JP7635928B2 - Polycyclic aromatic compounds - Google Patents
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Description
本発明は、多環芳香族化合物と、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、並びに、表示装置および照明装置に関する。 The present invention relates to polycyclic aromatic compounds, and organic electroluminescent elements, organic field-effect transistors, and organic thin-film solar cells that use the compounds, as well as display devices and lighting devices.
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(以下、「有機EL素子」ということがある。)は、軽量化や大型化が容易なことから活発に検討されてきた。特に、光の三原色の一つである青色などの発光特性を有する有機材料の開発、および正孔、電子などの電荷輸送能(半導体や超電導体となる可能性を有する)を備えた有機材料の開発については、高分子化合物、低分子化合物を問わずこれまで活発に研究されてきた。 Display devices using electroluminescent light-emitting elements have been extensively studied because they can be made thin and energy-efficient. Furthermore, organic electroluminescent elements (hereinafter sometimes referred to as "organic EL elements") made from organic materials have been actively studied because they can be easily made large and lightweight. In particular, there has been active research into the development of organic materials that have the luminescence properties of blue, one of the three primary colors of light, and organic materials that have the ability to transport charges such as holes and electrons (potential to become semiconductors or superconductors), regardless of whether they are polymeric or low-molecular-weight compounds.
有機EL素子は、陽極および陰極からなる一対の電極と、当該一対の電極間に配置され、有機化合物を含む一層または複数の層とからなる構造を有する。有機化合物を含む層には、発光層や、正孔、電子などの電荷を輸送または注入する電荷輸送/注入層などがあるが、これらの層に適当な種々の有機材料が開発されている。
その中で近年、発光層用材料としてホウ素を含む多環芳香族化合物が開発され、それを用いた有機EL素子が報告されている(特許文献1および2)
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 disposed between the pair of electrodes. The layers containing the organic compound 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.
Among them, in recent years, polycyclic aromatic compounds containing boron have been developed as materials for the light-emitting layer, and organic EL devices using them have been reported (Patent Documents 1 and 2).
上述するように、有機EL素子に用いられる材料としては種々の材料が開発されているが、有機EL素子用材料の選択肢を増やすために、従来とは異なる化合物からなる材料の開発が望まれている。本発明は、有機EL素子等の有機デバイス材料として有用な新規材料を提供することを課題とする。 As described 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. The objective of the present invention is to provide a new material that is useful as a material for organic devices such as organic EL elements.
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討し、特許文献1および2に記載の化合物と類似の、ホウ素原子と窒素原子などで複数の芳香族環を連結した構造を有する新規な多環芳香族化合物の製造に成功した。また、この多環芳香族化合物を含有する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、優れた有機EL素子が得られることを見出し、本発明を完成させた。すなわち本発明は、以下のような多環芳香族化合物またはその多量体、さらには以下のような多環芳香族化合物またはその多量体を含む有機EL素子用材料を提供する。 The present inventors conducted extensive research to solve the above problems, and succeeded in producing a novel polycyclic aromatic compound having a structure in which multiple aromatic rings are linked by boron atoms, nitrogen atoms, etc., similar to the compounds described in Patent Documents 1 and 2. They also discovered that an excellent organic EL device can be obtained by constructing an organic EL device by disposing a layer containing this polycyclic aromatic compound between a pair of electrodes, and completed the present invention. In other words, the present invention provides the following polycyclic aromatic compound or a multimer thereof, and further provides a material for an organic EL device containing the following polycyclic aromatic compound or a multimer thereof.
<1>式(1)で表される多環芳香族化合物、または式(1)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体。
(式(1)中、
A環、B環、C環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよく、
ただし、A環、B環、およびC環からなる群より選択される少なくとも1つの環は単環のアリール環、単環のヘテロアリール環、およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環であり、この縮合環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよく、
Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-R、またはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルであり、
X1、X2、およびX3は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、
前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
前記>C(-R)2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アルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
前記>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2のRは連結基または単結合によりA環、B環、およびC環からなる群より選択される少なくとも1つの環と結合していてもよく、
式(1)で表される化合物または構造における、アリール環およびヘテロアリール環の少なくとも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く、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てもよく、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていてもよく、
式(1)で表される化合物またはその多量体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。)
(In formula (1),
ring A, ring B and ring C each independently represent an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted;
provided that at least one ring selected from the group consisting of ring A, ring B, and ring C is a fused ring composed of two or more rings selected from the group consisting of a monocyclic aryl ring, a monocyclic heteroaryl ring, and a cyclopentadiene ring, and at least one hydrogen atom in this fused ring is optionally substituted;
Y1 is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, or Ge-R, wherein R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl, or cycloalkyl;
X 1 , X 2 , and X 3 are each independently >O, >N—R, >C(—R) 2 , >S, >Si(—R) 2 , >S(═O) 2 , or >Se;
R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R in the >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R in the >N-R, >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 may be bonded to at least one ring selected from the group consisting of ring A, ring B and ring C via a linking group or a single bond;
In the compound or structure represented by formula (1), at least one of the aryl ring and the heteroaryl ring may be condensed with at least one cycloalkane, at least one hydrogen in the cycloalkane may be substituted, and at least one -CH 2 - in the cycloalkane may be substituted with -O-;
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (1) or a multimer thereof may be substituted with deuterium, cyano, or halogen.
<2>前記縮合環は硫黄原子または酸素原子を含有するヘテロアリール環を含むか、または前記縮合環はナフタレンである、<1>に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<3>前記縮合環は式(1a)または式(1b)で表される環である、<1>に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<2> The polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to <1>, wherein the fused ring contains a heteroaryl ring containing a sulfur atom or an oxygen atom, or the fused ring is naphthalene.
<3> The polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to <1>, wherein the fused ring is a ring represented by formula (1a) or formula (1b).
(式(1a)中、
X4およびX5は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、
前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、
前記>C(-R)2、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アルキル、置換されていてもよいシクロアルキルであり、
Ra1~Ra8は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただしRa1~Ra8のうちの隣接する3つは式(1)中のY1、X1、X2、またはX3との結合手となり、前記の3つ以外のRa1~Ra8のいずれかの隣接する2つは互いに結合して置換基を有していてもよいベンゼン環を形成していてもよく、
n1およびn2は、それぞれ独立して、0または1であり、共に0であることはなく、
式(1b)中、
Ra9~Ra16は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただし少なくとも一組の隣接する3つのRa9~Ra16は、式(1)中のY1、X1、X2、またはX3との結合手となる。)
(In formula (1a),
X4 and X5 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S, >Si(-R) 2 , >S(=O) 2 , or >Se;
R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R in the above >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R a1 to R a8 are each independently 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 (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or substituted silyl, with the proviso that adjacent three of R a1 to R a8 are bonds to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1), and adjacent two of any of R a1 to R a8 other than the above three may be bonded to each other to form a benzene ring which may have a substituent;
n1 and n2 each independently represent 0 or 1, and are not both 0;
In formula (1b),
R a9 to R a16 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino, a substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, a substituted or unsubstituted aryloxy, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl, a substituted or unsubstituted diarylphosphine, a substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, a substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or a substituted silyl, with the proviso that at least one pair of adjacent three R a9 to R a16 is a bond to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1).
<4>式(1a)で表される環は、式(1a-1)~式(1a-14)で表されるいずれかの環である、<3>に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
式(1a-3)、式(1a-9)、式(1a-13)、および式(1a-14)中、N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
式(1a-4)、式(1a-5)、および(1a-11)~(1a-13)中、>C(-R)2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アルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
式(1a-1)~式(1a-14)中、
Ra1~Ra8およびRaa1~Raa4は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただし、Ra1~Ra8およびRaa1~Raa4のうちの隣接する3つは、式(1)中のY1、X1、X2、またはX3との結合手となる。
In formula (1a-3), formula (1a-9), formula (1a-13), and formula (1a-14), R in N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
In formulas (1a-4), (1a-5), and (1a-11) to (1a-13), R in >C(-R) and >Si(-R) is each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
In formulas (1a-1) to (1a-14),
R a1 to R a8 and R aa1 to R a4 are each independently 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 (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or substituted silyl, with the proviso that adjacent three of R a1 to R a8 and R aa1 to R a4 are bonds to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1).
<5>式(1a)で表される環は、式(1a-1)または式(1a-2)で表される環である、<4>に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<6>式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)からなる群より選択されるいずれかで表される多環芳香族化合物または式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)からなる群より選択されるいずれかで表される構造を複数有する、<1>に記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<5> The polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to <4>, wherein the ring represented by formula (1a) is a ring represented by formula (1a-1) or formula (1a-2).
<6> A polycyclic aromatic compound represented by any one selected from the group consisting of formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15); or a polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to <1>, having a plurality of structures represented by any one selected from the group consisting of formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15).
(式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)、中、
Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-R、またはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキルまたはシクロアルキルであり、
X1、X2、X3、X4、X5、X6、およびX7は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、
前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
前記>C(-R)2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アルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
前記>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2のRは連結基または単結合により環と結合していてもよく、
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く、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てもよく、当該シクロアルカンにおける少なくとも1つの-CH2-は-O-で置換されていてもよく、
Rb1~Rb13は、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、
式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)それぞれで表される化合物またはその多量体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。
(In formulas (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), and (15),
Y1 is B, P, P=O, P=S, Al, Ga, As, Si-R, or Ge-R, wherein R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl, or cycloalkyl;
X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and X 7 are each independently >O, >N—R, >C(—R) 2 , >S, >Si(—R) 2 , >S(═O) 2 , or >Se;
R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R in the >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
R in the >N-R, >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 may be bonded to the ring via a linking group or a single bond;
At least one of the rings may be fused with at least one cycloalkane, at least one hydrogen in the cycloalkane may be replaced, and at least one -CH 2 - in the cycloalkane may be replaced with -O-;
R b1 to R b13 are each 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 (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or substituted silyl;
At least one hydrogen atom in the compounds represented by formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15) or a multimer thereof may be substituted with deuterium, cyano, or halogen.
<7>Y1がBであり、X2およびX3がいずれもC(-R)2である、<1>~<6>のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<8>Y1がBであり、X2がC(-R)2であり、X3が>N-Rである、<1>~<6>のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体。
<7> The polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <6>, wherein Y 1 is B, and X 2 and X 3 are both C(—R) 2 .
<8> The polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <6>, wherein Y 1 is B, X 2 is C(—R) 2 , and X 3 is >N—R.
<9>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。
<10><1>~<9>のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体に反応性置換基が置換した、反応性化合物。
<11><10>に記載の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。
<12> 主鎖型高分子に<10>に記載の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。
<13><1>~<9>のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体を含有する、有機デバイス用材料。
<14><10>に記載の反応性化合物を含有する、有機デバイス用材料。
<15><11>に記載の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。
<16><12>に記載の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。
<17>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、<13>~<16>のいずれかに記載の有機デバイス用材料。
<18>前記有機電界発光素子用材料が発光層用材料である、<17>に記載の有機デバイス用材料。
<10> A reactive compound in which the polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <9> is substituted with a reactive substituent.
<11> A polymer compound obtained by polymerizing the reactive compound according to <10> as a monomer, or a polymer crosslinked product obtained by further crosslinking the polymer compound.
<12> A pendant polymer compound in which the reactive compound according to <10> is substituted on a main chain polymer, or a pendant polymer crosslinked product in which the pendant polymer compound is further crosslinked.
<13> A material for an organic device, comprising the polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <9>.
<14> A material for an organic device, comprising the reactive compound according to <10>.
<15> A material for an organic device, comprising the polymer compound or crosslinked polymer according to <11>.
<16> A material for an organic device, comprising the pendant type polymer compound or the pendant type crosslinked polymer according to <12>.
<17> The material for an organic device according to any one of <13> to <16>, 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.
<18> The material for an organic device according to <17>, wherein the material for an organic electroluminescent element is a material for a light-emitting layer.
<19><1>~<9>のいずれかに記載の多環芳香族化合物またはその多量体と、有機溶媒とを含む、組成物。
<20><10>に記載の反応性化合物と有機溶媒とを含む組成物。
<21>主鎖型高分子と<10>に記載の反応性化合物と有機溶媒とを含む組成物。
<22><11>に記載の高分子化合物または高分子架橋体と有機溶媒とを含む組成物。
<23><12>に記載の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組成物。
<19> A composition comprising the polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <9> and an organic solvent.
<20> A composition comprising the reactive compound according to <10> and an organic solvent.
<21> A composition comprising a main chain polymer, the reactive compound according to <10>, and an organic solvent.
<22> A composition comprising the polymer compound or crosslinked polymer according to <11> and an organic solvent.
<23> A composition comprising the pendant type polymer compound or the pendant type crosslinked polymer according to <12> and an organic solvent.
<24>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>~<9>のいずれかに記載の多環芳香族化合物もしくはその多量体、<10>に記載の反応性化合物、<11>に記載の高分子化合物もしくは高分子架橋体、または、<12>に記載の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。
<25>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>~<9>のいずれかに記載の多環芳香族化合物もしくはその多量体、<10>に記載の反応性化合物、<11>に記載の高分子化合物もしくは高分子架橋体、または、<12>に記載の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発光層とを有する、有機電界発光素子。
<26>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、その多量体、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、<25>に記載の有機電界発光素子。
<27>前記ホストが、アントラセン系化合物、フルオレン系化合物またはジベンゾクリセン系化合物である、<26>に記載の有機電界発光素子。
<24> An organic electroluminescence device comprising a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and an organic layer disposed between the pair of electrodes and containing the polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <9>, the reactive compound according to <10>, the polymer compound or crosslinked polymer according to <11>, or the pendant polymer compound or crosslinked polymer according to <12>.
<25> An organic electroluminescence device comprising a pair of electrodes consisting of an anode and a cathode, and a light-emitting layer disposed between the pair of electrodes and containing the polycyclic aromatic compound or a multimer thereof according to any one of <1> to <9>, the reactive compound according to <10>, the polymer compound or crosslinked polymer according to <11>, or the pendant polymer compound or crosslinked polymer according to <12>.
<26> The organic electroluminescent device according to <25>, wherein the light-emitting layer contains a host and the polycyclic aromatic compound, or a multimer, reactive compound, polymer compound, crosslinked polymer, pendant polymer compound, or pendant crosslinked polymer as a dopant.
<27> The organic electroluminescent device according to <26>, wherein the host is an anthracene-based compound, a fluorene-based compound or a dibenzochrysene-based compound.
<28>前記陰極と前記発光層との間に配置される電子輸送層および/または電子注入層を有し、該電子輸送層および電子注入層の少なくとも1つは、ボラン誘導体、ピリジン誘導体、フルオランテン誘導体、BO系誘導体、アントラセン誘導体、ベンゾフルオレン誘導体、ホスフィンオキサイド誘導体、ピリミジン誘導体、アリールニトリル誘導体、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、キノリノール系金属錯体、チアゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、シロール誘導体、およびアゾリン誘導体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、<24>~<27>のいずれかに記載の有機電界発光素子。 <28> The organic electroluminescence device according to any one of <24> to <27>, which has an electron transport layer and/or an electron injection layer disposed between the cathode and the light-emitting layer, and at least one of the electron transport layer and the electron injection layer contains at least one selected from the group consisting of borane derivatives, pyridine derivatives, fluoranthene derivatives, BO-based derivatives, anthracene derivatives, benzofluorene derivatives, phosphine oxide derivatives, pyrimidine derivatives, arylnitrile derivatives, triazine derivatives, benzimidazole derivatives, phenanthroline derivatives, quinolinol-based metal complexes, thiazole derivatives, benzothiazole derivatives, silole derivatives, and azoline derivatives.
<29>前記電子輸送層および/または電子注入層が、さらに、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属の酸化物、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属の酸化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、希土類金属の酸化物、希土類金属のハロゲン化物、アルカリ金属の有機錯体、アルカリ土類金属の有機錯体および希土類金属の有機錯体からなる群から選択される少なくとも1つを含有する、<28>に記載の有機電界発光素子。
<30>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のうちの少なくとも1つの層が、各層を形成し得る低分子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、当該高分子化合物をさらに架橋させた高分子架橋体、または、各層を形成し得る低分子化合物を主鎖型高分子と反応させたペンダント型高分子化合物、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を含む、<24>~<29>のいずれかに記載の有機電界発光素子。
<31><24>~<29>のいずれかに記載の有機電界発光素子を備えた表示装置または照明装置。
<29> The organic electroluminescent device according to <28>, wherein the electron transport layer and/or the electron injection layer further contains at least one selected from the group consisting of an alkali metal, an alkaline earth metal, a rare earth metal, an oxide of an alkali metal, a halide of an alkali metal, an oxide of an alkaline earth metal, a halide of an alkaline earth metal, an oxide of a rare earth metal, a halide of a rare earth metal, an organic complex of an alkali metal, an organic complex of an alkaline earth metal, and an organic complex of a rare earth metal.
<30> The organic electroluminescence device according to any one of <24> to <29>, wherein at least one of the hole injection layer, the hole transport layer, the light-emitting layer, the electron transport layer and the electron injection layer comprises a polymer compound obtained by polymerizing a low molecular compound capable of forming each layer as a monomer, or a crosslinked polymer obtained by further crosslinking the polymer compound, or a pendant-type polymer compound obtained by reacting a low molecular compound capable of forming each layer with a main-chain polymer, or a pendant-type crosslinked polymer obtained by further crosslinking the pendant-type polymer compound.
<31> A display device or a lighting device comprising the organic electroluminescent device according to any one of <24> to <29>.
本発明の好ましい態様によれば、例えば有機EL素子用材料として用いることができる、新規な多環芳香族化合物を提供することができ、この多環芳香族化合物を用いることで優れた有機EL素子を提供することができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, it is possible to provide a novel polycyclic aromatic compound that can be used, for example, as a material for an organic EL device, and by using this polycyclic aromatic compound, it is possible to provide an excellent organic EL device.
以下において、本発明について詳細に説明する。以下に記載する構成要件の説明は、代表的な実施形態や具体例に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において「~」を用いて表される数値範囲は「~」前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。また、本明細書において構造式の説明における「水素」は「水素原子(H)」を意味する。 The present invention will be described in detail below. The following explanation of the constituent elements may be based on representative embodiments and specific examples, but the present invention is not limited to such embodiments. In this specification, a numerical range expressed using "~" means a range that includes the numerical values written before and after "~" as the lower and upper limits. In this specification, "hydrogen" in the explanation of the structural formula means "hydrogen atom (H)".
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 substituent is substituted on the chemical structure or where a substituent is further substituted on the 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.
1.多環芳香族化合物およびその多量体
本発明者らは、芳香環をホウ素、窒素、リン、酸素、硫黄などのヘテロ元素で連結した式(1)で表される多環芳香族化合物、または式(1)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体が、大きなHOMO-LUMOギャップ(薄膜におけるバンドギャップEg)と高い三重項励起エネルギー(ET)を有することを見出した。これは、ヘテロ元素を含む6員環は芳香族性が低いため、共役系の拡張に伴うHOMO-LUMOギャップの減少が抑制されること、ヘテロ元素の電子的な摂動により三重項励起状態(T1)のSOMO1およびSOMO2が局在化することが原因となっていると考えられる。また、本発明に係るヘテロ元素を含有する多環芳香族化合物は、三重項励起状態(T1)におけるSOMO1およびSOMO2の局在化により、両軌道間の交換相互作用が小さくなるため、三重項励起状態(T1)と一重項励起状態(S1)のエネルギー差が小さく、熱活性型遅延蛍光を示すため、有機EL素子の蛍光材料としても有用である。また、高い三重項励起エネルギー(ET)を有する材料は、燐光有機EL素子や熱活性型遅延蛍光を利用した有機EL素子の電子輸送層や正孔輸送層としても有用である。更に、これらの多環芳香族化合物は、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。
1. Polycyclic aromatic compounds and multimers thereof The present inventors have found that polycyclic aromatic compounds represented by formula (1) in which aromatic rings are linked by hetero elements such as boron, nitrogen, phosphorus, oxygen, and sulfur, or multimers of polycyclic aromatic compounds having a plurality of structures represented by formula (1), have a large HOMO-LUMO gap (band gap Eg in a thin film) and high triplet excitation energy (E T ). This is believed to be because the six-membered ring containing a hetero element has 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 hetero element causes localization of SOMO1 and SOMO2 in the triplet excited state (T1). In addition, the hetero element-containing polycyclic aromatic compound according to the present invention is useful as a fluorescent material for an organic EL device because the exchange interaction between the two orbitals is reduced due to the localization of SOMO1 and SOMO2 in the triplet excited state (T1), the energy difference between the triplet excited state (T1) and the singlet excited state (S1) is small, and the compound exhibits thermally activated delayed fluorescence. In addition, materials having high triplet excitation energy (E T ) are also useful as electron transport layers and hole transport layers for phosphorescent organic EL devices and organic EL devices using thermally activated delayed fluorescence. Furthermore, these polycyclic aromatic compounds can arbitrarily move the energy of HOMO and LUMO by introducing a substituent, so that the ionization potential and electron affinity can be optimized according to the surrounding materials.
式(1)で表される多環芳香族化合物、またはその多量体は、好ましくは、下記式(2)で表される多環芳香族化合物、または下記式(2)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
式(1)におけるA環、B環およびC環は、それぞれ独立して、アリール環またはヘテロアリール環であり、これらの環における少なくとも1つの水素は置換基で置換されていてもよく、ただし、A環、B環、およびC環からなる群より選択される少なくとも1つの環は単環のアリール環、単環のヘテロアリール環およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環であり、この縮合環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよい。この置換基は、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、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、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、シクロアルキル、またはジアリールアミノがあげられる。 In formula (1), ring A, ring B, and ring C are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring, and at least one hydrogen atom in these rings may be replaced by a substituent, provided that at least one ring selected from the group consisting of ring A, ring B, and ring C is a fused ring composed of two or more rings selected from the group consisting of a monocyclic aryl ring, a monocyclic heteroaryl ring, and a cyclopentadiene ring, and at least one hydrogen atom in this fused ring may be replaced. The substituent is preferably a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), a substituted or unsubstituted diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, a substituted or unsubstituted aryloxy, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl, a substituted or unsubstituted diarylphosphine, a substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, a substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or a substituted silyl. When these groups have a substituent, examples of the substituent include aryl, heteroaryl, alkyl, cycloalkyl, or diarylamino.
また、上記アリール環またはヘテロアリール環は、Y1、X1、X2およびX3から構成される式(1)中央の縮合3環構造(以下、この構造を「D構造」とも言う)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。 In addition, the aryl ring or heteroaryl ring preferably has a 5- or 6-membered ring that shares a bond with the central fused three-ring structure of formula (1) composed of Y 1 , X 1 , X 2 and X 3 (hereinafter, this structure is also referred to as the "D structure").
ここで、「縮合3環構造(D構造)」とは、式(1)の中央に示した、Y1、X1、X2およびX3を含んで構成される3つの飽和炭化水素環が縮合した構造を意味する。また、「縮合3環構造と結合を共有する6員環」とは、例えば上記式(2)で示すように前記D構造に縮合したa環(ベンゼン環(6員環))を意味する。また、「(A環である)アリール環またはヘテロアリール環がこの6員環を有する」とは、この6員環だけでA環が形成されるか、または、この6員環を含むようにこの6員環にさらに他の環などが縮合してA環が形成されることを意味する。言い換えれば、ここで言う「6員環を有する(A環である)アリール環またはヘテロアリール環」とは、A環の全部または一部を構成する6員環が、前記D構造に縮合していることを意味する。「B環(b環)」、「C環(c環)」、また「5員環」についても同様の説明が当てはまる。 Here, the term "condensed three-ring structure (D structure)" means a structure in which three saturated hydrocarbon rings including Y 1 , X 1 , X 2 and X 3 are condensed, as shown in the center of formula (1). The term "six-membered ring sharing a bond with the condensed three-ring structure" means, for example, a ring (benzene ring (six-membered ring)) condensed to the D structure, as shown in formula (2). The term "aryl ring or heteroaryl ring (A ring) has this six-membered ring" means that the A ring is formed only by this six-membered ring, or that the A ring is formed by further condensing other rings to this six-membered ring so as to include this six-membered ring. In other words, the term "aryl ring or heteroaryl ring (A ring) having a six-membered ring" means that the six-membered ring constituting all or a part of the A ring is condensed to the D structure. The same explanation applies to "B ring (b ring)", "C ring (c ring)" and "five-membered ring".
式(1)において、A環、B環、およびC環からなる群より選択される少なくとも1つの環は単環のアリール環、単環のヘテロアリール環およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環である。本発明者らはこのような縮合環を有する多環芳香族化合物を発光層用材料として有機EL素子を構成することにより、発光効率および素子寿命を向上させることができることを見出した。 In formula (1), at least one ring selected from the group consisting of ring A, ring B, and ring C is a fused ring composed of two or more rings selected from the group consisting of monocyclic aryl rings, monocyclic heteroaryl rings, and cyclopentadiene rings. The present inventors have found that by constructing an organic EL device using a polycyclic aromatic compound having such a fused ring as a material for the light-emitting layer, it is possible to improve the luminous efficiency and device life.
縮合環を構成する環の数は特に限定されないが、2~5であることが好ましく、2また~4であることがより好ましく、3または4であることがさらに好ましく、3であることが特に好ましい。縮合環の構成例としては、単環であるアリール環2つと単環であるヘテロアリール環1つとの縮合環、単環であるアリール環2つとシクロペンタジエン環1つとの縮合環、単環であるアリール環2つと単環であるヘテロアリール環1つとの縮合環、単環であるアリール環2つとシクロペンタジエン環1つとの縮合環などがあげられる。このときの単環であるアリール環はベンゼン環であることが好ましい。単環であるヘテロアリール環としてはフラン環、チオフェン環、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、チアジアゾール環、ピリジン環、ピリミジン環などがあげられる。また、チアントレン環、フェノキサチイン環の中央の環なども単環であるヘテロアリール環の例としてあげられる。 The number of rings constituting the fused ring is not particularly limited, but is preferably 2 to 5, more preferably 2 or 1 to 4, even more preferably 3 or 4, and particularly preferably 3. Examples of fused rings include a fused ring of two monocyclic aryl rings and one monocyclic heteroaryl ring, a fused ring of two monocyclic aryl rings and one cyclopentadiene ring, a fused ring of two monocyclic aryl rings and one monocyclic heteroaryl ring, and a fused ring of two monocyclic aryl rings and one cyclopentadiene ring. In this case, the monocyclic aryl ring is preferably a benzene ring. Examples of monocyclic heteroaryl rings include a furan ring, a thiophene ring, a pyrrole ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring, a thiadiazole ring, a pyridine ring, and a pyrimidine ring. In addition, the central ring of a thianthrene ring and a phenoxathiin ring are also examples of monocyclic heteroaryl rings.
縮合環は6員環と5員環との組み合わせ、または複数の6員環の組み合わせであることが好ましい。このとき、6員環が上記の縮合3環構造と結合を共有していてもよく、5員環が上記の縮合3環構造と結合を共有していてもよいが、6員環が上記の縮合3環構造と結合を共有していることが好ましい。なお、縮合環はシクロペンタジエン環のみで構成されることはない。シクロペンタジエン環は1,1-ジメチル-2,4-シクロペンタジエン環であることが好ましい。
式(1)において、A環、B環、およびC環のうち、縮合環であるもの以外は、単環であるアリール環または単環であるヘテロアリール環であることが好ましく、ベンゼン環であることがより好ましい。
The fused ring is preferably a combination of a 6-membered ring and a 5-membered ring, or a combination of a plurality of 6-membered rings. In this case, the 6-membered ring may share a bond with the fused 3-ring structure, or the 5-membered ring may share a bond with the fused 3-ring structure, but it is preferable that the 6-membered ring share a bond with the fused 3-ring structure. The fused ring is not composed of only cyclopentadiene rings. The cyclopentadiene ring is preferably a 1,1-dimethyl-2,4-cyclopentadiene ring.
In formula (1), among rings A, B and C, those which are not fused rings are preferably monocyclic aryl rings or monocyclic heteroaryl rings, more preferably benzene rings.
式(1)におけるA環(またはB環、C環)は、式(2)におけるa環とその置換基R1~R3(またはb環とその置換基R4~R6、c環とその置換基R7~R9)に対応する。すなわち、式(2)は、式(1)のA~C環として「6員環を有するA~C環」が選択された式に対応する。その意味で、式(2)の各環を小文字のa~cで表した。 Ring A (or ring B, ring C) in formula (1) corresponds to ring a and its substituents R 1 to R 3 (or ring b and its substituents R 4 to R 6 , ring c and its substituents R 7 to R 9 ) in formula (2). That is, formula (2) corresponds to a formula in which "rings A to C having 6 members" are selected as rings A to C of formula (1). In that sense, each ring in formula (2) is represented by lower case letters a to c.
式(2)では、a環、b環、およびc環の置換基R1~R9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、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリールまたはアルキルで置換されていてもよく、ただし、a環、b環、およびc環からなる群より選択される少なくとも1つの環は置換基R1~R9のうちの隣接する基同士が結合することにより、単環のアリール環、単環のヘテロアリール環、およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環を形成しており、この縮合環における少なくとも1つの水素は置換されていてもよい。したがって、式(2)で表される多環芳香族化合物は、a環、b環およびc環における置換基の相互の結合形態によって、下記式(2-1)および式(2-2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。各式中のA'環、B'環およびC'環は、式(1)におけるそれぞれA環、B環およびC環に対応する。 In formula (2), adjacent groups among the substituents R 1 to R 9 of the ring a, ring b, and ring c may be bonded together to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, alkoxy, or aryloxy, and at least one hydrogen atom in these may be substituted with an aryl, heteroaryl, or alkyl, provided that adjacent groups among the substituents R 1 to R 9 are bonded together in at least one ring selected from the group consisting of the ring a, ring b, and ring c to form a condensed ring composed of two or more rings selected from the group consisting of a monocyclic aryl ring, a monocyclic heteroaryl ring, and a cyclopentadiene ring, and at least one hydrogen atom in this condensed ring may be substituted. Thus, the ring structure constituting the polycyclic aromatic compound represented by formula (2) changes depending on the mutual bonding form of the substituents in the ring a, ring b, and ring c, as shown in the following formulas (2-1) and (2-2). The rings A', B' and C' in each formula correspond to the rings A, B and C in formula (1), respectively.
式(2-1)および式(2-2)中のA'環、B'環およびC'環は、式(2)で説明すれば、置換基R1~R9のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれa環、b環およびc環と共に形成した縮合環を示す。また、上記式(2-1)および式(2-2)から分かるように、例えば、a環のR3とb環のR4、b環のR6とc環のR7、c環のR9とa環のR1などは「隣接する基同士」には該当せず、これらが結合することはない。すなわち、「隣接する基」とは同一環上で隣接する基を意味する。 In formula (2-1) and formula (2-2), the ring A', ring B' and ring C' are condensed rings formed by bonding adjacent groups among the substituents R 1 to R 9 together with the ring a, ring b and ring c, respectively, as explained in formula (2). As can be seen from the above formula (2-1) and formula (2-2), for example, R 3 of ring a and R 4 of ring b, R 6 of ring b and R 7 of ring c, R 9 of ring c and R 1 of ring a are not "adjacent groups" and are not bonded to each other. In other words, "adjacent groups" means groups adjacent on the same ring.
なお、式では示してはいないが、a環、b環のいずれか一方のみが縮合環(それぞれ、A'環、B'環)である構造であってもよく、a環、b環、およびc環の全てが縮合環(それぞれ、A'環、B'環およびC'環)である構造であってもよい。
これらの構造のうち、B'環およびC'環から選択される少なくとも1つの縮合環を有する構造が好ましく、式(2-1)で示す構造がより好ましい。
Although not shown in the formula, the structure may be such that only one of the ring a and the ring b is a fused ring (ring A' and ring B', respectively), or the structure may be such that the ring a, ring b, and ring c are all fused rings (ring A', ring B', and ring C', respectively).
Among these structures, a structure having at least one fused ring selected from ring B' and ring C' is preferred, and a structure represented by formula (2-1) is more preferred.
式1における「単環のアリール環、単環のヘテロアリール環およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環」、または上記A'環、B'環およびC'環である縮合環としては、式(1a)および式(1b)で表される縮合環があげられる。 In formula 1, the "fused ring composed of two or more rings selected from the group consisting of a monocyclic aryl ring, a monocyclic heteroaryl ring, and a cyclopentadiene ring," or the fused rings A', B', and C' mentioned above, include fused rings represented by formula (1a) and formula (1b).
式(1a)において、X4およびX5は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2、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アルキル、置換されていてもよいシクロアルキルであり、Ra1~Ra8は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただし少なくとも一組の隣接する3つのRa1~Ra8は、式(1)、式(2-1)、または式(2-2)中のY1、X1、X2またはX3との結合手となり、前記の3つ以外のRa1~Ra8のいずれかの隣接する2つは互いに結合して置換基(式(1a-8)のびRaa1~Raa4を参照できる。)を有していてもよいベンゼン環を形成していてもよく、n1およびn2は、それぞれ独立して、0または1であり、共に0であることはない。 In formula (1a), X4 and X5 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S, >Si(-R) 2 , >S(=O) 2 , or >Se, R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, R in the >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently a hydrogen atom, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, R a1 to R a8 are each independently hydrogen, a substituted or unsubstituted aryl, a substituted or unsubstituted heteroaryl, a substituted or unsubstituted diarylamino, a substituted or unsubstituted diheteroarylamino, a substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), a substituted or unsubstituted diarylboryl (two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), a substituted or unsubstituted alkyl, a substituted or unsubstituted cycloalkyl, a substituted or unsubstituted alkoxy, a substituted or unsubstituted aryloxy, a substituted or unsubstituted arylsulfonyl, a substituted or unsubstituted diarylphosphine, a substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, a substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or a substituted silyl, provided that at least one pair of adjacent three R a1 to R a8 are bonds to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1), formula (2-1), or formula (2-2), and R a1 to R other than the three Any two adjacent n8 's may be bonded to each other to form a benzene ring which may have a substituent (see R aa1 to R aa4 in formula (1a-8)), and n1 and n2 are each independently 0 or 1 and cannot both be 0.
式(1b)において、Ra9~Ra16は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただし少なくとも一組の隣接する3つのRa9~Ra16は、式(1)中のY1、X1、X2、またはX3との結合手となる。
式(1a)におけるRa1~Ra8、および式(1b)におけるRa9~Ra16の具体例は、後述の式(1)の第1の置換基および第2の置換基の記載を参照できる。
In formula (1b), R a9 to R a16 are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted diarylamino, substituted or unsubstituted diheteroarylamino, substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), substituted or unsubstituted diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or substituted silyl, with the proviso that at least one pair of adjacent three R a9 to R a16 is a bond to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1).
Specific examples of R a1 to R a8 in formula (1a) and R a9 to R a16 in formula (1b) can be found in the description of the first and second substituents in formula (1) given below.
式(1a)で表される構造の具体例を以下に示す。しかし、これら構造に限定されるわけではない。
式(1a-3)、式(1a-9)、式(1a-13)、および式(1a-14)中、N―RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
式(1a-4)、式(1a-5)、および(1a-11)~(1a-13)中、>C(-R)2および>Si(-R)2のRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいアルキル、または置換されていてもよいシクロアルキルであり、
式(1a-1)~式(1a-14)において、
Ra1~Ra8およびRaa1~Raa4は、それぞれ独立して、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、または置換シリルであり、ただし少なくとも一組の隣接する3つのRa1~Ra8およびRaa1~Raa4は、式(1)中のY1、X1、X2、またはX3との結合手となる。式(1a-1)~式(1a-14)におけるRa1~Ra8およびRaa1~Raa4が表す各置換基については、後述の式(1)の第1の置換基および第2の置換基の記載を参照できる。
In formula (1a-3), formula (1a-9), formula (1a-13), and formula (1a-14), R in N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
In formula (1a-4), formula (1a-5), and (1a-11) to ( 1a -13), R in >C(-R) and >Si(-R) is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl;
In formulas (1a-1) to (1a-14),
R a1 to R a8 and R aa1 to R aa4 are each independently hydrogen, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted diarylamino, substituted or unsubstituted diheteroarylamino, substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), substituted or unsubstituted diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, or substituted silyl, with the proviso that at least one pair of adjacent three R a1 to R a8 and R aa1 to R a4 are bonds to Y 1 , X 1 , X 2 , or X 3 in formula (1). For each of the substituents represented by R a1 to R a8 and R aa1 to R aa4 in formulas (1a-1) to (1a-14), reference can be made to the description of the first and second substituents in formula (1) given below.
Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)がいずれも水素である骨格構造に対し、以下のようにRa1~Ra8(およびRaa1~Raa4)のいずれかが置換基(水素以外の基)である構造が例としてあげられる。素子駆動時における安定性の観点からは、発光層においてエミッターがホールトラップ型の再結合を起こす場合、ラジカルカチオン(ホール)に対して安定であることが好ましく、X4および/またはX5が、>O、>N-R、>S、または>Seであるとき、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)における置換基はX4またはX5に対してo位またはp位にあることが好ましく、同様に、X4および/またはX5が、>C(-R)2または>Si(-R)2であるとき、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)における置換基はX4またはX5に対してm位にあることが好ましい。 For a skeleton structure in which R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are all hydrogen, examples include structures in which any of R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) is a substituent (a group other than hydrogen) as follows. From the viewpoint of stability during device operation, when the emitter in the light-emitting layer undergoes hole-trapping recombination, it is preferable that it is stable against radical cations (holes), and when X 4 and/or X 5 are >O, >N-R, >S, or >Se, the substituents in R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are preferably in the o-position or p-position relative to X 4 or X 5 , and similarly, when X 4 and/or X 5 are >C(-R) 2 or >Si(-R) 2 , it is preferable that the substituents in R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are in the m-position relative to X 4 or X 5 .
合成の観点からは、合成時の対称性が高くおよび/または分子量が低いほうが、反応の選択性が高いまたは昇華温度が低いため好ましい。合成における最終工程だけではなく、部分構造の合成についても、対称性が高いほうが好ましく、対称性の高い合成ルートを選ぶことができる。 From a synthesis standpoint, high symmetry and/or low molecular weight during synthesis are preferred because they result in higher reaction selectivity or lower sublimation temperatures. High symmetry is preferred not only for the final step in the synthesis but also for the synthesis of partial structures, allowing the selection of a synthetic route with high symmetry.
分子間の相互作用の低減の観点からは立体障害が大きいことが好ましく、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)のいずれかである置換基は、メチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、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、フェノキシ、シクロヘキシルおよびシクロヘキシルの炭素数1~5のアルキル(特にメチル)置換体や、ノルボルネニルおよびアダマンチルであることが好ましく、メチル、t-ブチル、t-アミル、o-トリル、2,6-キシリル、2,4,6-メシチルであることがさらに好ましい。 From the viewpoint of reducing intermolecular interactions, a large steric hindrance is preferred, and the substituent which is any one of R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) is preferably methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, 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, carbazolyl, 3,6-dimethylcarbazolyl, 3,6-di-t-butylcarbazolyl, phenoxy, cyclohexyl, and alkyl (particularly methyl)-substituted cyclohexyl having 1 to 5 carbon atoms, norbornenyl, and adamantyl, and more preferably methyl, t-butyl, t-amyl, o-tolyl, 2,6-xylyl, or 2,4,6-mesityl.
式(1a-1)~式(1a-14)において、後述の素子材料として用いた場合、その効率および寿命を向上させる観点から、式(1a-1)および式(1a-2)が好ましい。 Of the formulas (1a-1) to (1a-14), when used as element materials described below, formulas (1a-1) and (1a-2) are preferred from the viewpoint of improving the efficiency and life span.
式(1a)および式(1b)で表される縮環構造を含む、式(1)で表される多環芳香族化合物および式(2)で表される多環芳香族化合物の例として、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)で表される多環芳香族化合物があげることができる。 Examples of polycyclic aromatic compounds represented by formula (1) and polycyclic aromatic compounds represented by formula (2) containing fused ring structures represented by formula (1a) and formula (1b) include polycyclic aromatic compounds represented by formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15).
式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)において、X1、X2、X3、X4、X5、X6、およびX7は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2、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アルキル、置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2のRは連結基または単結合により環と結合していてもよい。X1、X2、X3、およびX4についてはさらに後述する。X4、X5、X6、およびX7は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、または>Sであることが好ましく、X4およびX6は、それぞれ独立して、>Oまたは>Sであることがより好ましい。 In formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15), X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and X 7 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S, >Si(-R) 2 , >S(=O) 2 , or >Se, and R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, and R in the >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, and the >N-R and >C(-R) 2 and R in >Si(-R) 2 may be bonded to the ring via a linking group or a single bond. X1 , X2 , X3 , and X4 will be described in more detail below. X4 , X5 , X6 , and X7 are preferably each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , or >S, and X4 and X6 are more preferably each independently >O or >S.
式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)において、Rb1~Rb13は、水素、置換または無置換のアリール、置換または無置換のヘテロアリール、置換または無置換のジアリールアミノ、置換または無置換のジヘテロアリールアミノ、置換または無置換のアリールヘテロアリールアミノ(アリールとヘテロアリールを有するアミノ基)、置換もしくは無置換のジアリールボリル(2つのアリールは単結合または連結基を介して結合していてもよい)、置換または無置換のアルキル、置換または無置換のシクロアルキル、置換または無置換のアルコキシ、置換または無置換のアリールオキシ、置換または無置換のアリールスルホニル、置換または無置換のジアリールホスフィン、置換または無置換のジアリールホスフィンオキシド、置換または無置換のジアリールホスフィンスルフィド、置換シリルまたは、シアノである。Rb1~Rb13が表す各置換基については、後述の式(1)の第1の置換基および第2の置換基の記載を参照できる。 In formulae (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), and (15), R b1 to R b13 are hydrogen, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted diarylamino, substituted or unsubstituted diheteroarylamino, substituted or unsubstituted arylheteroarylamino (an amino group having an aryl and a heteroaryl), substituted or unsubstituted diarylboryl (the two aryls may be bonded via a single bond or a linking group), substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted cycloalkyl, substituted or unsubstituted alkoxy, substituted or unsubstituted aryloxy, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted diarylphosphine, substituted or unsubstituted diarylphosphine oxide, substituted or unsubstituted diarylphosphine sulfide, substituted silyl, or cyano. For each of the substituents represented by R b1 to R b13 , the description of the first and second substituents in formula (1) given below can be referred to.
Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)がいずれも水素である骨格構造に対し、以下のようにRa1~Ra8(およびRaa1~Raa4)のいずれかが置換基(水素以外の基)である構造が例としてあげられる。素子駆動時における安定性の観点からは、発光層においてエミッターがホールトラップ型の再結合を起こす場合、ラジカルカチオン(ホール)に対して安定であることが好ましく、X4および/またはX5が、O、N-R、SまたはSeであるとき、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)における置換基はX4またはX5に対してo位またはp位にあることが好ましく、同様に、X4および/またはX5が、C(-R)2またはSi(-R)2であるとき、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)における置換基はX4またはX5に対してm位にあることが好ましい。さらに、同様に、Y1に対してp位に置換基を有することが好ましい。 For a skeleton structure in which R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are all hydrogen, examples include structures in which any of R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) is a substituent (a group other than hydrogen) as follows. From the viewpoint of stability when the device is operated, when the emitter in the light-emitting layer undergoes hole-trapping recombination, it is preferable that it is stable against radical cations (holes), and when X 4 and/or X 5 are O, N-R, S or Se, the substituents in R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are preferably in the o-position or p-position with respect to X 4 or X 5 , and similarly, when X 4 and/or X 5 are C(-R) 2 or Si(-R) 2 , it is preferable that the substituents in R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) are in the m-position with respect to X 4 or X 5 . Similarly, it is also preferred that the group has a substituent at the p-position relative to Y1 .
合成の観点からは、合成時の対称性が高くおよび/または分子量が低いほうが、反応の選択性が高いまたは昇華温度が低いため好ましい。合成における最終工程だけではなく、部分構造の合成についても、対称性が高いほうが好ましく、対称性の高い合成ルートを選ぶことができる。つまり、前述の対称性の観点から、式(3)、式(4)、式(7)、式(8)、式(12)、式(13)または式(15)が好ましく、式(3)、式(4)、式(7)、式(12)または式(13)がより好ましい。さらには、これらの化合物は発光波長に合わせて構造を調節でき、発光波長を短くする場合は、Xが互いにm位にあることが好ましく、発光波長を短くする場合は、Xがo位またはp位にあることが好ましい。 From the viewpoint of synthesis, a high symmetry and/or a low molecular weight during synthesis is preferable because it results in a high reaction selectivity or a low sublimation temperature. High symmetry is preferable not only for the final step in the synthesis but also for the synthesis of partial structures, and a synthetic route with high symmetry can be selected. In other words, from the viewpoint of the above-mentioned symmetry, formula (3), formula (4), formula (7), formula (8), formula (12), formula (13) or formula (15) is preferable, and formula (3), formula (4), formula (7), formula (12) or formula (13) is more preferable. Furthermore, the structure of these compounds can be adjusted according to the emission wavelength, and when the emission wavelength is shortened, it is preferable that X is in the m position, and when the emission wavelength is shortened, it is preferable that X is in the o position or p position.
分子間の相互作用の低減の観点からは立体障害が大きいことが好ましく、Ra1~Ra8(およびRaa1~Raa4)のいずれかである置換基は、メチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、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、フェノキシ、シクロヘキシルおよびシクロヘキシルの炭素数1~5のアルキル(特にメチル)置換体や、ノルボルネニルおよびアダマンチルであり、さらに好ましくは、メチル、t-ブチル、t-アミル、o-トリル、2,6-キシリル、2,4,6-メシチルである。 From the viewpoint of reducing intermolecular interactions, a large steric hindrance is preferred, and the substituent which is any one of R a1 to R a8 (and R aa1 to R aa4 ) is methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, 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, carbazolyl, 3,6-dimethylcarbazolyl, 3,6-di-t-butylcarbazolyl, phenoxy, cyclohexyl, and alkyl (particularly methyl)-substituted cyclohexyl having 1 to 5 carbon atoms, norbornenyl, and adamantyl, and more preferably methyl, t-butyl, t-amyl, o-tolyl, 2,6-xylyl, or 2,4,6-mesityl.
式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)において、Y1は、B、P、P=O、P=S、Al、Ga、As、Si-R、またはGe-Rであり、前記Si-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルである。Y1が、P=O、P=S、Si-R、またはGe-Rの場合には、A環、B環、またはC環と結合する原子はP、Si、またはGeである。 In formula (1), formula (2), formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15), Y 1 is B, P, P═O, P═S, Al, Ga, As, Si-R, or Ge-R, and R in the Si-R and Ge-R is aryl, alkyl, or cycloalkyl. When Y 1 is P═O, P═S, Si-R, or Ge-R, the atom bonded to ring A, ring B, or ring C is P, Si, or Ge.
短波長での発光の観点からは、Y1はP、P=O、またはP=Sであることが好ましく、長波長での発光の観点からはY1はBであることが好ましい。発光材料としての用途の観点からは、X1~X3との組み合わせにもよるがY1はBであることが好ましい。電荷輸送の観点からは、Y1はB、P、P=O、またはP=Sであることが好ましく、発光層または発光層に隣接する用途としては安定性とエネルギーギャップの観点からY1はBであることが好ましい。 From the viewpoint of emitting light at a short wavelength, Y1 is preferably P, P=O, or P=S, and from the viewpoint of emitting light at a long wavelength, Y1 is preferably B. From the viewpoint of use as a light-emitting material, depending on the combination with X1 to X3, Y1 is preferably B. From the viewpoint of charge transport, Y1 is preferably B, P, P=O, or P=S, and for use as a light-emitting layer or adjacent to a light-emitting layer, Y1 is preferably B from the viewpoint of stability and energy gap.
式(1)、式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)において、X1、X2、およびX3は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2、>S、>Si(-R)2、>S(=O)2、または>Seであり、前記>N-RのRは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、置換されていてもよいヘテロアリール、置換されていてもよいアルキルまたは置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>C(-R)2、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アルキル、置換されていてもよいシクロアルキルであり、前記>N-R、>C(-R)2、および>Si(-R)2のRは連結基または単結合により環と結合していてもよい。 In formula (1), formula (2), formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula (12), formula (13), formula (14), and formula (15), X 1 , X 2 , and X 3 are each independently >O, >N-R, >C(-R) 2 , >S, >Si(-R) 2 , >S(═O) 2 , or >Se, R in the >N-R is each independently an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, R in the >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 is each independently a hydrogen atom, an optionally substituted aryl, an optionally substituted alkyl, or an optionally substituted cycloalkyl, and the >N-R, >C(-R) 2 , and >Si(-R) R in 2 may be bonded to the ring via a linking group or a single bond.
上記連結基としては、-O-、-S-、-C(-R)2-、>N-R、または、炭素数6~30のアリーレンが好ましい。なお、前記「-C(-R)2-」のRは水素、アルキルまたはアリールである。また、前記「>N-R」のRはアルキルまたはアルキルで置換されていてもよいアリールである。 The linking group is preferably -O-, -S-, -C(-R) 2 -, >N-R, or an arylene having 6 to 30 carbon atoms. In addition, R in the "-C(-R) 2 -" is hydrogen, alkyl, or aryl. In addition, R in the ">N-R" is alkyl or aryl which may be substituted with alkyl.
短波長での発光の観点からは、X1、X2、およびX3は、それぞれ独立して、>O、>N-R、>C(-R)2または>Sが好ましく、>Oまたは>C(-R)2がより好ましい。または、同様に短波長での発光の観点からは、X1、X2、およびX3はいずれも同じであることが好ましい。発光効率の高さの観点からは、X1、X2、およびX3は、>O、>N-R、>C(-R)2または>Sのうち少なくとも2種類であることが好ましく、>O、>N-Rまたは>C(-R)2のうち少なくとも2種類であることがより好ましい。発光スペクトルの細さ(半値幅の狭さ)の観点からは、多重共鳴効果を強めるほうが好ましく、X1、X2、およびX3は、>O、>N-R、>C(-R)2または>Sであることが好ましく、>O、>N-Rまたは>C(-R)2であることがより好ましく、>Oまたは>N-Rであることがさらに好ましく、>N-Rがいっそう好ましい。高い三重項エネルギーの観点からは、X1、X2、およびX3は、>N-Rが好ましく、また、同様の観点から、X1、X2、およびX3がいずれも同じであることが好ましい。一方、低い三重項エネルギーの観点からは、>O、>C(-R)2または>Sが好ましく、また、同様の観点から、X1、X2、およびX3が少なくとも2種類であることが好ましい。 From the viewpoint of emitting light at a short wavelength, X 1 , X 2 , and X 3 are each independently preferably >O, >N-R, >C(-R) 2 , or >S, and more preferably >O or >C(-R) 2. Similarly, from the viewpoint of emitting light at a short wavelength, X 1 , X 2 , and X 3 are preferably all the same. From the viewpoint of high luminous efficiency, X 1 , X 2 , and X 3 are preferably at least two of >O, >N-R, >C(-R) 2 , or >S, and more preferably at least two of >O, >N-R, or >C(-R) 2 . From the viewpoint of the narrowness of the emission spectrum (narrowness of the half-width), it is preferable to strengthen the multiple resonance effect, and X 1 , X 2 , and X 3 are preferably >O, >N-R, >C(-R) 2 , or >S, more preferably >O, >N-R, or >C(-R) 2 , even more preferably >O or >N-R, and even more preferably >N-R. From the viewpoint of high triplet energy, X 1 , X 2 , and X 3 are preferably >N-R, and from the same viewpoint, it is preferable that X 1 , X 2 , and X 3 are all the same. On the other hand, from the viewpoint of low triplet energy, it is preferable that >O, >C(-R) 2 , or >S, and from the same viewpoint, it is preferable that X 1 , X 2 , and X 3 are at least two kinds.
また、X1、X2、およびX3は、それぞれ独立して、>O、>N-R、または>C(-R)2であることが好ましい。特に、X1、X2、およびX3は、いずれか1つが>C(-R)2であることが好ましい。X1およびX2のいずれか1つが>C(-R)2であることがより好ましく、X1およびX2がいずれも>C(-R)2であることがさらに好ましい。X1およびX2のいずれか1つが>C(-R)2であり、かつX3が>N-Rであることも、好ましい。 Moreover, it is preferable that X 1 , X 2 , and X 3 are each independently >O, >N-R, or >C(-R) 2. In particular, it is preferable that one of X 1 , X 2 , and X 3 is >C(-R) 2. It is more preferable that one of X 1 and X 2 is >C(-R) 2 , and it is even more preferable that both X 1 and X 2 are >C(-R) 2. It is also preferable that one of X 1 and X 2 is >C(-R) 2 , and X 3 is >N-R.
ここで、式(1)における「N-RのRは連結基または単結合により環と結合している」との規定における環は式(1)においては、A環、B環および/またはC環、式(2)においてはa環、b環、および/またはc環である。 Here, the ring in the definition of "R of N-R is bonded to the ring by a linking group or a single bond" in formula (1) is ring A, ring B, and/or ring C in formula (1), and ring a, ring b, and/or ring c in formula (2).
この規定は、下記式(2-3-1)で表される、X2やX1が縮合環B’および縮合環C’に取り込まれた環構造を有する化合物で表現できる。すなわち、例えば式(2)におけるb環(またはc環)であるベンゼン環に対してX2(またはX1)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるB’ ’環(またはC’’環)を有する化合物である。形成されてできた縮合環B’’(または縮合環C’’)は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環、アクリジン環またはフェノホスファジン環である。 This definition can be expressed by a compound having a ring structure in which X2 and X1 are incorporated into fused ring B' and fused ring C', as represented by the following formula (2-3-1). That is, for example, it is a compound having ring B' (or ring C'') formed by condensing another ring to ring b (or ring c) of formula (2) so as to incorporate X2 (or X1 ). The fused ring B'' (or fused ring C'') thus formed is, for example, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, an acridine ring or a phenophosphazine ring.
また、上記規定は、下記式(2-3-2)や式(2-3-3)で表される、X1および/またはX2が縮合環A’に取り込まれた環構造を有する化合物でも表現できる。すなわち、例えば式(2)におけるa環であるベンゼン環に対してX1(および/またはX2)を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるA’環を有する化合物である。形成されてできた縮合環A’’は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環、アクリジン環またはフェノホスファジン環である。 The above definition can also be expressed by a compound having a ring structure in which X1 and/or X2 are incorporated into a fused ring A', as represented by the following formula (2-3-2) or formula ( 2-3-3 ). That is, for example, it is a compound having a ring A' formed by condensing another ring to the benzene ring, which is the ring a in formula (2), so as to incorporate X1 (and/or X2). The fused ring A'' thus formed is, for example, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, an acridine ring, or a phenophosphazine ring.
具体的には説明しなかったが、上記規定には、X3のN-RのRが連結基や単結合でB環および/またはC環(b環および/またはc環)と結合した形態も含まれる。例えば式(2)におけるb環(またはc環)であるベンゼン環に対してX3を取り込むようにして他の環が縮合して形成されるB’’環(またはC’’環)を有する化合物である。例えば後述する具体的化合物として列挙した、式(1-70)または式(1-71)などで表されるような化合物に対応し、形成されてできた縮合環B’(または縮合環C’’)は例えばフェノキサジン環、フェノチアジン環、アクリジン環またはフェノホスファジン環である。 Although not specifically described, the above definition also includes a form in which R of N-R of X3 is bonded to ring B and/or ring C (ring b and/or ring c) via a linking group or a single bond. For example, it is a compound having ring B'' (or ring C'') formed by condensing another ring to ring b (or ring c) of the benzene ring in formula (2) so as to incorporate X3. For example, it corresponds to a compound represented by formula (1-70) or formula (1-71) listed as specific compounds to be described later, and the condensed ring B' (or condensed ring C'') formed is, for example, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, an acridine ring or a phenophosphazine ring.
また、上記規定には、X1、X2、またはX3がいずれかの縮合環に取り込まれた形態が複合した形態も含まれる。 The above definition also includes a combination of X 1 , X 2 or X 3 incorporated into any of the fused rings.
式(1)のA環、B環、およびC環である「アリール環」としては、例えば、炭素数6~30のアリール環があげられ、炭素数6~16のアリール環が好ましく、炭素数6~12のアリール環がより好ましく、炭素数6~10のアリール環が特に好ましい。なお、この「アリール環」は、式(2)で規定された「R1~R9のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたアリール環」に対応し、また、a環(またはb環、c環)がすでに炭素数6のベンゼン環で構成されているため、これに5員環が縮合した縮合環の合計炭素数9が下限の炭素数となる。 Examples of the "aryl ring" which is ring A, ring B, and ring C in formula (1) include aryl rings having 6 to 30 carbon atoms, preferably aryl rings having 6 to 16 carbon atoms, more preferably aryl rings having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably aryl rings having 6 to 10 carbon atoms. This "aryl ring" corresponds to "an aryl ring formed together with ring a, ring b, or ring c by bonding adjacent groups among R 1 to R 9 " defined in formula (2), and since ring a (or ring b, ring c) is already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, the lower limit of the carbon number is the total carbon number of the fused rings fused with a 5-membered ring, which is 9.
具体的な「アリール環」としては、単環系であるベンゼン環、二環系であるビフェニル環、縮合二環系であるナフタレン環、三環系であるテルフェニル環(m-テルフェニル、o-テルフェニル、p-テルフェニル)、縮合三環系である、アセナフチレン環、フルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環、縮合四環系であるトリフェニレン環、ピレン環、ナフタセン環、ベンゾフルオレン環、縮合五環系であるペリレン環、ペンタセン環などがあげられる。また、フルオレン環やベンゾフルオレン環には、フルオレン環やベンゾフルオレン環がスピロ結合した構造も含まれる。 Specific examples of "aryl rings" include a monocyclic benzene ring, a bicyclic ...
式(1)のA環、B環およびC環である「ヘテロアリール環」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリール環があげられ、炭素数2~25のヘテロアリール環が好ましく、炭素数2~20のヘテロアリール環がより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリール環がさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリール環が特に好ましい。また、「ヘテロアリール環」としては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1~5個含有する複素環などがあげられる。なお、この「ヘテロアリール環」は、式(2)で規定された「R1~R9のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共に形成されたヘテロアリール環」に対応し、また、a環(またはb環、c環)がすでに炭素数6のベンゼン環で構成されているため、これに5員環が縮合した縮合環の合計炭素数6が下限の炭素数となる。 Examples of the "heteroaryl ring" which is the ring A, ring B and ring C in formula (1) include heteroaryl rings having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl rings having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl rings having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryl rings having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl rings having 2 to 10 carbon atoms. Examples of the "heteroaryl ring" include heterocycles containing 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur and nitrogen as ring-constituting atoms other than carbon. Note that this "heteroaryl ring" corresponds to the "heteroaryl ring formed together with ring a, ring b or ring c by bonding adjacent groups among R 1 to R 9 " defined in formula (2), and since ring a (or ring b or ring c) is already composed of a benzene ring having 6 carbon atoms, the lower limit of the carbon number is the total carbon number of the fused rings to which the 5-membered ring is fused, which is 6.
具体的な「ヘテロアリール環」としては、例えば、ピロール環、オキサゾール環、イソオキサゾール環、チアゾール環、イソチアゾール環、イミダゾール環(無置換、メチルなどのアルキル置換またはフェニルなどのアリール置換)、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、トリアジン環、インドール環、イソインドール環、1H-インダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、1H-ベンゾトリアゾール環、キノリン環、イソキノリン環、シンノリン環、キナゾリン環、キノキサリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、プリン環、プテリジン環、カルバゾール環、アクリジン環、フェノキサチイン環、フェノキサジン環、フェノチアジン環、フェナジン環、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、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、オキサジアゾール環、チアントレン環などがあげられる。 Specific examples of the "heteroaryl ring" include a pyrrole ring, an oxazole ring, an isoxazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, an imidazole ring (unsubstituted, substituted with an alkyl group such as methyl, or substituted with an aryl group such as phenyl), 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, 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 cinnamoyl ring, a quinol ... Examples include a phosphorus ring, a quinazoline ring, a quinoxaline ring, a phthalazine ring, a naphthyridine ring, a purine ring, a pteridine ring, a carbazole ring, an acridine ring, a phenoxathiin ring, a phenoxazine ring, a phenothiazine ring, a phenazine ring, an indolizine ring, a furan ring, a benzofuran ring, an isobenzofuran ring, a dibenzofuran ring, a naphthobenzofuran ring, a thiophene ring, a benzothiophene ring, a dibenzothiophene ring, a naphthobenzothiophene ring, a benzophosphole ring, a dibenzophosphole ring, a benzophosphole oxide ring, a dibenzophosphole oxide ring, a furazan ring, an oxadiazole ring, and a thianthrene ring.
上記「アリール環」、「ヘテロアリール環」、および「単環のアリール環、単環のヘテロアリール環およびシクロペンタジエン環からなる群より選択される2つ以上の環で構成される縮合環」のそれぞれにおける少なくとも1つの水素は、第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「ジアリールボリル」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、置換または無置換の「アリールオキシ」、置換または無置換の「アリールスルホニル」、置換または無置換の「ジアリールホスフィン」、置換または無置換の「ジアリールホスフィンオキシド」、置換または無置換の「ジアリールホスフィンスルフィド」または、置換シリルで置換されていてもよいが、この第1の置換基としての「アリール」や「ヘテロアリール」、「ジアリールアミノ」のアリール、「ジヘテロアリールアミノ」のヘテロアリール、「アリールヘテロアリールアミノ」のアリールとヘテロアリール、「ジアリールボリル」の「アリール」、「アリールオキシ」のアリール、「アリールスルホニル」のアリール、「ジアリールホスフィン」のアリール、「ジアリールホスフィンオキシド」のアリール、「ジアリールホスフィンスルフィド」のアリールとしては上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。 At least one hydrogen atom in each of the above "aryl ring", "heteroaryl ring", and "fused ring composed of two or more rings selected from the group consisting of a monocyclic aryl ring, a monocyclic heteroaryl ring, and a cyclopentadiene ring" is a first substituent, which is a substituted or unsubstituted "aryl", a substituted or unsubstituted "heteroaryl", a substituted or unsubstituted "diarylamino", a substituted or unsubstituted "diheteroarylamino", a substituted or unsubstituted "arylheteroarylamino", a substituted or unsubstituted "diarylboryl", a substituted or unsubstituted "alkyl", a substituted or unsubstituted "cycloalkyl", a substituted or unsubstituted "alkoxy", a substituted or unsubstituted "aryloxy", a substituted or unsubstituted "arylsulfonyl ... It may be substituted with a substituted "diarylphosphine", a substituted or unsubstituted "diarylphosphine oxide", a substituted or unsubstituted "diarylphosphine sulfide" or a substituted silyl, but examples of the first substituent, the "aryl" or "heteroaryl", the aryl of the "diarylamino", the heteroaryl of the "diheteroarylamino", the aryl and heteroaryl of the "arylheteroarylamino", the "aryl" of the "diarylboryl", the aryl of the "aryloxy", the aryl of the "arylsulfonyl", the aryl of the "diarylphosphine", the aryl of the "diarylphosphine", the aryl of the "diarylphosphine oxide", and the aryl of the "diarylphosphine sulfide", include the monovalent groups of the "aryl ring" or "heteroaryl ring" described above.
また第1の置換基としての「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。 The "alkyl" as the first substituent may be either linear or branched, for example, linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. An alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred.
具体的なアルキルとしては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific alkyl groups include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, 2 -Ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, n-eicosyl, etc.
また第1の置換基としての「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3~12のシクロアルキルがあげられる。好ましいシクロアルキルは、炭素数3~10のシクロアルキルである。より好ましいシクロアルキルは、炭素数3~8のシクロアルキルである。さらに好ましいシクロアルキルは、炭素数3~6のシクロアルキルである。この説明は、A環、B環およびC環の少なくとも1つに縮合し得るシクロアルキルの説明としても引用できる。 The "cycloalkyl" as the first substituent is, for example, a cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. A preferred cycloalkyl is a cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. A more preferred cycloalkyl is a cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms. An even more preferred cycloalkyl is a cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms. This explanation can also be cited as an explanation of a cycloalkyl that can be fused to at least one of the A ring, the B ring, and the C ring.
具体的なシクロアルキルとしては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数1~5のアルキル(特にメチル)置換体や、ノルボルネニル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどがあげられる。 Specific examples of cycloalkyl include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, and alkyl (especially methyl) substituted derivatives of these having 1 to 5 carbon atoms, as well as norbornenyl, bicyclo[1.0.1]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
また第1の置換基としての「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1~24の直鎖または炭素数3~24の分岐鎖のアルコキシがあげられる。炭素数1~18のアルコキシ(炭素数3~18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1~12のアルコキシ(炭素数3~12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1~6のアルコキシ(炭素数3~6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルコキシ(炭素数3~4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。 Also, examples of the "alkoxy" as the first substituent include linear alkoxy having 1 to 24 carbon atoms or branched alkoxy having 3 to 24 carbon atoms. An alkoxy having 1 to 18 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkoxy having 1 to 4 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred.
具体的なアルコキシとしては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどがあげられる。 Specific examples of alkoxy include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, and octyloxy.
また第1の置換基としての「置換シリル」としては、例えば、アルキル、シクロアルキル、およびアリールからなる群より選択される3つの置換基で置換されたシリルがあげられる。例えば、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、アルキルジシクロアルキルシリル、トリアリールシリル、ジアルキルアリールシリル、およびアルキルジアリールシリルがあげられる。 The "substituted silyl" as the first substituent is, for example, a silyl substituted with three substituents selected from the group consisting of alkyl, cycloalkyl, and aryl. Examples include trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, alkyldicycloalkylsilyl, triarylsilyl, dialkylarylsilyl, and alkyldiarylsilyl.
「トリアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された基があげられ、このアルキルは上述した第1の置換基における「アルキル」として説明した基を引用することができる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1~5のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、t-アミルなどがあげられる。 "Trialkylsilyl" refers to a silyl group in which three hydrogen atoms are each independently replaced with an alkyl, and the alkyl can be any of the groups described above as "alkyl" in the first substituent. Preferred alkyl groups for substitution are those having 1 to 5 carbon atoms, and specific examples include methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, sec-butyl, t-butyl, and t-amyl.
具体的なトリアルキルシリルとしては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi-プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec-ブチルシリル、トリt-ブチルシリル、トリt-アミルシリル、エチルジメチルシリル、プロピルジメチルシリル、i-プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec-ブチルジメチルシリル、t-ブチルジメチルシリル、t-アミルジメチルシリル、メチルジエチルシリル、プロピルジエチルシリル、i-プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec-ブチルジエチルシリル、t-ブチルジエチルシリル、t-アミルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec-ブチルジプロピルシリル、t-ブチルジプロピルシリル、t-アミルジプロピルシリル、メチルジi-プロピルシリル、エチルジi-プロピルシリル、ブチルジi-プロピルシリル、sec-ブチルジi-プロピルシリル、t-ブチルジi-プロピルシリル、t-アミルジi-プロピルシリルなどがあげられる。 Specific examples of trialkylsilyl include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tri-i-propylsilyl, tributylsilyl, trisec-butylsilyl, tri-t-butylsilyl, tri-t-amylsilyl, ethyldimethylsilyl, propyldimethylsilyl, i-propyldimethylsilyl, butyldimethylsilyl, sec-butyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, t-amyldimethylsilyl, methyldiethylsilyl, propyldiethylsilyl, i-propyldiethylsilyl, and butyl. Examples include ethyl diethylsilyl, sec-butyl diethylsilyl, t-butyl diethylsilyl, t-amyl diethylsilyl, methyl dipropylsilyl, ethyl dipropylsilyl, butyl dipropylsilyl, sec-butyl dipropylsilyl, t-butyl dipropylsilyl, t-amyl dipropylsilyl, methyl di-i-propylsilyl, ethyl di-i-propylsilyl, butyl di-i-propylsilyl, sec-butyl di-i-propylsilyl, t-butyl di-i-propylsilyl, and t-amyl di-i-propylsilyl.
「トリシクロアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してシクロアルキルで置換された基があげられ、このシクロアルキルは上述した第1の置換基における「シクロアルキル」として説明した基を引用することができる。置換するのに好ましいシクロアルキルは、炭素数5~10のシクロアルキルであり、具体的にはシクロペンチル、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、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどがあげられる。 "Tricycloalkylsilyl" refers to a group in which three hydrogen atoms in a silyl group are each independently replaced with a cycloalkyl, and the cycloalkyl can be cited as the group described as "cycloalkyl" in the first substituent above. Preferred cycloalkyl groups for substitution are cycloalkyl groups having 5 to 10 carbon atoms, and specific examples include cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
具体的なトリシクロアルキルシリルとしては、トリシクロペンチルシリル、トリシクロヘキシルシリルなどがあげられる。 Specific examples of tricycloalkylsilyl include tricyclopentylsilyl and tricyclohexylsilyl.
2つのアルキルと1つのシクロアルキルが置換したジアルキルシクロアルキルシリルと、1つのアルキルと2つのシクロアルキルが置換したアルキルジシクロアルキルシリルの具体例としては、上述した具体的なアルキルおよびシクロアルキルから選択される基が置換したシリルがあげられる。 Specific examples of dialkylcycloalkylsilyl substituted with two alkyls and one cycloalkyl, and alkyldicycloalkylsilyl substituted with one alkyl and two cycloalkyls include silyl substituted with a group selected from the specific alkyls and cycloalkyls mentioned above.
2つのアルキルと1つのアリールが置換したジアルキルアリールシリル、1つのアルキルと2つのアリールが置換したアルキルジアリールシリル、および3つのアリールが置換したトリアリールシリルの具体例としては、上述した具体的なアルキルおよびアリールから選択される基が置換したシリルがあげられる。 Specific examples of dialkylarylsilyl substituted with two alkyls and one aryl, alkyldiarylsilyl substituted with one alkyl and two aryls, and triarylsilyl substituted with three aryls include silyl substituted with groups selected from the specific alkyls and aryls listed above.
第1の置換基である、置換または無置換の「アリール」、置換または無置換の「ヘテロアリール」、置換または無置換の「ジアリールアミノ」、置換または無置換の「ジヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「アリールヘテロアリールアミノ」、置換または無置換の「ジアリールボリル」、置換または無置換の「アルキル」、置換または無置換の「シクロアルキル」、置換または無置換の「アルコキシ」、置換または無置換の「アリールオキシ」、置換または無置換の「アリールスルホニル」、置換または無置換の「ジアリールホスフィン」、置換または無置換の「ジアリールホスフィンオキシド」、置換または無置換の「ジアリールホスフィンスルフィド」は、置換または無置換と説明されているとおり、それらにおける少なくとも1つの水素が第2の置換基で置換されていてもよい。この第2の置換基としては、例えば、アリール、ヘテロアリールまたはアルキルがあげられ、それらの具体例は、上述した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基、また第1の置換基としての「アルキル」の説明を参照することができる。また、第2の置換基としてのアリールやヘテロアリールには、それらにおける少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリール(具体例は上述した基)やメチルなどのアルキル(具体例は上述した基)で置換された基も含まれる。その一例としては、第2の置換基がカルバゾリルの場合には、9位における少なくとも1つの水素がフェニルなどのアリールやメチルなどのアルキルで置換されたカルバゾリルも第2の置換基としてのヘテロアリールに含まれる。 As explained as being substituted or unsubstituted, at least one hydrogen atom in the first substituents, substituted or unsubstituted "aryl", substituted or unsubstituted "heteroaryl", substituted or unsubstituted "diarylamino", substituted or unsubstituted "diheteroarylamino", substituted or unsubstituted "arylheteroarylamino", substituted or unsubstituted "diarylboryl", substituted or unsubstituted "alkyl", substituted or unsubstituted "cycloalkyl", substituted or unsubstituted "alkoxy", substituted or unsubstituted "aryloxy", substituted or unsubstituted "arylsulfonyl", substituted or unsubstituted "diarylphosphine", substituted or unsubstituted "diarylphosphine oxide", and substituted or unsubstituted "diarylphosphine sulfide", may be substituted with a second substituent. Examples of the second substituent include aryl, heteroaryl, and alkyl, and specific examples thereof can be found in the explanation of the monovalent group of the "aryl ring" or "heteroaryl ring" described above, and the "alkyl" as the first substituent. The aryl and heteroaryl as the second substituent also include groups in which at least one hydrogen atom is replaced by an aryl such as phenyl (specific examples are the groups described above) or an alkyl such as methyl (specific examples are the groups described above). For example, when the second substituent is carbazolyl, the heteroaryl as the second substituent also includes carbazolyl in which at least one hydrogen atom at the 9-position is replaced by an aryl such as phenyl or an alkyl such as methyl.
置換基(第1置換基、第2置換基、および第1置換基と第2置換基との組み合わせ)の構造の立体障害性、電子供与性および電子吸引性によって、発光波長を調整することができる。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、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、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。 The emission wavelength can be adjusted by the steric hindrance, electron donating and electron withdrawing properties of the structure of the substituents (first substituent, second substituent and combination of first and second substituents). Preferred are groups represented by the following structural formulas, more preferably methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, 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, carbazolyl, 3,6-dimethylcarbazolyl, 3,6-di-t-butylcarbazolyl, and phenoxy, and even more preferably methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, 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.
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-オクチルを表す。
式(2)のR1~R9、式(1a)、式(1a-1)~式(1a-15)のR、Ra1~Ra8、Raa1~Raa4、および式(1b)のR、Ra9~Ra16、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)および式(15)のRb1~Rb13におけるアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノのアリール、ジヘテロアリールアミノのヘテロアリール、アリールヘテロアリールアミノのアリールとヘテロアリール、またはアリールオキシのアリールとしては、式(1)で説明した「アリール環」または「ヘテロアリール環」の一価の基があげられる。また、式(2)のR1~R9、式(1a)、式(1a-1)~式(1a-15)のR、Ra1~Ra8、および式(1b)のR、Ra9~Ra16、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)および式(15)のRb1~Rb13におけるにおけるアルキルまたはアルコキシとしては、上述した式(1)の説明における第1の置換基としての「アルキル」や「アルコキシ」の説明を参照することができる。さらに、これらの基への置換基としてのアリール、ヘテロアリールまたはアルキルも同様である。 Examples of the aryl, heteroaryl, aryl of diarylamino, heteroaryl of diheteroarylamino, aryl and heteroaryl of arylheteroarylamino, and aryl of aryloxy in R 1 to R 9 in formula (2), R, R a1 to R a8 , R aa1 to R aa4 in formulas (1a), (1a- 1 ) to (1a-15), and R, R a9 to R a16 in formula (1b) , and R b1 to R b13 in formulas (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), and (15) include monovalent groups of "aryl ring" or "heteroaryl ring" explained in formula (1). In addition, for the alkyl or alkoxy in R 1 to R 9 in formula (2), R, R a1 to R a8 in formula (1a), formula (1a-1) to formula (1a-15), and R, R a9 to R a16 in formula (1b), and R b1 to R b13 in formula (3), formula (4), formula (5), formula (6), formula (7), formula (8), formula (9), formula (10), formula (11), formula ( 12 ), formula (13), formula ( 14 ), and formula (15), reference can be made to the explanation of "alkyl" or "alkoxy" as the first substituent in the explanation of formula (1) above. Furthermore, the same applies to aryl, heteroaryl, or alkyl as a substituent to these groups.
式(1)のY1におけるSi-RおよびGe-RのRは、アリール、アルキル、またはシクロアルキルであるが、このアリール、アルキル、およびシクロアルキルの具体例としては上述する基があげられる。特に炭素数6~12のアリール、炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数1~6のアルキル、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)、が好ましい。この説明は式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)および式(15)におけるY1でも同じである。 R of Si-R and Ge-R in Y 1 of formula (1) is aryl, alkyl, or cycloalkyl, and specific examples of this aryl, alkyl, and cycloalkyl include the groups described above. In particular, aryls having 6 to 12 carbon atoms, aryls having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.), alkyls having 1 to 6 carbon atoms, and alkyls having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, etc.) are preferred. This explanation also applies to Y 1 in formulas (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), and ( 15 ).
式(1)のX1、X2、およびX3における>C(-R)2、>Si(-R)2のRは、水素、上述した第2の置換基で置換されていてもよいアリール、第2の置換基で置換されていてもよいアルキル、または第2の置換基で置換されていてもよいシクロアルキルである。このアリール、ヘテロアリール、アルキル、またはシクロアルキルの具体例としては上述する基があげられる。特に炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)が好ましい。式(1)のX1、X2、およびX3における>C(-R)2におけるRはメチルであることが好ましい。この説明は式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)におけるX1、X2、およびX3でも同じである。 R in >C(-R) 2 and >Si(-R) 2 in X 1 , X 2 , and X 3 in formula (1) is hydrogen, aryl which may be substituted with the above-mentioned second substituent, alkyl which may be substituted with the second substituent, or cycloalkyl which may be substituted with the second substituent. Specific examples of the aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl include the groups described above. In particular, aryl having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.) and alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, etc.) are preferred. R in >C(-R) 2 in X 1 , X 2 , and X 3 in formula (1) is preferably methyl. This explanation also applies to X1, X2, and X3 in formulas (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), ( 13 ), ( 14 ), and ( 15 ).
式(1)のX1、X2、およびX3におけるN-RのRは上述した第2の置換基で置換されていてもよいアリール、第2の置換基で置換されていてもよいヘテロアリール、第2の置換基で置換されていてもよいアルキル、または第2の置換基で置換されていてもよいシクロアルキルである。このアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルの具体例としては上述する基があげられる。特に炭素数6~10のアリール(例えばフェニル、ナフチルなど)、炭素数2~15のヘテロアリール(例えばカルバゾリルなど)、炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)が好ましい。X1、X2、およびX3におけるN-RのRとしては、特に、メチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、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、または2,4,6-メシチルが好ましい。この説明は式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)におけるX1、X2、およびX3でも同じである。 R of N-R in X 1 , X 2 , and X 3 of formula (1) is aryl which may be substituted with the second substituent, heteroaryl which may be substituted with the second substituent, alkyl which may be substituted with the second substituent, or cycloalkyl which may be substituted with the second substituent. Specific examples of the aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl include the groups described above. In particular, aryl having 6 to 10 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.), heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms (e.g., carbazolyl, etc.), and alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, etc.) are preferred. As R of N-R in X 1 , X 2 , and X 3 , methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, phenyl, o-tolyl, p-tolyl, 2,4-xylyl, 2,5-xylyl, 2,6-xylyl, or 2,4,6-mesityl are particularly preferred. This explanation also applies to X1, X2, and X3 in formulas (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), ( 13 ), ( 14 ), and ( 15 ).
式(1)における連結基である「-C(-R)2-」のRは水素、アルキルまたはアリールであり、「>N-R」のRはアルキルまたはアルキルで置換されていてもよいアリールであるが、このアルキルやアリールの具体例としては上述する基があげられる。特に炭素数1~6のアルキルや炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)、炭素数1~6のアルキルや炭素数1~4のアルキル(例えばメチル、エチルなど)で置換されていてもよい炭素数6~12のアリール(フェニル、ナフチルなど)が好ましい。この説明は式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)における連結基である「-C(-R)2-」や「>N-R」でも同じである。 In formula (1), R in "-C(-R) 2 -" which is a linking group is hydrogen, alkyl or aryl, and R in ">N-R" is alkyl or aryl which may be substituted with alkyl, and specific examples of the alkyl or aryl include the groups described above. In particular, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, etc.), and aryl having 6 to 12 carbon atoms (e.g., phenyl, naphthyl, etc.) which may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms or alkyl having 1 to 4 carbon atoms (e.g., methyl, ethyl, etc.) are preferred. This explanation also applies to the linking groups "-C(-R) 2 -" and ">N-R" in formulas (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), ( 14 ), and (15).
また、式(1)における連結基である「アリーレン」や「炭素数6~30のアリーレン」としては上述したアリールと同じ構造の2価の基があげられる。この説明は式(2)、式(3)、式(4)、式(5)、式(6)、式(7)、式(8)、式(9)、式(10)、式(11)、式(12)、式(13)、式(14)、および式(15)における連結基である「炭素数6~12のアリーレン」でも同じである。 The linking group "arylene" and "arylene having 6 to 30 carbon atoms" in formula (1) can be a divalent group having the same structure as the aryl described above. This explanation also applies to the linking group "arylene having 6 to 12 carbon atoms" in formulas (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (14), and (15).
式(1)で表される単位構造を2つ有する多環芳香族化合物の多量体は、二量体であることが好ましい。二量体は、好ましくは、式(3)~(15)のいずれかで表される単位構造を2つ有する多環芳香族化合物の二量体である。二量体は、一つの化合物の中に上記単位構造を2つ有する形態であればよく、例えば、上記単位構造が単結合、炭素数1~3のアルキレン、フェニレン、ナフチレンなどの連結基で2つ結合した形態に加えて、上記単位構造に含まれる任意の環(A環、B環またはC環等)を2つの単位構造で共有するようにして結合した形態であってもよく、また、上記単位構造に含まれる任意の環(A環、B環またはC環)同士が縮合するようにして結合した形態であってもよい。 The multimer of the polycyclic aromatic compound having two unit structures represented by formula (1) is preferably a dimer. The dimer is preferably a dimer of a polycyclic aromatic compound having two unit structures represented by any one of formulas (3) to (15). The dimer may be in a form having two of the above unit structures in one compound, and may be in a form in which the above unit structures are bonded together by a linking group such as a single bond, an alkylene having 1 to 3 carbon atoms, phenylene, or naphthylene, or in which any ring (ring A, ring B, or ring C, etc.) contained in the above unit structure is shared by two unit structures, or in which any ring (ring A, ring B, or ring C) contained in the above unit structure is bonded together so as to be condensed.
このような二量体としては、例えば、下記式(2-4)、式(2-5)または式(2-6)で表される二量体があげられる。すなわち、式(2)で説明すれば、a環であるベンゼン環を共有するようにして、2つの式(2)で表される単位構造を1つの化合物中に有する二量体である。また、下記式(2-5)で表される二量体は、式(2)で説明すれば、a環であるベンゼン環とX2を共有するようにして、2つの式(2)で表される単位構造を1つの化合物中に有する二量体である。また、下記式(2-6)で表される二量体は、式(2)で説明すれば、例えばある単位構造のa環(またはb環、c環)であるベンゼン環とある単位構造のa環(またはb環、c環)であるベンゼン環とが縮合するようにして、2つの式(2)で表される単位構造を1つの化合物中に有する二量体である。なお、下記式におけるY1、X1、X2、X3、R1およびR3~R9の定義は式(2)のそれらの定義と同一である。 Examples of such dimers include dimers represented by the following formula (2-4), formula (2-5), or formula (2-6). That is, when explained using formula (2), it is a dimer having two unit structures represented by formula (2) in one compound, with the benzene ring being the a-ring being shared. Also, when explained using formula (2-5), it is a dimer having two unit structures represented by formula (2) in one compound, with the benzene ring being the a-ring being shared with X 2. Also, when explained using formula (2-6), it is a dimer having two unit structures represented by formula (2) in one compound, with the benzene ring being the a-ring (or b-ring, c-ring) of a certain unit structure being condensed with the benzene ring being the a-ring (or b-ring, c-ring) of a certain unit structure. In the following formula, the definitions of Y 1 , X 1 , X 2 , X 3 , R 1 and R 3 to R 9 are the same as those in formula (2).
また、式(1)、式(2)~(15)のいずれかで表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中の水素は、その全てまたは一部がシアノ、ハロゲンまたは重水素であってもよい。例えば、式(1)においては、A環、B環、C環(A~C環はアリール環またはヘテロアリール環)、A~C環への置換基、Y1がSi-RまたはGe-RであるときのR、ならびに、X1、X2およびX3がる>C(-R)2またはN-RであるときのRにおける水素がシアノ、ハロゲン、または重水素で置換されうるが、これらの中でもアリールやヘテロアリールにおける全てまたは一部の水素が、シアノ、ハロゲン、または重水素で置換された態様があげられる。ハロゲンは、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素であり、好ましくはフッ素、塩素または臭素、より好ましくは塩素である。 In addition, all or a part of hydrogen in the chemical structure of the polycyclic aromatic compound and its multimer represented by any one of formulas (1) and (2) to (15) may be cyano, halogen, or deuterium. For example, in formula (1), hydrogen in ring A, ring B, ring C (rings A to C are aryl rings or heteroaryl rings), substituents on rings A to C, R when Y 1 is Si-R or Ge-R, and R when X 1 , X 2 and X 3 are >C(-R) 2 or N-R may be replaced with cyano, halogen, or deuterium, and among these, there is an embodiment in which all or a part of hydrogen in aryl or heteroaryl is replaced with cyano, halogen, or deuterium. The halogen is fluorine, chlorine, bromine, or iodine, preferably fluorine, chlorine, or bromine, and more preferably chlorine.
式(1)~(15)で表される多環芳香族化合物およびその多量体の化学構造中のアリール環およびヘテロアリール環よりなる群より選択される少なくとも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。 At least one selected from the group consisting of aryl rings and heteroaryl rings in the chemical structures of the polycyclic aromatic compounds represented by formulas (1) to (15) and their multimers may be condensed with at least one cycloalkane.
例えば、A環、B環、C環、a環、b環、c環、縮合環中のアリール環およびヘテロアリール環、第1および第2の置換基としてのアリール(アリール、ジアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、ジアリールボリルまたはアリールオキシにおけるアリール部分)およびヘテロアリール(ヘテロアリール、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におけるヘテロアリール部分)、Y1であるSi-RおよびGe-RのRとしてのアリール(上記と同様)、ならびに、X1、X2、X3である>N-R、>Si(-R)2および>C(-R)2のRとしてのアリール(上記と同様)およびヘテロアリール(上記と同様)のうちの少なくとも1つが、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, at least one of the A ring, B ring, C ring, a ring, b ring, c ring, aryl ring and heteroaryl ring in the fused ring, aryl (aryl moiety in aryl, diarylamino, arylheteroarylamino, diarylboryl or aryloxy) and heteroaryl (heteroaryl moiety in heteroaryl, diheteroarylamino or arylheteroarylamino) as the first and second substituents, aryl (similar to above ) as R in Si-R and Ge- R which are Y1 , and aryl (similar to above) and heteroaryl (similar to above ) as R in >N-R, >Si(-R) 2 and >C(-R) 2 which are X1, X2 and X3 may be fused 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[1.0.1]ブタン、ビシクロ[1.1.1]ペンタン、ビシクロ[2.0.1]ペンタン、ビシクロ[1.2.1]ヘキサン、ビシクロ[3.0.1]ヘキサン、ビシクロ[2.1.2]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[1.0.1]butane, bicyclo[1.1.1]pentane, bicyclo[2.0.1]pentane, bicyclo[1.2.1]hexane, bicyclo[3.0.1]hexane, bicyclo[2.1.2]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。 Among these, for example, a structure in which at least one hydrogen atom is substituted on the α-position carbon of a cycloalkane (the carbon atom adjacent to the carbon atom at the condensation site in a cycloalkyl fused to an aromatic ring or heteroaromatic ring) is preferred, a structure in which two hydrogen atoms are substituted on the α-position carbon is more preferred, and a structure in which a total of four hydrogen atoms are substituted on the two α-position carbons is even more preferred. Examples of such a substituent include an alkyl (particularly methyl) substituent having 1 to 5 carbon atoms, a halogen (particularly fluorine) substituent, and a deuterium substituent.
1つのアリール環またはヘテロアリール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)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。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)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。例えば1つのベンゼン環(フェニル)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。縮合される環(基)がベンゼン環(フェニル)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。 At least one -CH 2 - in a cycloalkane may be replaced with -O-. For example, examples in which one or more -CH 2 - in a cycloalkane fused to a benzene ring (phenyl) are replaced with -O- are shown below. The same applies even when the fused ring (group) is an aromatic ring or heteroaromatic ring other than a benzene ring (phenyl) or when the fused cycloalkane is a cycloalkane other than cyclopentane or cyclohexane.
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、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、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の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、この例を以下に示す。 At least one hydrogen atom in the cycloalkane may be substituted. Examples of the substituent 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, substituted silyl, deuterium, cyano, and halogen. For details of these, see the explanation of the first substituent above. Among these substituents, alkyl (e.g., alkyl having 1 to 6 carbon atoms), cycloalkyl (e.g., cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms), halogen (e.g., fluorine), and deuterium are preferred. In addition, when cycloalkyl is substituted, it may be substituted in a form that forms a spiro structure, an example of which is shown below.
シクロアルカン縮合の他の形態としては、式(1)~(15)で表される多環芳香族化合物およびその多量体が、例えば、Rがシクロアルカンで縮合されたアリールである>N-R、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ(このアリール部分へ縮合)、シクロアルカンで縮合されたカルバゾリル(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(このベンゼン環部分へ縮合)を有する例があげられる。「ジアリールアミノ」については上記「第1の置換基」として説明した基があげられる。 Other forms of cycloalkane condensation include polycyclic aromatic compounds and multimers thereof represented by formulas (1) to (15), such as >N-R, where R is an aryl condensed with a cycloalkane, diarylamino condensed with a cycloalkane (condensed to the aryl portion), carbazolyl condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion), or benzocarbazolyl condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion). Examples of "diarylamino" include the groups described above as the "first substituent."
また、さらに具体的な例としては、式(2)で表される多環芳香族化合物およびその多量体におけるR2が、シクロアルカンで縮合されたジアリールアミノ(このアリール部分へ縮合)またはシクロアルカンで縮合されたカルバゾリル(このベンゼン環部分へ縮合)である例があげられる。 Further, as a more specific example, there can be mentioned an example in which R2 in the polycyclic aromatic compound represented by formula (2) and its multimer is a diarylamino condensed with a cycloalkane (condensed to the aryl portion) or a carbazolyl condensed with a cycloalkane (condensed to the benzene ring portion).
本発明の多環芳香族化合物およびその多量体は、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。特に、有機電界発光素子においては、発光層のドーパント材料として、Y1がBであり、かつX1、X2、およびX3がN-Rである化合物、Y1がBであり、かつX1、X2、およびX3のうち1つがOであり、他がN-Rである化合物、Y1がBであり、かつX1、X2、およびX3のうち2つがOであり、他がN-Rである化合物、Y1がBであり、かつX1、X2、およびX3のうち2つが>C(-R)2であり、他がN-Rである化合物、Y1がBであり、かつX1、X2およびX3のうち2つが>C(-R)2であり、他がOである化合物が好ましく、発光層のホスト材料として、Y1がBまたはP=Oであり、かつX1、X2、およびX3がN-Rである化合物、Y1がBまたはP=Oであり、かつX1、X2、およびX3のうち1つがOであり、他がN-Rである化合物、Y1がBまたはP=Oであり、かつX1、X2およびX3のうち2つがOであり、他がN-Rである化合物が好ましく、電子輸送材料として、Y1がBまたはP=Oであり、かつX1、X2、およびX3がOである化合物、Y1がBまたはP=Oであり、X1、X2、およびX3がSである化合物、Y1がBまたはP=Oであり、かつX1、X2、およびX3が>C(-R)2である化合物、Y1がBまたはP=Oであり、X1、X2、およびX3のうち2つがOであり、他がN-Rである化合物が好ましく用いられる。 The polycyclic aromatic compound and its multimer of 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. In particular, in the organic electroluminescent device, the dopant material of the emitting layer is preferably a compound in which Y 1 is B and X 1 , X 2 and X 3 are N-R, a compound in which Y 1 is B and one of X 1 , X 2 and X 3 is O and the others are N-R, a compound in which Y 1 is B and two of X 1 , X 2 and X 3 are O and the others are N-R, a compound in which Y 1 is B and two of X 1 , X 2 and X 3 are >C(-R) 2 and the others are N-R, a compound in which Y 1 is B and two of X 1 , X 2 and X 3 are >C(-R) 2 and the others are O, and a compound in which Y 1 is B and two of X 1 , X 2 and X 3 are >C(-R) 2 and the others are O. As the host material of the emitting layer, a compound in which Y 1 is B or P=O and X 1 , X 2 and X 3 are N-R, A compound in which Y1 is B or P=O, one of X1 , X2 , and X3 is O, and the others are N-R, and a compound in which Y1 is B or P=O, two of X1 , X2 , and X3 are O, and the others are N-R are preferred, and as an electron transporting material, a compound in which Y1 is B or P=O, and X1 , X2 , and X3 are O, a compound in which Y1 is B or P=O, and X1 , X2 , and X3 are S, a compound in which Y1 is B or P=O, and X1 , X2 , and X3 are >C(-R) 2 , and a compound in which Y1 is B or P=O, two of X1 , X2 , and X3 are O, and the others are N-R are preferably used.
本発明の多環芳香族化合物のさらに具体的な例としては、例えば以下の化学構造式で表される化合物があげられる。なお、化学構造式中、Meはメチル、tBuはtert-ブチル、tAmはt-アミルである。 Specific examples of the polycyclic aromatic compounds of the present invention include compounds represented by the following chemical structural formulas. In the chemical structural formulas, Me is methyl, tBu is tert-butyl, and tAm is t-amyl.
本発明に係る式(1)で表される多環芳香族化合物およびその多量体は、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 represented by formula (1) according to the present invention and its multimer can also be used 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), for example, as a material for an organic device, for example, 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.
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またはその多量体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。 The reactive substituents described above (including the polymerizable substituents, the crosslinkable substituents, and the reactive substituents for obtaining a pendant polymer, hereinafter also referred to simply as "reactive substituents") are not particularly limited as long as they are substituents capable of increasing the molecular weight of the polycyclic aromatic compound or its multimer, substituents capable of further crosslinking the polymer compound thus obtained, and substituents capable of pendant reaction with a main-chain polymer, but are preferably those with the following structures. * in each structural formula indicates the bond position.
LX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。 L X are each 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, and a polyoxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms. Among the above substituents, a group represented by formula (XLS-1), formula (XLS-2), formula (XLS-3), formula (XLS-9), formula (XLS-10) or formula (XLS-17) is preferred, and a group represented by formula (XLS-1), formula (XLS-3) or formula (XLS-17) is 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(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.多環芳香族化合物およびその多量体の製造方法
式(1)や(2)で表される多環芳香族化合物およびその二量体は、基本的には、まずA環(a環)とB環(b環)およびC環(c環)とを結合基(X1、X2、X3含む基)で結合させることで中間体を製造し(第1反応)、その後に、A環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を結合基(Y1を含む基)で結合させることで最終生成物を製造することができる(第2反応)。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。なお、以下のスキームにおいてY1、X1、X2、X3、R1~R9およびRの定義は式(1)または式(2)のそれらの定義と同一である。
2. Method for producing polycyclic aromatic compounds and their multimers Basically, polycyclic aromatic compounds and their dimers represented by formula (1) or (2) are produced by first bonding ring A (ring a), ring B (ring b) and ring C (ring c) with a bonding group (group containing X 1 , X 2 , X 3 ) to produce an intermediate (first reaction), and then bonding ring A (ring a), ring B (ring b) and ring C (ring c) with a bonding group (group containing Y 1 ) to produce a final product (second reaction). In the first reaction, for example, if it is an etherification reaction, a general reaction such as a nucleophilic substitution reaction or an Ullmann reaction can be used, and if it is an amination reaction, a general reaction such as a Buchwald-Hartwig reaction can be used. In addition, in the second reaction, a tandem hetero Friedel-Crafts reaction (successive aromatic electrophilic substitution reaction, the same applies below) can be used. In the following schemes, the definitions of Y 1 , X 1 , X 2 , X 3 , R 1 to R 9 and R are the same as those in formula (1) or formula (2).
第2反応は、下記スキーム(1)や(2)に示すように、A環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を結合するY1を導入する反応であり、例としてY1がホウ素原子、X1、X2、X3が>N-Rの場合を以下に示す。まず、X1、X2、X3の間の水素原子をn-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウムまたはt-ブチルリチウム等でオルトメタル化する。次いで、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等を加え、リチウム-ホウ素の金属交換を行った後、N,N-ジイソプロピルエチルアミン等のブレンステッド塩基を加えることで、タンデムボラフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。第2反応においては反応を促進させるために三塩化アルミニウム等のルイス酸を加えてもよい。 The second reaction is a reaction for introducing Y 1 which bonds the A ring (a ring), the B ring (b ring) and the C ring (c ring) as shown in the following schemes (1) and (2). An example in which Y 1 is a boron atom and X 1 , X 2 and X 3 are >N-R is shown below. First, the hydrogen atoms between X 1 , X 2 and X 3 are orthometalated with n-butyllithium, sec-butyllithium or t-butyllithium. Next, boron trichloride, boron tribromide or the like is added to carry out lithium-boron metal exchange, and then a tandem boron-Friedel-Crafts reaction is carried out by adding a Bronsted base such as N,N-diisopropylethylamine to obtain the target product. In the second reaction, a Lewis acid such as aluminum trichloride may be added to promote the reaction.
なお、上記スキーム(1)や(2)は、式(1)や(2)で表される多環芳香族化合物の製造方法を主に示しているが、その二量体については、複数のA環(a環)、B環(b環)およびC環(c環)を有する中間体を用いることで製造することができる。詳細には下記スキーム(3)~(4)で説明する。この場合、使用するブチルリチウム等の試薬の量を2倍量とすることで目的物を得ることができる。 The above schemes (1) and (2) mainly show the method for producing the polycyclic aromatic compounds represented by formulas (1) and (2), but the dimers can be produced by using intermediates having multiple A rings (a rings), B rings (b rings) and C rings (c rings). Details are explained in the following schemes (3) and (4). In this case, the target product can be obtained by doubling the amount of the reagent such as butyllithium used.
上記スキームにおいては、オルトメタル化により所望の位置へリチウムを導入したが、下記スキーム(5)および(6)のようにリチウムを導入したい位置にハロゲン原子(Hal)を導入し、ハロゲン-メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる。 In the above scheme, lithium was introduced at the desired position by orthometalation, but as in schemes (5) and (6) below, lithium can also be introduced at the desired position by introducing a halogen atom (Hal) at the desired position and then performing halogen-metal exchange.
また、スキーム(3)やスキーム(4)で説明した二量体の製造方法についても、上記スキーム(5)および(6)のようにリチウムを導入したい位置に臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン-メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる(下記スキーム(7)および(8))。 In addition, for the methods for producing dimers described in schemes (3) and (4), lithium can also be introduced to the desired position by introducing a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom into the position where lithium is to be introduced, as in schemes (5) and (6) above, and then by halogen-metal exchange (schemes (7) and (8) below).
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合成することができ有用である。 This method is useful because it allows the synthesis of the desired product even in cases where ortho-metallation is not possible due to the influence of substituents.
上述の合成法を適宜選択し、使用する原料も適宜選択することで、所望の位置に置換基を有し、Y1がホウ素原子、X1、X2およびX3が窒素原子である多環芳香族化合物およびその二量体を合成することができる。 By appropriately selecting the above-mentioned synthesis method and the raw materials to be used, it is possible to synthesize a polycyclic aromatic compound and a dimer thereof having substituents at desired positions, in which Y 1 is a boron atom, and X 1 , X 2 and X 3 are nitrogen atoms.
次に、例としてY1がホウ素原子、X1およびX2が窒素原子であり、X3が酸素原子の場合を下記スキーム(9)および(10)に示す。X1、X2、X3すべてが窒素原子である場合と同様に、リチウムを導入したい位置に臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入し、n-ブチルリチウム等を作用させハロゲン-メタル交換によってメタル化する。次いで、三臭化ホウ素等を加え、リチウム-ホウ素の金属交換を行った後、N,N-ジイソプロピルエチルアミン等のブレンステッド塩基を加えることで、タンデムボラフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。ここで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。 Next, as an example, the case where Y 1 is a boron atom, X 1 and X 2 are nitrogen atoms, and X 3 is an oxygen atom is shown in the following schemes (9) and (10). As in the case where X 1 , X 2 , and X 3 are all nitrogen atoms, a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom is introduced at the position where lithium is to be introduced, and n-butyllithium or the like is allowed to act to metalize by halogen-metal exchange. Next, boron tribromide or the like is added to perform lithium-boron metal exchange, and then a Bronsted base such as N,N-diisopropylethylamine is added to perform a tandem boron-Friedel-Crafts reaction to obtain the target product. Here, a Lewis acid such as aluminum trichloride may be added to promote the reaction.
また、Y1がホウ素原子、X1およびX2が窒素原子であり、X3が酸素原子の場合の二量体についても、上記スキーム(7)および(8)のようにリチウムを導入したい位置に臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン-メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる(下記スキーム(11)および(12))。 In addition, in the case of a dimer in which Y1 is a boron atom, X1 and X2 are nitrogen atoms, and X3 is an oxygen atom, lithium can also be introduced into the desired position by introducing a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom into the position where lithium is to be introduced as in the above schemes (7) and (8) and then subjecting the halogen to halogen-metal exchange (the following schemes (11) and (12)).
次に、例としてY1がリンスルフィド、リンオキサイドまたはリン原子であり、X1、X2、X3すべてが窒素原子である場合を下記スキーム(13)~(16)に示す。これまでと同様に、まずリチウムを導入したい位置に臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン-メタル交換によってメタル化する。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がリンオキサイドである化合物を得ることができ、得られたリンオキサイド化合物をトリエチルホスフィンで処理することでY1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 case where Y 1 is phosphorus sulfide, phosphorus oxide or phosphorus atom, and X 1 , X 2 , and X 3 are all nitrogen atoms is shown in the following schemes (13) to (16). As in the above, first, a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom is introduced at the position where lithium is to be introduced, and metalization is performed by halogen-metal exchange. 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 perform a tandem phospha Friedel-Crafts reaction, thereby obtaining a compound in which Y 1 is phosphorus sulfide. In addition, a compound in which Y 1 is 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 is a phosphorus atom can be obtained by treating the obtained phosphorus oxide compound with triethylphosphine.
また、Y1がリンスルフィド、X1、X2、X3すべてが窒素原子である場合の二量体についても、上記スキーム(7)および(8)のようにリチウムを導入したい位置に臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入し、ハロゲン-メタル交換によっても所望の位置へリチウムを導入することができる(下記スキーム(17)および(18))。また、このようにしてY1がリンスルフィド、X1、X2、X3すべてが窒素原子である場合の二量体も、上記スキーム(15)および(16)のようにして、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がリンオキサイドである化合物を得ることができ、得られたリンオキサイド化合物をトリエチルホスフィンで処理することでY1がリン原子である化合物を得ることができる。 In addition, for a dimer in which Y 1 is phosphorus sulfide and X 1 , X 2 , and X 3 are all nitrogen atoms, a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom can be introduced into the desired position as in the above schemes (7) and (8), and lithium can be introduced into the desired position by halogen-metal exchange (the following schemes (17) and (18)). In addition, for a dimer in which Y 1 is phosphorus sulfide and X 1 , X 2 , and X 3 are all nitrogen atoms, a compound in which Y 1 is phosphorus oxide can be obtained by treating the phosphorus sulfide compound with m-chloroperbenzoic acid (m-CPBA) as in the above schemes (15) and (16), and a compound in which Y 1 is a phosphorus atom can be obtained by treating the obtained phosphorus oxide compound with triethylphosphine.
ここでは、Y1が、B、P、P=OまたはP=Sであり、X1、X2およびX3がN-RまたはOである例を記載したが、原料を適宜変更することで、Y1が、P(-R)2、Al、Ga、As、Si-R、Ge-R、Sn-R、Sb、Sb=O、Sb=S、Sb(-R)2、オルトクロラニルが結合したSb、Bi、Bi=O、Bi=S、Bi(-R)2またはオルトクロラニルが結合したBiであったり、X1、X2およびX3がSである化合物も合成することができる。また、Y1がSn-Rの化合物からSnを他の遷移金属へ変換することも可能である。 Here, an example is described in which Y 1 is B, P, P=O or P=S, and X 1 , X 2 and X 3 are N-R or O, but by appropriately changing the raw material, it is also possible to synthesize a compound in which Y 1 is P(-R) 2 , Al, Ga, As, Si-R, Ge-R, Sn-R, Sb, Sb=O, Sb=S, Sb(-R) 2 , Sb bonded with orthochloranil, Bi, Bi=O, Bi=S, Bi(-R) 2 or Bi bonded with orthochloranil, or X 1 , X 2 and X 3 are S. It is also possible to convert Sn from a compound in which Y 1 is Sn-R to another transition metal.
以上の反応で用いられる溶媒の具体例は、t-ブチルベンゼンやキシレンなどである。 Specific examples of solvents used in the above reactions include t-butylbenzene and xylene.
また、式(2)では、a環、b環およびc環の置換基R1~R9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またはヘテロアリールで置換されていてもよい。したがって、式(2)で表される多環芳香族化合物は、a環、b環およびc環における置換基の相互の結合形態によって、下記スキーム(19)および(20)の式(2-1)および式(2-2)に示すように、化合物を構成する環構造が変化する。これらの化合物は下記スキーム(19)および(20)に示す中間体に上記スキーム(1)~(18)で示した合成法を適用することで合成することができる。 In addition, in formula (2), adjacent groups among the substituents R 1 to R 9 of the ring a, ring b, and ring c may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl or a heteroaryl. Therefore, the ring structure constituting the polycyclic aromatic compound represented by formula (2) changes as shown in formulas (2-1) and (2-2) in the following schemes (19) and (20) depending on the mutual bonding form of the substituents in the ring a, ring b, and ring c. These compounds can be synthesized by applying the synthetic methods shown in the above schemes (1) to (18) to the intermediates shown in the following schemes (19) and (20).
上記式(2-1)および式(2-2)中のA'環、B'環およびC'環は、置換基R1~R9のうちの隣接する基同士が結合して、それぞれa環、b環およびc環と共に形成したアリール環またはヘテロアリール環を示す(a環、b環またはc環に他の環構造が縮合してできた縮合環ともいえる)。なお、式では示してはいないが、a環、b環およびc環の全てがA'環、B'環およびC'環に変化した化合物もある。 The rings A', B' and C' in the above formula (2-1) and formula (2-2) represent aryl or heteroaryl rings formed by bonding adjacent groups among the substituents R 1 to R 9 together with the rings a, b and c, respectively (they may also be considered as condensed rings formed by condensing other ring structures to the rings a, b or c). Although not shown in the formula, there are also compounds in which the rings a, b and c are all changed to the rings A', B' and C'.
また、式(2)における「N-RのRは-O-、-S-、-C(-R)2-、>N-R、アリーレン、単結合または縮合により前記a環、b環および/またはc環と結合している」との規定は、下記スキーム(21)の式(2-3-1)で表される、X1やX2が縮合環B'および縮合環C'に取り込まれた環構造を有する化合物や、式(2-3-2)や式(2-3-3)で表される、X1やX2が縮合環A'に取り込まれた環構造を有する化合物で表現することができる。これらの化合物は下記スキーム(21)に示す中間体に上記スキーム(1)~(18)で示した合成法を適用することで合成することができる。 The provision in formula (2) that "R of N-R is bonded to the ring a, ring b and/or ring c by -O-, -S-, -C(-R) 2- , >N-R, arylene, a single bond or condensation" can be expressed by a compound having a ring structure in which X1 or X2 is incorporated into fused ring B' or fused ring C', as represented by formula (2-3-1) in the following scheme (21), or a compound having a ring structure in which X1 or X2 is incorporated into fused ring A', as represented by formula (2-3-2) or formula (2-3-3). These compounds can be synthesized by applying the synthetic methods shown in the above schemes (1) to (18) to the intermediates shown in the following scheme (21).
また、上記スキーム(1)~(14)および(17)~(21)の合成法では、三塩化ホウ素や三臭化ホウ素等を加える前に、X1、X2、X3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添加により反応を進行させることもできる。 In the above synthesis schemes (1) to (14) and (17) to (21), examples have been shown in which a tandem hetero Friedel-Crafts reaction was carried out by ortho-metalating the hydrogen atoms (or halogen atoms) between X 1 , X 2 , and X 3 with butyllithium or the like before adding boron trichloride, boron tribromide, or the like. However, the reaction can also be carried out by adding boron trichloride, boron tribromide, or the like without carrying out ortho-metalating using butyllithium or the like.
また、Y1がリン系の場合には、下記スキーム(22)や(23)に示すように、X1とX2およびX3(下記式では>NR)の間の水素原子(またはハロゲン原子)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し、次いで、ビスジエチルアミノクロロホスフィンを加え、リチウム-リンの金属交換を行った後、三塩化アルミニウム等のルイス酸を加えることで、タンデムホスファフリーデルクラフツ反応させ、目的物を得ることができる。この反応方法は国際公開第2010/104047号公報(例えば27頁)にも記載されている。 When Y1 is a phosphorus-based compound, as shown in the following schemes (22) and (23), the hydrogen atom (or halogen atom) between X1 and X2 and X3 (>NR in the following formula) can be orthometalated with n-butyllithium, sec-butyllithium, t-butyllithium, or the like, and then bisdiethylaminochlorophosphine is added to carry out lithium-phosphorus metal exchange, followed by adding a Lewis acid such as aluminum trichloride to carry out a tandem phospha Friedel-Crafts reaction to obtain the target compound. This reaction method is also described in WO 2010/104047 (e.g., page 27).
なお、上記スキーム(22)や(23)においても、ブチルリチウム等のオルトメタル化試薬を中間体1のモル量に対して2倍のモル量を使用することで二量体を合成することができる。また、リチウム等のメタルを導入したい位置にあらかじめ臭素原子や塩素原子等のハロゲンを導入しておき、ハロゲン-メタル交換することで所望の位置へメタルを導入することができる。 In the above schemes (22) and (23), a dimer can be synthesized by using an orthometalation reagent such as butyllithium in a molar amount twice that of intermediate 1. Also, a halogen such as a bromine atom or a chlorine atom can be introduced in advance to the position where a metal such as lithium is to be introduced, and then the metal can be introduced to the desired position by halogen-metal exchange.
なお、上記スキーム(1)~(23)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があげられる。 The orthometalation reagents used in the above schemes (1) to (23) include alkyllithiums such as methyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, and t-butyllithium, and organic alkali compounds such as lithium diisopropylamide, lithium tetramethylpiperidide, lithium hexamethyldisilazide, and potassium hexamethyldisilazide.
なお、上記スキーム(1)~(23)で使用するメタル-Y1の金属交換試薬としては、Y1の三フッ化物、Y1の三塩化物、Y1の三臭化物、Y1の三ヨウ化物などのY1のハロゲン化物、CIPN(NEt2)2などのY1のアミノ化ハロゲン化物、Y1のアルコキシ化物、Y1のアリールオキシ化物などがあげられる。 Examples of the metal exchange reagent for metal- Y1 used in the above schemes (1) to (23) include halides of Y1 such as trifluoride of Y1 , trichloride of Y1 , tribromide of Y1 , and triiodide of Y1 , amidohalides of Y1 such as CIPN( NEt2 ) 2 , alkoxylates of Y1 , and aryloxylates of Y1 .
なお、上記スキーム(1)~(23)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)などがあげられる。 Examples of Bronsted bases used in the above schemes (1) to (23) 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 (Ar is an aryl such as phenyl).
上記スキーム(1)~(23)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などがあげられる。 Examples of Lewis acids used in the above schemes (1) to (23) 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 , and Y(OTf) 3 . , TiCl4 , TiBr4 , ZrCl4 , ZrBr4 , FeCl3 , FeBr3 , CoCl3 , CoBr3 , etc.
上記スキーム(1)~(23)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の三フッ化物、Y1の三塩化物、Y1の三臭化物、Y1の三ヨウ化物などのY1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のアミノ化ハロゲン化物、Y1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 schemes (1) to (23), a Bronsted base or Lewis acid may be used to promote the tandem hetero Friedel-Crafts reaction. However, when a halide of Y 1 such as trifluoride of Y 1 , trichloride of Y 1 , tribromide of Y 1 , or triiodide of Y 1 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 or an alkoxylated product of Y 1 is used, amines and alcohols are generated as the aromatic electrophilic substitution reaction proceeds, so in many cases it is not necessary to use a Bronsted base, but since the amino group and alkoxy group have low elimination ability, it is effective to use a Lewis acid to promote their elimination.
上記では、X1、X2、X3が>N-Rである場合を主に示したが、X1、X2、X3が>C(-R)2である化合物については、原料の化合物を変更し、YamaguchiらによるOrganic & Biomolecular Chemistry,2019,17,5500-5504に記載の方法で合成することができる。 In the above, the case where X 1 , X 2 , and X 3 are >N-R has been mainly shown, but for compounds where X 1 , X 2 , and X 3 are >C(-R) 2 , the raw material compound is changed and the compound can be synthesized by the method described in Organic & Biomolecular Chemistry, 2019, 17, 5500-5504 by Yamaguchi et al.
また、本発明の多環芳香族化合物やその多量体には、少なくとも一部の水素原子がシアノで置換されている化合物などや、重水素で置換されている化合物などや、フッ素や塩素などのハロゲンで置換されている化合物なども含まれるが、このような化合物などは所望の箇所がシアノ化、重水素化、フッ素化または塩素化された原料を用いることで、上記と同様に合成することができる。 The polycyclic aromatic compounds and their multimers of the present invention also include compounds in which at least some of the hydrogen atoms are replaced by cyano, deuterium, or halogens such as fluorine or chlorine. Such compounds can be synthesized in the same manner as above by using raw materials in which the desired sites are cyanated, deuterized, fluorinated, or chlorinated.
3.有機デバイス
本発明の化合物(式(1)で表される多環芳香族化合物およびその多量体、上記いずれかに反応性置換基が置換した、反応性化合物、上記いずれかを高分子化させた高分子化合物、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)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 compound of the present invention (polycyclic aromatic compound represented by formula (1) and its multimer, reactive compound in which any of the above is substituted with a reactive substituent, polymer compound obtained by polymerizing any of the above, crosslinked polymer, pendant polymer compound, or pendant crosslinked polymer) can be used as a material for organic devices. Examples of organic devices include organic electroluminescent devices, organic field effect transistors, and organic thin-film solar cells.
3-1.有機電界発光素子
本発明の化合物は、例えば、有機電界発光素子の材料として用いることができる。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 electroluminescence element The compound of the present invention can be used, for example, as a material for an organic electroluminescence element. The organic EL element according to this embodiment will be described in detail below with reference to the drawings. Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an organic EL element according to this embodiment.
3-1-1.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。
3-1-1. Structure of Organic Electroluminescent Device The organic EL device 100 shown in FIG. 1 has a substrate 101, an anode 102 provided on the substrate 101, a hole injection layer 103 provided on the anode 102, a hole transport layer 104 provided on the hole injection layer 103, a light emitting layer 105 provided on the hole transport layer 104, an electron transport layer 106 provided on the light emitting layer 105, an electron injection layer 107 provided on the electron transport layer 106, and a cathode 108 provided on the electron injection layer 107.
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 organic EL element 100 may be fabricated in the reverse order, for example, with a substrate 101, a cathode 108 provided on the substrate 101, an electron injection layer 107 provided on the cathode 108, an electron transport layer 106 provided on the electron injection layer 107, a light-emitting layer 105 provided on the electron transport layer 106, a hole transport layer 104 provided on the light-emitting layer 105, a hole injection layer 103 provided on the hole transport layer 104, and an anode 102 provided on the hole injection layer 103.
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 electron injection layer 107 being layers that may be provided optionally. Each of the above layers may be a single layer or multiple layers.
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 injection 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".
3-1-2.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。
3-1-2. Substrate in organic electroluminescence element The substrate 101 is a support for the organic EL element 100, and is usually made of quartz, glass, metal, plastic, etc. The substrate 101 is formed into a plate, film, or sheet shape depending on the purpose, and for example, a glass plate, a metal plate, a metal foil, a plastic film, a plastic sheet, etc. are used. Among them, a glass plate and a plate made of a transparent synthetic resin such as polyester, polymethacrylate, polycarbonate, polysulfone, etc. are preferable. For a glass substrate, soda lime glass or alkali-free glass is used, and the thickness is sufficient to maintain mechanical strength, so that it is sufficient to be, for example, 0.2 mm or more. The upper limit of the thickness is, for example, 2 mm or less, preferably 1 mm or less. As for the material of the glass, it is better to have fewer ions eluted from the glass, so alkali-free glass is preferable, but soda lime glass with a barrier coat such as SiO 2 is also commercially available, and this can be used. In addition, in order to improve the gas barrier properties, the substrate 101 may be provided with a gas barrier film such as a dense silicon oxide film on at least one side, and it is preferable to provide a gas barrier film, especially when a synthetic resin plate, film or sheet with poor gas barrier properties is used as the substrate 101.
3-1-3.有機電界発光素子における陽極
陽極102は、発光層105へ正孔を注入する役割を果たす。なお、陽極102と発光層105との間に正孔注入層103および/または正孔輸送層104が設けられている場合には、これらを介して発光層105へ正孔を注入することになる。
The anode 102 plays a role of injecting holes into the light-emitting layer 105. When the hole injection layer 103 and/or the hole transport layer 104 are provided between the anode 102 and the light-emitting layer 105, the holes are injected into the light-emitting layer 105 through 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.
3-1-4.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。
3-1-4. Hole injection layer and hole transport layer in organic electroluminescence element 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。 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 act as traps during manufacture and use.
正孔注入層103および正孔輸送層104を形成する材料としては、光導電材料において、正孔の電荷輸送材料として従来から慣用されている化合物、p型半導体、有機EL素子の正孔注入層および正孔輸送層に使用されている公知の化合物の中から任意の化合物を選択して用いることができる。それらの具体例は、カルバゾール誘導体(N-フェニルカルバゾール、ポリビニルカルバゾールなど)、ビス(N-アリールカルバゾール)またはビス(N-アルキルカルバゾール)などのビスカルバゾール誘導体、トリアリールアミン誘導体(芳香族第3級アミノを主鎖または側鎖に持つポリマー、1,1-ビス(4-ジ-p-トリルアミノフェニル)シクロヘキサン、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(3-メチルフェニル)-4,4'-ジアミノビフェニル、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジナフチル-4,4'-ジアミノビフェニル、N,N'-ジフェニル-N,N'-ジ(3-メチルフェニル)-4,4'-ジフェニル-1,1'-ジアミン、N,N'-ジナフチル-N,N'-ジフェニル-4,4'-ジフェニル-1,1'-ジアミン、N4,N4'-ジフェニル-N4,N4'-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-[1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジアミン、N4,N4,N4',N4'-テトラ[1,1'-ビフェニル]-4-イル)-[1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジアミン、4,4',4"-トリス(3-メチルフェニル(フェニル)アミノ)トリフェニルアミンなどのトリフェニルアミン誘導体、スターバーストアミン誘導体など)、スチルベン誘導体、フタロシアニン誘導体(無金属、銅フタロシアニンなど)、ピラゾリン誘導体、ヒドラゾン系化合物、ベンゾフラン誘導体やチオフェン誘導体、オキサジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体(例えば、1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレン-2,3,6,7,10,11-ヘキサカルボニトリルなど)、ポルフィリン誘導体などの複素環化合物、ポリシランなどである。ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾールおよびポリシランなどが好ましいが、発光素子の作製に必要な薄膜を形成し、陽極から正孔が注入できて、さらに正孔を輸送できる化合物であれば特に限定されない。 As the material for forming the hole injection layer 103 and the 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 fabricating a light-emitting device, 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.Pfeiffer,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. Pfeiffer, T. Fritz, K. Leo, Appl. Phys. Lett., 73(6), 729-731 (1998)"). These generate so-called holes by an electron transfer process in an electron-donating base material (hole transport material). The conductivity of the base material varies considerably depending on the number and mobility of the holes. Matrix materials with hole transport properties are known, for example, benzidine derivatives (such as TPD) or starburst amine derivatives (such as TDATA), or certain metal phthalocyanines (especially zinc phthalocyanine (ZnPc)) (JP 2005-167175 A).
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、式(1)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 also 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 explanation of the polycyclic aromatic compound represented by formula (1) can be cited as the reactive substituent.
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
3-1-5.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)効率を示す化合物が好ましい。
3-1-5. Light-emitting layer in organic electroluminescent device The light-emitting layer 105 is a layer that emits light by recombining holes injected from the anode 102 and electrons injected from the cathode 108 between electrodes to which an electric field is applied. The material for the light-emitting layer 105 may be a compound that is excited and emits light by the recombination of holes and electrons (light-emitting compound), and is preferably a compound that can be formed into a stable thin film shape and shows strong light-emitting (fluorescence) efficiency in a solid state.
発光層は単一層でも複数層からなってもどちらでもよく、それぞれ発光層用材料(ホスト材料、ドーパント材料)により形成される。ホスト材料とドーパント材料は、それぞれ一種類であっても、複数の組み合わせであっても、いずれでもよい。ドーパント材料はホスト材料の全体に含まれていても、部分的に含まれていても、いずれであってもよい。ドーピング方法としては、ホスト材料との共蒸着法によって形成することができるが、ホスト材料と予め混合してから同時に蒸着してもよい。 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 entirely in the host material, or may be contained partially in the host material. As a doping method, the dopant material can be formed by co-evaporation with the host material, but it may also be mixed with the host material in advance and then vapor-deposited simultaneously.
本発明の化合物は発光層用材料として用いることが好ましく、特にドーパント材料として用いることが好ましい。 The compound of the present invention is preferably used as a material for the light-emitting layer, and is particularly preferably used as a dopant material.
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質量%であり、より好ましくは80~99.95質量%であり、さらに好ましくは90~99.9質量%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 mass, more preferably 80 to 99.95% by mass, and even more preferably 90 to 99.9% by mass, of the total light-emitting layer material.
ドーパント材料の使用量はドーパント材料の種類によって異なり、そのドーパント材料の特性に合わせて決めればよい。ドーパントの使用量の目安は、好ましくは発光層用材料全体の0.001~50質量%であり、より好ましくは0.05~20質量%であり、さらに好ましくは0.1~10質量%である。上記の範囲であれば、例えば、濃度消光現象を防止できるという点で好ましい。 The amount of dopant material used varies depending on the type of dopant material, and may be determined according to the characteristics of the dopant material. The amount of dopant used is preferably 0.001 to 50% by mass of the total light-emitting layer material, more preferably 0.05 to 20% by mass, and even more preferably 0.1 to 10% by mass. The above ranges are preferable in that, for example, concentration quenching can be prevented.
ホスト材料としては、以前から発光体として知られていたアントラセン、ピレン、ジベンゾクリセンまたはフルオレンなどの縮合環誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体やジスチリルベンゼン誘導体などのビススチリル誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、シクロペンタジエン誘導体などがあげられる。特に、アントラセン系化合物、フルオレン系化合物またはジベンゾクリセン系化合物が好ましい。 Examples of host materials include condensed ring derivatives such as anthracene, pyrene, dibenzochrysene, and fluorene, which have long been known as light emitters, bisstyryl derivatives such as bisstyrylanthracene derivatives and distyrylbenzene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, and cyclopentadiene derivatives. In particular, anthracene-based compounds, fluorene-based compounds, and dibenzochrysene-based compounds are preferred.
<<ホスト材料>>
<アントラセン系化合物>
ホストとしてのアントラセン系化合物は、例えば下記式(H3)で表される化合物である。
<Anthracene-based compounds>
The anthracene-based compound as the host is, for example, a compound represented by the following formula (H3).
式(H3)中、
XおよびAr4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ジアリールアミノ、置換されていてもよいジヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアリールヘテロアリールアミノ、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、置換されていてもよいアルケニル、置換されていてもよいアルコキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオまたは置換されていてもよいシリルであり、全てのXおよびAr4は同時に水素になることはなく、
式(H3)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、シアノ、重水素または置換されていてもよいヘテロアリールで置換されていてもよい。
In formula (H3),
X and Ar 4 are each independently hydrogen, an optionally substituted aryl, an optionally substituted heteroaryl, an optionally substituted diarylamino, an optionally substituted diheteroarylamino, an optionally substituted arylheteroarylamino, an optionally substituted alkyl, an optionally substituted cycloalkyl, an optionally substituted alkenyl, an optionally substituted alkoxy, an optionally substituted aryloxy, an optionally substituted arylthio or an optionally substituted silyl, and all of X and Ar 4 are not hydrogen at the same time;
At least one hydrogen in the compound represented by formula (H3) may be substituted with halogen, cyano, deuterium or an optionally substituted heteroaryl.
また、式(H3)で表される構造を単位構造として多量体(好ましくは二量体)を形成してもよい。この場合、例えば式(H3)で表される単位構造同士がXを介して結合する形態があげられ、このXとしては単結合、アリーレン(フェニレン、ビフェニレンおよびナフチレン等)およびヘテロアリーレン(ピリジン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、ベンゾカルバゾール環およびフェニル置換カルバゾール環などが二価の結合価を有する基)等があげられる。 A polymer (preferably a dimer) may be formed using the structure represented by formula (H3) as a unit structure. In this case, for example, the unit structures represented by formula (H3) may be bonded to each other via X, where X may be a single bond, an arylene (phenylene, biphenylene, naphthylene, etc.), or a heteroarylene (a pyridine ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, a benzocarbazole ring, a phenyl-substituted carbazole ring, etc., having a divalent bond).
上記アリール、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオまたはシリルの詳細は、以下の好ましい態様の欄で説明する。また、これらへの置換基としては、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオまたはシリルなどがあげられ、これらの詳細も以下の好ましい態様の欄で説明する。 Details of the above aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, or silyl are described in the preferred embodiments section below. In addition, examples of substituents for these include aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy, aryloxy, arylthio, or silyl, and details of these are also described in the preferred embodiments section below.
上記アントラセン系化合物の好ましい態様を以下に説明する。下記構造における符号の定義は上述する定義と同じである。
式(H3)では、Xはそれぞれ独立して上記式(3-X1)、式(3-X2)または式(3-X3)で表される基であり、式(3-X1)、式(3-X2)または式(3-X3)で表される基は*において式(H3)のアントラセン環と結合する。好ましくは、2つのXが同時に式(3-X3)で表される基になることはない。より好ましくは2つのXが同時に式(3-X2)で表される基になることもない。 In formula (H3), X is each independently a group represented by formula (3-X1), formula (3-X2) or formula (3-X3) above, and the group represented by formula (3-X1), formula (3-X2) or formula (3-X3) is bonded to the anthracene ring of formula (H3) at *. Preferably, two Xs are not simultaneously a group represented by formula (3-X3). More preferably, two Xs are not simultaneously a group represented by formula (3-X2).
また、式(H3)で表される構造を単位構造として多量体(好ましくは二量体)を形成してもよい。この場合、例えば式(H3)で表される単位構造同士がXを介して結合する形態があげられ、このXとしては単結合、アリーレン(フェニレン、ビフェニレンおよびナフチレン等)およびヘテロアリーレン(ピリジン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、カルバゾール環、ベンゾカルバゾール環およびフェニル置換カルバゾール環などが二価の結合価を有する基)等があげられる。 A polymer (preferably a dimer) may be formed using the structure represented by formula (H3) as a unit structure. In this case, for example, the unit structures represented by formula (H3) may be bonded to each other via X, where X may be a single bond, an arylene (phenylene, biphenylene, naphthylene, etc.), or a heteroarylene (a pyridine ring, a dibenzofuran ring, a dibenzothiophene ring, a carbazole ring, a benzocarbazole ring, a phenyl-substituted carbazole ring, etc., having a divalent bond).
式(3-X1)および式(3-X2)におけるナフチレン部位は1つのベンゼン環で縮合されていてもよい。このようにして縮合した構造は以下のとおりである。
Ar1およびAr2は、それぞれ独立して、水素、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、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリル、ベンゾカルバゾリルおよびフェニル置換カルバゾリルも含む)である。なお、Ar1またはAr2が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3-X1)または式(3-X2)中のナフタレン環と結合する。 Ar 1 and Ar 2 are each independently hydrogen, phenyl, biphenylyl, terphenylyl, quaterphenylyl, naphthyl, phenanthryl, fluorenyl, benzofluorenyl, chrysenyl, triphenylenyl, pyrenylyl, or a group represented by the above formula (A) (including carbazolyl, benzocarbazolyl, and phenyl-substituted carbazolyl). When Ar 1 or Ar 2 is a group represented by formula (A), the group represented by formula (A) is bonded to the naphthalene ring in formula (3-X1) or formula (3-X2) at the *.
Ar3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、フェナントリル、フルオレニル、ベンゾフルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリル、ベンゾカルバゾリル基およびフェニル置換カルバゾリルも含む)である。なお、Ar3が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3-X3)中の直線で表される単結合と結合する。すなわち、式(H3)のアントラセン環と式(A)で表される基が直接結合する。 Ar 3 is phenyl, biphenylyl, terphenylyl, quaterphenylyl, naphthyl, phenanthryl, fluorenyl, benzofluorenyl, chrysenyl, triphenylenyl, pyrenylyl, or a group represented by the above formula (A) (including carbazolyl, benzocarbazolyl, and phenyl-substituted carbazolyl). When Ar 3 is a group represented by formula (A), the group represented by formula (A) is bonded to the single bond represented by a straight line in formula (3-X3) at the *. That is, the anthracene ring of formula (H3) and the group represented by formula (A) are directly bonded.
また、Ar3は置換基を有していてもよく、Ar3における少なくとも1つの水素はさらに炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、フェナントリル、フルオレニル、クリセニル、トリフェニレニル、ピレニリル、または、上記式(A)で表される基(カルバゾリルおよびフェニル置換カルバゾリルも含む)で置換されていてもよい。なお、Ar3が有する置換基が式(A)で表される基である場合は、式(A)で表される基はその*において式(3-X3)中のAr3と結合する。 In addition, Ar 3 may have a substituent, and at least one hydrogen atom in Ar 3 may be further substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, phenanthryl, fluorenyl, chrysenyl, triphenylenyl, pyrenylyl, or a group represented by the above formula (A) (including carbazolyl and phenyl-substituted carbazolyl). When the substituent in Ar 3 is a group represented by formula (A), the group represented by formula (A) bonds to Ar 3 in formula (3-X3) at the *.
Ar4は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリル、ナフチル、または炭素数1~4のアルキル(メチル、エチル、t-ブチルなど)および/もしくは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されているシリルである。 Each Ar 4 is independently hydrogen, phenyl, biphenylyl, terphenylyl, naphthyl, or silyl substituted with alkyl having 1 to 4 carbon atoms (eg, methyl, ethyl, t-butyl) and/or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms.
シリルに置換する炭素数1~4のアルキルは、メチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、シクロブチルなどがあげられ、シリルにおける3つの水素が、それぞれ独立して、これらのアルキルで置換されている。 Examples of alkyl groups with 1 to 4 carbon atoms that substitute for silyl include methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, sec-butyl, t-butyl, and cyclobutyl, and each of the three hydrogen atoms in the silyl is independently replaced by one of these alkyl groups.
具体的な「炭素数1~4のアルキルで置換されているシリル」としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi-プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec-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、プロピルジメチルシリル、i-プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec-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、プロピルジエチルシリル、i-プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec-ブチルジエチルシリル、t-ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec-ブチルジプロピルシリル、t-ブチルジプロピルシリル、メチルジi-プロピルシリル、エチルジi-プロピルシリル、ブチルジi-プロピルシリル、sec-ブチルジi-プロピルシリル、t-ブチルジi-プロピルシリルなどがあげられる。 Specific examples of "silyl substituted with alkyl having 1 to 4 carbon atoms" include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tri-i-propylsilyl, tributylsilyl, trisec-butylsilyl, tri-t-butylsilyl, ethyldimethylsilyl, propyldimethylsilyl, i-propyldimethylsilyl, butyldimethylsilyl, sec-butyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, methyldiethylsilyl, propyldiethylsilyl, i-propyldiethylsilyl, butyldiethylsilyl, sec-butyldiethylsilyl, t-butyldiethylsilyl, methyldipropylsilyl, ethyldipropylsilyl, butyldipropylsilyl, sec-butyldipropylsilyl, t-butyldipropylsilyl, methyldi-i-propylsilyl, ethyldi-i-propylsilyl, butyldi-i-propylsilyl, sec-butyldi-i-propylsilyl, and t-butyldi-i-propylsilyl.
シリルに置換する炭素数5~10のシクロアルキルは、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、ノルボルネニル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどがあげられ、シリルにおける3つの水素が、それぞれ独立して、これらのシクロアルキルで置換されている。 Examples of cycloalkyls having 5 to 10 carbon atoms that substitute for silyl include cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, norbornenyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl, and each of the three hydrogens in the silyl is independently replaced by one of these cycloalkyls.
具体的な「炭素数5~10のシクロアルキルで置換されているシリル」としては、トリシクロペンチルシリル、トリシクロヘキシルシリルなどがあげられる。 Specific examples of "silyl substituted with cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms" include tricyclopentylsilyl and tricyclohexylsilyl.
置換されているシリルとしては、2つのアルキルと1つのシクロアルキルが置換したジアルキルシクロアルキルシリルと、1つのアルキルと2つのシクロアルキルが置換したアルキルジシクロアルキルシリルもあり、置換するアルキルおよびシクロアルキルの具体例としては上述した基があげられる。 Substituted silyls include dialkylcycloalkylsilyls, which are substituted with two alkyls and one cycloalkyl, and alkyldicycloalkylsilyls, which are substituted with one alkyl and two cycloalkyls. Specific examples of the alkyl and cycloalkyl substituents are the groups mentioned above.
また、式(H3)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は上記式(A)で表される基で置換されていてもよい。式(A)で表される基で置換される場合は、式(A)で表される基はその*において式(H3)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する。 In addition, hydrogen in the chemical structure of the anthracene compound represented by formula (H3) may be substituted with a group represented by formula (A) above. When substituted with a group represented by formula (A), the group represented by formula (A) replaces at least one hydrogen in the compound represented by formula (H3) at the *.
式(A)で表される基は、式(H3)で表されるアントラセン系化合物が有しうる置換基の1つである。
上記式(A)中、Yは-O-、-S-または>N-R29であり、R21~R28はそれぞれ独立して水素、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、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コキシ、置換されていてもよいアリールオキシ、置換されていてもよいアリールチオ、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、アルキルジシクロアルキルシリル、置換されていてもよいアミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノであり、R21~R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、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、R29は水素または置換されていてもよいアリールである。 In the above formula (A), Y is -O-, -S- or >N-R 29 , R 21 to R 28 are each independently hydrogen, optionally substituted alkyl, optionally substituted cycloalkyl, optionally substituted aryl, optionally substituted heteroaryl, optionally substituted alkoxy, optionally substituted aryloxy, optionally substituted arylthio, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, alkyldicycloalkylsilyl, optionally substituted amino, halogen, hydroxy or cyano, adjacent groups among R 21 to R 28 may be bonded to each other to form a hydrocarbon ring, an aryl ring or a heteroaryl ring, and R 29 is hydrogen or optionally substituted aryl.
R21~R28における「置換されていてもよいアルキル」の「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)が好ましく、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)がより好ましく、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)が特に好ましい。 The "alkyl" in the "optionally substituted alkyl" in R to R may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. An alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred.
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, Examples include 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, and n-eicosyl.
R21~R28における「置換されていてもよいシクロアルキル」の「シクロアルキル」としては、炭素数3~24のシクロアルキル、炭素数3~20のシクロアルキル、炭素数3~16のシクロアルキル、炭素数3~14のシクロアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数5~8のシクロアルキル、炭素数5~6のシクロアルキル、炭素数5のシクロアルキルなどがあげられる。 Examples of the "cycloalkyl" in the "optionally substituted cycloalkyl" in R to R include cycloalkyl having 3 to 24 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 20 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 8 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 6 carbon atoms, and cycloalkyl having 5 carbon atoms.
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、シクロデシル、およびこれらの炭素数1~4のアルキル(特にメチル)置換体や、ノルボルネニル、ビシクロ[1.0.1]ブチル、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、ジアマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどがあげられる。 Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, and alkyl (especially methyl) substituted derivatives of these having 1 to 4 carbon atoms, as well as norbornenyl, bicyclo[1.0.1]butyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, diamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
R21~R28における「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。 The "aryl" in the "optionally substituted aryl" in R to R is, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 16 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably an aryl having 6 to 10 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系であるフェニル、二環系であるビフェニリル、縮合二環系であるナフチル、三環系であるテルフェニリル(m-テルフェニリル、o-テルフェニリル、p-テルフェニリル)、縮合三環系である、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、縮合四環系であるトリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、縮合五環系であるペリレニル、ペンタセニルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl" include monocyclic phenyl, bicyclic ...
R21~R28における「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1~5個含有する複素環などがあげられる。 Examples of the "heteroaryl" in the "optionally substituted heteroaryl" in R to R include heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, still more preferably heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms. Examples of the heteroaryl include heterocycles containing, as ring-constituting atoms other than carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur and nitrogen.
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、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサチイニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、インドリジニル、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、チエニル、ベンゾ[b]チエニル、ジベンゾチエニル、フラザニル、オキサジアゾリル、チアントレニル、ナフトベンゾフラニル、ナフトベンゾチエニルなどがあげられる。 Specific examples of "heteroaryl" include pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, oxadiazolyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cyclohex ... These include aryl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxathiinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, indolizinyl, furyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, dibenzofuranyl, thienyl, benzo[b]thienyl, dibenzothienyl, furazanyl, oxadiazolyl, thianthrenyl, naphthobenzofuranyl, and naphthobenzothienyl.
R21~R28における「置換されていてもよいアルコキシ」の「アルコキシ」としては、例えば、炭素数1~24の直鎖または炭素数3~24の分岐鎖のアルコキシがあげられる。炭素数1~18のアルコキシ(炭素数3~18の分岐鎖のアルコキシ)が好ましく、炭素数1~12のアルコキシ(炭素数3~12の分岐鎖のアルコキシ)がより好ましく、炭素数1~6のアルコキシ(炭素数3~6の分岐鎖のアルコキシ)がさらに好ましく、炭素数1~4のアルコキシ(炭素数3~4の分岐鎖のアルコキシ)が特に好ましい。 Examples of the "alkoxy" in the "optionally substituted alkoxy" in R to R include linear alkoxy having 1 to 24 carbon atoms or branched alkoxy having 3 to 24 carbon atoms. An alkoxy having 1 to 18 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 18 carbon atoms) is preferred, an alkoxy having 1 to 12 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 12 carbon atoms) is more preferred, an alkoxy having 1 to 6 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 6 carbon atoms) is even more preferred, and an alkoxy having 1 to 4 carbon atoms (branched alkoxy having 3 to 4 carbon atoms) is particularly preferred.
具体的な「アルコキシ」としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、s-ブトキシ、t-ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシなどがあげられる。 Specific examples of "alkoxy" include methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, butoxy, isobutoxy, s-butoxy, t-butoxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy, and octyloxy.
R21~R28における「置換されていてもよいアリールオキシ」の「アリールオキシ」としては、-OH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したR21~R28における「アリール」として説明した基を引用することができる。 The "aryloxy" in the "optionally substituted aryloxy" in R to R is a group in which the hydrogen of the -OH group is substituted with an aryl, and the aryl can be any of the groups explained above as the "aryl" in R to R.
R21~R28における「置換されていてもよいアリールチオ」の「アリールチオ」としては、-SH基の水素がアリールで置換された基であり、このアリールは上述したR21~R28における「アリール」として説明した基を引用することができる。 The "arylthio" in the "optionally substituted arylthio" in R to R is a group in which the hydrogen of the -SH group is replaced by an aryl, and the aryl can be any of the groups explained as the "aryl" in R to R above.
R21~R28における「トリアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してアルキルで置換された基があげられ、このアルキルは上述したR21~R28における「アルキル」として説明した基を引用することができる。置換するのに好ましいアルキルは、炭素数1~4のアルキルであり、具体的にはメチル、エチル、プロピル、i-プロピル、ブチル、sec-ブチル、t-ブチル、シクロブチルなどがあげられる。 The "trialkylsilyl" in R 21 to R 28 includes a group in which three hydrogen atoms in a silyl group are each independently substituted with an alkyl, and this alkyl can be cited from the groups explained above as the "alkyl" in R 21 to R 28. The alkyl to be substituted is preferably an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, and specific examples thereof include methyl, ethyl, propyl, i-propyl, butyl, sec-butyl, t-butyl, cyclobutyl, and the like.
具体的な「トリアルキルシリル」としては、トリメチルシリル、トリエチルシリル、トリプロピルシリル、トリi-プロピルシリル、トリブチルシリル、トリsec-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、プロピルジメチルシリル、i-プロピルジメチルシリル、ブチルジメチルシリル、sec-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、プロピルジエチルシリル、i-プロピルジエチルシリル、ブチルジエチルシリル、sec-ブチルジエチルシリル、t-ブチルジエチルシリル、メチルジプロピルシリル、エチルジプロピルシリル、ブチルジプロピルシリル、sec-ブチルジプロピルシリル、t-ブチルジプロピルシリル、メチルジi-プロピルシリル、エチルジi-プロピルシリル、ブチルジi-プロピルシリル、sec-ブチルジi-プロピルシリル、t-ブチルジi-プロピルシリルなどがあげられる。 Specific examples of "trialkylsilyl" include trimethylsilyl, triethylsilyl, tripropylsilyl, tri-i-propylsilyl, tributylsilyl, trisec-butylsilyl, tri-t-butylsilyl, ethyldimethylsilyl, propyldimethylsilyl, i-propyldimethylsilyl, butyldimethylsilyl, sec-butyldimethylsilyl, t-butyldimethylsilyl, methyldiethylsilyl, propyldiethylsilyl, i-propyldiethylsilyl, butyldiethylsilyl, sec-butyldiethylsilyl, t-butyldiethylsilyl, methyldipropylsilyl, ethyldipropylsilyl, butyldipropylsilyl, sec-butyldipropylsilyl, t-butyldipropylsilyl, methyldi-i-propylsilyl, ethyldi-i-propylsilyl, butyldi-i-propylsilyl, sec-butyldi-i-propylsilyl, and t-butyldi-i-propylsilyl.
R21~R28における「トリシクロアルキルシリル」としては、シリル基における3つの水素がそれぞれ独立してシクロアルキルで置換された基があげられ、このシクロアルキルは上述したR21~R28における「シクロアルキル」として説明した基を引用することができる。置換するのに好ましいシクロアルキルは、炭素数5~10のシクロアルキルであり、具体的にはシクロペンチル、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、ビシクロ[1.1.1]ペンチル、ビシクロ[2.0.1]ペンチル、ビシクロ[1.2.1]ヘキシル、ビシクロ[3.0.1]ヘキシル、ビシクロ[2.1.2]ヘプチル、ビシクロ[2.2.2]オクチル、アダマンチル、デカヒドロナフタレニル、デカヒドロアズレニルなどがあげられる。 The "tricycloalkylsilyl" in R 21 to R 28 includes a group in which three hydrogen atoms in a silyl group are each independently replaced with a cycloalkyl, and this cycloalkyl can be cited from the groups explained above as the "cycloalkyl" in R 21 to R 28. Preferred cycloalkyl for substitution is a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl, cyclononyl, cyclodecyl, bicyclo[1.1.1]pentyl, bicyclo[2.0.1]pentyl, bicyclo[1.2.1]hexyl, bicyclo[3.0.1]hexyl, bicyclo[2.1.2]heptyl, bicyclo[2.2.2]octyl, adamantyl, decahydronaphthalenyl, and decahydroazulenyl.
具体的な「トリシクロアルキルシリル」としては、トリシクロペンチルシリル、トリシクロヘキシルシリルなどがあげられる。 Specific examples of "tricycloalkylsilyl" include tricyclopentylsilyl and tricyclohexylsilyl.
2つのアルキルと1つのシクロアルキルが置換したジアルキルシクロアルキルシリルと、1つのアルキルと2つのシクロアルキルが置換したアルキルジシクロアルキルシリルの具体例としては、上述した具体的なアルキルおよびシクロアルキルから選択される基が置換したシリルがあげられる。 Specific examples of dialkylcycloalkylsilyl substituted with two alkyls and one cycloalkyl, and alkyldicycloalkylsilyl substituted with one alkyl and two cycloalkyls include silyl substituted with a group selected from the specific alkyls and cycloalkyls mentioned above.
R21~R28における「置換されていてもよいアミノ」の「置換されたアミノ」としては、例えば2つの水素がアリールやヘテロアリールで置換されたアミノ基があげられる。2つの水素がアリールで置換されたアミノがジアリール置換アミノであり、2つの水素がヘテロアリールで置換されたアミノがジヘテロアリール置換アミノであり、2つの水素がアリールとヘテロアリールで置換されたアミノがアリールヘテロアリール置換アミノである。このアリールやヘテロアリールは上述したR21~R28における「アリール」や「ヘテロアリール」として説明した基を引用することができる。 The "substituted amino" in the "optionally substituted amino" in R 21 to R 28 includes, for example, an amino group in which two hydrogen atoms are substituted with aryl or heteroaryl. An amino group in which two hydrogen atoms are substituted with aryl atoms is a diaryl-substituted amino, an amino group in which two hydrogen atoms are substituted with heteroaryl atoms is a diheteroaryl-substituted amino, and an amino group in which two hydrogen atoms are substituted with an aryl and a heteroaryl atom is an arylheteroaryl-substituted amino. The aryl and heteroaryl groups can be cited from the groups explained as "aryl" and "heteroaryl" in R 21 to R 28 above.
具体的な「置換されたアミノ」としては、ジフェニルアミノ、ジナフチルアミノ、フェニルナフチルアミノ、ジピリジルアミノ、フェニルピリジルアミノ、ナフチルピリジルアミノなどがあげられる。 Specific examples of "substituted amino" include diphenylamino, dinaphthylamino, phenylnaphthylamino, dipyridylamino, phenylpyridylamino, and naphthylpyridylamino.
R21~R28における「ハロゲン」としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素があげられる。 The "halogen" in R 21 to R 28 includes fluorine, chlorine, bromine and iodine.
R21~R28として説明した基のうち、いくつかは上述するように置換されてもよく、この場合の置換基としてはアルキル、シクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールがあげられる。このアルキル、シクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールは上述したR21~R28における「アルキル」、「シクロアルキル」、「アリール」または「ヘテロアリール」として説明した基を引用することができる。 Some of the groups described as R 21 to R 28 may be substituted as described above, and in this case, the substituents include alkyl, cycloalkyl, aryl, or heteroaryl. The alkyl, cycloalkyl, aryl, or heteroaryl may refer to the groups described as "alkyl", "cycloalkyl", "aryl", or "heteroaryl" in R 21 to R 28 above.
Yとしての「>N-R29」におけるR29は水素または置換されていてもよいアリールであり、このアリールとしては上述したR21~R28における「アリール」として説明した基を引用することができ、またその置換基としてはR21~R28に対する置換基として説明した基を引用することができる。 R 29 in ">N-R 29 " as Y is hydrogen or an optionally substituted aryl, and examples of this aryl include the groups described above as "aryl" in R 21 to R 28 , and examples of the substituents include the groups described above as the substituents for R 21 to R 28 .
R21~R28のうち隣接する基は互いに結合して炭化水素環、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い。環を形成しない場合が下記式(A-1)で表される基であり、環を形成した場合としては例えば下記式(A-2)~式(A-14)で表される基があげられる。なお、式(A-1)~式(A-14)のいずれかで表される基における少なくとも1つの水素はアルキル、シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、アリールチオ、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、アルキルジシクロアルキルシリル、ジアリール置換アミノ、ジヘテロアリール置換アミノ、アリールヘテロアリール置換アミノ、ハロゲン、ヒドロキシまたはシアノで置換されていてもよい。 Adjacent groups among R 21 to R 28 may be bonded to each other to form a hydrocarbon ring, an aryl ring, or a heteroaryl ring. The group represented by the following formula (A-1) does not form a ring, and examples of the group represented by the following formulas (A-2) to (A-14) include groups represented by the following formulas. At least one hydrogen atom in the group represented by any of formulas (A-1) to (A-14) may be substituted with alkyl, cycloalkyl, aryl, heteroaryl, alkoxy, aryloxy, arylthio, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, alkyldicycloalkylsilyl, diaryl-substituted amino, diheteroaryl-substituted amino, arylheteroaryl-substituted amino, halogen, hydroxy, or cyano.
隣接する基が互いに結合してできた環としては、炭化水素環であれば例えばシクロヘキサン環があげられ、アリール環やヘテロアリール環としては上述したR21~R28における「アリール」や「ヘテロアリール」で説明した環構造があげられ、これらの環は上記式(A-1)における1つまたは2つのベンゼン環と縮合するように形成される。 Examples of rings formed by bonding adjacent groups to each other include hydrocarbon rings such as cyclohexane rings, and examples of aryl rings and heteroaryl rings include the ring structures explained in relation to "aryl" and "heteroaryl" in R to R above . These rings are formed so as to be condensed with one or two benzene rings in the above formula (A-1).
式(A)で表される基としては、例えば上記式(A-1)~式(A-14)のいずれかで表される基があげられ、上記式(A-1)~式(A-5)および式(A-12)~式(A-14)のいずれかで表される基が好ましく、上記式(A-1)~式(A-4)のいずれかで表される基がより好ましく、上記式(A-1)、式(A-3)および式(A-4)のいずれかで表される基がさらに好ましく、上記式(A-1)で表される基が特に好ましい。 Examples of the group represented by formula (A) include groups represented by any of the above formulas (A-1) to (A-14), with groups represented by any of the above formulas (A-1) to (A-5) and (A-12) to (A-14) being preferred, groups represented by any of the above formulas (A-1) to (A-4) being more preferred, groups represented by any of the above formulas (A-1), (A-3) and (A-4) being even more preferred, and groups represented by the above formula (A-1) being particularly preferred.
式(A)で表される基は、式(A)中の*において、式(3-X1)または式(3-X2)中のナフタレン環、式(3-X3)中の単結合、式(3-X3)中のAr3と結合し、また式(H3)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換することは上述したとおりだが、これらの結合形態の中でも式(3-X1)または式(3-X2)中のナフタレン環、式(3-X3)中の単結合および/または式(3-X3)中のAr3と結合した形態が好ましい。 As described above, the group represented by formula (A) is bonded to the naphthalene ring in formula (3-X1) or formula (3-X2), the single bond in formula (3-X3), or Ar 3 in formula (3-X3) at * in formula (A), and is also substituted for at least one hydrogen in the compound represented by formula (H3). Among these bonding forms, the bonding form to the naphthalene ring in formula (3-X1) or formula (3-X2), the single bond in formula (3-X3), and/or Ar 3 in formula (3-X3) is preferred.
また、式(A)で表される基の構造中で、式(3-X1)または式(3-X2)中のナフタレン環、式(3-X3)中の単結合、式(3-X3)中のAr3が結合する位置、また、式(A)で表される基の構造中で、式(H3)で表される化合物における少なくとも1つの水素と置換する位置は、式(A)の構造中のいずれの位置であってもよく、例えば式(A)の構造中の2つのベンゼン環のいずれかや、式(A)の構造中のR21~R28のうち隣接する基が互いに結合して形成されたいずれかの環や、式(A)の構造中のYとしての「>N-R29」におけるR29中のいずれかの位置で結合することができる。 In addition, in the structure of the group represented by formula (A), the naphthalene ring in formula (3-X1) or formula (3-X2), the single bond in formula (3-X3), and the position at which Ar 3 in formula (3-X3) is bonded, and in the structure of the group represented by formula (A), the position at which at least one hydrogen in the compound represented by formula (H3) is substituted, may be any position in the structure of formula (A), and can be bonded, for example, to any of the two benzene rings in the structure of formula (A), to any ring formed by bonding adjacent groups among R 21 to R 28 in the structure of formula (A), or to any position in R 29 in “>N-R 29 ” as Y in the structure of formula (A).
式(A)で表される基としては、例えば以下の基があげられる。式中のYおよび*は上記と同じ定義である。
また、式(H3)で表されるアントラセン系化合物の化学構造中の水素は、その全てまたは一部が重水素であってもよい。 In addition, all or some of the hydrogen atoms in the chemical structure of the anthracene compound represented by formula (H3) may be deuterium.
アントラセン系化合物の具体的な例としては、例えば、下記式(H3-1)~式(H3-72)で表される化合物があげられる。なお、下記構造式中の「Me」はメチル、「D」は重水素、「tBu」はt-ブチルを示す。 Specific examples of anthracene compounds include compounds represented by the following formulas (H3-1) to (H3-72). In the structural formulas below, "Me" stands for methyl, "D" stands for deuterium, and "tBu" stands for t-butyl.
式(H3)で表されるアントラセン系化合物は、アントラセン骨格の所望の位置に反応性基を有する化合物と、X、Ar4および式(A)の構造などの部分構造に反応性基を有する化合物を出発原料として、鈴木カップリング、根岸カップリング、その他の公知のカップリング反応を応用して製造することができる。これらの反応性化合物の反応性基としては、ハロゲンやボロン酸などがあげられる。具体的な製造方法としては、例えば国際公開第2014/141725号の段落[0089]~[0175]における合成法を参考にすることができる。 The anthracene compound represented by formula (H3) can be produced by applying Suzuki coupling, Negishi coupling, or other known coupling reactions using a compound having a reactive group at a desired position of the anthracene skeleton and a compound having a reactive group in a partial structure such as X, Ar 4 , and the structure of formula (A) as starting materials. Examples of reactive groups in these reactive compounds include halogens and boronic acids. As a specific production method, for example, the synthesis method in paragraphs [0089] to [0175] of WO 2014/141725 can be referred to.
<フルオレン系化合物>
式(H4)で表される化合物は基本的にはホストとして機能する。
The compound represented by formula (H4) basically functions as a host.
上記式(H4)中、
R1からR10は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して上記式(H4)におけるフルオレン骨格と結合していてもよい)、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
また、R1とR2、R2とR3、R3とR4、R5とR6、R6とR7、R7とR8またはR9とR10がそれぞれ独立して結合して縮合環またはスピロ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(当該ヘテロアリールは連結基を介して当該形成された環と結合していてもよい)、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
式(H4)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
In the above formula (H4),
R 1 to R 10 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl (the heteroaryl may be bonded to the fluorene skeleton in the above formula (H4) via a linking group), diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy or aryloxy, in which at least one hydrogen may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl;
In addition, R1 and R2 , R2 and R3 , R3 and R4 , R5 and R6 , R6 and R7 , R7 and R8 , or R9 and R10 may each independently bond to form a fused ring or a spiro ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl (the heteroaryl may be bonded to the formed ring via a linking group), a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, an alkyl, a cycloalkyl, an alkenyl, an alkoxy, or an aryloxy, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted with an aryl, a heteroaryl, an alkyl, or a cycloalkyl, and
At least one hydrogen in the compound represented by formula (H4) may be substituted with halogen, cyano or deuterium.
上記式(H4)の定義における各基の詳細は、上述した、式(1)の多環芳香族化合物における説明を引用することができる。 For details of each group in the definition of the above formula (H4), the explanation for the polycyclic aromatic compound of formula (1) can be cited.
R1からR10におけるアルケニルとしては、例えば、炭素数2~30のアルケニルがあげられ、炭素数2~20のアルケニルが好ましく、炭素数2~10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。好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルである。 Examples of the alkenyl in R 1 to R 10 include alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, preferably alkenyl having 2 to 20 carbon atoms, more preferably alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, further preferably alkenyl having 2 to 6 carbon atoms, and particularly preferably alkenyl having 2 to 4 carbon atoms. Preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl.
なお、ヘテロアリールの具体例として、下記式(4-Ar1)、式(4-Ar2)、式(4-Ar3)、式(4-Ar4)または式(4-Ar5)の化合物から任意の1つの水素原子を除いて表される1価の基もあげられる。
上記式(4-Ar1)から式(4-Ar5)の構造における少なくとも1つの水素はフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルで置換されていてもよい。
Specific examples of heteroaryl include monovalent groups represented by removing any one hydrogen atom from a compound of the following formula (4-Ar1), formula (4-Ar2), formula (4-Ar3), formula (4-Ar4), or formula (4-Ar5).
At least one hydrogen atom in the structures of the above formulae (4-Ar1) to (4-Ar5) may be substituted with phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, methyl, ethyl, propyl, or butyl.
これらのヘテロアリールは、連結基を介して、上記式(H4)におけるフルオレン骨格と結合していてもよい。すなわち、式(H4)におけるフルオレン骨格と上記ヘテロアリールとが直接結合するだけでなく、それらの間に連結基を介して結合してもよい。この連結基としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、-OCH2CH2-、-CH2CH2O-、または、-OCH2CH2O-などがあげられる。 These heteroaryls may be bonded to the fluorene skeleton in formula (H4) via a linking group. That is, the fluorene skeleton in formula (H4) and the heteroaryl may be bonded directly, or may be bonded to each other via a linking group. Examples of the linking group include phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, methylene, ethylene , -OCH2CH2- , -CH2CH2O- , and -OCH2CH2O- .
また、式(H4)中のR1とR2、R2とR3、R3とR4、R5とR6、R6とR7またはR7とR8がそれぞれ独立して結合して縮合環を、R9とR10が結合してスピロ環を形成していてもよい。R1からR8により形成された縮合環は、式(H4)におけるベンゼン環に縮合する環であり、脂肪族環または芳香族環である。好ましくは芳香族環であり、式(H4)におけるベンゼン環を含めた構造としてはナフタレン環やフェナントレン環などがあげられる。R9とR10により形成されたスピロ環は、式(H4)における5員環にスピロ結合する環であり、脂肪族環または芳香族環である。好ましくは芳香族環であり、フルオレン環などがあげられる。 In addition, R 1 and R 2 , R 2 and R 3 , R 3 and R 4 , R 5 and R 6 , R 6 and R 7 or R 7 and R 8 in formula (H4 ) may be bonded independently to form a fused ring, and R 9 and R 10 may be bonded to form a spiro ring. The fused ring formed by R 1 to R 8 is a ring fused to the benzene ring in formula (H4), and is an aliphatic ring or an aromatic ring. It is preferably an aromatic ring, and examples of the structure including the benzene ring in formula (H4) include a naphthalene ring and a phenanthrene ring. The spiro ring formed by R 9 and R 10 is a ring spiro-bonded to the 5-membered ring in formula (H4), and is an aliphatic ring or an aromatic ring. It is preferably an aromatic ring, and examples of the structure including the benzene ring in formula (H4) include a fluorene ring.
式(H4)で表される化合物は、好ましくは、下記式(4-1)、式(4-2)または式(4-3)で表される化合物であり、それぞれ、式(H4)においてR1とR2が結合して形成されたベンゼン環が縮合した化合物、式(H4)においてR3とR4が結合して形成されたベンゼン環が縮合した化合物、式(H4)においてR1からR8のいずれもが結合していない化合物である。 The compound represented by formula (H4) is preferably a compound represented by the following formula (4-1), formula (4-2) or formula (4-3), which is a compound in which a benzene ring formed by bonding R 1 and R 2 in formula (H4) is condensed, a compound in which a benzene ring formed by bonding R 3 and R 4 in formula (H4) is condensed, or a compound in which none of R 1 to R 8 is bonded in formula (H4), respectively.
式(4-1)、式(4-2)および式(4-3)におけるR1からR10の定義は式(H4)において対応するR1からR10と同じであり、式(4-1)および式(4-2)におけるR11からR14の定義も式(H4)におけるR1からR10と同じである。 The definitions of R 1 to R 10 in formulas (4-1), (4-2) and (4-3) are the same as the corresponding R 1 to R 10 in formula (H4), and the definitions of R 11 to R 14 in formulas (4-1) and (4-2) are the same as the corresponding R 1 to R 10 in formula (H4).
式(H4)で表される化合物は、さらに好ましくは、下記式(4-1A)、式(4-2A)または式(4-3A)で表される化合物であり、それぞれ、式(4-1)、式(4-1)または式(4-3)においてR9とR10が結合してスピロ-フルオレン環が形成された化合物である。 The compound represented by formula (H4) is more preferably a compound represented by the following formula (4-1A), formula (4-2A) or formula (4-3A), which is a compound in which R 9 and R 10 are bonded to form a spiro-fluorene ring in formula (4-1), formula (4-1) or formula (4-3), respectively.
式(4-1A)、式(4-2A)および式(4-3A)におけるR2からR7の定義は式(4-1)、式(4-2)および式(4-3)において対応するR2からR7と同じであり、式(4-1A)および式(4-2A)におけるR11からR14の定義も式(4-1)および式(4-2)におけるR11からR14と同じである。 The definitions of R 2 to R 7 in formulae (4-1A), (4-2A) and (4-3A) are the same as the corresponding R 2 to R 7 in formulae (4-1), (4-2) and (4-3), and the definitions of R 11 to R 14 in formulae (4-1A) and (4-2A) are the same as the corresponding R 11 to R 14 in formulae (4-1) and (4-2).
また、式(H4)で表される化合物における水素は、その全てまたは一部がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。 In addition, all or some of the hydrogen atoms in the compound represented by formula (H4) may be replaced with halogen, cyano, or deuterium.
<ジベンゾクリセン系化合物>
ホストとしてのジベンゾクリセン系化合物は、例えば下記式(H5)で表される化合物である。
<Dibenzochrysene compounds>
The dibenzochrysene compound as the host is, for example, a compound represented by the following formula (H5).
上記式(H5)中、
R1からR16は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール(当該ヘテロアリールは連結基を介して上記式(H5)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい)、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、
また、R1からR16のうち隣接する基同士が結合して縮合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(当該ヘテロアリールは連結基を介して当該形成された環と結合していてもよい)、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、シクロアルキル、アルケニル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよく、そして、
式(H5)で表される化合物における少なくとも1つの水素がハロゲン、シアノまたは重水素で置換されていてもよい。
In the above formula (H5),
R 1 to R 16 are each independently hydrogen, aryl, heteroaryl (the heteroaryl may be bonded to the dibenzochrysene skeleton in the above formula (H5) via a linking group), diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkoxy or aryloxy, in which at least one hydrogen may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl;
In addition, adjacent groups among R 1 to R 16 may be bonded to each other to form a condensed ring, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, a heteroaryl (the heteroaryl may be bonded to the formed ring via a linking group), a diarylamino, a diheteroarylamino, an arylheteroarylamino, an alkyl, a cycloalkyl, an alkenyl, an alkoxy, or an aryloxy, and at least one hydrogen atom in these may be substituted with an aryl, a heteroaryl, an alkyl, or a cycloalkyl, and
At least one hydrogen in the compound represented by formula (H5) may be substituted with halogen, cyano or deuterium.
上記式(5)の定義における各基の詳細は、上述した、式(1)の多環芳香族化合物における説明を引用することができる。 For details of each group in the definition of the above formula (5), the explanation for the polycyclic aromatic compound of formula (1) can be cited.
上記式(H5)の定義におけるアルケニルとしては、例えば、炭素数2~30のアルケニルがあげられ、炭素数2~20のアルケニルが好ましく、炭素数2~10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。好ましいアルケニルは、ビニル、1-プロペニル、2-プロペニル、1-ブテニル、2-ブテニル、3-ブテニル、1-ペンテニル、2-ペンテニル、3-ペンテニル、4-ペンテニル、1-ヘキセニル、2-ヘキセニル、3-ヘキセニル、4-ヘキセニル、または5-ヘキセニルである。 The alkenyl in the definition of the above formula (H5) is, for example, an alkenyl having 2 to 30 carbon atoms, preferably an alkenyl having 2 to 20 carbon atoms, more preferably an alkenyl having 2 to 10 carbon atoms, even more preferably an alkenyl having 2 to 6 carbon atoms, and particularly preferably an alkenyl having 2 to 4 carbon atoms. Preferred alkenyls are vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, 1-butenyl, 2-butenyl, 3-butenyl, 1-pentenyl, 2-pentenyl, 3-pentenyl, 4-pentenyl, 1-hexenyl, 2-hexenyl, 3-hexenyl, 4-hexenyl, or 5-hexenyl.
なお、ヘテロアリールの具体例として、下記式(5-Ar1)、式(5-Ar2)、式(5-Ar3)、式(5-Ar4)または式(5-Ar5)の化合物から任意の1つの水素原子を除いて表される1価の基もあげられる。 Specific examples of heteroaryl include monovalent groups represented by removing any one hydrogen atom from the compounds of the following formula (5-Ar1), (5-Ar2), (5-Ar3), (5-Ar4), or (5-Ar5).
式(5-Ar1)から式(5-Ar5)中、Y1は、それぞれ独立して、O、SまたはN-Rであり、Rはフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニルまたは水素であり、
上記式(5-Ar1)から式(5-Ar5)の構造における少なくとも1つの水素はフェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルで置換されていてもよい。
In formula (5-Ar1) to formula (5-Ar5), each Y 1 is independently O, S or N—R, and R is phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl or hydrogen;
At least one hydrogen atom in the structures of the above formulae (5-Ar1) to (5-Ar5) may be substituted with phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, methyl, ethyl, propyl, or butyl.
これらのヘテロアリールは、連結基を介して、上記式(H5)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい。すなわち、式(H5)におけるジベンゾクリセン骨格と上記ヘテロアリールとが直接結合するだけでなく、それらの間に連結基を介して結合してもよい。この連結基としては、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、-OCH2CH2-、-CH2CH2O-、または、-OCH2CH2O-などがあげられる。 These heteroaryls may be bonded to the dibenzochrysene skeleton in formula (H5) via a linking group. That is, the dibenzochrysene skeleton in formula (H5) and the heteroaryl may be bonded directly or via a linking group. Examples of the linking group include phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, methylene, ethylene, -OCH2CH2- , -CH2CH2O- , and -OCH2CH2O- .
式(H5)で表される化合物は、好ましくは、R1、R4、R5、R8、R9、R12、R13およびR16は水素である。この場合、式(H5)中のR2、R3、R6、R7、R10、R11、R14およびR15は、それぞれ独立して、水素、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、上記式(5-Ar1)、式(5-Ar2)、式(5-Ar3)、式(5-Ar4)もしくは式(5-Ar5)の構造を有する1価の基(当該構造を有する1価の基は、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、-OCH2CH2-、-CH2CH2O-、または、-OCH2CH2O-を介して、上記式(H5)におけるジベンゾクリセン骨格と結合していてもよい)、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルであることが好ましい。 In the compound represented by formula (H5), R 1 , R 4 , R 5 , R 8 , R 9 , R 12 , R 13 and R 16 are preferably hydrogen. In this case, it is preferable that R 2 , R 3 , R 6 , R 7 , R 10 , R 11 , R 14 and R 15 in formula (H5) are each independently hydrogen, phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, a monovalent group having the structure of the above formula (5-Ar1), (5-Ar2), (5-Ar3), (5-Ar4) or (5-Ar5) (the monovalent group having the structure may be bonded to the dibenzochrysene skeleton in formula (H5)) via phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, methylene, ethylene, -OCH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 O- or -OCH 2 CH 2 O-), methyl, ethyl, propyl or butyl.
式(H5)で表される化合物は、より好ましくは、R1、R2、R4、R5、R7、R8、R9、R10、R12、R13、R15およびR16は水素である。この場合、式(H5)中のR3、R6、R11およびR14の少なくとも1つ(好ましくは1つまたは2つ、より好ましくは1つ)は、単結合、フェニレン、ビフェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、メチレン、エチレン、-OCH2CH2-、-CH2CH2O-、または、-OCH2CH2O-を介した、上記式(5-Ar1)、式(5-Ar2)、式(5-Ar3)、式(5-Ar4)または式(5-Ar5)の構造を有する1価の基であり、
前記少なくとも1つ以外(すなわち、前記構造を有する1価の基が置換した位置以外)は水素、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、メチル、エチル、プロピル、または、ブチルであり、これらにおける少なくとも1つの水素は、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、アントラセニル、メチル、エチル、プロピル、あるいは、ブチルで置換されていてもよい。
In the compound represented by formula (H5), R 1 , R 2 , R 4 , R 5 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 12 , R 13 , R 15 and R 16 are more preferably hydrogen. In this case, at least one (preferably one or two, more preferably one) of R 3 , R 6 , R 11 and R 14 in formula (H5) is a single bond, phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, methylene, ethylene, -OCH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 O-, or a monovalent group having the structure of formula (5-Ar1), formula (5-Ar2), formula (5-Ar3), formula (5-Ar4) or formula (5-Ar5) via -OCH 2 CH 2 O-,
The other than the at least one (i.e., other than the position substituted with the monovalent group having the structure) is hydrogen, phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl, methyl, ethyl, propyl, or butyl, and at least one hydrogen in these may be substituted with phenyl, biphenylyl, naphthyl, anthracenyl, methyl, ethyl, propyl, or butyl.
また、式(H5)中のR2、R3、R6、R7、R10、R11、R14およびR15として、上記式(5-Ar1)から式(5-Ar5)で表される構造を有する1価の基が選択された場合には、当該構造における少なくとも1つの水素は式(H5)中のR1からR16のいずれかと結合して単結合を形成していてもよい。 In addition, when a monovalent group having a structure represented by formula (5-Ar1) to formula (5-Ar5) is selected as R 2 , R 3 , R 6 , R 7 , R 10 , R 11 , R 14 and R 15 in formula (H5), at least one hydrogen atom in the structure may be bonded to any one of R 1 to R 16 in formula (H5) to form a single bond.
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、式(1)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 material and dopant material) can 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-type polymer compounds obtained by reacting a main-chain polymer with the reactive compound, or crosslinked pendant polymers thereof. In this case, the explanation of the polycyclic aromatic compound represented by formula (1) can be cited as the reactive substituent.
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
<高分子ホスト材料の一例>
式(SPH-1)において、
MUはそれぞれ独立して2価の芳香族化合物、ECはそれぞれ独立して1価の芳香族化合物であり、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 (SPH-1),
Each MU is independently a divalent aromatic compound, each EC is independently a monovalent aromatic compound, two hydrogens in MU are replaced by EC or MU, and k is an integer of 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(SPH-1)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(SPH-1)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 (SPH-1) 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 deuterium atom, and further, any -CH 2 - in the alkyl group may be substituted with -O- or -Si(CH 3 ) 2 -, any -CH 2 - in the alkyl group except for the -CH 2 - directly bonded to EC in formula (SPH-1) 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 fluorine.
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価の基があげられる。 Examples of MU include a divalent group represented by removing any two hydrogen atoms from any of the following compounds:
より具体的には、以下のいずれかの構造で表される2価の基があげられる。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, it is a divalent group represented by any of the following structures. In these, MU is bonded to another MU or EC at *.
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価の基があげられる。これらにおいて、ECは*においてMUと結合する。 EC can be, for example, a monovalent group represented by any of the following structures. In these, EC bonds to MU at *.
式(SPH-1)で表される化合物は、溶解性および塗布成膜性の観点から、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。
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。
From the viewpoint of solubility and coating film-forming properties, the compound represented by formula (SPH-1) 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 viewpoint 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).
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
<<アシスティングドーパント>>
発光層はさらにアシスティングドーパントを含んでいてもよい。このとき、本発明の化合物はエミティンングドーパントとして機能する。アシスティングドーパントの例としては下記化合物があげられる。下記式において、Meはメチルを表し、tBuはt-ブチルを表し、Phはフェニルを表し、波線は結合位置を表す。
<<Assisting dopant>>
The light-emitting layer may further contain an assisting dopant. In this case, the compound of the present invention functions as the emitting dopant. Examples of the assisting dopant include the following compounds. In the following formula, Me represents methyl, tBu represents t-butyl, Ph represents phenyl, and the wavy line represents a bonding position.
3-1-6.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。
3-1-6. Electron Injection Layer and Electron Transport Layer in Organic Electroluminescent Device The electron injection layer 107 plays a role of efficiently injecting electrons moving from the cathode 108 into the light emitting layer 105 or the electron transport layer 106. The electron transport layer 106 plays a role of efficiently transporting electrons injected from the cathode 108 or electrons injected from the cathode 108 via the electron injection layer 107 to the light emitting layer 105. The electron transport layer 106 and the electron injection layer 107 are each formed by laminating or mixing one or more types of electron transport/injection materials, or by a mixture of an electron transport/injection material and a polymer binder.
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。 The material (electron transport material) forming the electron transport layer 106 or the electron injection layer 107 can be arbitrarily selected from compounds conventionally used as electron transfer compounds in photoconductive materials and known compounds used in the electron injection layer and electron transport layer of organic EL elements.
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、アリールニトリ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, arylnitrile 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、ベンゾフルオレン誘導体、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、アリールニトリル誘導体、インドール誘導体、ホスフィ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, benzofluorene 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 pyrazine 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, arylnitrile derivatives, indole derivatives, phosphine 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、アリールニトリル誘導体、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, arylnitrile derivatives, triazine derivatives, benzimidazole derivatives, phenanthroline derivatives, and quinolinol-based metal complexes are preferred.
<ボラン誘導体>
ボラン誘導体は、例えば下記式(ETM-1)で表される化合物であり、詳細には特開2007-27587号公報に開示されている。
The borane derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-1), and is disclosed in detail in JP-A-2007-27587.
式(ETM-1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13~R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、または置換されていてもよいアリールであり、Xは、置換されていてもよいアリーレンであり、Yは、置換されていてもよい炭素数16以下のアリール、置換されているボリル、または置換されていてもよいカルバゾリルであり、そして、nはそれぞれ独立して0~3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。 In formula (ETM-1), R 11 and R 12 each independently represent at least one of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, optionally substituted aryl, substituted silyl, optionally substituted nitrogen-containing heterocycle, or cyano, R 13 to R 16 each independently represent optionally substituted alkyl, optionally substituted cycloalkyl, or optionally substituted aryl, X represents optionally substituted arylene, Y represents optionally substituted aryl having 16 or less carbon atoms, substituted boryl, or optionally substituted carbazolyl, and n represents each independently an integer of 0 to 3. Examples of the substituent in the case of being "optionally substituted" or "substituted" include aryl, heteroaryl, alkyl, and cycloalkyl.
式(ETM-1)で表される化合物の中でも、下記式(ETM-1-1)で表される化合物や下記式(ETM-1-2)で表される化合物が好ましい。 Among the compounds represented by formula (ETM-1), compounds represented by the following formula (ETM-1-1) and compounds represented by the following formula (ETM-1-2) are preferred.
式(ETM-1-1)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13~R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、または置換されていてもよいアリールであり、R21およびR22は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、X1は、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、nはそれぞれ独立して0~3の整数であり、そして、mはそれぞれ独立して0~4の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。 In formula (ETM-1-1), R 11 and R 12 are each independently at least one of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, optionally substituted aryl, substituted silyl, optionally substituted nitrogen-containing heterocycle, or cyano, R 13 to R 16 are each independently at least one of optionally substituted alkyl, optionally substituted cycloalkyl, or optionally substituted aryl, R 21 and R 22 are each independently at least one of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, optionally substituted aryl, substituted silyl, optionally substituted nitrogen-containing heterocycle, or cyano, X 1 is an optionally substituted arylene having 20 or less carbon atoms, n is each independently an integer of 0 to 3, and m is each independently an integer of 0 to 4. In addition, examples of the substituent in the case of "optionally substituted" or "substituted" include aryl, heteroaryl, alkyl, and cycloalkyl.
式(ETM-1-2)中、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、置換されていてもよいアリール、置換されているシリル、置換されていてもよい窒素含有複素環、またはシアノの少なくとも一つであり、R13~R16は、それぞれ独立して、置換されていてもよいアルキル、置換されていてもよいシクロアルキル、または置換されていてもよいアリールであり、X1は、置換されていてもよい炭素数20以下のアリーレンであり、そして、nはそれぞれ独立して0~3の整数である。また、「置換されていてもよい」または「置換されている」場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。 In formula (ETM-1-2), R 11 and R 12 each independently represent at least one of hydrogen, alkyl, cycloalkyl, optionally substituted aryl, substituted silyl, optionally substituted nitrogen-containing heterocycle, or cyano, R 13 to R 16 each independently represent optionally substituted alkyl, optionally substituted cycloalkyl, or optionally substituted aryl, X 1 represents an optionally substituted arylene having 20 or less carbon atoms, and each n represents independently an integer of 0 to 3. In addition, examples of the substituent in the case of "optionally substituted" or "substituted" include aryl, heteroaryl, alkyl, and cycloalkyl.
X1の具体的な例としては、下記式(X-1)~式(X-9)のいずれかで表される2価の基があげられる。
このボラン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このボラン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This borane derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ピリジン誘導体>
ピリジン誘導体は、例えば下記式(ETM-2)で表される化合物であり、好ましくは式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)で表される化合物である。
The pyridine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-2), and is preferably a compound represented by formula (ETM-2-1) or (ETM-2-2).
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数である。 φ is an n-valent aryl ring (preferably an n-valent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, phenalene ring, phenanthrene ring, or triphenylene ring), and n is an integer from 1 to 4.
式(ETM-2-1)において、R11~R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)である。 In formula (ETM-2-1), R 11 to R 18 are each independently hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms).
式(ETM-2-2)において、R11およびR12は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)であり、R11およびR12は結合して環を形成していてもよい。 In formula (ETM-2-2), R 11 and R 12 each independently represent hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms), and R 11 and R 12 may be bonded to form a ring.
各式において、「ピリジン系置換基」は、下記式(Py-1)~式(Py-15)のいずれか(式中の*は、結合位置を表す。)であり、ピリジン系置換基はそれぞれ独立して炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルで置換されていてもよい。具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、またはt-ブチルなどがあげられ、メチルが好ましい。また、ピリジン系置換基はフェニレンやナフチレンを介して各式におけるφ、アントラセン環またはフルオレン環に結合していてもよい。 In each formula, the "pyridine-based substituent" is any one of the following formulae (Py-1) to (Py-15) (in the formulae, * indicates a bonding position), and each pyridine-based substituent may be independently substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms. Specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, and t-butyl, with methyl being preferred. In addition, the pyridine-based substituent may be bonded to the φ, anthracene ring, or fluorene ring in each formula via phenylene or naphthylene.
ピリジン系置換基は、式(Py-1)~式(Py-15)のいずれか(式中の*は、結合位置を表す。)であるが、これらの中でも、下記式(Py-21)~式(Py-44)のいずれかであることが好ましい。
各ピリジン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよく、また、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における2つの「ピリジン系置換基」のうちの一方はアリールで置き換えられていてもよい。 At least one hydrogen in each pyridine derivative may be replaced with deuterium, and one of the two "pyridine-based substituents" in formula (ETM-2-1) and formula (ETM-2-2) may be replaced with an aryl.
R11~R18における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。 The "alkyl" in R 11 to R 18 may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. A preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms). A more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms). An even more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms). An especially preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms).
具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシル、n-オクチル、t-オクチル、1-メチルヘプチル、2-エチルヘキシル、2-プロピルペンチル、n-ノニル、2,2-ジメチルヘプチル、2,6-ジメチル-4-ヘプチル、3,5,5-トリメチルヘキシル、n-デシル、n-ウンデシル、1-メチルデシル、n-ドデシル、n-トリデシル、1-ヘキシルヘプチル、n-テトラデシル、n-ペンタデシル、n-ヘキサデシル、n-ヘプタデシル、n-オクタデシル、n-エイコシルなどがあげられる。 Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, t-octyl, 1-methylheptyl, Examples include 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, 2,6-dimethyl-4-heptyl, 3,5,5-trimethylhexyl, n-decyl, n-undecyl, 1-methyldecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, 1-hexylheptyl, n-tetradecyl, n-pentadecyl, n-hexadecyl, n-heptadecyl, n-octadecyl, and n-eicosyl.
ピリジン系置換基に置換する炭素数1~4のアルキルとしては、上記アルキルの説明を引用することができる。 The above description of alkyl can be used for the alkyl having 1 to 4 carbon atoms that substitutes the pyridine-based substituent.
R11~R18における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3~12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~6のシクロアルキルである。
具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。
The "cycloalkyl" in R 11 to R 18 is, for example, a cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. A preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. A more preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms. An even more preferred "cycloalkyl" is a cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms.
Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
R11~R18における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6~30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6~18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6~14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6~12のアリールである。 As the "aryl" in R 11 to R 18 , the preferred aryl is an aryl having 6 to 30 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 18 carbon atoms, even more preferably an aryl having 6 to 14 carbon atoms, and particularly preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「炭素数6~30のアリール」としては、単環系アリールであるフェニル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryls having 6 to 30 carbon atoms" include monocyclic aryls such as phenyl, fused bicyclic aryls such as (1-, 2-)naphthyl, fused tricyclic aryls such as acenaphthylene-(1-, 3-, 4-, 5-)yl, fluorene-(1-, 2-, 3-, 4-, 9-)yl, phenalene-(1-, 2-)yl, and (1-, 2-, 3-, 4-, 9-)phenanthryl, fused tetracyclic aryls such as triphenylene-(1-, 2-)yl, pyrene-(1-, 2-, 4-)yl, and naphthacene-(1-, 2-, 5-)yl, and fused pentacyclic aryls such as perylene-(1-, 2-, 3-)yl and pentacene-(1-, 2-, 5-, 6-)yl.
好ましい「炭素数6~30のアリール」は、フェニル、ナフチル、フェナントリル、クリセニルまたはトリフェニレニルなどがあげられ、さらに好ましくはフェニル、1-ナフチル、2-ナフチルまたはフェナントリルがあげられ、特に好ましくはフェニル、1-ナフチルまたは2-ナフチルがあげられる。 Preferred examples of "aryl having 6 to 30 carbon atoms" include phenyl, naphthyl, phenanthryl, chrysenyl, and triphenylenyl, more preferably phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, and phenanthryl, and particularly preferably phenyl, 1-naphthyl, and 2-naphthyl.
式(ETM-2-2)におけるR11およびR12は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。 In formula (ETM-2-2), R 11 and R 12 may be bonded to form a ring. As a result, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexane, fluorene, indene, or the like may be spiro-bonded to the five-membered ring of the fluorene skeleton.
このピリジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This pyridine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<フルオランテン誘導体>
フルオランテン誘導体は、例えば下記式(ETM-3)で表される化合物であり、詳細には国際公開第2010/134352号に開示されている。
The fluoranthene derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-3), and is disclosed in detail in WO 2010/134352.
式(ETM-3)中、X12~X21は水素、ハロゲン、直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルキル、直鎖、分岐鎖もしくは環状のアルコキシ、置換もしくは無置換のアリール、または置換もしくは無置換のヘテロアリールを表す。ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。 In formula (ETM-3), X to X each represent a hydrogen atom, a halogen atom, a linear, branched or cyclic alkyl group, a linear, branched or cyclic alkoxy group, a substituted or unsubstituted aryl group, or a substituted or unsubstituted heteroaryl group, where examples of the substituent in the case of a substitution include an aryl group, a heteroaryl group, an alkyl group, a cycloalkyl group, and the like.
このフルオランテン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
<BO系誘導体>
BO系誘導体は、例えば下記式(ETM-4)で表される多環芳香族化合物、または下記式(ETM-4)で表される構造を複数有する多環芳香族化合物の多量体である。
The BO derivative is, for example, a polycyclic aromatic compound represented by the following formula (ETM-4) or a polymer of a polycyclic aromatic compound having a plurality of structures represented by the following formula (ETM-4).
R1~R11は、それぞれ独立して、水素、アリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシであり、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。 R 1 to R 11 each independently represent hydrogen, aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, in which at least one hydrogen may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl.
また、R1~R11のうちの隣接する基同士が結合してa環、b環またはc環と共にアリール環またはヘテロアリール環を形成していてもよく、形成された環における少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、ジアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、アリールヘテロアリールアミノ、アルキル、シクロアルキル、アルコキシまたはアリールオキシで置換されていてもよく、これらにおける少なくとも1つの水素はアリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換されていてもよい。 Adjacent groups among R 1 to R 11 may be bonded to each other to form an aryl ring or a heteroaryl ring together with the ring a, ring b, or ring c, and at least one hydrogen atom in the formed ring may be substituted with an aryl, heteroaryl, diarylamino, diheteroarylamino, arylheteroarylamino, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, or aryloxy, and at least one hydrogen atom in these rings may be substituted with an aryl, heteroaryl, alkyl, or cycloalkyl.
また、式(ETM-4)で表される化合物または構造における少なくとも1つの水素がハロゲンまたは重水素で置換されていてもよい。 In addition, at least one hydrogen in the compound or structure represented by formula (ETM-4) may be replaced with a halogen or deuterium.
式(ETM-4)における置換基や環形成の形態の説明については、式(1)または式(1-a)等で表される多環芳香族化合物の説明を引用することができる。 For an explanation of the substituents and ring formation form in formula (ETM-4), the explanation of the polycyclic aromatic compound represented by formula (1) or formula (1-a), etc. may be cited.
このBO系誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このBO系誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This BO derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<アントラセン誘導体>
アントラセン誘導体の一つは、例えば下記式(ETM-5)で表される化合物である。
One example of the anthracene derivative is a compound represented by the following formula (ETM-5).
Ar1は、それぞれ独立して、単結合、2価のベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フルオレン、またはフェナレンである。 Each Ar 1 is independently a single bond, or a divalent benzene, naphthalene, anthracene, fluorene, or phenalene.
Ar2は、それぞれ独立して、炭素数6~20のアリールであり、炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。「炭素数6~20のアリール」の具体例としては、単環系アリールであるフェニル、(o-,m-,p-)トリル、(2,3-,2,4-,2,5-,2,6-,3,4-,3,5-)キシリル、メシチル(2,4,6-トリメチルフェニル)、(o-,m-,p-)クメニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-4'-イル、m-テルフェニル-5'-イル、o-テルフェニル-3'-イル、o-テルフェニル-4'-イル、p-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アントラセン-(1-,2-,9-)イル、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、テトラセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イルなどがあげられる。「炭素数6~10のアリール」の具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。 Each Ar2 is independently an aryl having 6 to 20 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 16 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably an aryl having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples of the "aryl having 6 to 20 carbon atoms" include monocyclic aryls such as phenyl, (o-, m-, p-) tolyl, (2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5-) xylyl, mesityl (2,4,6-trimethylphenyl), (o-, m-, p-) cumenyl, bicyclic aryls such as (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryls such as (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryls such as terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2 ...4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m aryl, o-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl; fused tricyclic aryls such as anthracene-(1-,2-,9-)yl, acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, and (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl; fused tetracyclic aryls such as triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, and tetracene-(1-,2-,5-)yl; and fused pentacyclic aryls such as perylene-(1-,2-,3-)yl. Specific examples of the "aryl having 6 to 10 carbon atoms" include phenyl, biphenylyl, naphthyl, terphenylyl, anthracenyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, tetracenyl, and perylenyl.
R1~R4は、それぞれ独立して、水素、炭素数1~6のアルキル、炭素数3から6のシクロアルキルまたは炭素数6~20のアリールである。
R1~R4における炭素数1~6のアルキルについては直鎖および分岐鎖のいずれでもよい。すなわち、炭素数1~6の直鎖アルキルまたは炭素数3~6の分岐鎖アルキルである。より好ましくは、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。具体例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、または2-エチルブチルなどがあげられ、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、またはt-ブチルが好ましく、メチル、エチル、またはt-ブチルがより好ましい。
R 1 to R 4 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 6 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms, or aryl having 6 to 20 carbon atoms.
The alkyl having 1 to 6 carbon atoms in R 1 to R 4 may be either linear or branched. That is, it is a linear alkyl having 1 to 6 carbon atoms or a branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms. It is more preferably an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms). Specific examples include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, and 2-ethylbutyl, and methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, or t-butyl is preferred, and methyl, ethyl, or t-butyl is more preferred.
R1~R4における炭素数3~6のシクロアルキルの具体例としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。 Specific examples of the cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms for R 1 to R 4 include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
R1~R4における炭素数6~20のアリールについては、炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。「炭素数6~20のアリール」の具体例としては、Ar2における「炭素数6~20のアリール」の具体例を引用することができる。好ましい「炭素数6~20のアリール」は、フェニル、ビフェニリル、テルフェニリルまたはナフチルであり、より好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1-ナフチル、2-ナフチルまたはm-テルフェニル-5'-イルであり、さらに好ましくは、フェニル、ビフェニリル、1-ナフチルまたは2-ナフチルであり、最も好ましくはフェニルである。 The aryl having 6 to 20 carbon atoms in R 1 to R 4 is preferably an aryl having 6 to 16 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms, and particularly preferably an aryl having 6 to 10 carbon atoms. Specific examples of the "aryl having 6 to 20 carbon atoms" include the specific examples of the "aryl having 6 to 20 carbon atoms" in Ar 2. Preferred examples of the "aryl having 6 to 20 carbon atoms" include phenyl, biphenylyl, terphenylyl, or naphthyl, more preferably phenyl, biphenylyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, or m-terphenyl-5'-yl, even more preferably phenyl, biphenylyl, 1-naphthyl, or 2-naphthyl, and most preferably phenyl.
これらのアントラセン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
これらのアントラセン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 These anthracene derivatives can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ベンゾフルオレン誘導体>
ベンゾフルオレン誘導体は、例えば下記式(ETM-6)で表される化合物である。
The benzofluorene derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-6).
Ar1は、それぞれ独立して、炭素数6~20のアリールであり、式(ETM-5)のAr2における「炭素数6~20のアリール」と同じ説明を引用することができる。炭素数6~16のアリールが好ましく、炭素数6~12のアリールがより好ましく、炭素数6~10のアリールが特に好ましい。具体例としては、フェニル、ビフェニリル、ナフチル、テルフェニリル、アントラセニル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、テトラセニル、ペリレニルなどがあげられる。 Each Ar 1 is independently an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and the same explanation as for "aryl having 6 to 20 carbon atoms" in Ar 2 of formula (ETM-5) can be cited. An aryl having 6 to 16 carbon atoms is preferable, an aryl having 6 to 12 carbon atoms is more preferable, and an aryl having 6 to 10 carbon atoms is particularly preferable. Specific examples include phenyl, biphenylyl, naphthyl, terphenylyl, anthracenyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, tetracenyl, perylenyl, etc.
Ar2は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)であり、2つのAr2は結合して環を形成していてもよい。 Each Ar 2 is independently hydrogen, an alkyl (preferably an alkyl having 1 to 24 carbon atoms), a cycloalkyl (preferably a cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms) or an aryl (preferably an aryl having 6 to 30 carbon atoms), and two Ar 2 may be bonded to form a ring.
Ar2における「アルキル」としては、直鎖および分岐鎖のいずれでもよく、例えば、炭素数1~24の直鎖アルキルまたは炭素数3~24の分岐鎖アルキルがあげられる。好ましい「アルキル」は、炭素数1~18のアルキル(炭素数3~18の分岐鎖アルキル)である。より好ましい「アルキル」は、炭素数1~12のアルキル(炭素数3~12の分岐鎖アルキル)である。さらに好ましい「アルキル」は、炭素数1~6のアルキル(炭素数3~6の分岐鎖アルキル)である。特に好ましい「アルキル」は、炭素数1~4のアルキル(炭素数3~4の分岐鎖アルキル)である。具体的な「アルキル」としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、n-ヘキシル、1-メチルペンチル、4-メチル-2-ペンチル、3,3-ジメチルブチル、2-エチルブチル、n-ヘプチル、1-メチルヘキシルなどがあげられる。 The "alkyl" in Ar2 may be either linear or branched, and examples thereof include linear alkyl having 1 to 24 carbon atoms or branched alkyl having 3 to 24 carbon atoms. A preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 18 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 18 carbon atoms). A more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 12 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 12 carbon atoms). An even more preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 6 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 6 carbon atoms). An especially preferred "alkyl" is an alkyl having 1 to 4 carbon atoms (branched alkyl having 3 to 4 carbon atoms). Specific examples of "alkyl" include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, t-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, and the like.
Ar2における「シクロアルキル」としては、例えば、炭素数3~12のシクロアルキルがあげられる。好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~10のシクロアルキルである。より好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~8のシクロアルキルである。さらに好ましい「シクロアルキル」は、炭素数3~6のシクロアルキルである。具体的な「シクロアルキル」としては、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロペンチル、シクロヘプチル、メチルシクロヘキシル、シクロオクチルまたはジメチルシクロヘキシルなどがあげられる。 The "cycloalkyl" in Ar2 includes, for example, cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms. A preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 10 carbon atoms. A more preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 8 carbon atoms. An even more preferred "cycloalkyl" is cycloalkyl having 3 to 6 carbon atoms. Specific examples of "cycloalkyl" include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, methylcyclopentyl, cycloheptyl, methylcyclohexyl, cyclooctyl, and dimethylcyclohexyl.
Ar2における「アリール」としては、好ましいアリールは炭素数6~30のアリールであり、より好ましいアリールは炭素数6~18のアリールであり、さらに好ましくは炭素数6~14のアリールであり、特に好ましくは炭素数6~12のアリールである。 As the "aryl" in Ar2 , the preferred aryl is an aryl having 6 to 30 carbon atoms, the more preferred aryl is an aryl having 6 to 18 carbon atoms, the further more preferred aryl is an aryl having 6 to 14 carbon atoms, and the particularly preferred aryl is an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「炭素数6~30のアリール」としては、フェニル、ナフチル、アセナフチレニル、フルオレニル、フェナレニル、フェナントリル、トリフェニレニル、ピレニル、ナフタセニル、ペリレニル、ペンタセニルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl having 6 to 30 carbon atoms" include phenyl, naphthyl, acenaphthylenyl, fluorenyl, phenalenyl, phenanthryl, triphenylenyl, pyrenyl, naphthacenyl, perylenyl, and pentacenyl.
2つのAr2は結合して環を形成していてもよく、この結果、フルオレン骨格の5員環には、シクロブタン、シクロペンタン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、フルオレンまたはインデンなどがスピロ結合していてもよい。 Two Ar2 may be bonded to form a ring, and as a result, cyclobutane, cyclopentane, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclohexane, fluorene, indene, or the like may be spiro-bonded to the five-membered ring of the fluorene skeleton.
このベンゾフルオレン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このベンゾフルオレン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This benzofluorene derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ホスフィンオキサイド誘導体>
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM-7-1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2013/079217号および国際公開第2013/079678号にも記載されている。
The phosphine oxide derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-7-1). Details are also described in WO 2013/079217 and WO 2013/079678.
R5は、置換または無置換の、炭素数1~20のアルキル、炭素数3~16のシクロアルキル、炭素数6~20のアリールまたは炭素数5~20のヘテロアリールであり、
R6は、CN、置換または無置換の、炭素数1~20のアルキル、炭素数3~16のシクロアルキル、炭素数1~20のヘテロアルキル、炭素数6~20のアリール、炭素数5~20のヘテロアリール、炭素数1~20のアルコキシまたは炭素数6~20のアリールオキシであり、
R7およびR8は、それぞれ独立して、置換または無置換の、炭素数6~20のアリールまたは炭素数5~20のヘテロアリールであり、
R9は酸素または硫黄であり、
jは0または1であり、kは0または1であり、rは0~4の整数であり、qは1~3の整数である。
ここで、置換されている場合の置換基としては、アリール、ヘテロアリール、アルキルまたはシクロアルキルなどがあげられる。
R 5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 16 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a heteroaryl group having 5 to 20 carbon atoms;
R 6 is CN, a substituted or unsubstituted alkyl having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 16 carbon atoms, a heteroalkyl having 1 to 20 carbon atoms, an aryl having 6 to 20 carbon atoms, a heteroaryl having 5 to 20 carbon atoms, an alkoxy having 1 to 20 carbon atoms, or an aryloxy having 6 to 20 carbon atoms;
R 7 and R 8 are each independently a substituted or unsubstituted aryl having 6 to 20 carbon atoms or a heteroaryl having 5 to 20 carbon atoms;
R9 is oxygen or sulfur;
j is 0 or 1, k is 0 or 1, r is an integer of 0 to 4, and q is an integer of 1 to 3.
When substituted, the substituent may be an aryl, heteroaryl, alkyl or cycloalkyl.
ホスフィンオキサイド誘導体は、例えば下記式(ETM-7-2)で表される化合物でもよい。
R1~R3は、同じでも異なっていてもよく、水素、アルキル、シクロアルキル、アラルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルキルチオ、シクロアルキルチオ、アリールエーテル(アリールエーテル基)、アリールチオエーテル(アリールチオエーテル基)、アリール、複素環基、ハロゲン、シアノ、アルデヒド、カルボニル、カルボキシル、アミノ、ニトロ、シリル、および隣接置換基との間に形成される縮合環の中から選ばれる。 R 1 to R 3 may be the same or different and are selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, aralkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, alkoxy, alkylthio, cycloalkylthio, aryl ether (aryl ether group), aryl thioether (aryl thioether group), aryl, heterocyclic group, halogen, cyano, aldehyde, carbonyl, carboxyl, amino, nitro, silyl, and a fused ring formed between adjacent substituents.
Ar1は、同じでも異なっていてもよく、アリーレンまたはヘテロアリーレンである。Ar2は、同じでも異なっていてもよく、アリールまたはヘテロアリールである。ただし、Ar1およびAr2のうち少なくとも一方は置換基を有しているか、または隣接置換基との間に縮合環を形成している。nは0~3の整数であり、nが0のとき不飽和構造部分は存在せず、nが3のときR1は存在しない。 Ar 1 may be the same or different and is arylene or heteroarylene. Ar 2 may be the same or different and is aryl or heteroaryl. However, at least one of Ar 1 and Ar 2 has a substituent or forms a condensed ring with the adjacent substituent. n is an integer of 0 to 3, when n is 0, there is no unsaturated structural portion, and when n is 3, R 1 does not exist.
これらの置換基の内、アルキルとは、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチルなどの飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。置換されている場合の置換基には特に制限は無く、例えば、アルキル、アリール、複素環基等をあげることができ、この点は、以下の記載にも共通する。また、アルキルの炭素数は特に限定されないが、入手の容易性やコストの点から、通常、1~20の範囲である。 Among these substituents, alkyl refers to saturated aliphatic hydrocarbon groups such as methyl, ethyl, propyl, and butyl, which may be unsubstituted or substituted. If substituted, there is no particular limit to the substituent, and examples include alkyl, aryl, and heterocyclic groups, which is also the case in the following descriptions. In addition, the number of carbon atoms in the alkyl is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20 from the standpoint of ease of availability and cost.
また、シクロアルキルとは、例えば、シクロプロピル、シクロヘキシル、ノルボルニル、アダマンチルなどの飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキル部分の炭素数は特に限定されないが、通常、3~20の範囲である。 Cycloalkyl refers to a saturated alicyclic hydrocarbon group, such as cyclopropyl, cyclohexyl, norbornyl, or adamantyl, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the alkyl portion is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 20.
また、アラルキルとは、例えば、ベンジル、フェニルエチルなどの脂肪族炭化水素を介した芳香族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素と芳香族炭化水素はいずれも無置換でも置換されていてもかまわない。脂肪族部分の炭素数は特に限定されないが、通常、1~20の範囲である。 Also, aralkyl refers to an aromatic hydrocarbon group via an aliphatic hydrocarbon such as benzyl or phenylethyl, and both the aliphatic and aromatic hydrocarbons may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aliphatic portion is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20.
また、アルケニルとは、例えば、ビニル、アリル、ブタジエニルなどの二重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルケニルの炭素数は特に限定されないが、通常、2~20の範囲である。 Alkenyl refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a double bond, such as vinyl, allyl, or butadienyl, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the alkenyl is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 20.
また、シクロアルケニルとは、例えば、シクロペンテニル、シクロペンタジエニル、シクロヘキセンなどの二重結合を含む不飽和脂環式炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。 Cycloalkenyl refers to an unsaturated alicyclic hydrocarbon group containing a double bond, such as cyclopentenyl, cyclopentadienyl, or cyclohexene, which may be unsubstituted or substituted.
また、アルキニルとは、例えば、アセチレニルなどの三重結合を含む不飽和脂肪族炭化水素基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。アルキニルの炭素数は特に限定されないが、通常、2~20の範囲である。 Alkynyl refers to an unsaturated aliphatic hydrocarbon group containing a triple bond, such as acetylenyl, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in alkynyl is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 20.
また、アルコキシとは、例えば、メトキシなどのエーテル結合を介した脂肪族炭化水素基を示し、脂肪族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アルコキシの炭素数は特に限定されないが、通常、1~20の範囲である。 Alkoxy refers to an aliphatic hydrocarbon group, such as methoxy, that is bonded via an ether bond, and the aliphatic hydrocarbon group may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the alkoxy is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20.
また、アルキルチオとは、アルコキシのエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 Alkylthio is a group in which the oxygen atom of the ether bond of an alkoxy is replaced with a sulfur atom.
また、シクロアルキルチオとは、シクロアルコキシのエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 Cycloalkylthio is a group in which the oxygen atom of the ether bond of a cycloalkoxy is replaced with a sulfur atom.
また、アリールエーテルとは、例えば、フェノキシなどのエーテル結合を介した芳香族炭化水素基を示し、芳香族炭化水素基は無置換でも置換されていてもかまわない。アリールエーテルの炭素数は特に限定されないが、通常、6~40の範囲である。 Also, aryl ether refers to an aromatic hydrocarbon group, such as phenoxy, that is bonded via an ether bond, and the aromatic hydrocarbon group may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aryl ether is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
また、アリールチオエーテルとは、アリールエーテルのエーテル結合の酸素原子が硫黄原子に置換された基である。 An aryl thioether is a group in which the oxygen atom of the ether bond of an aryl ether is replaced with a sulfur atom.
また、アリールとは、例えば、フェニル、ナフチル、ビフェニリル、フェナントリル、テルフェニリル、ピレニルなどの芳香族炭化水素基を示す。アリールは、無置換でも置換されていてもかまわない。アリールの炭素数は特に限定されないが、通常、6~40の範囲である。 Also, aryl refers to an aromatic hydrocarbon group such as phenyl, naphthyl, biphenylyl, phenanthryl, terphenylyl, pyrenyl, etc. The aryl may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the aryl is not particularly limited, but is usually in the range of 6 to 40.
また、複素環基とは、例えば、フラニル、チオフェニル、オキサゾリル、ピリジル、キノリニル、カルバゾリルなどの炭素以外の原子を有する環状構造基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。複素環基の炭素数は特に限定されないが、通常、2~30の範囲である。 The heterocyclic group refers to a cyclic structural group having atoms other than carbon, such as furanyl, thiophenyl, oxazolyl, pyridyl, quinolinyl, carbazolyl, etc., which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in the heterocyclic group is not particularly limited, but is usually in the range of 2 to 30.
ハロゲンとは、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を示す。 Halogen refers to fluorine, chlorine, bromine, and iodine.
アルデヒド、カルボニル、アミノには、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環などで置換された基も含むことができる。 Aldehyde, carbonyl, and amino can also include groups substituted with aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, heterocycles, etc.
また、脂肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環は無置換でも置換されていてもかまわない。 In addition, the aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, and heterocycles may be unsubstituted or substituted.
シリルとは、例えば、トリメチルシリルなどのケイ素化合物基を示し、これは無置換でも置換されていてもかまわない。シリルの炭素数は特に限定されないが、通常、3~20の範囲である。また、ケイ素数は、通常、1~6である。 Silyl refers to a silicon compound group such as trimethylsilyl, which may be unsubstituted or substituted. The number of carbon atoms in silyl is not particularly limited, but is usually in the range of 3 to 20. The number of silicon atoms is usually 1 to 6.
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、Ar1とR2、Ar1とR3、Ar2とR2、Ar2とR3、R2とR3、Ar1とAr2等の間で形成された共役または非共役の縮合環である。ここで、nが1の場合、2つのR1同士で共役または非共役の縮合環を形成してもよい。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。 The fused ring formed between adjacent substituents is, for example, a conjugated or non -conjugated fused ring formed between Ar1 and R2 , Ar1 and R3 , Ar2 and R2 , Ar2 and R3 , R2 and R3 , Ar1 and Ar2 , etc. Here, when n is 1, two R1s may form a conjugated or non-conjugated fused ring. These fused rings may contain a nitrogen, oxygen, or sulfur atom in the ring structure, or may be fused with another ring.
このホスフィンオキサイド誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このホスフィンオキサイド誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This phosphine oxide derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ピリミジン誘導体>
ピリミジン誘導体は、例えば下記式(ETM-8)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM-8-1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2011/021689号にも記載されている。
The pyrimidine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-8), preferably a compound represented by the following formula (ETM-8-1). Details are also described in WO 2011/021689.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1~4の整数であり、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは2または3である。 Each Ar is independently an optionally substituted aryl or an optionally substituted heteroaryl. n is an integer from 1 to 4, preferably an integer from 1 to 3, and more preferably 2 or 3.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" is, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-4'-イル、m-テルフェニル-5'-イル、o-テルフェニル-3'-イル、o-テルフェニル-4'-イル、p-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl, tetracyclic aryl quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, m-quaterphenylyl), condensed tetracyclic aryl triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, naphthacene-(1-,2-,5-)yl, condensed pentacyclic aryl perylene-(1-,2-,3-)yl, pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl, etc.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 The "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" includes, for example, heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms. In addition, examples of heteroaryl include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 The above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl or heteroaryl, respectively.
このピリミジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このピリミジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This pyrimidine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<アリールニトリル誘導体>
アリールニトリル誘導体は、例えば下記式(ETM-9)で表される化合物、またはそれが単結合などで複数結合した多量体である。詳細は米国出願公開第2014/0197386号明細書に記載されている。
The arylnitrile derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-9), or a multimer in which a plurality of such compounds are bonded together via single bonds, etc. Details are described in the specification of U.S. Patent Application Publication No. 2014/0197386.
Arniは、速い電子輸送性の観点からは炭素数が多いことが好ましく、高いT1の観点からは炭素数が少ないことが好ましい。Arniは、具体的には、発光層に隣接する層に用いるには高いT1であることが好ましく、炭素数6~20のアリールであり、好ましくは炭素数6~14のアリール、より好ましくは炭素数6~10のアリールである。また、ニトリル基の置換個数nは、高いT1の観点からは多いことが好ましく、高いS1の観点からは少ないことが好ましい。ニトリル基の置換個数nは、具体的には、1~4の整数であり、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1~2の整数であり、さらに好ましくは1である。 From the viewpoint of fast electron transportability, Ar ni preferably has a large number of carbon atoms, and from the viewpoint of high T1, Ar ni preferably has a small number of carbon atoms. Specifically, Ar ni preferably has a high T1 when used in a layer adjacent to the light-emitting layer, and is an aryl having 6 to 20 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 14 carbon atoms, and more preferably an aryl having 6 to 10 carbon atoms. In addition, the number of nitrile group substitutions n is preferably large from the viewpoint of high T1, and is preferably small from the viewpoint of high S1. Specifically, the number of nitrile group substitutions n is an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, more preferably an integer of 1 to 2, and even more preferably 1.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。高いS1および高いT1の観点からドナー性のヘテロアリールであることが好ましく、電子輸送層として用いるためドナー性のヘテロアリールは少ないことが好ましい。電荷輸送性の観点からは炭素数の多いアリールまたはヘテロアリールが好ましく、置換基を多く有することが好ましい。Arの置換個数mは、具体的には、1~4の整数であり、好ましくは1~3の整数であり、より好ましくは1~2である。 Each Ar is independently an aryl which may be substituted, or a heteroaryl which may be substituted. From the viewpoint of high S1 and high T1, it is preferable that the heteroaryl has donor properties, and since it is used as an electron transport layer, it is preferable that there are few heteroaryl donors. From the viewpoint of charge transport, it is preferable that the aryl or heteroaryl has a large number of carbon atoms, and it is preferable that it has many substituents. The number of substitutions m of Ar is specifically an integer of 1 to 4, preferably an integer of 1 to 3, and more preferably 1 to 2.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" is, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-4'-イル、m-テルフェニル-5'-イル、o-テルフェニル-3'-イル、o-テルフェニル-4'-イル、p-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl, tetracyclic aryl quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, m-quaterphenylyl), condensed tetracyclic aryl triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, naphthacene-(1-,2-,5-)yl, condensed pentacyclic aryl perylene-(1-,2-,3-)yl, pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl, etc.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 The "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" includes, for example, heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms. In addition, examples of heteroaryl include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 The above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl or heteroaryl, respectively.
アリールニトリル誘導体は、式(ETM-9)で表される化合物が単結合などで複数結合した多量体であってもよい。この場合、単結合以外に、アリール環(好ましくは多価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)で結合されていてもよい。 The arylnitrile derivative may be a polymer in which a plurality of compounds represented by formula (ETM-9) are bonded together by single bonds or the like. In this case, in addition to single bonds, the compounds may be bonded together by aryl rings (preferably polyvalent benzene rings, naphthalene rings, anthracene rings, fluorene rings, benzofluorene rings, phenalene rings, phenanthrene rings, or triphenylene rings).
このアリールニトリル誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このアリールニトリル誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This arylnitrile derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<トリアジン誘導体>
トリアジン誘導体は、例えば下記式(ETM-10)で表される化合物であり、好ましくは下記式(ETM-10-1)で表される化合物である。詳細は米国特許出願公開第2011/0156013号明細書に記載されている。
The triazine derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-10), preferably a compound represented by the following formula (ETM-10-1), the details of which are described in U.S. Patent Application Publication No. 2011/0156013.
Arは、それぞれ独立して、置換されていてもよいアリール、または置換されていてもよいヘテロアリールである。nは1~3の整数であり、好ましくは2または3である。 Each Ar is independently an optionally substituted aryl or an optionally substituted heteroaryl. n is an integer from 1 to 3, preferably 2 or 3.
「置換されていてもよいアリール」の「アリール」としては、例えば、炭素数6~30のアリールがあげられ、好ましくは炭素数6~24のアリール、より好ましくは炭素数6~20のアリール、さらに好ましくは炭素数6~12のアリールである。 The "aryl" in "optionally substituted aryl" is, for example, an aryl having 6 to 30 carbon atoms, preferably an aryl having 6 to 24 carbon atoms, more preferably an aryl having 6 to 20 carbon atoms, and even more preferably an aryl having 6 to 12 carbon atoms.
具体的な「アリール」としては、単環系アリールであるフェニル、二環系アリールである(2-,3-,4-)ビフェニリル、縮合二環系アリールである(1-,2-)ナフチル、三環系アリールであるテルフェニリル(m-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-4'-イル、m-テルフェニル-5'-イル、o-テルフェニル-3'-イル、o-テルフェニル-4'-イル、p-テルフェニル-2'-イル、m-テルフェニル-2-イル、m-テルフェニル-3-イル、m-テルフェニル-4-イル、o-テルフェニル-2-イル、o-テルフェニル-3-イル、o-テルフェニル-4-イル、p-テルフェニル-2-イル、p-テルフェニル-3-イル、p-テルフェニル-4-イル)、縮合三環系アリールである、アセナフチレン-(1-,3-,4-,5-)イル、フルオレン-(1-,2-,3-,4-,9-)イル、フェナレン-(1-,2-)イル、(1-,2-,3-,4-,9-)フェナントリル、四環系アリールであるクアテルフェニリル(5'-フェニル-m-テルフェニル-2-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-3-イル、5'-フェニル-m-テルフェニル-4-イル、m-クアテルフェニリル)、縮合四環系アリールであるトリフェニレン-(1-,2-)イル、ピレン-(1-,2-,4-)イル、ナフタセン-(1-,2-,5-)イル、縮合五環系アリールであるペリレン-(1-,2-,3-)イル、ペンタセン-(1-,2-,5-,6-)イルなどがあげられる。 Specific examples of "aryl" include monocyclic aryl phenyl, bicyclic aryl (2-, 3-, 4-) biphenylyl, condensed bicyclic aryl (1-, 2-) naphthyl, tricyclic aryl terphenylyl (m-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-4'-yl, m-terphenyl-5'-yl, o-terphenyl-3'-yl, o-terphenyl-4'-yl, p-terphenyl-2'-yl, m-terphenyl-2-yl, m-terphenyl-3-yl, m-terphenyl-4-yl, o-terphenyl-2-yl, o-terphenyl-3-yl, o-terphenyl-4-yl, p-terphenyl-2-yl, p-terphenyl-3-yl, p-terphenyl-4-yl), condensed tricyclic aryl Examples of the aryl include acenaphthylene-(1-,3-,4-,5-)yl, fluorene-(1-,2-,3-,4-,9-)yl, phenalene-(1-,2-)yl, (1-,2-,3-,4-,9-)phenanthryl, tetracyclic aryl quaterphenylyl (5'-phenyl-m-terphenyl-2-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-3-yl, 5'-phenyl-m-terphenyl-4-yl, m-quaterphenylyl), condensed tetracyclic aryl triphenylene-(1-,2-)yl, pyrene-(1-,2-,4-)yl, naphthacene-(1-,2-,5-)yl, condensed pentacyclic aryl perylene-(1-,2-,3-)yl, pentacene-(1-,2-,5-,6-)yl, etc.
「置換されていてもよいヘテロアリール」の「ヘテロアリール」としては、例えば、炭素数2~30のヘテロアリールがあげられ、炭素数2~25のヘテロアリールが好ましく、炭素数2~20のヘテロアリールがより好ましく、炭素数2~15のヘテロアリールがさらに好ましく、炭素数2~10のヘテロアリールが特に好ましい。また、ヘテロアリールとしては、例えば環構成原子として炭素以外に酸素、硫黄および窒素から選ばれるヘテロ原子を1ないし5個含有する複素環などがあげられる。 The "heteroaryl" in "optionally substituted heteroaryl" includes, for example, heteroaryl having 2 to 30 carbon atoms, preferably heteroaryl having 2 to 25 carbon atoms, more preferably heteroaryl having 2 to 20 carbon atoms, even more preferably heteroaryl having 2 to 15 carbon atoms, and particularly preferably heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms. In addition, examples of heteroaryl include heterocycles containing, in addition to carbon, 1 to 5 heteroatoms selected from oxygen, sulfur, and nitrogen as ring-constituting atoms.
具体的なヘテロアリールとしては、例えば、フリル、チエニル、ピロリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアゾリル、イソチアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリル、オキサジアゾリル、フラザニル、チアジアゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、ピリジル、ピリミジニル、ピリダジニル、ピラジニル、トリアジニル、ベンゾフラニル、イソベンゾフラニル、ベンゾ[b]チエニル、インドリル、イソインドリル、1H-インダゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾチアゾリル、1H-ベンゾトリアゾリル、キノリル、イソキノリル、シンノリル、キナゾリル、キノキサリニル、フタラジニル、ナフチリジニル、プリニル、プテリジニル、カルバゾリル、アクリジニル、フェノキサジニル、フェノチアジニル、フェナジニル、フェノキサチイニル、チアントレニル、インドリジニルなどがあげられる。 Specific examples of heteroaryl include furyl, thienyl, pyrrolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, imidazolyl, pyrazolyl, oxadiazolyl, furazanyl, thiadiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, pyrazinyl, triazinyl, benzofuranyl, isobenzofuranyl, benzo[b]thienyl, indolyl, isoindolyl, 1H-indazolyl, benzimidazolyl, benzoxazolyl, benzothiazolyl, 1H-benzotriazolyl, quinolyl, isoquinolyl, cinnolyl, quinazolyl, quinoxalinyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, purinyl, pteridinyl, carbazolyl, acridinyl, phenoxazinyl, phenothiazinyl, phenazinyl, phenoxathiinyl, thianthrenyl, and indolizinyl.
また、上記アリールおよびヘテロアリールは置換されていてもよく、それぞれ例えば上記アリールやヘテロアリールで置換されていてもよい。 The above aryl and heteroaryl may be substituted, for example, by the above aryl or heteroaryl, respectively.
このトリアジン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。
このトリアジン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This triazine derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<ベンゾイミダゾール誘導体>
ベンゾイミダゾール誘導体は、例えば下記式(ETM-11)で表される化合物である。
The benzimidazole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-11).
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数であり、「ベンゾイミダゾール系置換基」は、式(ETM-2)、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジルがベンゾイミダゾリルに置き換わった置換基であり、ベンゾイミダゾール誘導体における少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
上記ベンゾイミダゾリルにおけるR11は、水素、炭素数1~24のアルキル、炭素数3~12のシクロアルキルまたは炭素数6~30のアリールであり、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)におけるR11の説明を引用することができる。 R 11 in the benzimidazolyl is hydrogen, alkyl having 1 to 24 carbon atoms, cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms, or aryl having 6 to 30 carbon atoms, and the explanation of R 11 in formulae (ETM-2-1) and (ETM-2-2) can be cited.
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができ、各式中のR11~R18は式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができる。また、式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをベンゾイミダゾール系置換基に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11~R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば式(ETM-2-1)におけるR11~R18の少なくとも1つをベンゾイミダゾール系置換基で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11~R18で置き換えてもよい。 It is further preferred that φ is an anthracene ring or a fluorene ring, and in this case, the structure can be referred to in the explanation of formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), and for R 11 to R 18 in each formula, the explanation of formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2) can be referred to. In addition, in formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), two pyridine-based substituents are explained as being bonded, but when these are replaced with benzimidazole-based substituents, both pyridine-based substituents may be replaced with benzimidazole-based substituents (i.e., n=2), or one of the pyridine-based substituents may be replaced with a benzimidazole-based substituent and the other pyridine-based substituent may be replaced with R 11 to R 18 (i.e., n=1). Furthermore, for example, at least one of R 11 to R 18 in formula (ETM-2-1) may be replaced with a benzimidazole-based substituent, and the "pyridine-based substituent" may be replaced with R 11 to R 18 .
このベンゾイミダゾール誘導体の具体例としては、例えば1-フェニル-2-(4-(10-フェニルアントラセン-9-イル)フェニル)-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(4-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(3-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、5-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)-1,2-ジフェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、1-(4-(10-(ナフタレン-2-イル)アントラセン-9-イル)フェニル)-2-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、2-(4-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)フェニル)-1-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、1-(4-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)フェニル)-2-フェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾール、5-(9,10-ジ(ナフタレン-2-イル)アントラセン-2-イル)-1,2-ジフェニル-1H-ベンゾ[d]イミダゾールなどがあげられる。
このベンゾイミダゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This benzimidazole derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<フェナントロリン誘導体>
フェナントロリン誘導体は、例えば下記式(ETM-12)または式(ETM-12-1)で表される化合物である。詳細は国際公開第2006/021982号に記載されている。
The phenanthroline derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-12) or formula (ETM-12-1), the details of which are described in WO 2006/021982.
φは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数である。 φ is an n-valent aryl ring (preferably an n-valent benzene ring, naphthalene ring, anthracene ring, fluorene ring, benzofluorene ring, phenalene ring, phenanthrene ring, or triphenylene ring), and n is an integer from 1 to 4.
各式のR11~R18は、それぞれ独立して、水素、アルキル(好ましくは炭素数1~24のアルキル)、シクロアルキル(好ましくは炭素数3~12のシクロアルキル)またはアリール(好ましくは炭素数6~30のアリール)である。また、式(ETM-12-1)においてはR11~R18のいずれかがアリール環であるφと結合する。 R 11 to R 18 in each formula are each independently hydrogen, alkyl (preferably alkyl having 1 to 24 carbon atoms), cycloalkyl (preferably cycloalkyl having 3 to 12 carbon atoms), or aryl (preferably aryl having 6 to 30 carbon atoms). In addition, in formula (ETM-12-1), any of R 11 to R 18 is bonded to φ which is an aryl ring.
各フェナントロリン誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。 At least one hydrogen in each phenanthroline derivative may be replaced with deuterium.
R11~R18におけるアルキル、シクロアルキルおよびアリールとしては、式(ETM-2)におけるR11~R18の説明を引用することができる。また、φは上記した例のほかに、例えば、以下の構造式があげられる。なお、下記構造式中のRは、それぞれ独立して、水素、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル、フェニル、1-ナフチル、2-ナフチル、ビフェニリルまたはテルフェニリルであり、*は、結合位置を表す。
このフェナントロリン誘導体の具体例としては、例えば4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-1,10-フェナントロリン、9,10-ジ(1,10-フェナントロリン-2-イル)アントラセン、2,6-ジ(1,10-フェナントロリン-5-イル)ピリジン、1,3,5-トリ(1,10-フェナントロリン-5-イル)ベンゼン、9,9'-ジフルオロ-ビ(1,10-フェナントロリン-5-イル)、バソクプロイン、1,3-ビス(2-フェニル-1,10-フェナントロリン-9-イル)ベンゼンや下記構造式で表される化合物などがあげられる。
このフェナントロリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This phenanthroline derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<キノリノール系金属錯体>
キノリノール系金属錯体は、例えば下記式(ETM-13)で表される化合物である。
The quinolinol metal complex is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-13).
キノリノール系金属錯体の具体例としては、8-キノリノールリチウム、トリス(8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(5-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(3,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,5-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、トリス(4,6-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(4-メチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(4-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,3-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,6-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,4-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,5-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(3,5-ジ-t-ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,6-ジフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,6-トリフェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,6-トリメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2,4,5,6-テトラメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(1-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)(2-ナフトラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(2-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(4-フェニルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3,5-ジメチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)(3,5-ジ-t-ブチルフェノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2,4-ジメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-4-エチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-4-エチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-4-メトキシ-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-4-メトキシ-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-5-シアノ-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-5-シアノ-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(2-メチル-5-トリフルオロメチル-8-キノリノラート)アルミニウム-μ-オキソ-ビス(2-メチル-5-トリフルオロメチル-8-キノリノラート)アルミニウム、ビス(10-ヒドロキシベンゾ[h]キノリン)ベリリウムなどがあげられる。 Specific examples of quinolinol-based metal complexes include 8-quinolinol lithium, tris(8-quinolinolato)aluminum, tris(4-methyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(5-methyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(3,4-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(4,5-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, tris(4,6-dimethyl-8-quinolinolato)aluminum, and bis( 2-methyl-8-quinolinolate)(phenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(4-methylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(phenolate)aluminum linolinate)(3-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(4-phenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(2,3-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(2,6-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinate)(3,4-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3,5-dimethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(3,5-di-t-butylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,6-diphenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,6-triphenylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,6-trimethylphenolate)aluminum bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2,4,5,6-tetramethylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(1-naphtholate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)(2-naphtholate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(2-phenylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3-phenylphenolate)aluminum bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(4-phenylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3,5-dimethylphenolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)(3,5-di-t-butylphenolate)aluminum, bis(2-methyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-8-quinolinolate)aluminum quinolinolate)aluminum, bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2,4-dimethyl-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-4-ethyl-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-4-methoxy-8-quinolinolate)aluminum quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-5-cyano-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-5-cyano-8-quinolinolate)aluminum, bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolate)aluminum-μ-oxo-bis(2-methyl-5-trifluoromethyl-8-quinolinolate)aluminum, bis(10-hydroxybenzo[h]quinoline)beryllium, etc.
このキノリノール系金属錯体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This quinolinol metal complex can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体>
チアゾール誘導体は、例えば下記式(ETM-14-1)で表される化合物である。
The thiazole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-14-1).
各式のφは、n価のアリール環(好ましくはn価のベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フルオレン環、ベンゾフルオレン環、フェナレン環、フェナントレン環またはトリフェニレン環)であり、nは1~4の整数であり、「チアゾール系置換基」や「ベンゾチアゾール系置換基」は、式(ETM-2)、式(ETM-2-1)および式(ETM-2-2)における「ピリジン系置換基」の中のピリジルが下記のチアゾリルやベンゾチアゾリルに置き換わった置換基であり、チアゾール誘導体およびベンゾチアゾール誘導体における少なくとも1つの水素が重水素で置換されていてもよい。
φは、さらに、アントラセン環またはフルオレン環であることが好ましく、この場合の構造は式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができ、各式中のR11~R18は式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)での説明を引用することができる。また、式(ETM-2-1)または式(ETM-2-2)では2つのピリジン系置換基が結合した形態で説明されているが、これらをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)に置き換えるときには、両方のピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えてもよいし(すなわちn=2)、いずれか1つのピリジン系置換基をチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて他方のピリジン系置換基をR11~R18で置き換えてもよい(すなわちn=1)。さらに、例えば式(ETM-2-1)におけるR11~R18の少なくとも1つをチアゾール系置換基(またはベンゾチアゾール系置換基)で置き換えて「ピリジン系置換基」をR11~R18で置き換えてもよい。 It is further preferred that φ is an anthracene ring or a fluorene ring, and in this case, the structure can be referred to in the explanation of formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), and for R 11 to R 18 in each formula, the explanation of formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2) can be referred to. In addition, in formula (ETM-2-1) or formula (ETM-2-2), two pyridine-based substituents are explained as being bonded together, but when these are replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent), both pyridine-based substituents may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) (i.e., n=2), or one of the pyridine-based substituents may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) and the other pyridine-based substituent may be replaced with R 11 to R 18 (i.e., n=1). Furthermore, for example, at least one of R 11 to R 18 in formula (ETM-2-1) may be replaced with a thiazole-based substituent (or a benzothiazole-based substituent) to replace the "pyridine-based substituent" with R 11 to R 18 .
これらのチアゾール誘導体またはベンゾチアゾール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 These thiazole or benzothiazole derivatives can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<シロール誘導体>
シロール誘導体は、例えば下記式(ETM-15)で表される化合物である。詳細は特開平9-194487号公報に記載されている。
The silole derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-15), the details of which are described in JP-A-9-194487.
XおよびYは、それぞれ独立して、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシ、アルケニルオキシ、アルキニルオキシ、アリール、ヘテロアリールであり、これらは置換されていてもよい。これらの基の詳細については、式(1)および式(1-a)等における説明、さらに式(ETM-7-2)における説明を引用できる。また、アルケニルオキシおよびアルキニルオキシは、それぞれアルコキシにおけるアルキル部分がアルケニルまたはアルキニルに置き換わった基であり、これらのアルケニルおよびアルキニルの詳細については式(ETM-7-2)における説明を引用できる。
また、XとYが結合してシクロアルキル環(およびその一部が不飽和になった環)を形成していてもよく、このシクロアルキル環の詳細は式(1)および式(1-a)等におけるシクロアルキルの説明を参照することができる。
X and Y are each independently an alkyl, cycloalkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxy, alkenyloxy, alkynyloxy, aryl, or heteroaryl, which may be substituted. For details of these groups, the explanations in formula (1) and formula (1-a) and the like, and further the explanation in formula (ETM-7-2) can be cited. In addition, alkenyloxy and alkynyloxy are groups in which the alkyl portion of an alkoxy is replaced with an alkenyl or alkynyl, respectively, and for details of these alkenyls and alkynyls, the explanation in formula (ETM-7-2) can be cited.
In addition, X and Y may be bonded to form a cycloalkyl ring (or a ring in which a part of the ring is unsaturated), and for details of this cycloalkyl ring, the explanation of cycloalkyl in formula (1), formula (1-a), etc. can be referred to.
R1~R4は、それぞれ独立して、水素、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アゾ基、アルキルカルボニルオキシ、アリールカルボニルオキシ、アルコキシカルボニルオキシ、アリールオキシカルボニルオキシ、スルフィニル、スルフォニル、スルファニル、シリル、カルバモイル、アリール、ヘテロアリール、アルケニル、アルキニル、ニトロ、ホルミル、ニトロソ、ホルミルオキシ、イソシアノ、シアネート、イソシアネート、チオシアネート、イソチオシアネート、または、シアノであり、これらはアルキル、シクロアルキル、アリールまたはハロゲンで置換されていてもよく、隣接置換基との間に縮合環を形成していてもよい。 R 1 to R 4 are each independently hydrogen, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, alkylcarbonyl, arylcarbonyl, alkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl, azo group, alkylcarbonyloxy, arylcarbonyloxy, alkoxycarbonyloxy, aryloxycarbonyloxy, sulfinyl, sulfonyl, sulfanyl, silyl, carbamoyl, aryl, heteroaryl, alkenyl, alkynyl, nitro, formyl, nitroso, formyloxy, isocyano, cyanate, isocyanate, thiocyanate, isothiocyanate, or cyano, which may be substituted with alkyl, cycloalkyl, aryl, or halogen and may form a condensed ring with an adjacent substituent.
R1~R4における、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アリールオキシ、アミノ、アリール、ヘテロアリール、アルケニルおよびアルキニルの詳細については、式(1)および式(1-a)等における説明を引用できる。 For details of halogen, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, aryloxy, amino, aryl, heteroaryl, alkenyl and alkynyl in R 1 to R 4 , the explanations in formula (1) and formula (1-a) can be cited.
R1~R4における、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アリールカルボニルオキシ、アルコキシカルボニルオキシおよびアリールオキシカルボニルオキシ中の、アルキル、アリールおよびアルコキシの詳細についても、式(1)および式(1-a)等における説明を引用できる。 For details of the alkyl, aryl and alkoxy in the alkylcarbonyl, arylcarbonyl, alkoxycarbonyl, aryloxycarbonyl, alkylcarbonyloxy, arylcarbonyloxy, alkoxycarbonyloxy and aryloxycarbonyloxy in R 1 to R 4 , the explanations in formula (1) and formula (1-a) can be cited.
シリルとしては、シリル、および、シリルの3つの水素の少なくとも1つが、それぞれ独立して、アリール、アルキルまたはシクロアルキルで置換された基があげられ、トリ置換シリルが好ましく、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およびアルキルジシクロアルキルシリル等があげられる。これらにおける、アリール、アルキルおよびシクロアルキルの詳細については、式(1)および式(1-a)等における説明を引用できる。 Examples of silyl include silyl and groups in which at least one of the three hydrogen atoms of silyl is independently substituted with an aryl, alkyl, or cycloalkyl. Tri-substituted silyl is preferred, and examples include triarylsilyl, trialkylsilyl, tricycloalkylsilyl, dialkylcycloalkylsilyl, and alkyldicycloalkylsilyl. For details of the aryl, alkyl, and cycloalkyl in these, see the explanations in formula (1) and formula (1-a), etc.
隣接置換基との間に形成される縮合環とは、例えば、R1とR2、R2とR3、R3とR4等の間で形成された共役または非共役の縮合環である。これら縮合環は、環内構造に窒素、酸素、硫黄原子を含んでいてもよいし、さらに別の環と縮合してもよい。 The fused ring formed between adjacent substituents is, for example, a conjugated or non-conjugated fused ring formed between R1 and R2 , R2 and R3 , R3 and R4 , etc. These fused rings may contain a nitrogen, oxygen, or sulfur atom in the ring structure, and may be further fused with another ring.
ただし、好ましくは、R1およびR4がフェニルの場合、XおよびYは、アルキルまたはフェニルではない。また、好ましくは、R1およびR4がチエニルの場合、XおよびYは、アルキルを、R2およびR3は、アルキル、アリール、アルケニルまたはR2とR3が結合して環を形成するシクロアルキルを同時に満たさない構造である。また、好ましくは、R1およびR4がシリルの場合、R2、R3、XおよびYは、それぞれ独立して、水素または炭素数1から6のアルキルではない。また、好ましくは、R1およびR2でベンゼン環が縮合した構造の場合、XおよびYは、アルキルおよびフェニルではない。 However, preferably, when R 1 and R 4 are phenyl, X and Y are not alkyl or phenyl. Also, preferably, when R 1 and R 4 are thienyl, X and Y are not alkyl, and R 2 and R 3 are not alkyl, aryl, alkenyl, or cycloalkyl in which R 2 and R 3 are bonded to form a ring. Also, preferably, when R 1 and R 4 are silyl, R 2 , R 3 , X and Y are not each independently hydrogen or alkyl having 1 to 6 carbon atoms. Also, preferably, when a benzene ring is condensed with R 1 and R 2 , X and Y are not alkyl or phenyl.
これらのシロール誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 These silole derivatives can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<アゾリン誘導体>
アゾリン誘導体は、例えば下記式(ETM-16)で表される化合物である。詳細は国際公開第2017/014226号に記載されている。
The azoline derivative is, for example, a compound represented by the following formula (ETM-16). Details are described in WO 2017/014226.
式(ETM-16)中、
φは炭素数6~40の芳香族炭化水素に由来するm価の基または炭素数2~40の芳香族複素環に由来するm価の基であり、φの少なくとも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、炭素数6~18のアリールまたは炭素数2~18のヘテロアリールで置換されていてもよく、
Yは、それぞれ独立して、-O-、-S-または>N-Arであり、Arは炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールであり、Arの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールで置換されていてもよく、R1~R5はそれぞれ独立して水素、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、ただし、前記>N-ArにおけるArおよび前記R1~R5のうちのいずれか1つはLと結合する部位であり、
Lは、それぞれ独立して、下記式(L-1)で表される2価の基、および下記式(L-2)で表される2価の基からなる群から選ばれ、
In formula (ETM-16),
φ is an m-valent group derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms or an m-valent group derived from an aromatic heterocycle having 2 to 40 carbon atoms, and at least one hydrogen atom of φ is optionally substituted by an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, an aryl having 6 to 18 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 18 carbon atoms;
Y's are each independently -O-, -S- or >N-Ar, Ar is an aryl having 6 to 12 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms, at least one hydrogen of Ar may be substituted by an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, an aryl having 6 to 12 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms, R 1 to R 5 are each independently hydrogen, an alkyl having 1 to 4 carbon atoms or a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, with the proviso that any one of Ar and R 1 to R 5 in >N-Ar is a site bonded to L,
Each L is independently selected from the group consisting of a divalent group represented by the following formula (L-1) and a divalent group represented by the following formula (L-2):
式(L-1)中、X1~X6はそれぞれ独立して=CR6-または=N-であり、X1~X6のうちの少なくとも2つは=CR6-であり、X1~X6のうちの2つの=CR6-におけるR6はφまたはアゾリン環と結合する部位であり、それ以外の=CR6-におけるR6は水素であり、
式(L-2)中、X7~X14はそれぞれ独立して=CR6-または=N-であり、X7~X14のうちの少なくとも2つは=CR6-であり、X7~X14のうちの2つの=CR6-におけるR6はφまたはアゾリン環と結合する部位であり、それ以外の=CR6-におけるR6は水素であり、
Lの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~10のアリールまたは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよく、
mは1~4の整数であり、mが2~4であるとき、アゾリン環とLとで形成される基は同一であっても異なっていてもよく、そして、
式(ETM-16)で表される化合物中の少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
In formula (L-1), X 1 to X 6 are each independently =CR 6 - or =N-, at least two of X 1 to X 6 are =CR 6 -, R 6 in two of X 1 to X 6 =CR 6 - is φ or a bonding site to an azoline ring, and R 6 in the remaining =CR 6 - is hydrogen;
In formula (L-2), X 7 to X 14 each independently represent =CR 6 -- or =N--, at least two of X 7 to X 14 represent =CR 6 --, R 6 in two of X 7 to X 14 represent φ or a bonding site to an azoline ring, and R 6 in the remaining =CR 6 -- represents hydrogen;
At least one hydrogen atom of L may be substituted by alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, aryl having 6 to 10 carbon atoms, or heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms;
m is an integer of 1 to 4, and when m is an integer of 2 to 4, the groups formed by the azoline ring and L may be the same or different, and
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (ETM-16) may be substituted with deuterium.
具体的なアゾリン誘導体は、下記式(ETM-16-1)または式(ETM-16-2)で表される化合物である。
式(ETM-16-1)および式(ETM-16-2)中、
φは炭素数6~40の芳香族炭化水素に由来するm価の基または炭素数2~40の芳香族複素環に由来するm価の基であり、φの少なくとも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、炭素数6~18のアリールまたは炭素数2~18のヘテロアリールで置換されていてもよく、
式(ETM-16-1)中、Yは、それぞれ独立して、-O-、-S-または>N-Arであり、Arは炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールであり、Arの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールで置換されていてもよく、
式(ETM-16-1)中、R1~R4はそれぞれ独立して水素、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、ただし、R1とR2は同一であり、またR3とR4は同一であり、
式(ETM-16-2)中、R1~R5はそれぞれ独立して水素、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、ただし、R1とR2は同一であり、またR3とR4は同一であり、
式(ETM-16-1)および式(ETM-16-2)中、
Lは、それぞれ独立して、下記式(L-1)で表される2価の基、および下記式(L-2)で表される2価の基からなる群から選ばれ、
In formula (ETM-16-1) and formula (ETM-16-2),
φ is an m-valent group derived from an aromatic hydrocarbon having 6 to 40 carbon atoms or an m-valent group derived from an aromatic heterocycle having 2 to 40 carbon atoms, and at least one hydrogen atom of φ is optionally substituted by an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, an aryl having 6 to 18 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 18 carbon atoms;
In formula (ETM-16-1), each Y is independently -O-, -S-, or >N-Ar, Ar is an aryl having 6 to 12 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms, and at least one hydrogen atom of Ar is optionally substituted by an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, an aryl having 6 to 12 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms,
In formula (ETM-16-1), R 1 to R 4 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 5 to 10 carbon atoms, provided that R 1 and R 2 are the same, and R 3 and R 4 are the same;
In formula (ETM-16-2), R 1 to R 5 each independently represent hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, provided that R 1 and R 2 are the same, and R 3 and R 4 are the same;
In formula (ETM-16-1) and formula (ETM-16-2),
Each L is independently selected from the group consisting of a divalent group represented by the following formula (L-1) and a divalent group represented by the following formula (L-2):
式(L-2)中、X7~X14はそれぞれ独立して=CR6-または=N-であり、X7~X14のうちの少なくとも2つは=CR6-であり、X7~X14のうちの2つの=CR6-におけるR6はφまたはアゾリン環と結合する部位であり、それ以外の=CR6-におけるR6は水素であり、
Lの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~10のアリールまたは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよく、
mは1~4の整数であり、mが2~4であるとき、アゾリン環とLとで形成される基は同一であっても異なっていてもよく、そして、
式(ETM-16-1)または式(ETM-16-2)で表される化合物中の少なくとも1つの水素は重水素で置換されていてもよい。
In formula (L-2), X 7 to X 14 each independently represent =CR 6 -- or =N--, at least two of X 7 to X 14 represent =CR 6 --, R 6 in two of X 7 to X 14 represent φ or a bonding site to an azoline ring, and R 6 in the remaining =CR 6 -- represents hydrogen;
At least one hydrogen atom of L may be substituted by alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, aryl having 6 to 10 carbon atoms, or heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms;
m is an integer of 1 to 4, and when m is an integer of 2 to 4, the groups formed by the azoline ring and L may be the same or different, and
At least one hydrogen atom in the compound represented by formula (ETM-16-1) or formula (ETM-16-2) may be substituted with deuterium.
好ましくは、φは、下記式(φ1-1)~式(φ1-18)で表される1価の基、下記式(φ2-1)~式(φ2-34)で表される2価の基、下記式(φ3-1)~式(φ3-3)で表される3価の基、および下記式(φ4-1)~式(φ4-2)で表される4価の基からなる群から選択され、φの少なくとも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、炭素数6~18のアリールまたは炭素数2~18のヘテロアリールで置換されていてもよい。 Preferably, φ is selected from the group consisting of monovalent groups represented by the following formulas (φ1-1) to (φ1-18), divalent groups represented by the following formulas (φ2-1) to (φ2-34), trivalent groups represented by the following formulas (φ3-1) to (φ3-3), and tetravalent groups represented by the following formulas (φ4-1) to (φ4-2), and at least one hydrogen of φ may be substituted with an alkyl having 1 to 6 carbon atoms, a cycloalkyl having 3 to 14 carbon atoms, an aryl having 6 to 18 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 18 carbon atoms.
式中のZは、>CR2、>N-Ar、>N-L、-O-または-S-であり、>CR2におけるRは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールであり、Rは互いに結合して環を形成していてもよく、>N-ArにおけるArは炭素数6~12のアリールまたは炭素数2~12のヘテロアリールであり、>N-LにおけるLは式(ETM-16)、式(ETM-16-1)または式(ETM-16-2)におけるLである。式中の*は、結合位置を表す。 In the formula, Z is >CR 2 , >N-Ar, >N-L, -O- or -S-, each R in >CR 2 is independently an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, an aryl having 6 to 12 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms, and the Rs may be bonded to each other to form a ring, Ar in >N-Ar is an aryl having 6 to 12 carbon atoms or a heteroaryl having 2 to 12 carbon atoms, and L in >N-L is L in formula (ETM-16), formula (ETM-16-1) or formula (ETM-16-2). * in the formula represents a bonding position.
好ましくは、Lは、ベンゼン、ナフタレン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、イソキノリン、ナフチリジン、フタラジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、およびプテリジンからなる群から選択される環の2価の基であり、Lの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~10のアリールまたは炭素数2~10のヘテロアリールで置換されていてもよい。 Preferably, L is a divalent ring group selected from the group consisting of benzene, naphthalene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, triazine, quinoline, isoquinoline, naphthyridine, phthalazine, quinoxaline, quinazoline, cinnoline, and pteridine, and at least one hydrogen of L may be substituted with an alkyl having 1 to 4 carbon atoms, a cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, an aryl having 6 to 10 carbon atoms, or a heteroaryl having 2 to 10 carbon atoms.
好ましくは、YまたはZとしての>N-ArにおけるArは、フェニル、ナフチル、ピリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニル、キノリニル、イソキノリニル、ナフチリジニル、フタラジニル、キノキサリニル、キナゾリニル、シンノリニル、およびプテリジニルからなる群から選択され、Yとしての>N-ArにおけるArの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキルまたは炭素数6~10のアリールで置換されていてもよい。 Preferably, Ar in >N-Ar as Y or Z is selected from the group consisting of phenyl, naphthyl, pyridinyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, quinolinyl, isoquinolinyl, naphthyridinyl, phthalazinyl, quinoxalinyl, quinazolinyl, cinnolinyl, and pteridinyl, and at least one hydrogen of Ar in >N-Ar as Y may be substituted with alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, or aryl having 6 to 10 carbon atoms.
好ましくは、R1~R4はそれぞれ独立して水素、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、ただし、R1とR2は同一であり、R3とR4は同一であり、またR1~R4の全てが同時に水素になることはなく、そして、mは1または2であり、mが2であるとき、アゾリン環とLとで形成される基は同一である。 Preferably, R 1 to R 4 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, with the proviso that R 1 and R 2 are the same, R 3 and R 4 are the same, and R 1 to R 4 are not all hydrogen at the same time, and m is 1 or 2, and when m is 2, the groups formed by the azoline ring and L are the same.
アゾリン誘導体の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。なお、構造式中の「Me」はメチルを表す。
より好ましくは、φは、下記式(φ2-1)、式(φ2-31)、式(φ2-32)、式(φ2-33)および式(φ2-34)で表される2価の基からなる群から選択され、φの少なくとも1つの水素は炭素数6~18のアリールで置換されていてもよく、 More preferably, φ is selected from the group consisting of divalent groups represented by the following formulas (φ2-1), (φ2-31), (φ2-32), (φ2-33) and (φ2-34), and at least one hydrogen of φ may be substituted with an aryl having 6 to 18 carbon atoms,
Lは、ベンゼン、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、およびトリアジンからなる群から選択される環の2価の基であり、Lの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキル、炭素数6~10のアリールまたは炭素数2~14のヘテロアリールで置換されていてもよく、
Yとしての>N-ArにおけるArは、フェニル、ピリジニル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、およびトリアジニルからなる群から選択され、当該Arの少なくとも1つの水素は炭素数1~4のアルキル、炭素数5~10のシクロアルキルまたは炭素数6~10のアリールで置換されていてもよく、
R1~R4はそれぞれ独立して水素、炭素数1~4のアルキルまたは炭素数5~10のシクロアルキルであり、ただし、R1とR2は同一であり、R3とR4は同一であり、またR1~R4の全てが同時に水素になることはなく、そして、
mは2であり、アゾリン環とLとで形成される基は同一である。
L is a divalent ring group selected from the group consisting of benzene, pyridine, pyrazine, pyrimidine, pyridazine, and triazine, and at least one hydrogen of L is optionally substituted by alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, aryl having 6 to 10 carbon atoms, or heteroaryl having 2 to 14 carbon atoms;
Ar in >N-Ar as Y is selected from the group consisting of phenyl, pyridinyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, and triazinyl, and at least one hydrogen of the Ar may be substituted with alkyl having 1 to 4 carbon atoms, cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, or aryl having 6 to 10 carbon atoms;
R 1 to R 4 are each independently hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, or cycloalkyl having 5 to 10 carbon atoms, provided that R 1 and R 2 are the same, R 3 and R 4 are the same, and R 1 to R 4 are not all hydrogen at the same time, and
m is 2, and the groups formed by the azoline ring and L are the same.
アゾリン誘導体の他の具体例としては、例えば以下の化合物があげられる。なお、構造式中の「Me」はメチルを表す。
このアゾリン誘導体を規定する上記各式中の、アルキル、シクロアルキル、アリールまたはヘテロアリールの詳細については、式(1)および式(1-a)等における説明を引用できる。 For details on the alkyl, cycloalkyl, aryl, or heteroaryl in the above formulas that define this azoline derivative, the explanations in formula (1) and formula (1-a) can be cited.
このアゾリン誘導体は公知の原料と公知の合成方法を用いて製造することができる。 This azoline derivative can be produced using known raw materials and known synthesis methods.
<還元性物質>
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。
<Reducing Substance>
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, and for example, at least one selected from the group consisting of alkali metals, alkaline earth metals, rare earth metals, oxides of alkali metals, halides of alkali metals, oxides of alkaline earth metals, halides of alkaline earth metals, oxides of rare earth metals, halides of rare earth metals, organic complexes of alkali metals, organic complexes of alkaline earth metals, and organic complexes of rare earth metals can be suitably used.
好ましい還元性物質としては、Na(仕事関数2.36eV)、K(同2.28eV)、Rb(同2.16eV)またはCs(同1.95eV)などのアルカリ金属や、Ca(同2.9eV)、Sr(同2.0~2.5eV)またはBa(同2.52eV)などのアルカリ土類金属があげられ、仕事関数が2.9eV以下の物質が特に好ましい。これらのうち、より好ましい還元性物質は、K、RbまたはCsのアルカリ金属であり、さらに好ましくはRbまたはCsであり、最も好ましいのはCsである。これらのアルカリ金属は、特に還元能力が高く、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への比較的少量の添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。また、仕事関数が2.9eV以下の還元性物質として、これら2種以上のアルカリ金属の組み合わせも好ましく、特に、Csを含んだ組み合わせ、例えば、CsとNa、CsとK、CsとRb、またはCsとNaとKとの組み合わせが好ましい。Csを含むことにより、還元能力を効率的に発揮することができ、電子輸送層または電子注入層を形成する材料への添加により、有機EL素子における発光輝度の向上や長寿命化が図られる。 Preferred reducing substances include alkali metals such as Na (work function 2.36 eV), K (2.28 eV), Rb (2.16 eV), or Cs (1.95 eV), and alkaline earth metals such as Ca (2.9 eV), Sr (2.0-2.5 eV), or Ba (2.52 eV), with substances with a work function of 2.9 eV or less being particularly preferred. Of these, more preferred reducing substances are alkali metals such as K, Rb, or Cs, 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 light emitted by the organic EL element can be improved and the life span can be extended.
<その他>
上述した電子輸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、式(1)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。
<Other>
The above-mentioned electron injection layer material and electron transport layer material can be used as 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, for the electron layer material. In this case, the explanation of the polycyclic aromatic compound represented by formula (1) can be cited as the reactive substituent.
The applications of such polymer compounds and crosslinked polymers will be described in detail below.
3-1-7.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。
3-1-7. Cathode in Organic Electroluminescent Device The cathode 108 plays a role in injecting electrons into the light-emitting layer 105 via the electron injection layer 107 and the electron transport layer 106 .
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 of the electrode protection include lamination of metals such as platinum, gold, silver, copper, iron, tin, aluminum, and indium, or alloys using these metals, as well as inorganic materials such as silica, titania, and silicon nitride, polyvinyl alcohol, vinyl chloride, and hydrocarbon polymer compounds. There are no particular limitations on the method of producing these electrodes, as long as electrical conductivity can be achieved, and they can be produced by resistance heating, electron beam deposition, sputtering, ion plating, and coating.
3-1-8.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。
3-1-8. Binders that may be used in each layer The materials used in the hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer and electron injection layer described above can form each layer alone, but they can also be used as polymer binders by dispersing them in solvent-soluble resins such as polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, poly(N-vinylcarbazole), polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, hydrocarbon resins, ketone resins, phenoxy resins, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate resins, ABS resins and polyurethane resins, and curable resins such as phenol resins, xylene resins, petroleum resins, urea resins, melamine resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins, epoxy resins and silicone resins.
3-1-9.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。
3-1-9. Method for Producing an Organic Electroluminescent Device Each layer constituting an organic EL device 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, or coating. 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. When forming a thin film by vapor deposition, the vapor deposition conditions vary depending on the type of material, the desired crystal structure and association structure of the film, etc. It is generally preferable to set the vapor deposition conditions appropriately in the range of boat heating temperature +50 to +400°C, vacuum degree 10 -6 to 10 -3 Pa, vapor deposition speed 0.01 to 50 nm/sec, substrate temperature -150 to +300°C, and film thickness 2 nm to 5 μm.
このようにして得られた有機EL素子に直流電圧を印加する場合には、陽極を+、陰極を-の極性として印加すればよく、電圧2~40V程度を印加すると、透明または半透明の電極側(陽極または陰極、および両方)より発光が観測できる。また、この有機EL素子は、パルス電流や交流電流を印加した場合にも発光する。なお、印加する交流の波形は任意でよい。 When applying a DC voltage to the organic EL element obtained in this way, the anode should be set to + and the cathode to -. When a voltage of about 2 to 40 V is applied, light emission can be observed from the transparent or semi-transparent electrode side (anode or cathode, or both). This organic EL element also emits light when a pulsed current or AC current is applied. The waveform of the applied AC current 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。
<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 element. Note that in the preparation of the above-mentioned organic EL element, the order of preparation can be reversed, and the elements can be prepared in the order of cathode, electron injection layer, electron transport layer, light-emitting layer, hole transport layer, hole injection layer, and anode.
<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 a reactive substituent is substituted on the low molecular weight compound, 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 so 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 by using a means for forming a film from the cathode side in the reverse of the above procedure, a layer-forming composition containing the electron transport layer material and the electron injection layer material 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あげられる。さらには、バンクを作製する一連の工程もあげられる。
<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あげられるが、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 organic layer forming composition 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 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 organic layer forming composition.
(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 coating film defects, surface roughness, residual solvent, and smoothness. 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, etc.
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 fewer defects, less 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あげられるが、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 , 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, benzyl octyl ether, etc., but are not limited thereto. In addition, the solvent may be used alone or may be mixed.
<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あげられる。
<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、があげられるが、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 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、フルオル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あげることができる。 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), fluoroalkylbenzenesulfonates, fluoroalkylcarboxylates, fluoroalkylpolyoxyethyleneethers, fluoroalkylammonium iodides, fluoroalkylbetaines, fluoroalkylsulfonates, diglycerol tetrakis (fluoroalkylpolyoxyethyleneether), fluoroalkyltrimethylammonium salts, fluoroalkylaminosulfonates, polyoxyethylene nonyl Examples of such sorbitan fatty acid esters include sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan palmitate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene sorbitan oleate, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan laurate, polyoxyethylene sorbitan palmitate, polyoxyethylene sorbitan stearate, polyoxyethylene sorbitan oleate, polyoxyethylene naphthyl ether, alkylbenzene sulfonate, and alkyldiphenyl 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質量に対して、0.0001質量%~2.0質量%、第2成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、0.0999質量%~8.0質量%、第3成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、90.0質量%~99.9質量%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 mass to 2.0% by mass with respect to the total mass of the composition for forming an emitting layer, the second component is 0.0999% by mass to 8.0% by mass with respect to the total mass of the composition for forming an emitting layer, and the third component is 90.0% by mass to 99.9% by mass with respect to the total mass 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質量に対して、0.005質量%~1.0質量%、第2成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、0.095質量%~4.0質量%、第3成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、95.0質量%~99.9質量%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質量に対して、0.05質量%~0.5質量%、第2成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、0.25質量%~2.5質量%、第3成分が発光層形成用組成物の全質量に対して、97.0質量%~99.7質量%である。 More preferably, the first component is 0.005% to 1.0% by mass relative to the total mass of the composition for forming the light-emitting layer, the second component is 0.095% to 4.0% by mass relative to the total mass of the composition for forming the light-emitting layer, and the third component is 95.0% to 99.9% by mass relative to the total mass of the composition for forming the light-emitting layer. Even more preferably, the first component is 0.05% to 0.5% by mass relative to the total mass of the composition for forming the light-emitting layer, the second component is 0.25% to 2.5% by mass relative to the total mass of the composition for forming the light-emitting layer, and the third component is 97.0% to 99.7% by mass relative to the total mass 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 by known methods. 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: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式(XLP-1)で表される化合物である。
MUx、ECxおよびkは上記式(SPH-1)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質量%である。
<Crosslinkable polymer compound: compound represented by 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 formula (XLP-1).
MUx, ECx, and k are defined the same as MU, EC, and k in the above formula (SPH-1), 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 mass% 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質量%が好ましく、1~20質量%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 mass%, more preferably 1 to 20 mass%.
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。
LY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 Y 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, and a polyoxyalkylene having 1 to 12 carbon atoms. Among the above-mentioned substituents, a group represented by formula (XLS-1), formula (XLS-2), formula (XLS-3), formula (XLS-9), formula (XLS-10) or formula (XLS-17) is preferable, and a group represented by formula (XLS-1), formula (XLS-3) or formula (XLS-17) is more preferable.
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あげられる。
<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(SPH-1)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 (SPH-1) 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(SPH-1)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(SPH-1)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、式(SPH-1)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 (SPH-1) 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 (SPH-1) 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 formula (SPH-1) 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 and reacted in multiple steps, 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 synthesis schemes 1 to 3, it is possible to synthesize a polymer with a random primary structure (synthetic scheme 1) or a polymer with a regular primary structure (synthetic schemes 2 and 3), and these can be used in appropriate combinations depending on the intended purpose. Furthermore, by using a monomer unit with three or more polymerizable groups, it is possible to synthesize a hyperbranched polymer or a dendrimer.
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、国際公開第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 2015/14 It can be synthesized in accordance with the methods described in JP 2010-215886, JP 2008-106241, JP 2010-215886, WO 2016/031639, JP 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. 2016/125560, 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 2012-144722 A.
3-1-10.有機電界発光素子の応用例
有機EL素子は、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。
3-1-10. Application Examples of Organic Electroluminescent Devices Organic EL elements can also be applied to display devices including organic EL elements or lighting devices including organic EL elements.
A display device or lighting device including an organic EL element can be manufactured by a known method, for example, by connecting the organic EL element according to this embodiment to a known driving device, and can be driven appropriately using a known driving method such as DC driving, pulse driving, or AC driving.
表示装置としては、例えば、カラーフラットパネルディスプレイなどのパネルディスプレイ、フレキシブルカラー有機電界発光(EL)ディスプレイなどのフレキシブルディスプレイなどがあげられる(例えば、特開平10-335066号公報、特開2003-321546号公報、特開2004-281086号公報など参照)。また、ディスプレイの表示方式としては、例えば、マトリクスおよび/またはセグメント方式などがあげられる。なお、マトリクス表示とセグメント表示は同じパネルの中に共存していてもよい。 Examples of display devices include panel displays such as color flat panel displays, and flexible displays such as flexible color organic electroluminescent (EL) displays (see, for example, JP-A-10-335066, JP-A-2003-321546, JP-A-2004-281086, etc.). Display methods include, for example, matrix and/or segment methods. Note that matrix display and segment display may coexist in the same panel.
マトリクスでは、表示のための画素が格子状やモザイク状など二次元的に配置されており、画素の集合で文字や画像を表示する。画素の形状やサイズは用途によって決まる。例えば、パソコン、モニター、テレビの画像および文字表示には、通常一辺が300μm以下の四角形の画素が用いられ、また、表示パネルのような大型ディスプレイの場合は、一辺がmmオーダーの画素を用いることになる。モノクロ表示の場合は、同じ色の画素を配列すればよいが、カラー表示の場合には、赤、緑、青の画素を並べて表示させる。この場合、典型的にはデルタタイプとストライプタイプがある。そして、このマトリクスの駆動方法としては、線順次駆動方法やアクティブマトリックスのどちらでもよい。線順次駆動の方が構造が簡単であるという利点があるが、動作特性を考慮した場合、アクティブマトリックスの方が優れる場合があるので、これも用途によって使い分けることが必要である。 In a matrix, the pixels for display are arranged two-dimensionally, such as in a grid or mosaic pattern, and a collection of pixels displays characters and images. The shape and size of the pixels are determined by the application. For example, square pixels with sides of 300 μm or less are usually used to display images and characters on computers, monitors, and televisions, and pixels with sides on the order of mm are used for large displays such as display panels. For monochrome display, pixels of the same color can be arranged, but for color display, red, green, and blue pixels are displayed side by side. In this case, there are typically delta types and stripe types. The driving method for this matrix can be either line sequential driving method or active matrix. Line sequential driving has the advantage of being simpler in structure, but when considering operating characteristics, active matrix may be superior, so it is necessary to use it according to the application.
セグメント方式(タイプ)では、予め決められた情報を表示するようにパターンを形成し、決められた領域を発光させることになる。例えば、デジタル時計や温度計における時刻や温度表示、オーディオ機器や電磁調理器などの動作状態表示および自動車のパネル表示などがあげられる。 In the segment 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-A-2003-257621, JP-A-2003-277741, JP-A-2004-119211, etc.). Backlights are mainly used for the purpose of improving the visibility of non-self-luminous display devices, and are used in liquid crystal display devices, clocks, audio devices, automobile panels, display boards, signs, etc. In particular, for backlights for liquid crystal display devices, particularly 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
本発明の化合物は、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 compound of the present invention can be used for producing an organic field effect transistor or an organic thin-film solar cell, 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。 The 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. The organic thin-film solar cell can be used by appropriately selecting and combining known materials used in organic thin-film solar cells.
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によってなんら限定されない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
合成例(1):化合物(4-37)Synthesis example (1): Compound (4-37)
[第1段]
3-ブロモジベンゾ[b,d]フラン[r-1](24.7g、100mmol)、2、6-ジメチルアニリン[r-2](29.6g、308mmol)、炭酸セシウム(65.1g)、塩化銅(I)(0.99g)およびキシレン(200ml)をフラスコに入れ、24時間還流した。反応後、反応液に水とトルエンを加えて攪拌した後、有機層を分離して水洗した。その後、有機層を濃縮して粗生成物を得た。粗生成物をシリカゲルカラム(溶離液:酢酸エチル/トルエン=1/5(容量比))で精製した後、目的物を含むフラクションを濃縮することで、オイル状のN-(ジベンゾ[b,d]フラン-3-イル)-N-(2,6-ジメチルフェニル)ジベンゾ[b,d]フラン-3-アミン[r-3](19.2g)を得た。
[First paragraph]
3-Bromodibenzo[b,d]furan[r-1] (24.7 g, 100 mmol), 2,6-dimethylaniline[r-2] (29.6 g, 308 mmol), cesium carbonate (65.1 g), copper(I) chloride (0.99 g) and xylene (200 ml) were placed in a flask and refluxed for 24 hours. After the reaction, water and toluene were added to the reaction solution and stirred, and then the organic layer was separated and washed with water. The organic layer was then concentrated to obtain a crude product. The crude product was purified using a silica gel column (eluent: ethyl acetate/toluene = 1/5 (volume ratio)), and the fraction containing the target product was concentrated to obtain oily N-(dibenzo[b,d]furan-3-yl)-N-(2,6-dimethylphenyl)dibenzo[b,d]furan-3-amine[r-3] (19.2 g).
[第2~3段]
第1段で得た化合物[r-3](19.2g、42.3mmol)をクロロベンゼン(50mL)に溶解させ、三臭化ホウ素(31.8g、127mmol)を加えて室温で8時間撹拌した。100℃に昇温および減圧し、揮発性を取り除いた。目的物[r-4]を含む反応混合物は精製を行わず、次の工程に進んだ。反応混合物に、2、6-ジ(プロペンー2-イル)フェニルリチウム(6.3g、38mmol)およびN-ブチルリチウム(30mL、1.1mmol)を溶解したクロロベンゼン(100mL)を加えて100℃で24時間撹拌した。反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加え撹拌し、トルエンを用いて抽出した。反応液はシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン)を用いて、目的物を含むフラクションのみを回収し、15-(2,6-ジ(プロパン-1-エン-2-イル)フェニル)-7-(2,6-ジメチルフェニル)-7,15-ジヒドロベンゾ[2,3]ベンゾフロ[6,5-b]ベンゾ[2,3]ベンゾフロ[5,6-e][1,4]アザボリニン[r-5](10.7g)を得た。
[2nd to 3rd paragraphs]
The compound [r-3] (19.2 g, 42.3 mmol) obtained in the first step was dissolved in chlorobenzene (50 mL), and boron tribromide (31.8 g, 127 mmol) was added and stirred at room temperature for 8 hours. The temperature was raised to 100°C and the pressure was reduced to remove volatiles. The reaction mixture containing the target product [r-4] was not purified and was advanced to the next step. The reaction mixture was added with chlorobenzene (100 mL) in which 2,6-di(propen-2-yl)phenyllithium (6.3 g, 38 mmol) and N-butyllithium (30 mL, 1.1 mmol) were dissolved, and the mixture was stirred at 100°C for 24 hours. A saturated aqueous solution of ammonium chloride was added to the reaction liquid, and the mixture was stirred and extracted with toluene. The reaction solution was subjected to silica gel column chromatography (eluent: toluene) to recover only the fraction containing the target product, thereby obtaining 15-(2,6-di(propan-1-en-2-yl)phenyl)-7-(2,6-dimethylphenyl)-7,15-dihydrobenzo[2,3]benzofuro[6,5-b]benzo[2,3]benzofuro[5,6-e][1,4]azaborinine[r-5] (10.7 g).
[第4段]
第3段で合成した15-(2,6-ジ(プロパン-1-エン-2-イル)フェニル)-7-(2,6-ジメチルフェニル)-7,15-ジヒドロベンゾ[2,3]ベンゾフロ[6,5-b]ベンゾ[2,3]ベンゾフロ[5,6-e][1,4]アザボリニン[r-5](10.7g、17.3mmol)およびスカンジウムトリフラート(8.5g、17.3mmol)をクロロベンゼン(200ml)に溶解させ100℃で7時間加熱撹拌を行った。飽和炭酸水素ナトリウムを加え、トルエンを用いて抽出した。減圧濃縮し、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー(溶離液:トルエン/ヘキサン=1/4(容量比))で精製することで、11-(2,6-ジメチルフェニル)-4,4,18,18-テトラメチル-11,18-ジヒドロ-4H-9,13-ジオキサ-11-アザ-3a2-ボラベンゾ[jk]フルオレノ[2,3,4-fg]インデノ[1,2-a]ピレン[化合物(4-37)](6.4g、収率60%)を得た。
[4th paragraph]
15-(2,6-di(propan-1-en-2-yl)phenyl)-7-(2,6-dimethylphenyl)-7,15-dihydrobenzo[2,3]benzofuro[6,5-b]benzo[2,3]benzofuro[5,6-e][1,4]azaborinine[r-5] (10.7 g, 17.3 mmol) and scandium triflate (8.5 g, 17.3 mmol) synthesized in the third step were dissolved in chlorobenzene (200 ml) and heated and stirred at 100° C. for 7 hours. Saturated sodium bicarbonate was added, and the mixture was extracted with toluene. After concentration under reduced pressure, the obtained crude product was purified by silica gel column chromatography (eluent: toluene/hexane=1/4 (volume ratio)) to obtain 11-(2,6-dimethylphenyl)-4,4,18,18-tetramethyl-11,18-dihydro-4H-9,13-dioxa-11-aza-3a2-borabenzo[jk]fluoreno[2,3,4-fg]indeno[1,2-a]pyrene [compound (4-37)] (6.4 g, yield 60%).
NMRスペクトルにより得られた化合物の構造を確認した。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ=1.70(s,12H),2.11(s,6H),6.68-6.74(m,6H),6.82(dd,2H),7.04(m,2H),7.27(m,2H)、7.81(m,2H).
The structure of the compound obtained was confirmed by NMR spectroscopy.
1 H-NMR (400 MHz, CDCl 3 ): δ = 1.70 (s, 12H), 2.11 (s, 6H), 6.68-6.74 (m, 6H), 6.82 (dd, 2H), 7.04 (m, 2H), 7.27 (m, 2H), 7.81 (m, 2H).
原料の化合物を適宜変更することにより、上述した合成例に準じた方法およびYamaguchiらによるOrganic & Biomolecular Chemistry,2019,17,5500-5504を参考に、本発明の他の化合物を合成することができる。 By appropriately changing the raw material compounds, other compounds of the present invention can be synthesized according to the methods of the above synthesis examples and by referring to Yamaguchi et al., Organic & Biomolecular Chemistry, 2019, 17, 5500-5504.
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。 Next, we will describe the evaluation of the basic physical properties of the compound of the present invention and the fabrication and evaluation of an organic EL device using the compound of the present invention.
(1)蒸着型有機EL素子の作製と評価
実施例および比較例に係る有機EL素子を作製し、電圧を印加して電流密度、輝度、色度および外部量子効率などを測定する。作製した有機EL素子の構成として、以下の構成A(表1)、構成B(表2)、構成C(表3)および構成D(表4)の4つを選定して評価する。構成A、CおよびDは熱活性型遅延蛍光用材料に適合した構成であり、構成BはTTFを用いた一般的な構成である。構成Aは文献(Adv. Mater. 2016, 28, 2777-2781)で示された高い効率を期待できる素子構成である。構成Cは文献(Scientific Reports, 6, 2016, 22463)で示された比較的高い効率と長期間の駆動安定性を期待できる素子構成である。構成Dは熱活性型遅延蛍光をアシスティングドーパントとする素子である。ただし、本発明の化合物の適用はこれらの構成に限定されず、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。
(1) Preparation and evaluation of deposition type organic EL element Organic EL elements according to the examples and comparative examples are prepared, and voltage is applied to measure current density, luminance, chromaticity, and external quantum efficiency. The following four configurations, Configuration A (Table 1), Configuration B (Table 2), Configuration C (Table 3), and Configuration D (Table 4), are selected as the configurations of the prepared organic EL elements and evaluated. Configurations A, C, and D are configurations suitable for thermally activated delayed fluorescence materials, and Configuration B is a general configuration using TTF. Configuration A is an element configuration that can be expected to have high efficiency as shown in the literature (Adv. Mater. 2016, 28, 2777-2781). Configuration C is an element configuration that can be expected to have relatively high efficiency and long-term driving stability as shown in the literature (Scientific Reports, 6, 2016, 22463). Configuration D is an element that uses thermally activated delayed fluorescence as an assisting dopant. However, application of the compound of the present invention is not limited to these structures, 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.
<実施例1>
表1において、「NPD」は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であり、「TcTa」は4,4',4"-トリス(N-カルバゾリル)トリフェニルアミンであり、「mCP」は1,3-ビス(N-カルバゾリル)ベンゼンであり、「mCBP」は3,3'-ビス(N-カルバゾリル)-1,1'-ビフェニルであり、「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。 In Table 1, "NPD" is N,N'-diphenyl-N,N'-dinaphthyl-4,4'-diaminobiphenyl, "TcTa" is 4,4',4"-tris(N-carbazolyl)triphenylamine, "mCP" is 1,3-bis(N-carbazolyl)benzene, "mCBP" is 3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl, and "TSPO1" is diphenyl[4-(triphenylsilyl)phenyl]phosphine oxide. The chemical structures are shown below.
<構成A:化合物(4-37)をドーパントとした素子>
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)を透明支持基板とする。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、mCBP、化合物(4-37)およびTSPO1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する。
<Configuration A: Element Using Compound (4-37) as a Dopant>
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, mCBP, compound (4-37), and TSPO1, 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、下記各層を形成する。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する。次に、TcTaを加熱して膜厚15nmになるように蒸着して正孔輸送層を形成する。次に、mCPを加熱して膜厚15nmになるように蒸着して電子阻止層を形成する。次に、mCBPと化合物(4-37)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する。mCBPと化合物(4-37)の質量比がおよそ99対1になるように蒸着速度を調節する。次に、TSPO1を加熱して膜厚40nmになるように蒸着して電子輸送層を形成する。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒である。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素子を得る。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する。 The following layers are sequentially formed on the ITO film of the transparent support substrate. The vacuum chamber is depressurized to 5×10 −4 Pa, and NPD is heated and evaporated to a thickness of 40 nm to form a hole injection layer. Next, TcTa is heated and evaporated to a thickness of 15 nm to form a hole transport layer. Next, mCP is heated and evaporated to a thickness of 15 nm to form an electron blocking layer. Next, mCBP and compound (4-37) are heated simultaneously and evaporated to a thickness of 20 nm to form a light emitting layer. The evaporation rate is adjusted so that the mass ratio of mCBP to compound (4-37) is approximately 99:1. Next, TSPO1 is heated and evaporated to a thickness of 40 nm to form an electron transport layer. The evaporation rate of each layer is 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and evaporated at a evaporation rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then aluminum is 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 is adjusted to 1 to 10 nm/sec.
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。 The ITO electrode serves as the anode and the aluminum electrode serves as the cathode, and a DC voltage is applied to measure the luminance, chromaticity, and external quantum efficiency.
<実施例2>
表2において、「HI-1」はN4,N4'-ジフェニル-N4,N4'-ビス(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)-[1,1'-ビフェニル]-4,4'-ジアミンであり、「HAT-CN」は1,4,5,8,9,12-ヘキサアザトリフェニレンヘキサカルボニトリルであり、「HT-1」はN-([1,1'-ビフェニル]-4-イル)-9,9-ジメチル-N-(4-(9-フェニル-9H-カルバゾール-3-イル)フェニル)-9H-フルオレン-2-アミンであり、「HT-2」はN,N-ビス(4-(ジベンゾ[b,d]フラン-4-イル)フェニル)-[1,1':4',1"-テルフェニル]-4-アミンであり、「EMH2」は9-フェニル-10-(4-フェニルナフタレン-1-イル)アントラセンであり、「ET-1」は4,6,8,10-テトラフェニル[1,4]ベンゾキサボリニノ[2,3,4-kl]フェノキサボリニンであり、「ET-2」は3,3'-((2-フェニルアントラセン-9,10-ジイル)ビス(4,1-フェニレン))ビス(4-メチルピリジン)であり、「Liq」と共に以下に化学構造を示す。 In Table 2, "HI-1" is N 4 ,N 4 ' -diphenyl-N 4 ,N 4 '-bis(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)-[1,1'-biphenyl]-4,4'-diamine, "HAT-CN" is 1,4,5,8,9,12-hexaazatriphenylene hexacarbonitrile, "HT-1" is N-([1,1'-biphenyl]-4- yl)-9,9-dimethyl-N-(4-(9-phenyl-9H-carbazol-3-yl)phenyl)-9H-fluoren-2-amine, and "HT-2" is N,N-bis(4-(dibenzo[b,d]furan-4-yl) phenyl)-[1,1':4',1"-terphenyl]-4-amine, "EMH2" is 9-phenyl-10-(4-phenylnaphthalen-1-yl)anthracene, "ET-1" is 4,6,8,10-tetraphenyl[1,4]benzoxaborinino[2,3,4-kl]phenoxaborinine, and "ET-2" is 3,3'-((2-phenylanthracene-9,10-diyl)bis(4,1-phenylene))bis(4-methylpyridine), the chemical structures of which are shown below along with "Liq."
<構成B:化合物(4-37)をドーパントとした素子>
構成Aと同様の手順で表2の構成材料や膜厚に従って構成BのEL素子を得る。ただし、発光層のEMH2と化合物(4-37)の質量比はおよそ99対1になるように、電子輸送層2のET-2とLiqの質量比はおよそ1対1になるように蒸着速度を調節する。また、銀とマグネシウムの質量比は1:9になるように蒸着速度を調節する。
ITO電極を陽極、銀マグネシウム合金電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。
<Configuration B: Element Using Compound (4-37) as a Dopant>
An EL element of structure B is obtained according to the constituent materials and film thicknesses in Table 2 by the same procedure as in structure A. However, the deposition rate is adjusted so that the mass ratio of EMH2 to compound (4-37) in the emitting layer is about 99:1, and the mass ratio of ET-2 to Liq in the electron transport layer 2 is about 1:1. In addition, the deposition rate is adjusted so that the mass ratio of silver to magnesium is 1:9.
The ITO electrode is used as the anode and the silver-magnesium alloy electrode is used as the cathode, and a direct current voltage is applied to the electrode, allowing the luminance, chromaticity, and external quantum efficiency to be measured.
<実施例3>
表3において、「Tris-PCz」は9,9',9"-トリフェニル-9H,9H',9H"-3,3’,6’,3”-テルカルバゾールであり、「T2T」は2,4,6-トリ[[1,1'-ビフェニル]-3-イル]-1,3,5-トリアジンであり、「BPy-TP2」は2,7-ジ([2,2'-ビピリジン]-5-イル)トリフェニレンである。以下に化学構造を示す。 In Table 3, "Tris-PCz" is 9,9',9"-triphenyl-9H,9H',9H"-3,3',6',3"-tert-carbazole, "T2T" is 2,4,6-tri[[1,1'-biphenyl]-3-yl]-1,3,5-triazine, and "BPy-TP2" is 2,7-di([2,2'-bipyridine]-5-yl)triphenylene. The chemical structures are shown below.
<構成C:化合物(4-37)をドーパントに用いた素子>
スパッタリングにより製膜した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)を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置((株)長州産業)の基板ホルダーに固定し、HAT-CN、Tris-PCz、mCBP、化合物(4-37)、T2TおよびBPy-TP2をそれぞれ入れたタンタル製蒸着用ルツボ、LiFおよびアルミニウムを入れた窒化アルミニウム製蒸着用ルツボを装着する。
<Configuration C: Device using compound (4-37) as dopant>
A 26 mm × 28 mm × 0.7 mm glass substrate (Optoscience Co., Ltd.) on which an ITO film formed 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 device (Choshu Sangyo Co., Ltd.), and tantalum deposition crucibles containing HAT-CN, Tris-PCz, mCBP, compound (4-37), T2T, and BPy-TP2, and aluminum nitride deposition crucibles containing LiF and aluminum were attached.
透明支持基板のITO膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を2.0×10-4Paまで減圧し、まず、HAT-CNを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、次いで、Tris-PCzを加熱して膜厚30nmになるように蒸着することで2層からなる正孔層を形成する。次に、mCBPと化合物(4-37)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する。mCBPと化合物(4-37)の質量比がおよそ90対10になるように蒸着速度を調節する。次に、T2Tを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、BPy-TP2を30nmになるように蒸着して2層からなる電子輸送層を形成する。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒である。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し、次いで、アルミニウムを加熱して膜厚100nmになるように0.1~2nm/秒の蒸着速度で蒸着して陰極を形成することで、有機EL素子を得ることができる。 The following layers are formed in sequence on the ITO film of the transparent support substrate. The vacuum chamber is depressurized to 2.0×10 −4 Pa, and first, HAT-CN is heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and then Tris-PCz is heated and evaporated to a thickness of 30 nm to form a hole layer consisting of two layers. Next, mCBP and compound (4-37) are heated simultaneously and evaporated to a thickness of 30 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate is adjusted so that the mass ratio of mCBP to compound (4-37) is approximately 90:10. Next, T2T is heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and BPy-TP2 is evaporated to a thickness of 30 nm to form an electron transport layer consisting of two layers. The evaporation rate of each layer is 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and evaporated at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then aluminum is heated and evaporated at a deposition rate of 0.1 to 2 nm/sec to a thickness of 100 nm to form a cathode, thereby obtaining an organic EL element.
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。 The ITO electrode serves as the anode and the aluminum electrode serves as the cathode, and a DC voltage is applied to measure the luminance, chromaticity, and external quantum efficiency.
<実施例4>
表4において、「3Cz2DPhCzBN」は、2,4,6-トリ(9H-カルバゾール-9-イル)-3,5-ビス(3,6-ジフェニル-9H-カルバゾール-9-イル)ベンゾニトリルである。以下に化学構造を示す。
<構成D:アシスティングドーパントに3Cz2DPhCzBNを、エミッティングドーパントに化合物(4-37)を用いた素子>
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)を透明支持基板とする。この透明支持基板を市販の蒸着装置(長州産業(株)製)の基板ホルダーに固定し、HAT-CN、Tris-PCz、mCBP、3Cz2DPhCzBN、化合物(4-37)、T2TおよびBPy-TP2をそれぞれ入れたタンタル製蒸着用ボート、Liq、LiFおよびアルミニウムをそれぞれ入れた窒化アルミニウム製蒸着用ボートを装着する。
<Configuration D: Element using 3Cz2DPhCzBN as an assisting dopant and compound (4-37) as an emitting dopant>
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 Choshu Sangyo Co., Ltd.), and a tantalum deposition boat containing HAT-CN, Tris-PCz, mCBP, 3Cz2DPhCzBN, compound (4-37), T2T, and BPy-TP2, and an aluminum nitride deposition boat containing Liq, LiF, and aluminum, were attached.
透明支持基板のITO膜の上に順次、下記各層を形成する。真空槽を5×10-4Paまで減圧し、まず、HAT-CNを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、次に、Tris-PCzを加熱して膜厚30nmになるように蒸着して2層からなる正孔層を形成する。次に、ホストとしてmCBP、アシスティングドーパントとして3Cz2DPhCzBNおよびエミッティングドーパントとして化合物(4-37)を同時に加熱して膜厚30nmになるように共蒸着して発光層を形成する。ホスト、アシスティングドーパントおよびエミッティングドーパントの質量比がおよそ80対19対1になるように蒸着速度を調節する。次に、T2Tを加熱して膜厚10nmになるように蒸着し、ついで、BPy-TP2とLiqの質量比がおよそ70対30になるように加熱して膜厚30nmまで蒸着し、電子輸送層1および2を形成する。以上の各層の蒸着速度は0.01~1nm/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素子を得る。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する。 The following layers are formed in sequence on the ITO film of the transparent support substrate. The vacuum chamber is depressurized to 5×10 −4 Pa, and first, HAT-CN is heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and then, Tris-PCz is heated and evaporated to a thickness of 30 nm to form a hole layer consisting of two layers. Next, mCBP as a host, 3Cz2DPhCzBN as an assisting dopant, and compound (4-37) as an emitting dopant are simultaneously heated and co-evaporated to a thickness of 30 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate is adjusted so that the mass ratio of the host, the assisting dopant, and the emitting dopant is approximately 80:19:1. Next, T2T is heated and evaporated to a thickness of 10 nm, and then, BPy-TP2 and Liq are heated and evaporated to a thickness of 30 nm to form electron transport layers 1 and 2. The evaporation rate of each of the above layers is 0.01 to 1 nm/sec. Thereafter, LiF is heated and evaporated at a deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm, and then aluminum is heated and evaporated to a thickness of 100 nm to form a cathode, thereby obtaining an organic EL element. At this time, the evaporation rate of aluminum is adjusted to 1 to 10 nm/sec.
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、輝度、色度および外部量子効率を測定できる。 The ITO electrode serves as the anode and the aluminum electrode serves as the cathode, and a DC voltage is applied to measure the luminance, chromaticity, and external quantum efficiency.
<実施例5、比較例1>
(有機EL素子の構成B1)
有機EL素子の構成B1は、前述の有機EL素子の構成Bにおけるホストおよび陰極の材料を変更した構成である。
(Structure B1 of Organic EL Element)
The organic EL element having the structure B1 has a structure in which the materials of the host and the cathode in the organic EL element having the structure B described above are changed.
表5において、「EMH3」は2-(10-フェニルアントラセン-9-イル)ジベンゾ[b,d]フランであり、「BD1」は4,8,12-トリフェニル-8,12-ジヒドロ-4H-4,8,12-トリアザ-3a2-ボラジベンゾ[cd,mn]ピレンである。以下に化学構造を示す。 In Table 5, "EMH3" is 2-(10-phenylanthracen-9-yl)dibenzo[b,d]furan, and "BD1" is 4,8,12-triphenyl-8,12-dihydro-4H-4,8,12-triaza-3a2-boradibenzo[cd,mn]pyrene. The chemical structures are shown below.
<構成B1:化合物(4-37)をドーパントとした素子(実施例5)>
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、HI-1、HAT-CN、HT-1、HT-2、EMH3、化合物(4-37)、ET-1、ET-2およびLiq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。
<Structure B1: Element using compound (4-37) as a dopant (Example 5)>
A 26 mm × 28 mm × 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 HI-1, HAT-CN, HT-1, HT-2, EMH3, compound (4-37), ET-1, ET-2, and Liq, 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、HI-1を加熱して膜厚40nmになるように蒸着し、さらにHAT-CNを加熱して膜厚5nmになるように蒸着して、二層からなる正孔注入層を形成した。次いで、HT-1を加熱して膜厚15nmになるように蒸着し、さらにHT-2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、EMH3と化合物(4-37)を同時に加熱して膜厚25nmになるように蒸着して発光層を形成した。EMH3と化合物(4-37)の質量比がおよそ99対1になるように蒸着速度を調節した。次に、ET-1を加熱して膜厚5nmになるように蒸着し、さらに、ET-2およびLiqを加熱して膜厚25nm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。ET-2およびLiqの質量比がおよそ1:1になるように蒸着速度を調節した。各層の蒸着速度は0.01~1nm/秒である。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て、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, HI-1 was heated and evaporated to a thickness of 40 nm, and HAT-CN was further heated and evaporated to a thickness of 5 nm to form a two-layer hole injection layer. Next, HT-1 was heated and evaporated to a thickness of 15 nm, and HT-2 was further heated and evaporated to a thickness of 10 nm to form a two-layer hole transport layer. Next, EMH3 and compound (4-37) were simultaneously heated and evaporated to a thickness of 25 nm to form a light-emitting layer. The evaporation rate was adjusted so that the mass ratio of EMH3 to compound (4-37) was approximately 99:1. Next, ET-1 was heated and evaporated to a thickness of 5 nm, and further, ET-2 and Liq were heated and evaporated to a thickness of 25 nm to form a two-layer electron transport layer. The deposition rate was adjusted so that the mass ratio of ET-2 and Liq was approximately 1:1. 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.
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度1000cd/m2のとき、発光ピーク波長は450nm、発光半値幅は30nm、外部量子効率は5.5%であった。また、初期輝度1000cd/m2で連続駆動させたときのLT90(輝度が900cd/m2になるまでの時間)は32時間であった。 When a direct current voltage was applied to the ITO electrode as the anode and the aluminum electrode as the cathode , the emission peak wavelength was 450 nm, the emission half-width was 30 nm, and the external quantum efficiency was 5.5% when the luminance was 1000 cd/ m2 . In addition, the LT90 (the time until the luminance reached 900 cd/ m2 ) when continuously driven at an initial luminance of 1000 cd/m2 was 32 hours.
<構成B1:化合物(BD1)をドーパントとした素子(比較例1)>
ドーパントに化合物(4-37)の代わりに化合物(BD1)を用いた以外は、実施例5と同様の手順で有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加したところ、輝度1000cd/m2のとき、発光ピーク波長は405nm、発光半値幅は24nm、外部量子効率は1.5%であった。また、初期輝度1000cd/m2で連続駆動させたときのLT90は1時間以下であった。
<Configuration B1: Element using compound (BD1) as a dopant (Comparative Example 1)>
An organic EL device was obtained in the same manner as in Example 5, except that compound (BD1) was used as the dopant instead of compound (4-37). When a direct current voltage was applied between an ITO electrode as the anode and an aluminum electrode as the cathode, the emission peak wavelength was 405 nm, the emission half-width was 24 nm, and the external quantum efficiency was 1.5% at a luminance of 1000 cd/ m2 . In addition, the LT90 when continuously driven at an initial luminance of 1000 cd/ m2 was 1 hour or less.
以下に実施例5、および比較例1の特性をまとめた。本発明の化合物を用いた有機EL素子では外部量子効率や素子寿命が比較例に対して優れていた。
(2)発光層形成用組成物の調製と評価
<実施例S-1~実施例S-3および比較例S-1>
表7に記載のとおり、第1成分のホストを0.99質量%、第2成分のドーパントを0.01質量%および第3成分の溶媒を99質量%混合して、固形分濃度1質量%の発光層形成用組成物をそれぞれ調製した。
(2) Preparation and Evaluation of Composition for Forming Light-Emitting Layer <Examples S-1 to S-3 and Comparative Example S-1>
As shown in Table 7, 0.99% by mass of the host as the first component, 0.01% by mass of the dopant as the second component, and 99% by mass of the solvent as the third component were mixed to prepare compositions for forming an emission layer with a solid content of 1% by mass.
上記表7において、「EMH4」は9-(7-([1,1’:3’,1”:3”,1’”-クアトロフェニル]-3-イル)ナフタレン-2-イル)-10-フェニルアントラセンである。以下に化学構造を示す。 In Table 7 above, "EMH4" is 9-(7-([1,1':3',1":3",1'"-quatrophenyl]-3-yl)naphthalen-2-yl)-10-phenylanthracene. The chemical structure is shown below.
また、発光層形成用組成物の調製に際して使用した溶媒は以下のとおりである。
「Tol / DHNp (9/1)」
トルエン/デカヒドロナフタレン=9/1(容量比)の混合溶液
「3PxT / c6B (7/3)」
3-フェノキシトルエン/シクロヘキシルベンゼン=7/3(容量比)の混合溶液
The solvents used in preparing the composition for forming the light-emitting layer are as follows.
"Tol / DHNp (9/1)"
Mixture of toluene and decahydronaphthalene = 9/1 (volume ratio) "3PxT / c6B (7/3)"
Mixture of 3-phenoxytoluene and cyclohexylbenzene = 7/3 (volume ratio)
調製した発光層形成用組成物について、以下の評価を行った。これらの結果は表8に示すとおりであった。 The following evaluations were carried out on the prepared light-emitting layer-forming composition. The results are shown in Table 8.
<溶解性の評価>
調製した発光層形成用組成物の濁りおよび沈殿の有無を確認することで溶解性の評価を行った。濁りおよび沈殿のない組成物を「A」、濁りまたは沈殿が起きた組成物を「F」とした。
<Evaluation of Solubility>
The solubility was evaluated by checking the presence or absence of turbidity and precipitation in the prepared compositions for forming a light-emitting layer. Compositions without turbidity and precipitation were rated as "A," and compositions with turbidity or precipitation were rated as "F."
<成膜性の評価>
溶解性の評価が「A」であった発光層形成用組成物に関して、下記の操作に沿って、スピンコート成膜後またはインクジェット印刷後に得られた膜を観察し、ピンホール、化合物の析出またはムラのいずれかがある膜を「C」、ピンホール、化合物の析出およびムラのすべてがない膜を「B」、評価「B」に加えてされに平滑性が高い(Ra<5nm)膜を「A」とした。
<Evaluation of film-forming properties>
For compositions for forming an emitting layer that were rated "A" for solubility, the films obtained after spin-coating or inkjet printing were observed according to the procedure described below. Films having pinholes, compound precipitation, or unevenness were rated "C." Films free of pinholes, compound precipitation, and unevenness were rated "B." Films that were rated "B" and also had high smoothness (Ra<5 nm) were rated "A."
(スピンコートによる成膜方法)
厚み0.5mm、サイズ28×26mmの清浄なガラス基板に、照射エネルギー1000mJ/cm2(低圧水銀灯(254ナノメートル))を照射することでUV-O3処理を行った。次いで、0.3~0.6mlの発光層形成用組成物をガラス上に滴下し、スピンコート(スロープ(5秒間で所定の回転数まで上げる)→500~5000rpmで塗布(所定の回転数で10秒間維持)→スロープ(5秒間で回転数を下げ、回転数を0rpmとする))を行った。さらに、120℃のホットプレート上で10分間乾燥させて成膜した。
(Film formation method by spin coating)
A clean glass substrate with a thickness of 0.5 mm and a size of 28 x 26 mm was irradiated with an irradiation energy of 1000 mJ/ cm2 (low pressure mercury lamp (254 nanometers)) to perform UV- O3 treatment. Next, 0.3 to 0.6 ml of the composition for forming an emitting layer was dropped onto the glass, and spin coating (slope (increase to a specified rotation speed in 5 seconds) → coating at 500 to 5000 rpm (maintain at a specified rotation speed for 10 seconds) → slope (decrease the rotation speed in 5 seconds, and set the rotation speed to 0 rpm)) was performed. Furthermore, the substrate was dried on a hot plate at 120°C for 10 minutes to form a film.
(インクジェットによる成膜方法)
インクジェットを用いて、100ppiのピクセル内に発光層形成用組成物を吐出し、120℃で乾燥させて成膜した。
(Inkjet film formation method)
The composition for forming a light-emitting layer was discharged into a pixel of 100 ppi using an inkjet printer, and dried at 120° C. to form a film.
<インクジェット吐出安定性の評価>
溶解性の評価が「A」であった発光層形成用組成物に関して、インクジェットを用いて、100ppiのピクセル内に発光層形成用組成物を吐出し、吐出開始直後と24時間連続運転後におけるそれぞれのインクジェットの吐出安定性を評価した。なお、評価に際して、5割未満の吐出孔より吐出できる場合(吐出できない場合を含む)は「C」、5割以上9割未満の吐出孔から吐出できる場合は「B」、9割以上の吐出孔から吐出できる場合は「A」とした。
<Evaluation of Inkjet Ejection Stability>
For the compositions for forming light-emitting layers that were rated "A" for solubility, the compositions for forming light-emitting layers were discharged into a pixel of 100 ppi using an inkjet, and the discharge stability of each inkjet was evaluated immediately after the start of discharge and after 24 hours of continuous operation. In the evaluation, the composition was rated "C" when it could be discharged from less than 50% of the discharge holes (including cases where it could not be discharged), "B" when it could be discharged from 50% to less than 90% of the discharge holes, and "A" when it could be discharged from 90% or more of the discharge holes.
(3)塗布型有機EL素子の作製と評価
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。
(3) Preparation and Evaluation of Coating-Type Organic EL Device Next, an organic EL device obtained by coating an organic layer will be described.
<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。なお、下記式において、Bpinはピナコラートボリルである。
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 charge ratio that each unit is 40:10:50 (molar ratio). In the following formula, Bpin is pinacolatoboryl.
<高分子正孔輸送化合物:XLP-101溶液の調製>
特開2018-61028号公報に記載の方法に従い合成したXLP-101を0.7質量%になるように3-フェノキシトルエン/シクロヘキシルベンゼン=7/3(容量比)の混合溶液)に溶解させた。
<Preparation of Polymer Hole Transport Compound: XLP-101 Solution>
XLP-101 synthesized according to the method described in JP 2018-61028 A was dissolved in a mixed solution of 3-phenoxytoluene/cyclohexylbenzene = 7/3 (volume ratio) to a concentration of 0.7 mass%.
<実施例SD-1および比較例SD-1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.
上記表9における、正孔注入層の形成材料である「PEDOT:PSS」としては、市販のPEDOT:PSS溶液(Clevios(TM) P VP AI4083、下記式で表されるPEDOT:PSSの水分散液、Heraeus Holdings社製)を用いた。 In Table 9 above, a commercially available PEDOT:PSS solution (Clevios(TM) P VP AI4083, an aqueous dispersion of PEDOT:PSS represented by the following formula, manufactured by Heraeus Holdings) was used as the "PEDOT:PSS" material for forming the hole injection layer.
<実施例SD-1>
ITOが50nm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の正孔注入層を成膜した。次いで、XLP-101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、200℃のホットプレート上で1時間焼成することで、発光層形成用組成物に不溶な膜厚30nmの正孔輸送層を成膜した。次いで、実施例S-3で調製した発光層形成用組成物をスピンコートし、120℃のホットプレート上で1時間焼成することで、膜厚20nmの発光層を成膜した。
<Example SD-1>
On a glass substrate on which ITO was evaporated to a thickness of 50 nm, a PEDOT:PSS solution was spin-coated and baked on a hot plate at 200°C for 1 hour to form a hole injection layer with a thickness of 40 nm. Next, an XLP-101 solution was spin-coated, dried on a hot plate at 80°C for 10 minutes, and then baked on a hot plate at 200°C for 1 hour to form a hole transport layer with a thickness of 30 nm that is insoluble in the composition for forming an emitting layer. Next, the composition for forming an emitting layer prepared in Example S-3 was 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、ET-1、ET-2、LiqおよびLiFをそれぞれ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した。真空槽を5×10-4Paまで減圧した後、ET-1を加熱して膜厚10nmになるように蒸着して電子輸送層1を形成した。次いで、ET-2およびLiqを加熱して膜厚20nmになるように蒸着して電子輸送層2を形成した。ET-2およびLiqの質量比がおよそ1:1になるように蒸着速度を調節した。電子輸送層を形成する際の蒸着速度は1nm/秒とした。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た。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た。このようにして有機EL素子を得た。 The prepared multilayer film was fixed to a substrate holder of a commercially available vapor deposition apparatus (manufactured by Showa Vacuum Co., Ltd.), and a molybdenum vapor deposition boat containing ET-1, ET-2, Liq, and LiF, and a tungsten vapor deposition boat containing aluminum were attached. After the vacuum chamber was reduced in pressure to 5×10 −4 Pa, ET-1 was heated and vapor-deposited to a thickness of 10 nm to form an electron transport layer 1. Next, ET-2 and Liq were heated and vapor-deposited to a thickness of 20 nm to form an electron transport layer 2. The vapor deposition rate was adjusted so that the mass ratio of ET-2 and Liq was approximately 1:1. The vapor deposition rate when forming the electron transport layer was 1 nm/sec. Thereafter, LiF was heated and vapor-deposited at a vapor deposition rate of 0.01 to 0.1 nm/sec to a thickness of 1 nm. Next, aluminum was heated and vapor-deposited to a thickness of 100 nm to form a cathode. In this manner, an organic EL device was obtained.
ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、発光面は均一であり、発光スペクトルはピーク波長452nm、半値幅38nmであった。また、1000cd/m2発光時の外部量子効率は2.1%であった。 When a direct current voltage was applied to the ITO electrode as the anode and the aluminum electrode as the cathode, the characteristics at 1000 cd/ m2 emission were measured, and the emission surface was uniform, the emission spectrum had a peak wavelength of 452 nm, a half-width of 38 nm, and the external quantum efficiency at 1000 cd/ m2 emission was 2.1%.
<比較例SD-1>
実施例S-2の代わりに比較例S-1を成膜した以外は実施例SD-1と同様の手順および構成にて有機EL素子を得た。ITO電極を陽極、アルミニウム電極を陰極として直流電圧を印加し、1000cd/m2発光時の特性を測定したところ、発光面に輝点が見られ、化合物の結晶化が起きている予想された。発光スペクトルはピーク波長425nmおよび半値幅67nmであった。また、1000cd/m2発光時の外部量子効率は0.2%であった。
<Comparative Example SD-1>
An organic EL element was obtained in the same procedure and configuration as in Example SD-1, except that Comparative Example S-1 was formed instead of Example S-2. A direct current voltage was applied to the ITO electrode as the anode and the aluminum electrode as the cathode, and the characteristics at 1000 cd/ m2 emission were measured. Bright spots were observed on the emission surface, suggesting that crystallization of the compound had occurred. The emission spectrum had a peak wavelength of 425 nm and a half-width of 67 nm. The external quantum efficiency at 1000 cd/ m2 emission was 0.2%.
表10に実施例SD-1および比較例SD-1の結果をまとめた。本発明の化合物を使用した実施例SD-1においてより高い効率が得られた。
本発明では、新規な多環芳香族化合物を提供することで、有機EL素子用材料の選択肢を増やすことができる。また、新規な多環芳香族化合物を有機電界発光素子用材料として用いることで、優れた有機EL素子、それを備えた表示装置およびそれを備えた照明装置などを提供することができる。 In the present invention, by providing a novel polycyclic aromatic compound, it is possible to increase the options for materials for organic EL elements. In addition, by using a novel polycyclic aromatic compound as a material for an organic electroluminescent device, it is possible to provide an excellent organic EL element, a display device including the same, and a lighting device including the same.
100 有機電界発光素子
101 基板
102 陽極
103 正孔注入層
104 正孔輸送層
105 発光層
106 電子輸送層
107 電子注入層
108 陰極
REFERENCE SIGNS LIST 100 Organic electroluminescent element 101 Substrate 102 Anode 103 Hole injection layer 104 Hole transport layer 105 Light-emitting layer 106 Electron transport layer 107 Electron injection layer 108 Cathode
Claims (15)
Y 1 は、Bであり、
X 1 は、>O、>N-R、または>C(-R) 2 であり、
X 2 は、>O、>C(-R) 2 、または>Sであり、
X 3 は、>O、>N-R、>C(-R) 2 、または>Sであり、
X 4 およびX 6 は、それぞれ独立して、>O、>N-R、または>Sであり、
前記>N-RのRは、それぞれ独立して、フェニル(炭素数1~6のアルキルまたは炭素数1~6のアルキルで置換されていてもよいフェニルで置換されていてもよい)であり、
前記>C(-R) 2 のRはメチルであり、
Rb1~Rb13は、水素、またはメチル、t-ブチル、t-アミル、t-オクチル、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から選択されるいずれかの置換基であり、
式(4)および式(12)それぞれで表される化合物における少なくとも1つの水素は、重水素で置換されていてもよい。) A polycyclic aromatic compound represented by formula (4) or formula (12) :
Y1 is B ,
X1 is >O, >N-R, or >C(-R) 2 ;
X2 is >O, >C(-R) 2 , or >S;
X3 is >O, >N--R, >C(--R) 2 , or >S;
X4 and X6 are each independently >O, >N-R, or >S;
R in the >N-R is each independently phenyl (which may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms or phenyl which may be substituted with alkyl having 1 to 6 carbon atoms);
R in the >C(-R) 2 is methyl;
R b1 to R b13 each represent a hydrogen atom or any substituent selected from methyl, t-butyl, t-amyl, t-octyl, 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, carbazolyl, 3,6-dimethylcarbazolyl, 3,6-di-t-butylcarbazolyl, and phenoxy;
At least one hydrogen atom in each of the compounds represented by formula (4) and formula (12) may be replaced with deuterium .
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