した共重合体が得られ、仕込み比より各ユニットは50:26:24(モル比)であると推測される。下記構造式中、Meはメチル基、Bpinはピナコラートボリル基、*は各ユニットの連結箇所である。
SPH-101 was synthesized according to the method described in International Publication No. 2015/008851. A copolymer was obtained in which M2 or M3 was bonded next to M1, and it is estimated from the feed ratio that each unit is 50:26:24 (molar ratio). In the following structural formula, Me is a methyl group, Bpin is a pinacolatoboryl group, and * is the linking point of each unit.
<高分子正孔輸送化合物:XLP-101の合成>
特開2018-61028号公報に記載の方法に従い、XLP-101を合成した。M4の隣にはM5またはM6が結合した共重合体が得られ、仕込み比より各ユニットは40:10:50(モル比)であると推測される。下記構造式中、Meはメチル基、Bpinはピナコラートボリル基、*は各ユニットの連結箇所である。
XLP-101 was synthesized according to the method described in JP 2018-61028 A. A copolymer in which M5 or M6 was bonded next to M4 was obtained, and it is estimated from the feed ratio that each unit is 40:10:50 (molar ratio). In the following structural formula, Me is a methyl group, Bpin is a pinacolatoboryl group, and * is the linking point of each unit.
<実施例2-1~実施例2-9>
各層を形成する材料の塗布用溶液を調製して塗布型有機EL素子を作製する。
<Examples 2-1 to 2-9>
A coating solution of the material for forming each layer is prepared to prepare a coating type organic EL element.
<実施例2-1~実施例2-3の有機EL素子の作製>
有機EL素子における、各層の材料構成を表7に示す。
Table 7 shows the material composition of each layer in the organic EL element.
表7における、「ET1」の構造を以下に示す。
<発光層形成用組成物(1)の調製>
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(1)を調製する。調製した発光層形成用組成物をガラス基板にスピンコートし、減圧下で加熱乾燥することによって、膜欠陥がなく平滑性に優れた塗布膜が得られる。
化合物(A) 0.04 重量%
SPH-101 1.96 重量%
キシレン 69.00 重量%
デカリン 29.00 重量%
<Preparation of Light-Emitting Layer-Forming Composition (1)>
The following components are stirred until a homogeneous solution is obtained to prepare a composition (1) for forming a light-emitting layer. The prepared composition for forming a light-emitting layer is spin-coated on a glass substrate and dried by heating under reduced pressure to obtain a coating film with no film defects and excellent smoothness.
Compound (A) 0.04% by weight
SPH-101 1.96 weight%
Xylene 69.00% by weight
Decalin 29.00% by weight
なお、化合物(A)は、一般式(1A)または一般式(1B)で表される多環芳香族化合物(例えば、化合物(1A-32))、前記多環芳香族化合物をモノマー(すなわち当該モノマーは反応性置換基を有する)として高分子化させた高分子化合物、または当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体である。高分子架橋体を得るための高分子化合物は架橋性置換基を有する。 The compound (A) is a polycyclic aromatic compound represented by general formula (1A) or general formula (1B) (e.g., compound (1A-32)), a polymer compound obtained by polymerizing the polycyclic aromatic compound as a monomer (i.e., the monomer has a reactive substituent), or a crosslinked polymer obtained by further crosslinking the polymer compound. The polymer compound for obtaining the crosslinked polymer has a crosslinkable substituent.
<PEDOT:PSS溶液>
市販のPEDOT:PSS溶液(Clevios(TM) P VP AI4083、PEDOT:PSSの水分散液、Heraeus Holdings社製)を用いる。
A commercially available PEDOT:PSS solution (Clevios™ P VP AI4083, an aqueous dispersion of PEDOT:PSS, manufactured by Heraeus Holdings) is used.
<OTPD溶液の調製>
OTPD(LT-N159、Luminescence Technology Corp社製)およびIK-2(光カチオン重合開始剤、サンアプロ社製)をトルエンに溶解させ、OTPD濃度0.7重量%、IK-2濃度0.007重量%のOTPD溶液を調製する。
OTPD (LT-N159, manufactured by Luminescence Technology Corp.) and IK-2 (a photocationic polymerization initiator, manufactured by San-Apro Co., Ltd.) are dissolved in toluene to prepare an OTPD solution having an OTPD concentration of 0.7% by weight and an IK-2 concentration of 0.007% by weight.
<XLP-101溶液の調製>
キシレンにXLP-101を0.6重量%の濃度で溶解させ、0.6重量%XLP-101溶液を調製する。
<Preparation of XLP-101 solution>
XLP-101 is dissolved in xylene to a concentration of 0.6% by weight to prepare a 0.6% by weight XLP-101 solution.
<PCz溶液の調製>
PCz(ポリビニルカルバゾール)をジクロロベンゼンに溶解させ、0.7重量%PCz溶液を調製する。
PCz (polyvinylcarbazole) is dissolved in dichlorobenzene to prepare a 0.7 wt % PCz solution.
<実施例2-1>
ITOが150nmの厚さに蒸着されたガラス基板上に、PEDOT:PSS溶液をスピンコートし、200℃のホットプレート上で1時間焼成することで、膜厚40nmのPEDOT:PSS膜を成膜する(正孔注入層)。次いで、OTPD溶液をスピンコートし、80℃のホットプレート上で10分間乾燥した後、露光機で露光強度100mJ/cm2で露光し、100℃のホットプレート上で1時間焼成することで、溶液に不溶な膜厚30nmのOTPD膜を成膜する(正孔輸送層)。次いで、発光層形成用組成物(1)をスピンコートし、120℃のホットプレート上で1時間焼成することで、膜厚20nmの発光層を成膜する。
<Example 2-1>
A PEDOT:PSS solution is spin-coated on a glass substrate on which ITO has been evaporated to a thickness of 150 nm, and baked on a hot plate at 200 ° C. for 1 hour to form a PEDOT:PSS film with a thickness of 40 nm (hole injection layer). Next, an OTPD solution is spin-coated, dried on a hot plate at 80 ° C. for 10 minutes, exposed to an exposure intensity of 100 mJ/cm 2 with an exposure machine, and baked on a hot plate at 100 ° C. for 1 hour to form a solution-insoluble OTPD film with a thickness of 30 nm (hole transport layer). Next, a composition for forming an emitting layer (1) is spin-coated, and baked on a hot plate at 120 ° C. for 1 hour to form a emitting layer with a thickness of 20 nm.
作製した多層膜を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、ET1を入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFを入れたモリブデン製蒸着用ボート、アルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着する。真空槽を5×10-4Paまで減圧した後、ET1を加熱して膜厚30nmになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は1nm/秒とする。その後、LiF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する。次いで、アルミニウムを加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成する。このようにして有機EL素子を得る。 The prepared multilayer film is fixed to a substrate holder of a commercially available deposition apparatus (manufactured by Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing ET1, a molybdenum deposition boat containing LiF, and a tungsten deposition boat containing aluminum are attached. After reducing the pressure of the vacuum chamber to 5×10 −4 Pa, ET1 is heated and deposited to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer. The deposition rate when forming the electron transport layer is 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and deposited at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm. Next, aluminum is heated and deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode. In this manner, an organic EL device is obtained.
<実施例2-2>
実施例2-1と同様の方法で有機EL素子を得る。なお、正孔輸送層は、XLP-101溶液をスピンコートし、200℃のホットプレート上で1時間焼成することで、膜厚30nmの膜を成膜する。
<Example 2-2>
An organic EL element is obtained in the same manner as in Example 2-1. The hole transport layer is formed by spin-coating an XLP-101 solution and baking it on a hot plate at 200° C. for 1 hour to form a film with a thickness of 30 nm.
<実施例2-3>
実施例2-1と同様の方法で有機EL素子を得る。なお、正孔輸送層は、PCz溶液をスピンコートし、120℃のホットプレート上で1時間焼成することで、膜厚30nmの膜を成膜する。
<Example 2-3>
An organic EL element is obtained in the same manner as in Example 2-1. The hole transport layer is formed by spin-coating a PCz solution and baking it on a hot plate at 120° C. for 1 hour to form a film with a thickness of 30 nm.
<実施例2-1~実施例2-3の有機EL素子の評価>
上記のようにして得られた塗布型有機EL素子も蒸着型有機EL素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
<Evaluation of Organic EL Elements of Examples 2-1 to 2-3>
The coating type organic EL element obtained as described above is expected to have excellent driving voltage and external quantum efficiency, similar to the deposition type organic EL element.
<実施例2-4~実施例2-6の有機EL素子の作製>
有機EL素子における、各層の材料構成を表8に示す。
Table 8 shows the material composition of each layer in the organic EL element.
<発光層形成用組成物(2)~(4)の調製>
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(2)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
mCBP 1.98 重量%
トルエン 98.00 重量%
<Preparation of compositions (2) to (4) for forming light-emitting layer>
A composition for forming a light-emitting layer (2) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
mCBP 1.98% by weight
Toluene 98.00% by weight
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(3)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
SPH-101 1.98 重量%
キシレン 98.00 重量%
A composition for forming a light-emitting layer (3) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
SPH-101 1.98% by weight
Xylene 98.00% by weight
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(4)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
DOBNA 1.98 重量%
トルエン 98.00 重量%
A composition for forming a light-emitting layer (4) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
DOBNA 1.98% by weight
Toluene 98.00% by weight
表8において、「mCBP」は3,3’-ビス(N-カルバゾリル)-1,1’-ビフェニルであり、「DOBNA」は3,11-ジ-o-トリル-5,9-ジオキサ-13b-ボラナフト[3,2,1-de]アントラセンであり、「TSPO1」はジフェニル[4-(トリフェニルシリル)フェニル]ホスフィンオキシドである。以下に化学構造を示す。
<実施例2-4>
ITOが45nmの厚さに成膜されたガラス基板上に、ND-3202(日産化学工業製)溶液をスピンコートした後、大気雰囲気下において、50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することで、膜厚50nmのND-3202膜を成膜する(正孔注入層)。次いで、XLP-101溶液をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で200℃、30分間加熱させることで、膜厚20nmのXLP-101膜を成膜する(正孔輸送層)。次いで、発光層形成用組成物(2)をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることで、20nmの発光層を成膜する。
<Example 2-4>
A glass substrate on which an ITO film was formed to a thickness of 45 nm was spin-coated with an ND-3202 (Nissan Chemical Industries) solution, and then heated in an air atmosphere at 50°C for 3 minutes, and then heated at 230°C for 15 minutes to form an ND-3202 film with a thickness of 50 nm (hole injection layer). Next, an XLP-101 solution was spin-coated, and heated on a hot plate in a nitrogen gas atmosphere at 200°C for 30 minutes to form an XLP-101 film with a thickness of 20 nm (hole transport layer). Next, a composition for forming an emitting layer (2) was spin-coated, and heated in a nitrogen gas atmosphere at 130°C for 10 minutes to form a emitting layer with a thickness of 20 nm.
作製した多層膜を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、TSPO1を入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFを入れたモリブデン製蒸着用ボート、アルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着する。真空槽を5×10-4Paまで減圧した後、TSPO1を加熱して膜厚30nmになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は1nm/秒とする。その後、LiF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する。次いで、アルミニウムを加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成する。このようにして有機EL素子を得る。 The prepared multilayer film is fixed to a substrate holder of a commercially available deposition apparatus (manufactured by Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing TSPO1, a molybdenum deposition boat containing LiF, and a tungsten deposition boat containing aluminum are attached. After reducing the pressure of the vacuum chamber to 5×10 −4 Pa, TSPO1 is heated and deposited to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer. The deposition rate when forming the electron transport layer is 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and deposited at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm. Next, aluminum is heated and deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode. In this manner, an organic EL device is obtained.
<実施例2-5および実施例2-6>
発光層形成用組成物(3)または(4)を用いて、実施例2-4と同様の方法で有機EL素子を得る。
<Examples 2-5 and 2-6>
An organic EL element is obtained by using the composition for forming a light-emitting layer (3) or (4) in the same manner as in Example 2-4.
<実施例2-4~実施例2-6の有機EL素子の評価>
上記のようにして得られた塗布型有機EL素子も蒸着型有機EL素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
<Evaluation of Organic EL Elements of Examples 2-4 to 2-6>
The coating type organic EL element obtained as described above is expected to have excellent driving voltage and external quantum efficiency, similar to the deposition type organic EL element.
<実施例2-7~実施例2-9の有機EL素子の作製>
有機EL素子における、各層の材料構成を表9に示す。
Table 9 shows the material composition of each layer in the organic EL element.
<発光層形成用組成物(5)~(7)の調製>
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(5)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
2PXZ-TAZ 0.18 重量%
mCBP 1.80 重量%
トルエン 98.00 重量%
<Preparation of compositions (5) to (7) for forming light-emitting layer>
A composition for forming a light-emitting layer (5) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
2PXZ-TAZ 0.18 weight%
mCBP 1.80% by weight
Toluene 98.00% by weight
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(6)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
2PXZ-TAZ 0.18 重量%
SPH-101 1.80 重量%
キシレン 98.00 重量%
A composition for forming a light-emitting layer (6) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
2PXZ-TAZ 0.18 weight%
SPH-101 1.80% by weight
Xylene 98.00% by weight
下記成分を均一な溶液になるまで撹拌することで発光層形成用組成物(7)を調製する。
化合物(A) 0.02 重量%
2PXZ-TAZ 0.18 重量%
DOBNA 1.80 重量%
トルエン 98.00 重量%
A composition for forming a light-emitting layer (7) is prepared by stirring the following components until a homogeneous solution is obtained.
Compound (A) 0.02% by weight
2PXZ-TAZ 0.18 weight%
DOBNA 1.80% by weight
Toluene 98.00% by weight
表9おいて、「2PXZ-TAZ」は10,10’-((4-フェニル-4H-1,2,4-トリアゾール-3,5-ジイル)ビス(4,1-フェニルの))ビス(10H-フェノキサジン)である。以下に化学構造を示す。
<実施例2-7>
ITOが45nmの厚さに成膜されたガラス基板上に、ND-3202(日産化学工業製)溶液をスピンコートした後、大気雰囲気下において、50℃、3分間加熱し、更に230℃、15分間加熱することで、膜厚50nmのND-3202膜を成膜する(正孔注入層)。次いで、XLP-101溶液をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、ホットプレート上で200℃、30分間加熱させることで、膜厚20nmのXLP-101膜を成膜する(正孔輸送層)。次いで、発光層形成用組成物(5)をスピンコートし、窒素ガス雰囲気下において、130℃、10分間加熱させることで、20nmの発光層を成膜する。
<Example 2-7>
A glass substrate on which an ITO film was formed to a thickness of 45 nm was spin-coated with an ND-3202 (manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) solution, and then heated in an air atmosphere at 50° C. for 3 minutes, and then heated at 230° C. for 15 minutes to form an ND-3202 film with a thickness of 50 nm (hole injection layer). Next, an XLP-101 solution was spin-coated, and heated on a hot plate in a nitrogen gas atmosphere at 200° C. for 30 minutes to form an XLP-101 film with a thickness of 20 nm (hole transport layer). Next, a composition for forming an emitting layer (5) was spin-coated, and heated in a nitrogen gas atmosphere at 130° C. for 10 minutes to form an emitting layer with a thickness of 20 nm.
作製した多層膜を市販の蒸着装置(昭和真空(株)製)の基板ホルダーに固定し、TSPO1を入れたモリブデン製蒸着用ボート、LiFを入れたモリブデン製蒸着用ボート、アルミニウムを入れたタングステン製蒸着用ボートを装着する。真空槽を5×10-4Paまで減圧した後、TSPO1を加熱して膜厚30nmになるように蒸着して電子輸送層を形成する。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は1nm/秒とする。その後、LiF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する。次いで、アルミニウムを加熱して膜厚100nmになるように蒸着して陰極を形成する。このようにして有機EL素子を得る。 The prepared multilayer film is fixed to a substrate holder of a commercially available deposition apparatus (manufactured by Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum deposition boat containing TSPO1, a molybdenum deposition boat containing LiF, and a tungsten deposition boat containing aluminum are attached. After reducing the pressure of the vacuum chamber to 5×10 −4 Pa, TSPO1 is heated and deposited to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer. The deposition rate when forming the electron transport layer is 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and deposited at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm. Next, aluminum is heated and deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode. In this manner, an organic EL device is obtained.
<実施例2-8および実施例2-9>
発光層形成用組成物(6)または(7)を用いて、実施例2-7と同様の方法で有機EL素子を得る。
<Examples 2-8 and 2-9>
An organic EL element is obtained by using the composition for forming a light-emitting layer (6) or (7) in the same manner as in Example 2-7.
<実施例2-7~実施例2-9の有機EL素子の評価>
上記のようにして得られた塗布型有機EL素子も蒸着型有機EL素子と同様に優れた駆動電圧および外部量子効率を有すると予想できる。
<Evaluation of Organic EL Elements of Examples 2-7 to 2-9>
The coating type organic EL element obtained as described above is expected to have excellent driving voltage and external quantum efficiency, similar to the deposition type organic EL element.
以上、本発明に係る化合物の一部について、有機EL素子用材料としての評価を行い、優れた材料であることを示したが、評価を行っていない他の化合物も同じ基本骨格を有し、全体としても類似の構造を有する化合物であり、当業者においては同様に優れた有機EL素子用材料であることを理解できる。 As described above, some of the compounds according to the present invention have been evaluated as materials for organic EL devices and shown to be excellent materials, but other compounds that have not been evaluated also have the same basic skeleton and have a similar structure overall, and those skilled in the art will understand that they are similarly excellent materials for organic EL devices.
本発明の好ましい態様によれば、新規な多環芳香族化合物を例えばドーパント材料として用いた有機EL素子を作製することで、発光スペクトルの半値幅が狭く色純度が優れた有機EL素子、さらに量子効率や素子寿命が優れた有機EL素子を提供することができる。また、本発明の新規な多環芳香族化合物は剛直な構造を有しているという点からも、発光スペクトルがよりシャープであり、発光スペクトルの半値幅が狭く、高い色純度の発光を与える化合物が多い。 According to a preferred embodiment of the present invention, by producing an organic EL element using a novel polycyclic aromatic compound, for example as a dopant material, it is possible to provide an organic EL element having a narrow half-width of the emission spectrum and excellent color purity, as well as an organic EL element having excellent quantum efficiency and device life. In addition, since the novel polycyclic aromatic compound of the present invention has a rigid structure, many of the compounds have a sharper emission spectrum, a narrow half-width of the emission spectrum, and emit light with high color purity.
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
Claims (10)
R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、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、これらにおける少なくとも1つの水素は、炭素数1~5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、
oはそれぞれ独立して1~3の整数であり、
pはそれぞれ独立して1~4の整数であり、
qはそれぞれ独立して1~5の整数であり、
上記各式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い。 A polycyclic aromatic compound represented by any one of the following structural formulas.
R's are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 6 to 16 carbon atoms, a heteroaryl group having 2 to 20 carbon atoms, a diarylamino group (wherein the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), a diarylboryl group (wherein the aryl group is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms), an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms, in which at least one hydrogen atom is optionally substituted by an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms;
Each o is independently an integer from 1 to 3;
Each p is independently an integer from 1 to 4;
Each q is independently an integer from 1 to 5;
At least one hydrogen in the compounds represented by the above formulas may be substituted with deuterium, cyano, or halogen.
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